Лифанов - расчет эл. машин малой мощности

Рис. 1.10. Картина распределения магнитных полей рассеяния в магнитной системе машины

смагнитами прямоугольной формы ( p = 2 )

2.Проводимость между боковыми поверхностями смежных полюсов, Гн/м

При наличии ферромагнитных экранов, как, например, у моментных

двигателей, эта проводимость, Гн/м

λσ3 = μ0hm2 ,

2clm

31

где c – зазор между экраном и магнитами (на рис. 1.10 экраны показаны пунктиром).

4. Проводимость между рабочими поверхностями полюсов в свободном состоянии, Гн/м, т.е. при вынутом якоре,

Для p>1

8. Коэффициент рассеяния магнитной системы

kσ =1+ λσ .

λδ

Предполагается линейное изменение падения МДС вдоль высоты магнита.

9.Полная приведенная проводимость магнитной системы, Гн/м

λ= λδ + λσ .

Вэлектрических машинах малой мощности обычно высота полюсов

невелика и поэтому второй составляющей проводимости рассеяния можно пренебречь. Тогда

Такое допущение можно считать наиболее обоснованным при малом числе пар

полюсов.

Для определения соответствующих проводимостей Λ следует выражения

32

(1.48). . .(1.55) умножить на соотношение Qm 2h m , т.е.

При этом согласно уравнению (1.14)

Λ* = λ*

Как уже отмечалось выше, для возбуждения наиболее простых и дешевых микродвигателей получили применение постоянные магниты, имеющие форму

кольцевого сегмента (рис. 1.11). Магнитные проводимости такого магнита рассчитывается следующим образом.

Рис. 1.11. Потоки рассеяния с боковой и торцовой поверхности магнита

1. Средняя магнитная проводимость для потоков рассеяния, Гн между боковой стороной магнита и станиной (на пару полюсов)

33

2.Средняя магнитная проводимостьмежду торцевой стороной магнита

истаниной, Гн

Здесь Q2 – среднее значение площади торцевой стороны магнита, м2

Q2 = β 12 (DM + hm )hm ,

где β – центральный угол радиального магнита, рад. Среднюю длину силовой

3. Полная магнитная проводимость всех потоков рассеяния при линейном изменении падения МДС по высоте (длине) магнита (на пару полюсов), Гн

При этом αδ = 0,6...0,75 – коэффициент расчётной полюсной дуги; δЭ = kδ kμδ – эквивалентный воздушный зазор; lδ – расчётная длина якоря (в частном случае lδ = lm ).

5. Полная магнитная проводимость в собранной конструкции, Гн

34

7. Полная магнитная проводимость рассеяния в свободном состоянии, Гн

ΛσCB = Λ′δ + Λσ

Соответствующие приведенные магнитные проводимости λ можно определить умножением уравнений (1.59), (1.61), (1.62), (1.63), (1.66) на отношение

2hm Qm , гдеQm — площадь нейтрального сечения магнита.

Φσ1

S

Рис. 1.12. Потоки рассеяния с внешней цилиндрической поверхности

В коллекторных микродвигателях постоянного тока индуктор нередко выполняют в виде кольцевого магнита, имеющего наружное расположение относительно якоря (рис. 1.12). Расчёт магнитных проводимостей (приведенных к координатам В и Н) в этом случае осуществляется в следующей последовательности [11].

1. Центральный угол,

определяющий расчётную высоту магнита, рад

гдеαδ ≈ 2π .

35

определяемый в ходе расчёта машины; BδM — индукция в воздушном зазоре, приведенная к нейтральному сечению магнита согласно уравнению (1.17); Φδ –

6. Магнитная проводимость воздушного зазора (здесь и ниже все магнитные проводимости приведены к координатам кривой размагничивания В иН)

7. Проводимость потоков рассеяния с внешней цилиндрической поверхности магнита в растворе угла 2β (см рис. 1.12)

36

10. Проводимость рассеяния с внешней цилиндрической поверхности магнита в растворе угла π − 2β

11. Проводимости рассеяния с внутренней цилиндрической поверхности кольцевого магнита без якоря (рис. 1.13) (учитываются в случае стабилизации магнита воздухом) в растворе угла 2β

2β

Φσ5

Φσ 6

Рис. 1.13. Потоки рассеяния с внутренней поверхности кольцевого магнита

37

σ λδ

В машинах малой мощности нередко применяется наружное расположение якоря относительно индуктора – кольцевого магнита, напрессованного на немагнитный вал или немагнитную втулку (см. рис. 1.4 а, б). Приведенные магнитные проводимости кольцевого магнита в этом случае можно приближенно определить по уравнениям (1.67). . .(1.82). При этом уравнения (1.73), (1.80), (1.81) следует соответственно преобразовать к виду:

Более точный расчёт магнитных проводимостей магнитных систем с внутренним расположением индуктора (кольцевого магнита) приведён в работах [9, 10]. При этом в случае двухполюсной машины принята картина распределения потоков рассеяния, изображённая на рис. 1.14, на котором введены следующие обозначения:

1. Проводимость рассеяния с внутренней цилиндрической поверхностью магнита

2. Проводимость рассеяния с наружной цилиндрической поверхностью магнита в свободном состоянии

38

Рис. 1.14. Картина распределения потоков рассеяния

3. Вспомогательные размеры границ магнитных потокоразделов

где ha – высота пакета якоря.

4. Полиномы аппроксимации потоков рассеяния с торцевой поверхности магнита

Здесь hm = 0,5(DMH − DM ) , м.

5. Проводимость рассеяния с торцевых поверхностей магнита:

а) в свободном состоянии

39

б) в собранной конструкции

6. Проводимость рассеяния между торцевыми поверхностями магнита и якоря

9. Полная приведенная магнитная проводимость магнита в свободном состоянии

1.2.2. Магнитные системы со скобообразными постоянными магнитами

Магнитная система со скобообразными магнитами в двухполюсном исполнении представлена на рис. 1.15. Полюсы выполняются из ферромагнитного материала, как и в случае микродвигателя с электромагнитным возбуждением. Магнитный поток создается двумя вставными скобообразнымимагнитами N-S.

Требуемые значения полезного потока Φδ и индукции Вδ в воздушном зазоре определяется в процессе электромагнитного расчёта [8]. Далее принимается

40