Расчет магнитной цепи

Основные положения. В электрических машинах с симметричной магнитной цепью, а к таким машинам относятся асинхронные двигатели, можно ограничиться расчетом МДС на полюс.

Магнитная цепь асинхронного двигателя состоит из следующих пяти однородных участков, соединенных последовательно: воздушный зазор между ротором и статором, зубцы статора, зубцы ротора, спинка статора, спинка ротора. При расчете магнитного напряжения каждого участка принимают, что магнитная индукция на участке распределена равномерно.

Расчет магнитной цепи электродвигателя производят в такой последовательности. Для каждого участка определяют его площадь поперечного сечения, магнитную индукцию, напряженность поля, среднюю длину пути магнитного потока, МДС участка, суммарную МДС.

В отличие от машин синхронных и постоянного тока расчет суммарной МДС у асинхронных двигателей производят только для номинального режима работы. Расчет магнитной цепи ведут по основной волне магнитного поля; в соответствии с этим магнитная индукция в воздушном зазоре является в расчете амплитудой основной волны.

Насыщение магнитной цепи вызывает уплощение кривой поля; соответственно при повышенной индукции магнитное сопротивление зубцов по середине полюсного деления больше, чем по краям. Учет уплощения производят в соответствии с [25] и [29]. Для облегчения расчета в приложениях 8 – 10 приведены таблицы намагничивания H = f (B) для зубцов статора и ротора, вычисленные с учетом уплощения поля; эти таблицы используют при расчете магнитного напряжения участка зубцов. При расчете магнитной цепи условно принимают среднюю длину пути магнитного потока в спинке статора или ротора; в действительности длина этих путей различна – максимальная по краям полюсного деления и минимальная посередине. Соответственно неравномерно распределяется индукция.

Для упрощения расчета в приложениях 11 – 13 приведены таблицы намагничивания H = f (B) для спинки статора и ротора, вычисленные с учетом синусоидального распределения индукции вдоль силовой линии; эти таблицы используют при расчете магнитного напряжения спинки ротора и статора.

Основное сопротивление магнитной цепи асинхронного двигателя сосредоточено в воздушном зазоре между ротором и статором. Это сопротивление увеличивается дополнительно из-за зубчатого строения статора и ротора; увеличение его учитывается соответствующим поправочным коэффициентом, который больше единицы. При наличии радиальных вентиляционных каналов в сердечнике статора или ротора часть магнитного потока проходит через каналы, снижая магнитное сопротивление воздушного зазора; это уменьшение учитывается коэффициентом, который меньше единицы.

При магнитной индукции в зубцах статора или ротора В≤ 1,8 Тл принимают, что магнитный поток проходит только через зубцы, а напряженность магнитного поля Н определяют соответственно по кривым для зубцов (см. приложения 8 – 10). При B> 1,8 Тл часть магнитного потока, проходящая через пазы, снижает действительную магнитную индукцию в зубцах. Это снижение учитывается коэффициентами k _з, зависящими от соотношения площадей рассматриваемых поперечных сечений зубца и паза, а для определения Н с целью упрощения вычислений пользуются кривыми для зубцов по приложениям 14 – 16, рассчитанными для разных значений k _з.*

У зубцов трапецеидального поперечного сечения (прямоугольные открытые или полуоткрытые пазы, верхняя часть бутылочных пазов ротора) кривая распределения напряженности поля Н по высоте зубца близка к параболе. Если B _зmax>1,8 Тл, то при расчете магнтного напряжения зубцов напряженность поля определяют по индукции в трех расчетных сечениях зубца – минимальном, среднем и максимальном; среднее значение Н при этом рассчитывают по формуле Симпсона (9-136). Если B _зmax ≤1,8 Тл, то с достаточной точностью можно определять Н по индукции в одном сечении зубца, расположенном на расстоянии 1/3 его высоты (от окружности, соответствующей диаметру D ₁).

У зубцов равновеликого поперечного сечения (трапецеидальные пазы статора, овальные закрытые и полузакрытые пазы ротора, нижняя часть бутылочных закрытых пазов ротора) напряженность поля определяют по индукции в сечении 1/3 высоты зубца; при В _з ≤1,8 Тл по приложениям 8-10, а при В _з >1,8 Тл -- по приложениям14 – 16 с учетом коэффициента k _з (В _з1 и В _з2 определены в § 9-4 – 9-6).

Магнитную цепь рассчитывают в такой последовательности.

Дата добавления: 2015-07-15