4.11. Расчет и построение основных характеристик тэд

4.11.1. Характеристики холостого хода и нагрузочные

Для построения ХХХ выбирают несколько значений магнитного потока: 0,5Ф₀; 0,8Ф₀; Ф₀; 1,15Ф₀ и находят величину намагничивающей силы (н.с.), необходимой для проведения этого потока Ф₀.

, Вб (4.24)

Для проведения этого Ф₀ по участкам магнитопровода (станина, полюс, зазор, зубец, якорь) потребуется соответствующие значение МДС (н.с.), сумма которых и составляет н.с. главного полюса.

Разделение магнитной цепи на участки обусловлено различием физических свойств материалов и геометрических форм отдельных элементов машин. Участки выбраны так, чтобы можно было полагать магнитную проницаемость, сечение и длину каждого участка постоянными.

Для каждого участка н.с.

(4.25)

Магнитная индукция в каждом участке

(4.26)

где L_уч– длинна участка;

–площадь поперечного сечения участка;

–магнитная проницаемость среды;

–напряженность магнитного поля (н.с., необходимая для проведения поля с индукцией на единицу длины участка магнитной цепи).

Суммарная намагничивающая сила на один полюс для проведения заданного Ф₀

(4.27)

. (4.28)

Воздушный зазор (немагнитная среда) является участком с наибольшим магнитным сопротивлением. Н.с., необходимая для проведения потока через , составляет обычно 60-80% от всей ∑F_xx..

Поэтому необходимо тщательно подходить к выбору расчетного значения , т.к. значения индукции во всех участках взаимно связаны.

При малых могут получиться слишком малые значенияи в остальных участках, что приведет к недостаточному использованию магнитных свойств стали, следовательно, к увеличению размеров машины в целом.

При слишком большом индукция в остальных участках магнитопровода может получиться практически недостижимой, т.е. для получения такойсуществует ограничение выполнимости обмотки возбуждения машины.

Величина н.с., необходимая для проведения через, А

(4.29)

где = 1,25 – магнитная проницаемость воздуха;

–коэффициент зубчатости якоря (учитывает уплотнение магнитных силовых линий над зубцами).

По и сечениям отдельных участковнаходятдля остальных 4^х участков, учитывая, что для двух из них (станины и якоря) принимается половинное значение .

Далее по соответствующим кривым или таблицам намагничивания находят напряженности магнитного поля Н, умножая их на длинны соответствующих участков магнитопровода, определяют магнитные напряженности (н.с.)

Для расчетов удобно воспользоваться таблицей 4.4. → ( к табл. 4.4)

ХХХ является важнейшей характеристикой ТЭД, от которой зависят все остальные характеристики.

Для сериесного двигателя каждой величине соответствует определенная величина реакции якоря, которая искажает поле под ГП и уменьшает полезный поток.

Расчет сводится к определению той добавочной н.с. ГП F′_p.я, которая требуется для получения при нагрузке такой же Э.Д.С., как и при ХХ.

Нагрузочную характеристику строят по ХХХ. Из табл. 4.4. выбирают ∑F_xx для данного (0,5; 0,8; 1; 1,15) Ф₀ магнитного потока. Определяют ток возбуждения . По току определяют (учитывая соединение обмоток возбуждения ГП между собой).

Затем подсчитывается величина реакции якоря

(для каждого ) (4.30)

Напомню, что н.с., необходимая при нагрузке: , и ещё не найдены на этой стадии расчета. Принимая, но, не записывая в табл. 4.4., некоторое значение , находят, соответствующий индукцииB_z1/3. Затем вычисляют и. Получив затем значенияи, необходимо сопоставить получаемое при этом значениес принятым ранее ранее при нахождении. Если они расходятся, то необходимо повторить нахождение, а следовательно и вычисление.

Таблица 4.4

Определение магнитных напряжений (н.с.) участков магнитной цепи машины

Участки магнитной цепи	Длинна участка L, см	Сечение участка, Q, м2	Магнитная индукция В, Тл	Удельная н.с., напряжен. Н, ∆/см	Намагничивающая Сила F, A
Воздушный зазор	Lδ = δ ·	Qδ= α·τ· L δ ; τ = (π·Дя )/2р,-полюсное деление; α = 0,68 - 0,72, - коэф. полюсного перекрытия	Bδ = Ф0/Qδ	→	Fδ =0,8··δ·Bδ
Зубцы якоря	L z = hz = hп	Q z1/3=0,97·α·(zп/2р)· вz1/3· L z в завис. от f = (p·n)/60 по рис.→ Bz1/3	Bz1/3 = Ф0/Q z1/3	По табл. намагнич.	Fz = Hz· L z
Сердечник якоря	Lя определяется по эскизу	Qа = h′я· Lя ·0,97 h′я – эффект. высота сердечника якоря с учетом вент. отверстий	Bя = Ф0/2Qя	−||−	Fя = Hя· L я
Полюс	L m = hm hm= (0,2÷0,25)τ	Qm= вm· Lm ·0,95	Bm = σ·Ф0/Qm σ = 1,15 – коэф. рассеивания	−||−	Fm = Hm· L m
Станина	L s определя-ется по эскизу	Qs = hs· L s	Bс = σ·Ф0/ 2Qs	−||−	Fs = Hs· L s

Рис.4.13. Характеристики намагничивания и нагрузочные

Рис.4.14. Зависимость от F_p.я / F_В

Таким же образом производят расчет и для других значений Ф₀ (0,5Ф₀; 0,8Ф₀; Ф₀; 1,15Ф₀).

По этим точкам строится нагрузочная характеристика на полном поле. Нагрузочные характеристики строят для обоих ступеней ослабления возбуждения. Методика построения такая же, как и для ПП, но здесь получится другой коэффициент размагничивания , и величинаоткладывается от ХХХ при ( → из табл.).

Расчет удобно свести в табл. 4.5.

Таблица 4.5

Построение нагрузочной характеристики

Ф0 Вб	, А	Bz1/3, Гс	, А	, А			, А	, А