2.7 Особенности расчета магнитной системы. Цели и задачи расчета

Магнитная система машины постоянного тока представляет со­бой 2р симметричных магнитных цепей, каждая из кото­рых состоит из семи последовательно соединенных условно одно­родных участков: воздушного зазора под главными полюсами, зубцов якоря, ярма якоря, зубцов полюсных наконечников главных полюсов (у компенсированных машин), сердечника главного полю­са, зазора между главным полюсом и станиной. Для расчета магнитной цепи необходимо знать размеры всех участков магнитопровода, площади их сечения, магнитные потоки этих участков. Для расчета этих данных необходимо знать значения нескольких коэффициентов: 1. Коэффициент воздушного зазора , учитывающий влияние зубчатости якоря , зубцов компенсационной обмотки на главном полюсе , бандажных канавок и радиальных вентиляционных каналов на магнитное сопротивление воздушного зазора. 2. Расчетная ширина полюсной дуги при эксцентричном lasope под главными полюсами и при концентрическом зазоре под главными полюсами с компенсационной обмоткой. 3. Расчетная длина якоря равна длине пакета якоря , т. е. при отсутствии радиальных вентиляционных каналов и при наличии радиальных вентиляционных каналов шириной каждого канала. 4. Расчетная длина станины k для машин постоянного тока мо­жет быть принята: , где — длина главного полюса. 5. Высоту главного полюса для машин постоянного тока с диаметром якоря до 0,5 м определяют предварительно. При D > 0,5 м для предварительного определения высоты полюса необходимо использовать установленные зависимости . 6. Высота станины определяется при известных радиальных размерах магнитной системы: , где — высота наконечника главного полюса, выби­рается исходя из условия, чтобы магнитная индукция в сечении не превышала 1,8...1,9 Тл; индукция в станине из массивной стали не должна превышать = 1,3 Тл (1,05 Тл при классе изоляции Н). Уве­личение магнитной индукции сверхустановленных значении приво­дит, в первую очередь, к ухудшению коммутации машины. 7. Ширина выступа наконеч­ника главного полюса может быть принята равной (0,1…0,15) . Ширина сердечника главного полюса , где — индукция в сердечнике главного полюса. Для сталей ма­рок 3411, 3412, 3413 = 1,6…1,7 Тл, для сталей марок 1211 и 1212 = 1,35…1,55 Тл. При исполнении машины по степени защиты IP44 и способам охлаждения IС0141 и IС0041 индукция , должна быть снижена на 0,2—0,3 Тл. 8. Коэффициент магнитного рассеяния главных полюсов зависит от воздушного зазора, ширины межполюсного окна и ши­рины полюсного наконечника добавочного полюса. В каждом конкретном случае путем моделирования магнитного поля в воздушном зазоре можно определить . При расчетах магнитных цепей машин постоянного тока можно принять = 1,15 для двухполюсных машин, = 1,2 для четырехполюсных машин без компенсационной обмотки, = 1,25 при 2р = 4 и 6 и наличии компенсационной обмотки.

2.8 Определение мдс реакции якоря, учет ее при расчете обмотки возбуждения

Поперечная МДС якоря, возникающая при прохождении тока по обмотке якоря, взаимодействует с МДС обмотки возбуждения главных полюсов (реакция якоря) деформируя, а при насыщенной магнитной цепи — также ослабляя поле главных полюсов. Чем больше нагрузка якоря, тем значительнее уменьшение магнитного потока. В двигателях с относительно небольшим падением напряжения в обмотках якорной цепи указанное уменьшение Ф может вызвать неустойчивость скоростной характеристики, т. е. повышение частоты вращения при увеличении нагрузки. На уменьшение Ф также влияет, но в меньшей мере МДС, создаваемая коммутационными токами в короткозамкнутых секциях. При работе двигателей в системе автоматического регулирования устойчивость скоростной характеристики может быть обеспечена элементами этой системы. У других двигателей размагничивающее действие МДС якоря может быть компенсировано применением стабилизирующей последовательной обмотки главных полюсов, однако введение такой обмотки требует в случае реверса двигателя переключения выводов стабилизирующей обмотки, по которой протекает ток якоря. Уменьшению размагничивающего действия МДС содействует применение в машинах эксцентричного зазора. При деформации кривой поля также повышается максимальное напряжение между соседними коллекторными пластинами U_{k max}, в результате чего может усилиться искрение на коллекторе и возникнуть круговой огонь. Наиболее радикальным способом компенсации МДС якоря и ликвидации предпосылок к образованию кругового огня является применение в машинах компенсационной обмотки, размещаемой в пазах наконечников главных полюсов. Однако при этом усложняется конструкция машины и ее стоимость. Компенсационную обмотку применяют главным образом в машинах с h>355 мм, работающих с большими кратковременными перегрузками и в широком диапазоне регулирования частоты вращения путем изменения тока в обмотках возбуждения главных полюсов.