24. Особенности расчета магнитной цепи синхронных машин

Проводя т в целях определения МДС об­мотки возбуждения F_f0, необходимой для создания магнитного по­тока машины Ф_δ при холостом ходе. При вращении ротора этот поток наводит в обмотке статора ЭДС. Т.о., в результате расчета магнитной цепи может быть построена зависимость E=f(F_f0), которая носит название хар-ка XX. Расчет проводят на один полюс. Рассчитывают поток полюса:

,

где w₁ и к_об - число витков и обмоточный коэффициент фазы статора; f₁ — частота, Гц; k_B — коэффициент формы поля, зависит от α_δ и δ/τ.

По найденному потоку определяют максимальное значение индукции в воздушном зазоре машины, Тл:

,

τ – полюсная дуга, α_δ – расчетный коэф. полюсного перекрытия - уточненная длина возд. зазора, где ; , - расчетная ширина охлаждающего канала, - фактическая ширина охлаждающего канала, - кол-во охлаждающих каналов, - среднее значение воздушного зазора.

Магнитодвижущую силу обмотки возбуждения определяют как сумму магнитных напряжений отдельных участков магнитной цепи машины.

1. Магнитное напряжение воздушного зазора, А,

,

где - в [м], - коэф. возд. зазора, , ,

- пазовое деление статора и ротора.

2. Магнитное напряжение зубцов статора, А,

Для упрощения расчет ведется по средней ширине (на высоте 1/3 высоты паза от коронки):

, где ширина зубца , где ;

— суммарная длина пакетов статора.

По определяется напряженность поля (при - для холоднокатаной стали, - для г/к стали) по основной кривой намагничивания .

Учёт формы кривой – с помощью k_B и α_δ.

Если индукция в зубце больше, то напряженность поля определяется с учетом ответвления потока в паз и вентиляционные каналы. Напряженность в этом случае для выбранной марки стали определяют по индукции с помощью специальных кривых, построенных для раз­личных отношений площади воздушных частей к площади зубцов в данном сечении:

, где .

3. Магнитное напряжение для спинки или ярмастатора, А,

, где — длина силовой линии в спинке статора, м;

Напряженность определяют по основной кривой намагничивания

; — коэф., учитывающий неравномерность распред-я индукции по спинке статора.

4. Магнитное напряжение зубцов ротора, А,

,

где — высота зубца ротора, м.

Напряженность находят по тем же правилам, как для статора.

, где ширина зубца , м.

5. Магнитное напряжение полюса, А,

Необходимо учитывать, что индукция в полюсе больше, чем в возд. зазоре, т.к. часть потока рассеивается вокруг ОВ и не идет в зазор. Поэтому необх. рассчит. поток рассеяния полюсов. Удельная магн. проводимость рассеяния полюса:

, где — удел. проводимость м-ду внутр. поверхностями сердечников полюсов, - уд. провод-ть рассеяния м-ду внутр. поверх-ми полюсных наконеч-в, - уд. пров-ть рассеян. м-ду торцами полюсов.

Эти проводимости рассчитываются ч/з размеры полюса и полюсного наконечника.

Магн. напр-е зубцовой зоны возд. зазора:

; ; .

Если B_m >1,6 Тл, то расчет делается по трем сечениям полюса:

- у основания

- у полюсного наконечника

- в среднем сечении

Эти потоки делят на соответствующие площади сечения полюса, определяют 3 индукции (B_m, B’_m, B_m,ср) и затем напряженности (H_m, H’_m, H_m,ср).

Определяют среднюю напряженность в полюсе:

Если B_m <1,6 Тл , то H_pm=H_m определяют по B_m (по осн. кривой намагничивания).

Окончательно определяется напряженность , где .

6. Магнитное напряжение стыка между полюсом и ярмом ротора, А,

, где B_m – индукция в основании полюса.

7. Магнитное напряжение в остове или ободе ротора, А,

,

где — длина магнитной линии в остове, м.

Напряженность — по основной кривой намагничивания, где — индукция в остове или ободе, Тл.

Получив все магнитные напряжения, находят суммарную МДС ОВ в реж. ХХ:

Для ряда значений ЭДС (E=(0,5; 0,9; 1; 1,1; 1,2;1,3)U_ном.ф ) проводят подобный расчет и получают хар-ку ХХ . Целесообразно ХХХ выразить в о.е. и сравнить ее с нормальной хар-кой. Перевод в относит. единицы:

; , при U_1ном ; , - при U_1ном.

Расчетная и нормальная характеристики должны примерно совпадать.