Эдс индуктируемые в обмотках машин переменного тока

При конструировании машин переменного тока стремятся к тому, чтобы индуктируемые в обмотках эдс были синусоидальными. Если эдс индуктируется вращающимся магнитным полем, то для этого необходимо, чтобы распределение магнитной индукции вдоль воздушного зазора было также синусоидальным [1]. Получение вполне синусоидального распределения магнитного поля практически невозможно. Если магнитная индукция распределена вдоль окружности воздушного зазора несинусоидально, то в магнитном поле, кроме основной (первой) гармоники ( = 1), будут присутствовать другие нечетные гармоники ( = 3, 5, 7....), амплитуды которых уменьшаются с увеличением их порядкового номера.

В асинхронном двигателе от вращающегося магнитного поля, распределенного вдоль зазора несинусоидально, в обмотке статора наводится несинусоидальная эдс самоиндукции, направленная навстречу синусоидальному напряжению сети. В результате по обмоткам статора потечет несинусоидальный ток, который ухудшит механическую характеристику двигателя (вызовет в ней провалы), появятся вибрации и шум.

Для улучшения кривой поля возбуждения явнополюсных синхронных генераторов очень тщательно подходят к форме наконечников полюсов.

4.2. Эдс проводника от основной гармоники без скоса пазов

Вращающееся со скоростью v синусоидальное магнитное поле индуктирует в каждом проводнике эдс

, (4.1)

амплитуда которой

, (4.2)

где – амплитуда индукции основной гармоники поля в зазоре;
– расчетная активная длина машины; v – линейная скорость магнитного поля; ; учитывая, что , а , то

. (4.3)

Действующие значение эдс проводника

, (4.4)

а амплитудное значение индукции через среднее

, (4.5)

тогда

. (4.6)

В ряде случаев как в синхронных, так и асинхронных машинах для улучшения формы кривой эдс осуществляется скос пазов относительно бегущего магнитного поля. Скос пазов выполняют либо в статоре относительно ротора или наоборот.

4.3. Эдс проводника от основной гармоники с учетом скоса пазов

Фаза эдс, индуктируемых в отдельных участках проводника в скошенном пазе беспрерывно изменяется вдоль проводника (рис. 4.1),
т. е. индуктируемые эдс на концах проводника и появляются в разное время, они имеют сдвиг по фазе на угол . Используя соотношение (рис. 4.1, б)

, (4.7)

где – ширина скоса паза; – полюсное деление;

. (4.8)

Рис. 4.1. Эдс индуктируемая в скошенном пазе: а – скос пазов; б – сдвиг
фаз между элементарными эдс на концах проводника и

Чтобы определить эдс проводника , необходимо геометрически сложить векторы эдс отдельных участков проводника 

, (4.9)

как это показано на рис. 4.2. В пределе, если рассматривать бесконечно малые участки проводников,   0, то геометрическая сумма векторовЕ  0 изобразится другой и будет равна хорде окружности, опирающейся на центральный угол , как показано на рис. 4.3

Если бы не было скоса пазов, то эдс проводника равнялось вытянутой дуге, так как элементарные эдс  складывались бы арифметически.

Рис. 4.2. Результирующая эдс проводника при скосе пазов	Рис. 4.3. Определение эдс проводника при скосе пазов

Отношение длины хорды на рис. 4.3 к ее дуге определяет степень уменьшения эдс при наличии скоса и называется коэффициентом скоса пазов обмотки :

. (4.10)

Подставив в (4.10) приведенное в (4.8) значение угла получим

. (4.11)

Если не выполнять скоса пазов при , то . Таким образом, в общем случае правую часть выражения (4.6) нужно умножить на . Теперьэдс проводника с учетом скоса пазов

(4.12)

Обычно скос пазов относительно невелик и значение близко к единице. Например, при

,

т. е. эдс проводника при скосе пазов уменьшается на 1,1 % относительно эдс проводника без скоса пазов.

Дата добавления: 2015-07-15