3.11. Расчет и построение характеристик тг постоянного тока

Характеристику намагничивания ТГ (ХХХ) рассчитывают после определения всех размеров магнитопровода. Это зависимость – э.д.с. ТГ от намагничивающей силы возбуждения главного полюса при постоянной частоте вращения.

Для этого берут несколько значений э.д.с. (0,5Е_н; 0,8Е_н: Е_н; 1,25Е_н; 1,6Е_н) и, определив магнитный поток, просчитывают намагничивающую силу элементов магнитопровода.

Значение магнитного потока на один полюс:

(3.83)

Затем определяют значение индукции по всем пяти участкам магнитопровода:

– в воздушном зазоре – в зубцовом слое – в сердечнике якоря – в станине – в сердечнике ГП

(3.84)

Для полученных значений индукций В определяют напряженность магнитного поля H (или т.н. «удельные ампер-витки») по соответствующим кривым намагничивания для стального литья, листовой стали и электротехнической стали (или по таблицам намагничивания).

МДС (магнитодвижущая сила) главного полюса представляет собой сумму МДС, необходимых для проведения расчетного магнитного потока по отдельным участкам магнитопровода:

(3.85)

где – длины отдельных участков магнитопровода из расчета на один полюс.

Средние величины длин этих участков можно определить графически или аналитически.

В первом случае необходимо в масштабе вычертить магнитную систему генератора, размеры которой определены ранее (см. рис. 3.22).

Рис. 3.22. Эскиз к расчету магнитной цепи генератора:

точки: 1-2 – станина ; 2-3 – полюс; 3-4 – воздушный зазор; 4-5 – высота зубца; 5-6 – сердечник якоря

На эскизе точками отмечены участки, а их длины от точки до точки будут представлять собой средние длины магнитных силовых линий.

Но можно величины средних длин магнитных силовых линий подсчитать:

(см)	(3.86)
(см)	(3.87)

где – диаметр отверстия в пакете железа якоря под втулку. Для отечественных ТГ

МДС для воздушного зазора, А:

(в «СИ» х104)

(3.88)

где – коэффициент Картера, учитывающий зубчатое строение якоря:

(3.89)

где – ширина паза;

(см) – зубцовый шаг.

Тогда МДС главного полюса определяется:

(3.90)

По результатам расчета строится зависимость – характеристика намагничивания ТГ.

Нагрузочные же характеристики ТГ – это те же зависимости, только при наличии якорного тока (т.е. при нагрузке).

Здесь учитывают размагничивающее действие магнитного потока якоря (реакции якоря) на магнитный поток ГП.

Рис. 3.23. Характеристики намагничивания и нагрузочные ТГ

Нагрузочные характеристики можно строить графически и аналитически. Предпочитают аналитический способ, предложенный Иоффе, при котором нагрузочные характеристики рассчитывают по ХХХ.

3.12. Выбор параметров обмотки возбуждения тг

Количество витков ОВ:

(3.91)

где – МДС возбуждения одного полюса с учетом размагничивающей МДС реакции якоря;

–ток возбуждения определяется необходимым сечением проводника обмотки и напряжением.

возбудителя (обычно = 130÷150В).

Сечение проводника катушек ГП определяют в предположении допускаемого ею максимального перегрева:

(мм2)

(3.92)

где – средняя длина витка катушки, см;

–коэффициент запаса (для ТГ = 1,15÷1,20);

–коэффициент увеличения сопротивления проводника за счет повышения его температуры (зависит от класса изоляции), (см. табл. 3.3).

Таблица 3.3

Значение коэффициента

Параметры	При максимально допустимой температуре			При расчетной рабочей температуре
Класс изоляции	В	F	H	B	F или Н
Температура, °С	120	140	165	75	115
Коэффициент	1,40	1,47	1,57	1,22	1,37

Средняя длина витка катушки:

(см)

(3.93)

где – толщина катушки ГП, определяется графически из эскиза магнито- провода. В первом приближении можно принять= 50÷60 мм.

Полученное сечение округляется до ближайшего большего сечения проводамарки ПСД (по спец. табл.).

Тогда ток возбуждения:

(А)

(3.94)

где = 2÷3,5 А/мм² – плотность тока в проводнике обмотки.

Сопротивление ОВ генератора при расчетной рабочей температуре:

(Ом)

(3.95)

Масса меди катушки возбуждения:

(кг)

(3.96)