11.7. Расчет оемотки возбуждения

Магнитодвижущая сила обмоток параллельного или независи­мого возбуждения на один полюс при нагрузке, А,

, (11.56)

где — продольная составляющая реакции якоря, возникающая при сдвиге щеток с геометрической нейтрали на относительную дугух: — МДС стабилизирующей обмотки; — размагничивающее действие поперечной реакции якоря.

При компенсации реакции якоря компенсационной обмотки состав­ляющая принимается равной нулю.

Конструкции изоляции и крепле­ния обмоток главных полюсов при­ведены в табл. 11.2, 11.3.

Средняя длина витка обмотки главного полюса (рис. 11.24), м,

, (11.57)

где — толщина изоляции катуш­ки по табл. 11.2, 11.3 плюс односторонний зазор между катушкой и полюсом, который принимается равным (0,5...0,8)·10^-3 м при диаметрах якоря до 0,5 м.

Рис. 11.24. К определению размеров катушек обмоток главных полюсов

Площадь сечения проводника обмотки при последовательном соединении катушек, м²,

, (11.58)

где — коэффициент запаса МДС обмотки возбуждения: = 1,1...1,2.

Марка и размеры проводов обмоток возбуждения выбираются в соответствии с табл. 11.18.

Таблица 11.18. Марка и размеры проводов обмоток возбуждения

Сечение, м2	Марка провода	Тип обмотки
Менее 8·10-6	ПЭТВ, ПЭТ-155, ПСД, ПСДК	Многослойная катушка; проводники круглого сечения
(8—25)·10-6	ПЭТВП, ПЭТП-155, ПСД, ПСДК	Многослойная катушка; проводники прямоугольного сечения с отношением сторон 1,4 — 1,8
Более 25·10-6	Голая шинная медь	Однослойная по ширине катушка с намоткой меди на ребро

Многослойные катушки из проводников круглого сечения вы­полняют сплошными. Размеры катушек (рис. 11.24) ориентировочно могут быть приняты в зависимости от диаметра якоря:

, м	0,09	0,106	0,110	0,132	0,156	0,018
, м	0,0230,019	0,0320,018	0,0240,023	0,0250,03	0,0250,038	0,030,04

Катушки обмоток возбуждения машин с диаметром якоря свы­ше 0,2 м выполняют секционированными. Это увеличивает поверх­ность охлаждения обмоток и позволяет повысить плотность тока в обмотке возбуждения.

Проводники прямоугольного сечения и проводники из шинной меди наматываются плашмя, меньшей стороной сечения проводни­ка по высоте катушки.

Для расчета числа витков необходимо задаться плотностью тока в обмотке возбуждения. Средние значения могут быть приняты равными (2...3)·10⁶ А/м² при исполнении по степени за­шиты IP44 и (4,5...6)·10⁶ А/м² при исполнении по степени защиты IP22.

Число витков обмотки на один полюс

, (11.59)

где — номинальный ток возбуждения.

При укладке обмотки в межполюсном окне необходимо обеспе­чить воздушные промежутки между краями главных и добавочных полюсов и выступающими краями катушек и внутренней поверхностью станины не менее (6...8)·10^-3 м.

Площадь сечения катушки, м²,

, (11.60)

где — диаметр изолированного провода (при проводах прямоугольного сечения необходимо вместо ввести ); — коэффи­циент заполнения, определяющий разбухание катушки.

Окончательные размеры катушек обмоток возбуждения устанавливаются после размещения в межполюсном окне главных и добавочных полюсов. Если площадь межполюсного окна не позволяет разместить обмотки, то необходимо увеличить внутренний диаметр станины.

Сопротивление обмотки возбуждения, Ом,

. (11.61)

Масса меди параллельной обмотки, кг,

. (11.62)

Максимальный ток обмотки возбуждения, А,

. (11.63)

Коэффициент запаса

, (11.64)

где должен быть не менее 1,1.

На главных полюсах машин без компенсационных обмоток па­раллельного или независимого возбуждения в целях повышения устойчивости работы двигателя и частичной компенсации реакции якоря выполняют стабилизирующую обмотку, которая соединяется последовательно с обмоткой якоря и обмоткой добавочных полю­сов. Конструктивно стабилизирующая обмотка располагается либо у полюсного наконечника, либо между секциями катушек главных полюсов, при этом она одновременно выполняет роль дистанцион­ной прокладки.

Плотность тока стабилизирующей обмотки принимают в пер­вом приближении равной плотности тока в обмотках главных по­люсов.

Число параллельных ветвей стабилизирующей обмотки принимают равным числу ветвей компенсационной обмотки и обмотки добавочных полюсов.

Число витков на один полюс стабилизирующей обмотки

, (11.65)

где — размагничивающее действие поперечной реакции якоря, А; — ток якоря, А;— число параллельных ветвей обмотки добавочных полюсов.

Полученное число витков округляют до ближайшего целого числа. Марка провода и конструкция обмотки выбираются согласно табл. 11.18.

Средняя длина витка обмотки, м,

где — толщина изоляции катушки согласно табл. 11.2 и 11.3 плюс односторонний зазор между катушкой и полюсом, который принимается равным (0,5...0,8)·10^-3 при диаметрах якоря до 500 мм; — ширина катушки, которая определяется после выбора марки провода и размещения обмотки в межполюсном окне.

Сопротивление стабилизирующей обмотки, Ом,

. (11.67)