5.4.2Магнитная характеристика машины

Суммировав вычисленные МДС участков магнитной цепи для номинального магнитного потока , получим номинальную МДС возбуждения на пару полюсов:

(1.45)

Повторив расчёт для ряда значений :

(1.46)

можно построить магнитную характеристику (кривую намагничивания) машины (рис. 1.15).

Рис. 1.15. Магнитная характеристика:

(1) – кривая намагничивания машины;

(2) – ненасыщенная характеристика

Если провести касательную к основной кривой намагничивания, то получим ненасыщенную характеристику, и можно определить коэффициент насыщения:

. (1.47)

Здесь АВ = F_δ – МДС, расходуемая на создание и проведение потока через воздушный зазор;

– сумма МДС, расходуемая на создание и проведение потока через ферромагнитные участки магнитопровода.

Проектировать машину с ненасыщенной магнитной цепью невыгодно, т.к. материалы будут недоиспользованы, но нецелесообразно и проектировать машину с очень насыщенной магнитной цепью, т.к. в этом случае МДС возбуждения велика и необходимо выполнить мощную обмотку возбуждения с большим расходом меди и с большими потерями на возбуждение. Таким образом, рабочая точка должна лежать на перегибе магнитной характеристики.

5.5 Якорные обмотки машины постоянного тока

5.5.1Общие замечания

Обмотка якоря является важным элементом ЭМПТ и должна удовлетворять следующим требованиям:

1. Обмотка якоря должна быть рассчитана на заданные величины напряжения, тока нагрузки, соответствующие номинальной мощности;

2. Обмотка якоря должна обладать достаточной электрической, механической, термической прочностью;

3. Обмотка якоря должна быть экономичной по расходу обмоточного материала (медь, алюминий) и изоляционного материала;

4. Обмотка якоря должна быть технологичной, т.е. технология изготовления должна быть простой, и недорогой).

Обмотки якоря бывают следующих типов:

1. петлевые (простые, сложные);

2. волновые (простые, сложные);

3. комбинированные.

Якорные обмотки выполняются преимущественно из медного провода круглого или прямоугольного сечения, и укладываются в пазы на внешней поверхности якоря. Обмотка якоря выполняется из секций (катушек).

Секции могут выполняться

• Одно – (число витков в секции W_с=1);

• Двух – (W_с=2);

• Многовитковые (рис. 1.16) (W_с > 2).

Секция состоит из одного или нескольких последовательно соединённых витков, и присоединена своими концами к коллекторным пластинам. В обмотке все секции имеют одинаковое число витков. На схемах обмоток для простоты секции изображаются одновитковые.

Обмотка якоря выполняется двухслойная, т.е. по высоте паза укладывается в 2 слоя, с изоляцией между слоями (рис. 1.17). По ширине паза может выполняться от 1 до 5 катушечных сторон (рис. 1.17).

Паз с – элементарный; – реальный паз. Число элементарных пазов можно определить как:

, (1.48)

где z – число реальных пазов (зубцов).

Если обмотка выполняется из N проводников, то число секций обмотки якоря:

. (1.49)

Так как каждая секция имеет 2 конца, и к каждой коллекторной пластине присоединены 2 конца секций, то общее число пластин коллектора:

(1.50)

Схема обмотки якоря выполняется по шагам.

Шаги обмотки якоря (рис. 1.18):

1. – первый частичный шаг (ширина секции);

2. – второй частичный шаг (расстояние между концом первой секции и началом следующей по схеме);

3. – результирующий шаг (расстояние между началами секций);

4. – шаг по коллектору (расстояние между коллекторными пластинами, к которым присоединены начало и конец одной секции).

Обмотка якоря может быть выполнена:

1. с полным (диаметральным) шагом: ;

2. с укороченным шагом: ;

3. с удлинённым шагом: ,

где – полюсное деление.