15. Обмоточные данные якоря мпт, их расчёт.

Обмоточные данные якоря: N – число проводников обмотки якоря; U_П – число проводников на полюс и фазу; Z – число пазов; Wc – число витков секции; К – число коллекторных пластин; а – число параллельных ветвей.

Число проводников обмотки якоря (предварительно).

Далее определяют число пазов якоря: .

Z₁ выбирается из этого диапазона с учётом W_Сmin, так как увеличение W_С приводит к ухудшению коммутации.

- наименьшее значение.

Обычно U_П=3 в машинах средней и малой мощности; в машинах большой мощности U_П=1

Число эффективных проводников обмотки в пазу д.б. в двухслойных обмотках четным числом.

В дв-лях с полузакрытыми пазами всыпная обмотка из круглых проводников может иметь дробное число витков секции , т.к. в этом случае допускается выполнение секций, расположенных в одном пазу с разным числом пазов. Например, в некоторых ЭМ серии 2П при волновой обмотке с число витков в секциях принято равным 1-2-1, 2-1-2, 5-4-5. При открытых пазах и проводах прямоугольного сечения значения должны округляться до ближайшего целого числа.

Максимальное число коллекторных пластин должно оцениваться по минимально допустимому значению коллекторного деления t_K, - выбирается стандартный .

При выборе окончательной величины Z уточняется число К и проверяется величина коллекторного деления, она д.б. > допустимого.

Значительное ↑ приводит к перерасходу дорогостоящей коллекторной меди.

После выбора уточняется .

.

Поперечное сечение эффективного проводника обмотки якоря , Ja – плотность тока. Плотность тока предварительно выбирают, используя зависимости произведения АJ от класса нагревостойкости изоляции, построенных по данным серийных машин постоянного тока. Диаметр изолированного провода не должен превышать 1,8 мм.

Обмотки якоря подразделяют по направлению отгиба лобовых частей на волновые, петлевые, лягушечные и в зависимости от схем соединения на простые и сложные.

Всякая простая волновая обмотка имеет число параллельных ветвей 2а=2, а петлевая 2а=2р. Выбираются при токах якоря до 300А.

Сложная петлевая обмотка 2а=2pm. Выбирается при токах якоря до 1000А.

Лягушечная обмотка 2а=2апетлевая2аволновая. Выбирается при токах якоря выше 1000А.

16.Расчёт магнитной цепи МПТ. Хар. Намагничив-я Ф=f(ΣF)

Задача расчета магнитной цепи заключается в определении оптимальной величины МДС, необходимой для создания заданного потока. Магнитная система машины постоянного тока представляет со­бой 2р симметричных магнитных цепей, каждая из кото­рых состоит из семи последовательно соединенных условно одно­родных участков: воздушного зазора под главными полюсами, зубцов якоря, ярма якоря, зубцов полюсных наконечников главных полюсов (у компенсированных машин), сердечника главного полю­са, зазора между главным полюсом и станиной. Замкнутый контур магнитных линий пары полюсов является симметричным относительно оси геометрической нейтрали, поэтому расчет магнитной цепи машины постоянного тока достаточно производить на один полюс.

Для расчета магнитной цепи необходимо знать размеры всех участков магнитопровода, площади их сечения, магнитные потоки этих участков.

ΣF=F_δ+F_z+F_j+F_г+F_cтыка+ F_{станины}

Расчёт:

1) При заданном значении ЭДС машины определяют требуе­мое значение основного магнитного потока (Вб): .

2) определяется индукция (B, Тл) на всех участках магнитной цепи ,

где — магнитный поток на данном участке магнитной цепи. Вб;

— площадь поперечного сечении этого участка, м².

3) опред. магнитная напряжённость (Н) по основной кривой намагничивания. Необходимо учитывать, что сталь на всех участках может быть разной. В машинах постоянного тока для изготовления различных элементов магнитной цепи применяют следующие ма­териалы. Сердечник якоря — тонколистовые электротехниче­ские стали марок 2013, 2312 и 2411 толщиной 0,5 мм. Сердечник главного полюса — листовая анизо­тропная (холоднокатаная) сталь марки 3411 толщиной 1 мм, пла­стины не изолируют. Станина — в машинах малой мощности станину изготов­ляют из стальных цельнотянутых труб, а для машин средней и большой мощности станины делают, сварными из листовой конст­рукционной стали марки СтЗ.

4 ) рассчитывается для каждого участка магн. цепи. Значения магнитных напряжений для различных участком магнитной цепи неодинаковы и зависят от магнитных сопротивлений этих участков. Наибольшим магнитным сопротивлением обладает воздушный зазор, поэтому магнитное напряжение на­много больше любого из слагаемых. Обычно расчет МДС ведут для ряда значений магнитного потока и , а затем строят магнитную характери­стику машины ХХХ:

Характеристика холостого хода генератора представляет собой зависимость между э. д. с. в якоре и током возбуждения, снятую при отсутствии нагрузки и постоянном числе оборотов.

Д ля генераторов независимого возбуждения при отсутствии нагрузки (холостой ход) ток в якоре равен нулю. Так как э.д.с, индуктированная в обмотке якоря, равна Е = СnФ, то при постоян­ной скорости вращения э. д. с. окажется прямо пропорциональной магнитному потоку. Поэтому в измененном масштабе характери­стика холостого хода представляет магнитную характеристику машины. При Iв=0 магнитная цепь машины (главным образом ярмо) имеет некоторый остаточный магнитный поток Ф0, который индукти­рует в обмотке якоря э.д. с. Е0 (рис). Эта э.д.с. составляет несколько процентов (2—5%) номинального напряжения машины. С увеличением тока в обмотке возбуждения увеличивается как магнитный поток, так и э. д. с, индуктированная в обмотке якоря. Таким образом, при постоянном постепенном увеличении Iв увели­чивается и э.д.с.

 На рис. показаны характеристики холостого хода, снятые при различных скоростях вращения якоря генератора.

Кривая 1 соответствует вращению якоря машины с номиналь­ной скоростью nн, указанной в паспорте генератора. Для всех ма­шин нормального типа точка номинального напряжения (точка А) находится на перегибе магнитной характеристики, что соответству­ет наиболее удачным рабочим и регулировочным свойствам гене­ратора. Выбор точки номинального напряжения на линейном участке. Магнитной характеристики приводит к резким изменениям напряже­ния на зажимах генератора при изменениях нагрузки, так как не­значительные изменения намагничивающей силы вызывают резкие изменения э.д. с. . Выбор этой точки на пологом участке магнитной характеристики приводит к ограничению регулирования напряжения на зажимах генератора, т.к. для изменения э. д. с. требуются очень большие изменения тока возбуждения. При изменении скорости вращения якоря  генератора изменит свое положение характеристика холостого хода, т.к. э. д. с. про­порциональна скорости. При n'>nн характеристика холостого хода пойдет выше (кривая 2), а при n"<nн — ниже (кривая 3), чем при номинальной скорости. Следовательно, при изменении скорости вращения якоря точка номинального напряжения окажется либо на линейном (точка В)  либо на пологом (точка С) участке магнитной характеристики, что вызывает изменение всех характеристик генератора. Поэтому первичный двигатель для вращения якоря генератора надо выбрать так, чтобы его скорость была близкой к номинальной скорости генератора.