Магнитная цепь асинхронной электрической машины

МДС создается реактивной (намагничивающей) составляющей тока холостого хода, следовательно, при известной МДС (F) значение требуе­мого тока I _μ при m₁ = 3 можно определить из выражения:

. (2.33)

На рис. 2.6 представлена магнитная цепь четырехполюсной асинхронной машины.

Рис. 2.6

Линия РР проходит через середину полюса, а линия SS через ней­траль. При расчете МДС для половины магнитной цепи исходят из того, что сумма магнитных напряжений равна МДС одного полюса. Магнит­ная цепь делится на пять участков, на которых напряженность поля мож­но считать примерно постоянной. Обозначения на рис. 2.6 приняты сле­дующие: L_яр1 и U_mяр1 – ярмо статора; L_з1 и U_mз1 – зубец статора; δ и U_mδ – воздушный зазор; L_з2 и U_mз2 – зубец ротора; L_яр2 и U_mяр2 – ярмо ротора.

Суммарная МДС складывается из магнитных напряжений:

. (2.34)

Для определения магнитных напряжений машины необходимо знать индукции и относящиеся к ним напряженности магнитного поля. Магнит­ный поток определяется через заданное номинальное напряжение и обмо­точные данные:

. (2.35)

Средняя индукция в воздушном зазоре

, (2.36)

где l _н – расчетная длина ротора, τ – полостное деление, рассчитанное через внутренний диаметр статора,

. (2.37)

Расчетная длина ротора меньше длины сердечников статора и ротора l _а, если имеются вентиляционные каналы:

, (2.38)

где b_к – ширина вентиляционных каналов; n_к1 и n_к2 - число вентиляци­онных каналов ротора и статора.

В случае сдвинутых относительно друг друга вентиляционных кана­лов статора и ротора

. (2.39)

Если каналы расположены друг против друга,

. (2.40)

Магнитное напряжение воздушного зазора:

, (2.41)

где B_mδ – максимальное значение индукции в воздушном зазоре; k_δ - коэффициент воздушного зазора; μ₀ – магнитная постоянная; δ – длина воздушного зазора.

Максимальное значение индукции в воздушном зазоре вследствие искажения кривой поля, возникающего в результате магнитного на­сыщения стали:

. (2.42)

На рис. 2.7 представлена кривая зависимости коэффициента α₁' от коэффициента насыщения – K_нас, который характеризует уплощенность кривой поля:

. (2.43)

Расчет В_δт начинается от α₁' = 0,66÷0,75. Затем после определения магнитной напряженности в воздушном зазоре и зубцах с помощью К_нас проверяется принятое значение α₁'. Если имеет место расхождение между принятым и расчетным значениями в 2-3 %, расчет продолжается, если же расхождение больше, следует принять другое значение α₁'.

Рис. 2.7

Коэффициенты воздушного зазора определяются отдельно для ротора и статора:

, (2.44)

, (2.45)

где с – ширина раскрывания пазов; τ_п – пазовые деления.

Пазовые деления, выраженные через внутренний диаметр статора и число пазов, определяются выражениями:

, (2.46)

. (2.47)

Результирующее значение коэффициента воздушного зазора:

. (2.48)

Магнитные напряжения зубцов. Индукция в зубцах статора

, (2.49)

а индукция в зубцах ротора

, (2.50)

где b₁ – ширина зубцов статора; b₂ – ширина зубцов ротора.

При определении чистой длины стального сердечника I _ст учитывает­ся коэффициент пакета сталью на статоре K_з1=0,9÷0,94, а на роторе K_з2=0,92÷0,96. Таким образом, для статора чистая длина пакета

, (2.51)

для ротора

. (2.52)

Если зубцы имеют непараллельные стенки, то для трех значений ширины зубцов - b ', b " и b '" определяются индукции в сечениях , и . Если определенные индукции в зубцах статора и ротора меньше 1.8-1,9 Тл, то значения напряженности магнитного поля берутся по кри­вым нормального намагничивания. Если же индукции зубцов статора и ротора больше указанных значений, то напряженности магнитного поля берутся по кривым намагничивания, учитывающим пазовую проводи­мость, при этом средняя напряженность поля в зубцах учитывается в ви­де:

, (2.53)

. (2.54)

Магнитные напряжения зубцов для ротора и статора:

, (2.55)

для ротора

. (2.56)

Магнитные напряжения ярм. Распределение магнитных линий в ярме неравномерно. Наибольшая плотность магнитных линий имеет место на нейтральной линии. Индукция на нейтральной линии статора

(2.57)

и ротора

, (2.58)

где h – высота ярм.

Напряженности магнитного поля H_яр1 и H_яр2, соответствующие этим индукциям, определяем по кривым намагничивания ярма.

Средняя длина магнитной линии в ярмах статора

(2.59)

и ротора

. (2.60)

Магнитные напряжения ярм статора

(2.61)

и ротора

. (2.62)

Дата добавления: 2015-08-27