Стартовая >> Книги >> Оборудование >> Электрические машины

Расчет магнитной цепи синхронной машины при хх - Электрические машины

Оглавление
Электрические машины
Основные электромагнитные схемы электрических машин
Устройство многофазных обмоток
Магнитное поле и МДС многофазных обмоток
Электродвижущие силы, индуктируемые в обмотке
Асинхронные машины
Явления в асинхронной машине при неподвижном роторе
Явления в асинхронной машине при вращающемся роторе
Уравнения, схема замещения и векторная диаграмма
Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя
Механическая характеристика асинхронной машины
Статическая устойчивость асинхронной машины
Экспериментальное исследование асинхронных двигателей
Рабочие характеристики асинхронного двигателя
Двигатели с улучшенными пусковыми свойствами
Пуск асинхронных двигателей
Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей
Несимметричные режимы работы асинхронных двигателей
Однофазные асинхронные двигатели
Генераторный режим асинхронной машины
Трансформаторный режим асинхронной машины
Синхронные машины
Магнитное поле синхронной машины при холостом ходе
Расчет магнитной цепи синхронной машины при хх
Магнитное поле синхронной машины при нагрузке
Приведение МДС обмотки статора к МДС возбуждения
Уравнения напряжений и векторные диаграммы
Уравнения векторные диаграммы с учетом насыщения
Работа на автономную нагрузку
Параллельная работа синхронных машин
Включение генератора в сеть
Регулирование активной мощности синхронной машины
Регулирование реактивной мощности синхронной машины
Угловая характеристика синхронной машины
Статическая устойчивость синхронной машины
U-образные характеристики
Синхронные двигатели
Синхронные компенсаторы
Несимметричные режимы синхронных генераторов
Внезапное трехфазное кз синхронного генератора
Качания и динамическая устойчивость синхронной машины
Машины постоянного тока
ЭДС обмотки якоря и электромагнитный момент
Магнитное поле машины постоянного тока при нагрузке
Коммутация
Генераторы постоянного тока
Характеристики генераторов с самовозбуждением
Параллельная работа генераторов постоянного тока
Двигатели постоянного тока
Характеристики двигателя постоянного тока
Регулирование частоты вращения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет магнитной цепи выполняется с целью определения МДС обмотки возбуждения, необходимой для создания требуемого магнитного потока при холостом ходе:


магнитная цепь синхронной машины при хх

,                                                (5.1)
где  - коэффициент формы поля.
Магнитная цепь машины на пару полюсов представлена на рис. 5.5. Для расчета магнитной цепи используют уравнение полного тока
.                         (5.2)
Интегрирование ведется вдоль средней силовой линии, разделенной на пять участков: воздушный зазор (1), зубцовая зона статора (2), ярмо статора (3), полюс (4) и ярмо ротора (5) в предположении, что напряженность магнитного поля каждого участка постоянна:
.                 (5.3)
Каждый линейный интеграл определяет магнитное напряжение на соответствующем участке, а сумма токов в левой части представляет собой полный ток обмотки возбуждения, охватываемый контуром интегрирования,
.                                  (5.4)
Магнитное напряжение воздушного зазора
,
где  - максимальная индукция в зазоре;  - расчетная длина машины;  - расчетная ширина полюсного наконечника;  - коэффициент полюсного перекрытия;  - коэффициент воздушного зазора, учитывающий влияние зубчатости статора и ротора на магнитное сопротивление зазора.
Магнитное напряжение зубцов статора


определяется по средней напряженности поля в зубце, равной ее значению на высоте  от головки зубца. Принимая допущение, что магнитный поток зубцового деления

полностью проходит через зубец, находим индукцию  на высоте  от головки зубца:
,
где  - длина сердечника статора;  - коэффициент заполнения сердечника сталью;  - ширина зубца в сечении на высоте  от головки зубца.
Напряженность поля в зубце  определяется по характеристике намагничивания стали  для найденной индукции .
Магнитное напряжения ярма статора

находим по максимальной напряженности поля в ярме, соответствующей по кривой намагничивания стали  индукции,
,
где  - высота ярма статора.
Коэффициент x учитывает непостоянство напряженности поля  по длине участка .
Магнитное напряжение сердечника полюса определяется по максимальной напряженности поля  у основания полюса:
.
Расчет магнитного поля в полюсе выполняется с учетом потока рассеяния обмотки возбуждения
,
где  - коэффициент рассеяния полюсов.
Этому потоку соответствует индукция у основания полюса:


,
где  - расчетная длина сердечника полюса;  - ширина сердечника полюса.
Напряженность поля  определяется по кривой намагничивания стали полюса  для магнитной индукции .
Магнитное напряжение ярма ротора
,
где  - максимальная напряженность поля в ярме, соответствующая индукции
,
где  - длина средней силовой линии на участке ярма ротора;  - длина ярма ротора;  - высота ярма ротора.
Расчет магнитной цепи выполняется для 5-7 значений ЭДС  в диапазоне от 0,5 до 1,3 . Результаты расчетов представляются в виде характеристики холостого хода  или характеристики намагничивания , построенных в относительных единицах (рис. 5.6). При этом за базисные значения принимаются номинальное напряжение ,  соответствующий ему магнитный поток

и МДС возбуждения  при .
Характеристика холостого хода и характеристика намагничивания в относительных единицах совпадают. По характеристике холостого хода определяют коэффициент насыщения
.
В хорошо спроектированной машине
.
При малом насыщении () возрастает масса стали, а при глубоком насыщении () существенно увеличивается ток возбуждения.



 
« Электрические аппараты и оборудование выше 1000В
электрические сети