23. Воздушный зазор синхронной машины, его влияние на характеристики сд. Синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси Xd, его влияние на перегрузочную способность сд.

Воздушный зазор в основном определяет технико – экономические показатели машин. С одной стороны при увеличении зазора возрастают размеры обмотки возбуждения и потери в этой обмотке. С другой стороны, при малых зазорах повышаются добавочные потери на поверхности полюсных наконечников, а также при деформации ротора появляется опасность задевания его о статор. От зазора зависят возможные кратковременные перегрузки по моменту и мощности. На максимальное значение момента и электромагнитной мощности существенное влияние оказывает синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси . Чем больше зазор, тем меньше индуктивное сопротивление и, следовательно, большими будут кратности максимальных значений момента М_мах/M_ном и мощности .

При небольших воздушных зазорах возрастает X_ad, перегрузочная способность S=М_мах/M_ном, где ; уменьшается постоянная времени нагревания, при этом I_кз. При эти факторы оказывают противоположное влияние, ноМДС ОВ - W_в, - размеры полюсов - КПД, ухудшается тепловой режим, но при этом  МДС якоря – р.я. снижается.

В синхронных машинах общего назначения при выборе воздушного зазора обычно исходят из значения , при котором М_мах/M_ном или будут иметь необходимые значения. Связь между и зазором δ устанавливается известным соотношением

Учитывая, что , после преобразований получаем

где – индуктивное сопротивление продольной реакции якоря; – индуктивное сопротивление рассеяния и синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси; – коэффициент воздушного зазора; – коэффициент продольной реакции якоря (0,8…0,86); – коэффициент, учитывающий влияние магнитных напряжений стальных участков магнитной цепи и стыков между полюсом и ярмом для ненасыщенной машины:

1 )К_о=1,4…1,8 – коэффициент насыщения магнитной цепи стальное ярмо ненасыщенной машины. При стыке между полюсами и ярмом 1,2…1,3.

2) К_о=1,08…1,4 – при чугунном ярме, при стыке 1,8…4,5;

В_=0,95∙В_ – максимальная индукция в зазоре при холостом ходе и номинальном напряжении, Тл; – магнитная постоянная.

В (*) подставляют А в А/м, В – в Тл, – в м, тогда – получаем в метрах. Коэффициент в скобках выбирают тем меньше, чем большее значение имеет . Нижний его предел соответствует . На рисунке приведена зависимость , полученная на основании усреднения расчётных данных явнополюсных синхронных машин общего назначения. По этой зависимости исходя из заданного значения , можно предварительно найти и подставить в (*). Для синхронных двигателей согласно ГОСТ 183 . Такое же значение можно принимать для кратности максимальной мощности у генераторов. Обычно отношение . В современных машинах воздушный зазор по ширине полюсного наконечника делают неодинаковым. Чтобы получить распределение магнитного поля, приближающегося к синусоидальному, зазор под краями полюсов будет примерно в 1,5 раза большим, чем в середине, т.е. , где – зазор под серединой полюса. С этой целью радиус дуги полюсного наконечника выбирают меньше внутреннего радиуса статора: Среднее значение зазора принимают равным: .