Межполюсном пространстве

При расчете поля межполюсного пространства применяют метод конформных преобразований.

Рассмотрим задачу определения поля в межполюсном пространстве явнополюсной синхронной машины с применением метода конформных преобразований. Поле межполюсного пространства практически не зависит от высоты полюсного наконечника и очертаний полюсной дуги. Оно определяется только распределением магнитодвижущей силы, шириной полюсной дуги (соответственно шириной межполюсного пространства) и зазором под краем полюса.

Так как высота полюса больше ширины межполюсного пространства, принимаем при расчетах, что ярмо машины удалено от воздушного зазора в бесконечность.

машины, а ширину межполюсного пространства b = (1 - а)—.

-линией A2Aj, совпадающей с осью симметрии межполюсного пространства и являющейся линией нулевого потенциала;

Поток рассеяния Фа зависит от размеров полюсов, межполюсного окна и магнитных характеристик элементов магнитной цепи машины. На 4.9 приведена упрощенная схема замещения магнитной цепи яв-нополюсной синхронной машины. Для машин постоянного тока последующие выводы остаются такими же. Основной поток Ф и поток рассеивания Фа создаются одной и той же МДС обмотки возбуждения FB-Магнитные сопротивления путей этих потоков включены параллельно. Сопротивление потоку Ф определяется магнитными характеристиками воздушного зазора, зубцовых зон и ярма статора. Суммарное магнитное сопротивление этих участков ( 4.9) обозначено Л„. Сопротивление дня потока Фд, определяемое, в основном, магнитной характеристикой межполюсного пространства, обозначено Ra. Магнитные сопротивления стали полюсов и ярма ротора, общие для обоих потоков, на схеме не показаны.

размерных соотношений полюсов постоянна и определяется размерами межполюсного пространства и полюсных наконечников.

Для количественного учета влияния реакции якоря на магнитное поле машины обычно МДС F разлагают на две составляющие: продольную F d = F a sin ф, максимум которой совпадает с осью полюсов, и поперечную F = Fa cos ф, максимум которой совпадает с осью, проходящей через середину межполюсного пространства. Угол ф является углом между током /. и ЭДС Е0- Магнитодвижущие силы якоря и обмотки возбуждения имеют различное пространственное распределение, и поэтому одинаковые их значения создают различные потоки. Для удобства совместного рассмотрения одну из МДС необходимо привести к другой. Так как обычно при расчетах используется характеристика холостого хода, то целесообразно синусоидальные МДС якоря привести к прямоугольной МДС обмотки возбуждения. Для этою FJ и F заменяются эквивалентными МДС обмотки возбуждения Fa(i и F . Эквивалентные МДС Fa(j и Fg определяются исходя из того, чтобы потоки первой гармоники, создаваемые ими, были соответственно равны потокам первой гармоники от МДС F d и F . При переходе от F d и F к Fad и F вводят коэффициенты kad и k

238. С какой скоростью нужно удалить проводник из межполюсного пространства подковообразного магнита для того, чтобы на концах проводника появилась разность потенциалов 10 В? Активная длина проводника 1 м, угол а = = 90*, магнитная индукция в межполюсном пространстве 0,251.

обмоток фаз статора — периодические функции угла 7 между осью фазы и продольной осью ротора. Рассмотрим, как изменяется индуктивность фазы а. При 7 = 0 ( 7.1) проводимость магнитного пути потоку Фа фазы а максимальна. При повороте ротора магнитная проводимость уменьшается и при v = л/2 достигает своего наименьшего значения, так как по оси фазы а будет расположен участок межполюсного пространства с большой величиной воздушного зазора. Поэтому при одном и том же значении тока, протекающего по обмотке фазы а статора, магнитный поток, создаваемый фазой, в первом случае (у = 0) будет больше, чем во втором (у = я/2). При дальнейшем вращении ротора, т. е. при у > я/2, проводимость магнитного потока возрастает и при у = я вновь достигает максимума. Таким образом, потокосцепление фазы, а следователь-

и потоки самоиндукции, зависят от положения ротора в пространстве. Взаимная индуктивность фаз максимальна тогда, когда поток, созданный током одной из фаз и связанный с обеими фазами, будет максимальным, т. е. когда магнитная проводимость потока взаимной индукции этих фаз наибольшая. Это имеет место при таком положении ротора в пространстве, когда продольная ось ротора перпендикулярна линии, проведенной между магнитными осями рассматриваемых фаз (7.3). При повороте ротора на я/2 эл. рад на пути потока ФаЪ взаимной индукции фаз лежит большой воздушный зазор межполюсного пространства, поэтому проводимость магнитного потока, а следовательно, и взаимная индуктивность фаз будут минимальны. Взаимная индуктивность между обмотками фаз статора отрицательна, так как угол сдвига фаз больше л/2, и является четной функцией угла между осью d и линией, проведенной между магнитными осями рассматриваемых фаз. Например,

3.4. Расчет магнитного поля в межполюсном пространстве машины............................................................................................. 81

Уравнение (3.23) получено лишь при учете радиального распределения магнитных силовых линий в пределах полюсной дуги, и поэтому получили достаточно простое выражение без учета поля в межполюсном пространстве.

проводится либо путем графоаналитического построения картин поля [22], либо аналитически [23, 24]. При этом необходимо рассчитывать поле под полюсом и в межполюсном пространстве. Поле в межполюсном пространстве рассчитывается на основании метода конформных преобразований.

уравнениям (3.31) и (3.35), представлены на 3.4. Первая гармоническая составляющая поля полюсов рассчитывается без учета поля в межполюсном пространстве.

3.4. Расчет магнитного поля в межполюсном пространстве

Рассмотрим задачу определения поля в межполюсном пространстве явнополюсной синхронной машины с применением метода конформных преобразований. Поле межполюсного пространства практически не зависит от высоты полюсного наконечника и очертаний полюсной дуги. Оно определяется только распределением магнитодвижущей силы, шириной полюсной дуги (соответственно шириной межполюсного пространства) и зазором под краем полюса.

Поле рассеяния в межполюсном пространстве не учитывается, это позволяет принять ток возбуждения сосредоточенным у ярма

3.7. Расчетная модель поля в межполюсном пространстве

Выражения (3.68), (3.73), (3.82) являются исходными для определения уравнения поля в межполюсном пространстве.

Для того чтобы можно было суммировать алгебраически составляющие поля под полюсом Bvp и в межполюсном пространстве Bvi, вводится переменная р - угол в электрических градусах между осями полюсов: z 2р-я

Амплитуды гармонических составляющих поля в межполюсном пространстве определяются выражением