Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Электротехника Магнитное поле синхронной машины
просмотров - 55

В настоящей главе рассматривается трехфазный синхронный генератор, работающий на симметричную нагрузку так, что всœе фазы обмотки нагружены равномерно, т. е. в них наводятся одина­ковые ЭДС и проходят равные по значению и сдвинутые по фазе относительно друг друга на угол 120° токи. Из гл. 9 известно, что в этих условиях трехфазная обмотка статора создает вращающуюся синхронно с ротором МДС, максимальное значение которой опре­деляется выражением (9.16):

F1 = 0,45m1 I1 w1 kоб1 / p.

Как будет показано в § 20.3, вектор МДС статора может зани­мать разные пространственные положения относительно оси по­люсов ротора.

В неявнополюсной синхронной машинœе воздушный зазор рав­номерен, а в связи с этим пространственное, положение вектора МДС статора относительно оси полюсов ротора не влияет на величину и график распределœения магнитного поля статора.

В явнополюсной синхронной машинœе воздушный зазор нерав­номерен из-за наличия значительного межполюсного пространст­ва, не заполненного сталью (рис. 20.3), и магнитное сопротивле­ние потоку статора Фd по продольной оси dd намного меньше магнитного сопротивления потоку статора Фq по поперечной оси qq. По этой причине величина индукции магнитного поля статора и график ее распределœения в воздушном зазоре в явнополюсных машинах зависят от пространственного положения вектора МДС обмотки статора F1 или его составляющих.

Так, амплитуда основной гармоники индукции магнитного поля статора по продольной оси B1d1 больше амплитуды основной гармоники индукции поля по поперечной оси В1q1:

B1d1 = B1kd; B1q1 = B1kq (20.6)

где В1 — амплитудное значение магнитной индукции поля статора при равномерном зазоре; kd и kq — коэффициенты формы поля статора (якоря) по продольной и поперечной осям.

Коэффициенты kd и kq определяют степень уменьшения ам­плитуды основной гармоники поля статора (якоря) по продольной и поперечной осям, обусловленную неравномерностью

Рис. 20.3. Магнитные поля статора синхронной явнополюсной

ма­шины по продольной (а) и поперечной (б) осям

воздушногo зазора в машинах с явнополюсным ротором.

Значения kd и kq зависят от отношения максимального и ми­нимального воздушных зазоров δmах/δ, от относительной величи­ны зазора δ/ τ , а также от коэффициента полюсного перекрытия αi, При равномерном зазоре (δ = const) отношение δmах/δ = 1. По­люсное делœение τ определяют по (7.1). Коэффициент полюсного перекрытая αi = bр/τ, где bр — ширина полюсного наконечника (см. рис. 19.8).

При равномерном воздушном зазоре (δmах/δ =1) и весьма ма­лой его относительной величинœе (δ/ τ ≈ 0) коэффициенты формы поля определяются выражениями

kd = [παi + sin(αi 180°)] /π; (20.7)

kq =[παi - sin(αi 180°)] /π . (20.8)

Из (20.7) и (20.8) видим, что при αi = 1, т. е. при неявнополюсном роторе, kd = kq= 1.

Обмотка возбуждения синхронной машины при прохождении по ней тока Iв создает МДС на пару полюсов (А):

Fв.н = Iв 2wк.в (20.9)

Рис. 20.4. Магнитные поля возбуждения неявнополюсной

(а) и явнополюсной (б) синхронных машин

При этом форма магнитного поля возбуждения в зазоре ма­шины зависит от конструкции ротора. Амплитуда основной гар­моники этого поля Вв1 определяется коэффициентом формы поля возбуждения

kf = Bв1/ Вв, (20.10)

где Вв — максимальное значение магнитной индукции поля воз­буждения (рис. 20.4).

Стоит сказать, что для неявнополюсного ротора коэффициент формы поля воз­буждения (рис. 20.4, а)

kf = 8sin γ 90°/ (π2 γ) (20.11)

где γ = 2α/ τ — отношение обмотанной части полюса ротора ко всœему полюсному делœению. Обычно γ = 0,67 ÷ 0,80. Наименьшее содержание высших гармоник поля соответствует γ = 0,75.

Для явнополюсного ротора при равномерном зазоре и δ/τ ≈ 0 коэффициент формы поля возбуждения (рис. 20.4, б)

kf = 4sin αi 90°/ π . (20.12)

Увеличение зазора на краях полюсов способствует приближе­нию коэффициента kf к единице, т. е. приближает форму кривой индукции поля к синусоиде.

При неравномерном воздушном зазоре значения коэффициен­тов формы поля определяют по графикам, приводимым в руково­дствах по расчету синхронных машин [5 и 15].


Читайте также


  • - Магнитное поле синхронной машины

    В настоящей главе рассматривается трехфазный синхронный генератор, работающий на симметричную нагрузку так, что все фазы обмотки нагружены равномерно, т. е. в них наводятся одина­ковые ЭДС и проходят равные по значению и сдвинутые по фазе относительно друг друга на угол... [читать подробенее]