Методическое руководство по расчету машины постоянного тока МПТ (стр. 5 из 15)

Рассчитав площадь сердечника полюса, определяют его ширину:

(5.4)

Если полюс выполнен сплошным, то коэффициент заполнения стали K_з.с= 1,0.

Сечение магнитопровода станины рассчитывается исходя из допустимых значений магнитной индукции B_ст на этом участке, которые принимаются равными 1,2 - 1,4 Тл для длительного режима работы машины и до 1,5 Тл для кратковременного режима.

Магнитный поток, замыкающийся через станину, равен половине потока полюса, отсюда

(5.5)

Большие значения индукции рекомендуются для машин с кратковременным режимом работы.

Высота сердечника станины

(5.6)

Длина станины l_ст принимается равной длине якоря для машин с шихтованной станиной и l_ст= l₀ + (3 - 5) мм для машин с отъёмными полюсами. Для станин из литой стали K_з.с= 1,0.

После расчёта указанных размеров в масштабе рисуют эскиз магнитной цепи машины, по которому определяют длину отдельных участков магнитной цепи (рис. 4).

29. Расчёт МДС машины постоянного тока.

МДС воздушного зазора

. (5.7)

МДС зубцовой зоны рассчитывается исходя из предположения,что весь магнитный поток зубцового деления проходит через зубец. Если при этом использованы пазы прямоугольной формы, то ширина зубцов оказывается переменной и магнитная индукция в различных сечениях различна. В этом случае расчёт МДС производится для трёх различных сечений зубца - максимального, среднего и минимального:

(5.8)

(5.9)

(5.10)

Рассчитав значения магнитных индукций, по кривым намагничивания выбранного сорта электротехнической стали (прилож., табл. 5 - 13) определяют соответствующие значения напряжённостей магнитного поля

,,.

При расчёте МДС зубцов необходимо скорректировать их ширину таким образом, чтобы максимальная величина магнитной индукции

не превышала 1,8 Тл.

МДС зубцовой зоны определяется по формуле Симпсона:

(5.11)

Здесь принято, что высота зубца равна высоте паза.

Для машин малой мощности чаще всего используются пазы овальной или трапецеидальной формы. В этом случае ширина зубца во всех сечениях одинакова и расчёт значительно упрощается, так как магнитная индукция и напряжённость магнитного поля в любом сечении зубца оказываются одинаковыми:

(5.12)

AW_Z = 2 H_Zh_п. (5.13)

МДС сердечника якоря. Уточнённое значение магнитной индукции в сердечнике якоря

(5.14)

По рассчитанному значению магнитной индукции и кривой намагничивания электротехнической стали определяется величина напряжённости магнитного поля в спинке якоря и МДС этого участка:

AW_a = H_aL_a, (5.15)

где средняя длина магнитной силовой линии

(5.16)

Величина магнитной индукции в сердечнике полюса уточняется по выражению:

(5.17)

По кривой намагничивания материала полюсов и полученному значению магнитной индукции определяется напряжённость магнитного поля и рассчитывается величина МДС полюсов машины:

AW_пл = 2 H_плh_пл. (5.18)

МДС станины. Магнитная индукция в станине

(5.19)

Средняя длина магнитной силовой линии в станине

(5.20)

По рассчитанному значению магнитной индукции В_ст и кривой намагничивания материала станины определяется напряжённость магнитного поля H_ст и соответствующая МДС:

AW_ст = H_стL_ст. (5.21)

Если полюса выполнены отъёмными, то между станиной и сердечником полюса существует воздушный зазор d_ст = (0,035 ¸0,05) мм. В этом случае необходимо определить МДС этого зазора:

(5.22)

Результирующая МДС машины на пару полюсов в режиме холостого хода

AW_в = AW_d + AW_z + AW_a + AW_пл + AW_ст + AW_dст. (5.23)

30. Характеристика холостого хода (х.х.х) МПТ - это зависимость ЭДС обмотки якоря от МДС возбуждения (или тока возбуждения) при неизменной частоте вращения и отсутствии тока якоря.

Расчёт х.х.х производится в такой последовательности:

- задаются произвольными значениями ЭДС якорной обмотки Е;

- рассчитываются соответствующие значения магнитного потока

; (5.24)

- рассчитываются соответствующие значения магнитной индукции в воздушном зазоре с использованием выражения (2.1);

- рассчитываются значения МДС для всех участков магнитной цепи и суммарная МДС возбуждения на пару полюсов в соответствии с выражениями п.29.

Производимые расчёты сводятся в таблицу (табл. 3, по данным которой строится зависимость Е = f(AW_в) - х.х.х.).

31. МДС реакции якоря. При работе МПТ под нагрузкой по обмотке якоря протекает ток и вокруг проводников обмотки создаётся магнитное поле, называемое полем якоря. Рабочие характеристики МПТ определяются результирующим магнитным полем в зазоре машины, т.е. зависят и от поля якоря.

Воздействие магнитного поля якоря на основное поле машины, создаваемое обмоткой возбуждения, называют реакцией якоря.

Для учёта магнитного поля якоря его МДС представляют в виде суммы двух составляющих МДС поперечной и продольной реакции якоря.

Таблица 3

Расчёт характеристики холостого хода МПТ

Величина	ЭДС якоря
	0,5 Е	0,8 Е	1,0 Е	1,1 Е	1,2 Е	1,3 Е
Магнитный поток Фо, Вб
Магнитная индукция в воздушном зазоре Вd, Тл
Магнитная индукция в зубцах якоря Вz, Тл
Магнитная индукция в спинке якоря Ba, Тл
Магнитная индукция в сердечнике полюса Bпл, Тл
Магнитная индукция в станине Вст, Тл
Магнитная индукция в зазоре между полюсом и станиной Вdст, Тл
МДС воздушного зазора AWd, А
МДС зубцовой зоны AWz, А
МДС спинки якоря AWa,А
МДС сердечника полюса AWпл, А
МДС станины AWст, А
МДС зазора между станиной и полюсом AWdст, А
Суммарная МДС на пару полюсов: AWв = åAW, А