Расчет магнитной цепи машин.

Сущность расчета сводится к тому, чтобы определить МДС главных полюсов, необходимую для создания потока, обеспечивающую номинальные параметры машины.

Имеются методики, которые позволяют определить , обеспечивающий номинальные параметры машины( ).

Размеры магнитной цепи определяются из допустимых значений индукции в отдельных участках цепи.

полюса.

воздушный зазор.

станины.

якоря.

поток рассеяния.

полный поток.

1,12….1,25- Коэффициент рассеяния главных полюсов.

Разобьем магнитную систему на участки, имеющие одинаковую размерность.

Задаемся допустимой плотностью тола в витках возбуждения, диаметром витка и определяем число витков.

Задаваясь, строим кривую намагничивания машины.( )

– коэффициент насыщения

Реакция якоря.

Общие положения.

Режим холостого хода.

Прямая, проходящая через центр якоря, перпендикулярная оси результирующего магнитного потока называется физической нейтралью.

Генератор под нагрузкой.

Вследствие протекания тока в проводниках, будет создаваться магнитный поток якоря. Влияние МДС якоря на поле главных полюсов, называется реакцией якоря.

Под действием происходит подмагничивание набегающего края полюса и размагничивание сбегающего, т.о. под действием МДС якоря произошло смещение поля и физическая нейтраль сместилась по направлению вращения.

1.Магнитная система генератора не насыщена.

А – режим холостого хода.

В этом случае реакция якоря только искажает кривую распределения индукции воздушного зазора, результирующий магнитный поток не искажается.

2.Магнитная система генератора имеет определенное насыщение.

В случае насыщенной магнитной системы МДС якоря не только искажает кривую распределения индукции в воздушном зазоре, но и уменьшает результирующий магнитный поток.

Количественный расчет мдс якоря.

Расчет ведем на пару полюсов, при условии, что щетки находятся на линии геометрической нейтрали, шаг обмотки , в этом случае средняя точка каждой ветви обмотки находится на осевой линии полюса, зубчатостью и насыщением пренебрегаем.

- линейная нагрузка.

N – число проводников, из которых состоит обмотка и которые уложены на якоре.

- ток параллельной ветви, т.е. ток, протекающий по проводникам.

(2) – для контура 2.

- МДС якоря, необходимая для проведения потока через двойной воздушный зазор.

- МДС, необходимая для проведения потока через один воздушный зазор.

Если

если

- индукция в воздушном зазоре, обусловленная полем якоря.

Там, где воздушный зазор постоянен, индукция полностью соответствует МДС, меняясь по линейному закону. В межполюсном пространстве воздушный зазор резко увеличивается и индукция уменьшается.

Поле якоря искажает кривую распределения индукции в воздушном зазоре.

Влияние положения щеток на МДС реакции якоря.

Вся МДС реакции якоря будет действовать по поперечной оси.

Если мы сместим щетки на какой – то угол, то получится, что при смещении щеток с геометрической нейтрали наряду с поперечной МДС реакции якоря, возникает продольная МДС реакции якоря, которая в зависимости от направления сдвига может, как размагничивать, так и подмагничивать магнитную систему.

Потери энергии и КПД электрических машин.

С.О. – серисная обмотка.

Д.П. – обмотка дополнительных полюсов.

К.О. – компенсационная обмотка.

О.Н.В. – обмотка независимого возбуждения.

Потери в меди:

Потери в щеточном контакте:

- падение напряжения на пару разнополярных щеток.

Потери возбуждения:

Механические потери.

Это потери на трение щеток о коллектор, потери в подшипниках, потери на трение о воздух в бочке ротера, включая вентиляционные потери.

Потери в стали.

Это потери на вихревые токи и на гистерезис.

Потери на вихревые токи:

- постоянная, зависящая от марки стали и толщины листа.

- частота перемагничивания.

- постоянная, зависящая от марки стали.

Добавочные потери.

Это потери пропорциональные квадрату тока. Они делятся на добавочные потери при х.х. и при нагрузке. В большинстве случаев они не считаются и берутся в виде 1% от полезной мощности генератора и от потребляемой мощности двигателя. В случае компенсационной обмотки процент снижается до 0,5.

Пример добавочных потерь при х.х.:

Потери в стали ярма станины, потери в сердечниках главных и добавочных полюсов, обусловленных продольной пульсацией магнитного потока.

Пример добавочных потерь под нагрузкой:

Потери в уравнительных соединениях.

КПД достигает максимума, когда переменные потери, зависящие от равны постоянным потерям, не зависящим от тока.

Энергетический процесс генератора независимого возбуждения.

-электромагнитная мощность.

Электромагнитный момент генератора.

- электромагнитный момент генератора.

- постоянная машины.

Направление определяется по правилу левой руки.

- момент при х.х.

- механические потери.

- потери в стали.

- движущий момент.