5 Воздушный зазор и полюса ротора

Исходя из заданного отношения находим значение синхронного индуктивного сопротивления по продольной оси [1, рис. 7-18].

5.1 Приближенное значение воздушного зазора [1, 7-44]:

где максимальная индукция в зазоре при холостом ходе и номинальном напряжении:

5.2 Принимаем воздушный зазор под серединой полюса 0,0023 м (2,3 мм). Зазор под краями полюса . Среднее значение воздушного зазора:

5.3 Ширина полюсного наконечника [1, 7-47]:

где коэффициент полюсного перекрытия (конструктивный).

5.4 Радиус дуги полюсного наконечника [1, 7-45]:

5.5 Высота полюсного наконечника при [1, табл. 7-9]:

5.6 Длина сердечника полюса и полюсного наконечника:

5.7 Расчетная длина сердечника полюса [1, 7-52]. Толщина одной нажимной щетки полюса Принимаем

5.8 Предварительная высота полюсного сердечника [1, 7-48]:

5.9 Коэффициент рассеяния полюсов [1, 7-50]:

где [1, стр. 287].

5.10 Ширина полюсного сердечника [1, 7-51]. Задаемся

. (Полюсы выполнены из стали Ст 3 толщиной 1,0 мм).

Эскиз полюсов дан на рис. 2.

Рисунок 2 – Полюсы ротора

Так как

то принимаем крепление полюсов шпильками к ободу магнитного колеса.

5.11 Длина ярма (обода) ротора [1, 7-53]:

Для крупных машин [1, стр. 287].

5.12 Минимальная высота ярма ротора [1, 7-54]:

Индукция выбирается в пределах 1 – 1,3 Тл [1, стр. 287].

уточняется по чертежу.

Рисунок 4 – Размеры главного полюса

6 Пусковая обмотка

6.1 Число стержней пусковой обмотки на полюсе:

6.2 Поперечное сечение стержня пусковой обмотки [1, 7-55]:

6.3 Диаметр стержня (материал стержня – медь) [1, 7-56]:

Принимаем , тогда .

6.4 Зубцовый шаг на роторе [1, 7-57]:

где расстояние между крайним стержнем и краем полюсного наконечника [1, стр. 288].

6.5 Проверяем условия [1, 7-60]:

1)

Пазы ротора выбираем круглые, полузакрытые.

6.6 Диаметр паза ротора:

Раскрытие паза (предварительно):

6.7 Длина стержня [1, 7-61]:

6.8 Сечение короткозамыкающего сегмента [1, стр. 289]:

Выбираем прямоугольную медь 10×25 мм (сечение ) [1, табл. П-32].

Рисунок 5 – Изоляция обмоток главных и добавочных полюсов

7 Расчет магнитной цепи

7.1 Для магнитопровода статора выбираем сталь 1511 (ГОСТ 214273-75) толщиной 0,5 мм. Полюсы ротора выполняют из стали Ст3 толщиной 1 мм. Крепление полюсов к ободу магнитного колеса осуществляется с помощью шпилек и гаек. Толщину обода (ярма ротора) принимаем .

Магнитный поток в зазоре [1, 7-62]:

При находим [1, рис. 7-21].

7.2 Уточненное значение расчетной длины статора [1, 7-64]:

где

7.3 Индукция в воздушном зазоре [1, 7-63]:

7.4 Коэффициент воздушного зазора статора [1, 7-67]:

7.5 Коэффициент воздушного зазора ротора [1, 7-67]:

7.6 Коэффициент воздушного зазора [1, 7-66]:

7.7 Магнитное напряжение воздушного зазора [1, 7-65]:

7.8 Ширина зубца статора на высоте от его коронки [1, 7-70]:

где

7.9 Индукция в сечении зубца на высоте [1, 7-69]:

7.10 Магнитное напряжение зубцов статора [1, 7-68]:

7.11 Индукция в спинке статора [1, 7-74]:

7.12 Магнитное напряжение спинки статора [1, 7-72]:

где

7.13 Высота зубцов ротора [1, 7-76]:

7.14 Ширина зубца ротора на высоте от его коронки [1, 7-78]:

7.15 Индукция в зубце ротора [1, 7-77]:

7.16 Магнитное напряжение зубцов ротора [1, 7-75]:

7.17 Удельная магнитная проводимость рассеяния между внутренними поверхностями сердечников полюсов [1, 7-81]:

7.18 Удельная магнитная проводимость между внутренними поверхностями полюсных наконечников [1, 7-82]:

где

7.19 Удельная магнитная проводимость рассеяния между торцевыми поверхностями [1, 7-83]:

7.20 Удельная магнитная проводимость для потока рассеяния на одну сторону полюса:

7.21 Магнитное напряжение ярма статора, зазора и зубцов полюсного наконечника:

7.22 Поток рассеяния полюса [1, 7-80]:

7.23 Поток в сечении полюса у его основания:

7.24 Индукция в полюсе [1, 7-84]:

7.25 Магнитное напряжение полюса [1, 7-79]:

где

7.26 Магнитное напряжение стыка между полюсом и ярмом ротора [1, 7-86]:

7.27 Индукция в ободе магнитного колеса (ярме ротора) [1, 7-88]:

7.28 Магнитное напряжение в ободе магнитного колеса [1, 7-87]:

где

7.29 Магнитное напряжение сердечника полюса, ярма ротора и стыка между полюсом и ярмом:

7.30 Магнитодвижущая сила обмотки возбуждения на один полюс [1, 7-89]:

Результат расчета магнитной цепи сводим в таблицу ???????????.

При переводе магнитных напряжений и потока в относительные единицы за базовые значения соответственно приняты МДС при .

По табл. ?????????? на рис. ???????? построена в относительных единицах характеристика холостого хода. На этом же рисунке приведена нормальная характеристика холостого хода.

Параметр
	0,5	1	1,1	1,2	1,3
	2886,8	5773,5	6350,9	6928,2	7505,6
	0,024	0,0481	0,0529	0,0577	0,0625
	0,416	0,831	0,915	0,998	1,081
	1068,1	2136,2	2349,8	2563,4	2777,1
	0,81	1,62	1,78	1,94	2,10
	261	7600	21 000	33 000	71 000
	17,5	509,2	1407	2211	4757
	0,58	1,15	1,27	1,39	1,50
	0,63	0,48	0,41	0,37	0,33
	140	623	940	1720	3850
	12,8	43,4	55,9	92,3	184,2
	0,67	1,33	1,47	1,60	1,73
	330	1175	1920	4000	8400
	4,0	14,2	23,2	48,4	101,6
	1102,4	2703	3835,9	4915,1	7819,9
	0,00377	0,00924	0,01312	0,01681	0,02674
	0,02777	0,05734	0,06602	0,07451	0,08924
	0,72	1,49	1,72	1,94	2,33
	355	2110	4972	14 022	74 417
	66	392,5	924,8	2608,1	13 841,6
	180	372,5	430	485	582,5
	0,58	1,19	1,37	1,55	1,87
	310	825	1350	3050	16 200
	17,6	46,8	86,4	195,2	1036,8
	263,6	811,8	1441,2	3288,3	15 460,9
	1366	3514,8	5277,1	8203,4	23 280,8
	0,39	1	1,50	2,33	6,62
	0,58	1,19	1,37	1,55	1,86
	0,31	0,77	1,09	1,40	2,22
	0,075	0,231	0,410	0,936	4,399

При определении магнитного напряжения зубцов в тех случаях, когда , учитывалось ответвление потока в паз по коэффициентам:

для статора:

для ротора:

При магнитное напряжение полюса определялось по трем сечениям.

За нормальную характеристику холостого хода для явнополюсных синхронных машин принимаем характеристику со следующими данными (в относительных единицах) [1, стр. 293]:

0,58 1,0 1,21 1,33 1,44 1,46 1,51

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5