pdf.php@id=6159.pdf

определяют значения Я на отдельных участках цепи, предполагая при этом, что поток распределяется равномерно по сечениям этих участков, и затем вычисляют сумму (2-2а) или (2-26).

Подобный приближенный расчет дает достаточную для техни­ ческих целей точность. Подробности расчета магнитной цепи рас­ сматриваются ниже. При этом расчет ведется на один полюс, т. е. вычисляется половина суммы (2-2а) или (2-26).

§ 2-2. Магнитное поле и н. с. воздушного зазора

Гладкий якорь. Наиболее сложный характер имеет магнитное поле в воздушном зазоре, на который приходится наибольшая чцсть полной н. с. (до 60—80%).

Предположим сначала, что пазы на поверхности якоря и ра­ диальные вентиляционные каналы отсутствуют.

На рис. 2-2, а показан характер магнитного поля в зазоре вдоль окружности якоря, а на рис. 2-2, б — кривая 1 распределения магнитной индукции В{ на поверхности гладкого якоря на протя­ жении п о л ю с н о г о д е л е н и я

где О„ — внешний диаметр якоря и 2р — число полюсов.

Для расчетных целей кривую 1 заменяют прямоугольником 2 (штриховая кривая на рис. 2-2, б) шириной и высотой, равной действительному значению индукции В6 в средней части зазора. Площадь прямоугольника равна площади фигуры, ограниченной кривой 1 и осью абсцисс, что означает равенство потоков, соот­ ветствующих кривым 1 и 2.

на некоторую величину, зависящую от формы полюсного наконеч­ ника. Точное значение Ь&может быть установлено путем построения картины поля в зазоре графическим методом или путемрасчета методом конформных отображений. Однако применение этих мето­ дов ввиду их большой трудоемкости каждый раз затруднительно, и поэтому пользуются приближенными соотношениями, установ­ ленными соответствующими расчетами для разных очертаний полюсных наконечников. При очертании наконечника, показанном на рис. 2-2, а,

бб ' бп*

а при равномерном зазоре величиной 6 по всей ширине наконечника

Ьь= Ьп+ 26.

Величина

«в = Ь6/х

называется р а с ч е т н ы м к о э ф ф и ц и е н т о м п о л ю с ­ н о й д у г и . Для машин с дополнительными полюсами а8 = 0,6 ч- 0,75, и для машин без дополнительных полюсов а5 = 0,70 ч- 0,85.

Длину якоря в осевом направлении 1а часто принимают на 5— 10 мм больше длины полюсов 1т (рис. 2-3, а). При этом индукция

на конце якоря ослабляется (рис. 2-3, б) и поток, входящий в торец якоря, уменьшается. В результате уменьшаются потери на вихре­ вые токи в нажимных фланцах и в сердечнике якоря от торцового потока. Р а с ч е т н а я д л и н а я к о р я в данном случае принимается равной

Таким образом, индукция в воздушном зазоре

Учет влияния пазов и вентиляционных каналов. При наличии на якоре пазов поле над ними ослабляется (рис. 2-4, а) и кривая В6 вдоль зазора принимает зубчатый вид (рис. 2-4, б). Формула (2-4)

= я 0 0/2 — величина зубцового деления; 2 — число зубцов якоря. Вместо выражения (2-6) иногда пользуются также более прибли­

женными соотношениями. Обычно кб1 = 1,10-4- 1,35.

Подставив в формулу (2-5) вместо В6 значение В&иакс = 6в1Вв, получим

(2-8)

Иногда пазы делают также в полюсных наконечниках, и в них размещается так называемая компенсационная обмотка (см. § 5-3). В этом случае по формулам вида (2-6) и (2-7) рассчитывается также коэффициент зазора для полюсов к&, причем вместо 4 и К подставляется зубцовый шаг 4 и величина открытия паза Ьг ком­ пенсационной обмотки.

При наличии радиальных вентиляционных каналов кривая

вать не надо. Отметим, что расчетное значение В6 при этом будет несколько больше.

Учет влияния бандажных канавок. Когда обмотка якоря в пре­ делах сердечника укрепляется бандажами, неравномерность за­ зора вызывается также канавками под Эти бандажи. Однако учет

тельная магнитная проводимость зазора на единицу длины дуги по окружности якоря

Л1а“ 6 Г + 6Г’

а в случае, когда 8а = 81(

л_ ^1-Ма

— 6Г~-

Отношение

^1 (?!-)-/2)62

определяет коэффициент уменьшения проводимости или увеличения эквивалентного зазора в результате наличия ступени с увеличен­ ным зазором 62. На основе этого соотношения коэффициент увели­ чения эквивалентного зазора под влиянием бандажей из немагнит­ ного материала

где п6— число бандажных канавок; Ьй— ширина бандажной ка­ навки; Нй — глубина бандажной канавки.

Когда бандажи изготовлены из магнитного материала, сечение бандажных канавок п6Ь^г6 нужно уменьшить на общее сечение бандажных проволок или принять кщ приближенно равным единице.

Заключение. Общий коэффициент воздушного зазора, как по­ казывает анализ этого вопроса, можно рассчитать в виде произве­ дения частичных коэффициентов зазора:

Тогда вместо выражения (2-8) имеем

Г ___

6~ 1*о '

(2-13)

При этом Ва по-прежнему определяется равенством (2-4). Величину 6’ = к66

В некоторых случаях рассчитывают также н. с. на зазор неболь­ шой величины (0,01—0,03 см) между полюсами и ярмом, который неизбежно возникает по технологическим причинам.

Машины постоянного тока (Р а зд . 1

§ 2-3. Магнитное поле и н. с. зубцовой зоны

Следующей по сложности магнитного поля и роли ее н. с. в пол­ ной н. с. магнитной цепи является зубцовая зона. Намагничиваю­ щую силу этой зоны с достаточной для практических целей точностью можно рассчитать следующим образом.

Рассмотрим сечение зубцовой зоны на некотором расстоянии х от корня зубца (рис. 2-7).

Поток на зубцовое деление

слагаемое в правой части (2-16) выражает действительную индук­ цию в зубце Вгх, а вместо второго члена можно написать

В М(1 гм

где Нпх — напряженность магнитного поля в пазу, а

кгх — $1х $г - 1

—зубцовый коэффициент, зависящий только от геометрических размеров зубцовой зоны в данном сечении.

С достаточной для практических расчетов точностью можно принять, что цилиндрические поверхности х = сопз! на рис. 2-7 являются поверхностями уровня магнитного потенциала, которые

В соотношениях (2-20) и (2-21) величина

представляет собой суммарную длину пакетов стали и кс — коэф­ фициент заполнения стали (см. § В-4).

тя

Рис. 2-9. Кривые для определения В„ и Нг в зубцах из листовой электротехнической стали марок Э11, Э12, Э21

В некоторых случаях для упрощения расчетов описанным мето­ дом определяют значение # 2‘/>на расстоянии одной трети высоты зубца от его корня. При этом

Если В'г < 1,8 тл, то зубец не насыщен и в паз ответвляется незначительная часть потока. Поэтому в данном случае можно пользоваться основной кривой намагничивания (кривая кг = 1,0 на рис. 2-9 и кривые рис. В-1).

§ 2-4. Намагничивающие силы сердечника якоря, полюсов и ярма

Намагничивающие силы сердечника якоря, полюсов и ярма от­ носительно малы и могут рассчитываться более приближенно.

Поток Ф« разветвляется в спинке сердечника якоря на две части (см. рис. 2-1), и средняя индукция в спинке

При наличии аксиальных вентиляционных каналов диаметром с1вент величину На в этой формуле уменьшают на а/3 йве„т.

Индукция по сечению спинки якоря, а также вдоль магнитной линии на рис. 2-1 несколько изменяется. Однако и. с. сердечника, якоря относительно мала. Поэтому можно определить по кривым намагничивания значение На, соответствующее Ва [см. формулу (2-23)1, и положить

Величину Ьа можно вычислить приближенно по следующей формуле (рис. 2-1):

При расчете н. с. полюса и ярма необходимо учесть, что обмотка возбуждения создает, кроме потока Фа, также поток рассеяния Фя, который охватывает обмотку возбуждения и проходит,'минуя воз­ душный зазор между полюсными наконечниками и якорем, через сердечники полюсов и ярмо (рис. 2-10).

Величина

и может быть рассчитана по приближенным формулам [30, 40, 41], которые здесь не приводятся. В машинах постоянного тока обычно а = 1,10 ч- 1,25, причем большие значения относятся к многопо­ люсным машинам с дополнительными полюсами, а меньшие — к ма­ шинам без дополнительных полюсов.

При известном значении а определяется индукция в сердечниках

Из кривых намагничивания по Вт находятся Нт и н. с. полюса

Индукция в ярме

д . = оФа

где /я — длина ярма в осевом направлении.

Рис 2-10 Поток рассеяния обмотки возбуждения между полюсами (а) и в торцевой области (б)