5. Воздушный зазор и полюса ротора

37. Приближенное значение воздушного зазора

38. Принимаем воздушный зазор под серединой полюса 0,0027 м (2,7 мм). Зазор под краями полюса Среднее значение воздушного зазора

м (3,13 мм).

39. Ширина полюсного наконечника по. Принимаем (§ 7-9):

м.

40. Радиус дуги полюсного наконечника по

м.

41. Высота полюсного наконечника по табл.5.2 при м м.

42. Длина сердечника полюса и полюсного наконечника м.

43. Расчетная длина сердечника полюса по. Принимаем м;

м.

44. Предварительная высота полюсного сердечника

м.

45. Коэффициент рассеяния полюсов по. Из табл. k=7:

46. Ширина полюсного сердечника по (7-51). задаемся Тл; (полюсы выполнены из стали Ст3 толщиной 1 мм):

м.

Выбираем м.

Эскиз полюса дан на рис. 5.1 Так как

м/c,

то принимаем крепление полюсов шпильками к ободу магнитного колеса.

47. Длина ярма (обода) ротора

м.

Выбрано м.

48. Минимальная высота ярма ротора

м.

Принято Тл; уточняется по чертежу.

Таблица5.1. Зависимость синхронного сопротивления от кратности максимального момента .

	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1	2,2	2,3	2,4	2,5
	2,2	2	1,8	1,6	1,5	1,4	1,3	1,2	1,1	1,05

Таблица 5.2. Высота полюсного наконечника в зависимости от полюсного деления.

	15-20	20-30	30-40	40-50	50-60	Примечание
	2,2-3	3-4	4-5	5-6	6-7,5	При наличии демпферной клетки
	1,6-2,2	2,2-3	3-3,7	3,7-4,5	4,5-5,5	При отсутствии демпферной клетки

6. Успокоительная обмотка

49. Число стержней успокоительной обмотки на полюсе .

50. Поперечное сечение стержня успокоительной обмотки

м².

51. Диаметр стержня [материал стержня – медь]

Выбираем м, тогда м².

52. Зубцовый шаг на роторе принимаем м:

мм.

53. Проверяем условия

Пазы ротора выбираем круглые, полузакрытые.

54. Диаметр паза ротора

Раскрытие паза мм.

55. Длина стержня

м.

56. Сечение короткозамыкающего сегмента

мм².

По табл. П-32 выбираем прямоугольную медь мм (сечение мм²).

7. Расчет магнитной цепи

Расчет магнитной цепи при холостом ходе машины выполняется для одной точки кривой намагничивания, соответствующей номинальному напряжению. В целях упрощения предполагается, что характеристика холостого хода машины совпадает с нормальной ХХХ.

Для магнитопровода статора выбираем сталь 1511 (ГОСТ 214273-75) толщиной 0,5 мм. Полюсы ротора выполняют из конструкционной стали Ст3 толщиной 1 мм. Крепление полюсов к ободу магнитного колеса осуществляют с помощью шпилек и гаек. Толщину обода (ярма ротора) принимаем h_j=45 мм (см. выше). Кривые намагничивания сталей приводятся в табл.7.4

57. Магнитный поток в воздушном зазоре, Вб,

По табл.7.1 при и находим .

57. Уточненное значение расчетной длины статора

57. Индукция в воздушном зазоре, Тл,

57. Коэффициент воздушного зазора статора

57. Коэффициент воздушного зазора ротора

57. Коэффициент воздушного зазора

57. Магнитное напряжение воздушного зазора

57. Ширина зубца статора на высоте от его коронки

где зубцовый шаг статора на высоте от его коронки

57. Индукция в сечении зубца на высоте 1/3 h_П1, Тл,

Напряженность магнитного поля в зубце статора по кривой намагничивания стали 1511 , Табл.7.4 ,

ширина паза , глубина паза и высота зубца

57. Магнитное напряжение зубцов статора, А,

57. Индукция в спинке статора

Напряженность магнитного поля в спинке статора по кривой намагничивания стали 1511,Табл.7.4

57. Магнитное напряжение спинки статора, А,

где длина магнитной силовой линии в спинке

57. Высота зубца ротора

70. Ширина зубца ротора на высоте 1/3 от его коронки

71. Индукция в зубце ротора , Тл,

Напряженность магнитного поля в зубце ротора по кривой намагничивания конструкционной стали Ст3 , Табл.7.4

72. Магнитное напряжение зубцов ротора по, А,

73. Удельная магнитная проводимость между внутренними поверхностями сердечников полюсов

73. Удельная магнитная проводимость между внутренними поверхностями полюсных наконечников

где:

75. Удельная магнитная проводимость рассеяния между торцевыми поверхностями

76. Удельная магнитная проводимость для потока рассеяния

77. Магнитное напряжение ярма, зазора и зубцов полюсного наконечника

78. Поток рассеяния полюса, Вб,

79. Поток в сечении полюса у его основания, Вб,

80. Индукция в полюсе, Тл,

Напряженность магнитного поля в полюсе по кривой намагничивания конструкционной стали Ст3 , Табл.7.4 , .

81. Магнитное напряжение полюса, А,

где

82. Магнитное напряжение стыка между полюсом и ярмом ротора по, А,

83. Индукция в ярме ротора (ободе магнитного колеса) , Тл,

где , .

Напряженность магнитного поля в ярме ротора по кривой намагничивания конструкционной стали Ст3 , табл.7.4

84. Магнитное напряжение ярме ротора

где длина магнитной силовой линии в ярме ротора

85. Магнитное напряжение сердечника полюса, ярма ротора и стыка между полюсом и ярмом, А,

86. Магнитодвижущая сила обмотки возбуждения на один полюс

В дальнейшем расчете в качестве характеристики холостого хода принята нормальная характеристика синхронной машины в относительных единицах. При переводе магнитных напряжений и потока в относительные единицы и наоборот за базисные значения приняты: МДС и магнитный поток при ЭДС МДС воздушного зазора при этом .

Характеристика холостого хода и диаграмма Потье приведены в разделе 9.

*Справочные таблицы

Табл.7.1. Значения коэффициентов и для синхронных машин

а) при ; б) при

		δ/τ	α	0,5	0,55	0,6	0,65	0,7	0,75
	αδ	0,01		0,58	0,62	0,67	0,71	0,77	0,8
		0,03		0,58	0,61	0,69	0,7	0,76	0,79
		0,05		0,58	0,6	0,7	0,69	0,75	0,78
	kВ	0,01		1,23	1,21	1,19	1,16	1,13	1,1
		0,03		1,18	1,16	1,14	1,11	1,09	1,06
		0,05		1,16	1,14	1,13	1,10	1,07	1,04
		δ/τ	α	0,5	0,55	0,6	0,65	0,7	0,75
	αδ	0,01		0,5	0,53	0,56	0,6	0,65	0,69
		0,03		0,5	0,53	0,56	0,59	0,64	0,68
		0,05		0,5	0,53	0,56	0,6	0,63	0,67
	kВ	0,01		1,23	1,21	1,19	1,16	1,14	1,13
		0,03		1,18	1,16	1,16	1,11	1,09	1,08
		0,05		1,16	1,14	1,13	1,10	1,07	1,06

Табл.7.2.

	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0
	0,63	0,61	0,6	0,55	0,4	0,35	0,3	0,27	0,25

Табл. 7.3.Нормальная характеристика холостого хода синхронной машины

,о.е.	0	0,58	1,0	1,21	1,33	1,44	1,46	1,51
,о.е.	0	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5

Табл.7.4.Кривые намагничивания электротехнических и конструкционных сталей.

Удельные потери.

Индукция, Тл	Напряженность магнитного поля, А/м
	Листовая электротехническая сталь 1511, 1512, 1513, 1521	Листовая конструкционная сталь толщиной 1…2 мм для полюсов	Литая конструкционная сталь, толстые листы
0	0	0	0
0,1	24	100	80
0,2	48	140	160
0,3	72	180	240
0,4	96	210	320
0,5	114	250	400
0,55	129	275	443
0,6	146	295	488
0,65	168	320	535
0,7	192	345	584
0,75	220	375	632
0,8	254	405	682
0,85	289	440	745
0,9	325	480	798
0,95	367	520	850
1,0	414	570	924
1,05	470	630	1004
1,1	538	690	1090
1,15	623	760	1187
1,2	730	845	1290
1,25	870	940	1430
1,3	1080	1080	1590
1,35	1410	1260	1810
1,4	1940	1490	2090
1,45	2700	1750	2440
1,5	3850	2270	2890
1,55	5000	3050	3430
1,6	6700	4000	4100
1,65	9300	5250	4870
1,7	13000	7050	5500
1,75	18000	9320
1,8	23000	11900
1,85	28000	14800
1,9	34000	18800
1,95	42500	23500
2,0	70000	29000
2,05	108000	36000
2,1	148000
2,15	188000
2,2	228000
2,25	268000
2,3	308000
Удельные потери в стали при индукции 1Тл и частоте 50Гц,	1511 - 1,55 Вт/кг
	1512 - 1,4 Вт/кг
	1513 - 1,25 Вт/кг