5.4.1 Визначення основних розмірів статора

Розрахункова величина магнітного потоку у повітряному зазорі

[В^.с] (5.17)

де - уточнене значення.

α_р=0,78 при р=6

.

Число витків у фазі

, (5.18)

Число пазів якоря

, (5.19)

де q- число пазів на полюс і фазу. У генераторах малої потужності, працюючих на навантаження через випрямлячі q=1.

Зубцеве ділення якоря

, (5.20)

Для зубця з постійним перетином необхідна його ширина

, [см] (5.21)

де В_δ- індукція у повітряному зазорі [Тл]

t_Z- зубова поділка по діаметру якоря [см]

В_Z- допустимі значення індукції в зубі; для зуба з постійним перетином для сталі 1411 В_Z=1,4÷1,6.

K_З.С..- коефіцієнт заповнення сталлю перетину магнітодроту якоря; залежить від товщини листа ∆ та від виду ізоляції листів – при термооксидуванні та ∆=0,35 K_З.С.=0,95.

ν_В- коефіцієнт витиснення магнітного потоку від вихрових струмів. Для сталі 1411 ∆=0,35 мм f=400 Гц ν_В=0,94.

5.5 Розрахунок магнітного ланцюга

Користуючись розрахунком магнітного ланцюга можна побудувати характеристику холостого ходу генератора.

Розрахунок магнітного ланцюга роблять на пару полюсів при n= n_вих=1000 об/хв. При цьому звичайно задаються декількома значеннями ЕРС Е_Ф в границях від 0,5 до 1,25 Е_Ф.

Магнітний потік у повітряному зазорі при синусоїдальній формі поля (k=1,11) визначають за формулою

[В^.с ] (5.22)

Магнітна індукція у повітряному зазорі

[Тл] (5.23)

де S_δ – площа повітряного зазору [м²]

bp_max, bp_min- відповідно максимальна та мінімальна ширина полюса (клюва), [м]

l_i – довжина активної частини полюса, яка знаходиться під пакетом статора [м]

МРС (магніторушійна сила) повітряного зазору.

[А] (5.24)

де k_δ –коефіцієнт повітряного зазору

(5.25)

де b_щ –ширина прорізі (щілини) пазу. Приймаємо b_щ=b_Z

Рисунок 5.5- Залежності коефіцієнтів розсіювання від розмірів якоря генератора в перетинах.

Магнітна індукція зуба статора

[Тл], (5.26)

де b_Z – ширина зуба [м]

k_З.С. –коефіцієнт заповнення пакета статора сталлю.

k_З.С.=0,95

МРС зубів статора

[А], (5.27)

де h_Z –висота зуба статора [м]

H_Z –напруженість магнітного поля у зубах, яка визначається за кривою намагнічування матеріалу статора і яка залежить від магнітної індукції в зубі статора [А/м]

Рисунок 5.6- Крива намагнічення стрічки з електротехнічної сталі 1411 при частоті 400 Гц.

Магнітна індукція в ярмі статора

[Тл], (5.28)

де D_jH та l_j –зовнішній діаметр та довжина ярма статора МРС ярма статора

[А], (5.29)

де h_j - товщина ярма

H_j – напруженість магнітного поля у ярмі

Магнітний потік полюсного наконечника

[В^.с] (5.30)

Коефіцієнт розсіювання визначають з графіка, наведеного на Рисунку 5.5

Магнітна індукція в розрахованому перетину S₁ полюсного наконечника (клюва)

[Тл]. (5.31)

МРС полюсного наконечника

[А], (5.32)

де l₁ – середня довжина силової лінії поля, яке проходить по полюсу.

Магнітний потік на дільниці вигину полюсного наконечника

, [Вс] (5.33)

Коефіцієнт розсіювання також визначається за кривою, яка наведена на Рисунку 5.5

Магнітна індукція на дільниці вигину полюсного наконечника

[Тл], (5.34)

де S_виг.п.- площа перетину на дільниці вигину полюсного наконечника, перпендикулярна до основної магнітної силової лінії.

МРС на дільниці вигину полюсного наконечника

, [А] (5.35)

Магнітний потік збірного кільця

, [Вс] (5.36)

Магнітна індукція збірного кільця

[Тл], (5.37)

де S_зб.к.- площа збірного кільця,

D_вт.н.- зовнішній діаметр втулки

H_зб.к.- товщина збірного кільця

МРС збірного кільця

, [А] (5.38)

Магнітний потік втулки

, [Вс] (5.39)

Магнітна індукція на дільниці вигину втулки

[Тл], (5.40)

де S_виг.вт.- площа перетину на дільниці вигину втулки, перпендикулярного до основної магнітної силової лінії.

МРС на дільниці вигину втулки

[А], (5.41)

де l_виг.вт.- середня довжина силової лінії вигину втулки.

Магнітна індукція стику втулки з полюсною системою

[Тл], (5.42)

де S_ВТ.- переріз втулки, що доводиться на полюс.

МРС стику втулки з полюсною системою (збірним кільцем)

[А], (5.43)

де δ_СТ =0,025÷0,05·10^-3[м]

Магнітна індукція втулки

, [Тл] (5.44)

МРС втулки

, [А] (5.45)

Визначивши МРС на окремих дільницях магнітодроту, можна підрахувати сумарну МРС (МРС обмотки збудження), необхідну для наведення Е_Ф:

;[А] (5.46)

Проведені розрахунки дозволяють побудувати характеристику холостого ходу синхронного генератора при n=const; та І_Ф=0 (Рисунок 5.7)

Рисунок 5.7- Характеристика холостого ходу синхронного генератора.