9 Магнитные напряжения отдельных участков магнитной цепи
9.1 Магнитное напряжение воздушного зазора
В MathCAD
9.2 Магнитное напряжение зубцов якоря.
где
напряженность
магнитного поля в зубцах якоря определяется
по приложению Е или К.
Внимание! При индукциях больше 1,8 Тл. напряженность магнитного поля в зубцах необходимо определять с учетом насыщения. Для этого воспользуйтесь кривыми в приложении К
Для определения напряженности магнитного поля с учетом насыщения необходимо определить коэффициент вытеснения потока в заданном сечении
,
где
ширина
паза на высоте х;
ширина
зубца на высоте х;
длина
воздушного зазора;
длина
стали якоря;
коэффициент
заполнения пакета сталью.
В случае овального паза ширина зубца остается постоянной
(см.
п. 3.5)
Ширина
паза зависит от высоты. Она максимальная
в верхней части паза и равна
В
нижней части паза
В
средней части
Если
якорь не имеет радиальных вентиляционных
каналов, как это бывает в большинстве
случаев машин с высотой оси вращения
,
то длина стали равна длине воздушного
зазора
.
Поэтому выражение для расчета коэффициента вытеснения потока упрощается
Для
определения напряженности магнитного
поля необходимо рассчитать коэффициенты
вытеснения потока для трех значений
ширины паза
,
соответственно,
.
По этим
значениям
и
индукции
,
пользуясь кривыми приложения К необходимо
найти три значения напряженности
магнитного поля
Затем определите расчетную напряженность магнитного поля в зубцах.
Можно
несколько упростить задачу определив
по
.
В MathCAD
по
находим по приложению Е или К
9.3 Магнитное напряжение ярма якоря
где
напряженность
магнитного поля в ярме якоря, находим
по приложению Е
В MathCAD
по
находим по приложению Е
9.4 Магнитное напряжение сердечника главного полюса
(сталь 3411)
где
напряженность
магнитного поля в сердечнике главного
полюса. Определите по приложению Ж
В MathCAD
по
находим по приложению Ж
9.5 Магнитное напряжение воздушного зазора между главным полюсом и станиной
В MathCAD
9.6 Магнитное напряжение станины (массивная сталь)
где
напряженность
магнитного поля в станине. Определите
по приложению И
В MathCAD
по
находим по приложению И
9.7 Суммарная МДС на полюс
В MathCAD
9.8 МДС переходного слоя
В MathCAD
Если Вы расчеты выполняли не в MathCAD, то аналогичным образом проведите расчет для потоков равных 0,5; 0,75; 0,9; 1,1; 1,15 номинального значения. Результаты расчета сведите в табл. 8. По результатам расчетов постойте характеристику намагничивания и переходную характеристику.
Таблица 8 – Расчет характеристики намагничивания машины.
№ п/п |
Расчетная величина |
Расчетная формула |
Единицы величины |
0,5Фδн |
0,75Фδн |
0,9Фδн |
1,0Фδн |
1,1Фδн |
1,15Фδн |
1 |
ЭДС |
Е |
В |
104,1 |
156,5 |
187,5 |
208,3 |
229 |
240 |
2 |
Магнитный поток |
|
Вб |
0,4 х 10-2 |
0,6 х 10-2 |
0,72 х 10-2 |
0,8 х 10-2 |
0,88 х 10-2 |
0,92 х 10-2 |
3 |
Магнитная индукция в воздушном зазоре |
|
Тл |
0,326 |
0,488 |
0,586 |
0,652 |
0,716 |
0,75 |
4 |
Магнитное напряжение воздушного зазора
|
|
А |
430 |
645 |
774 |
860 |
945 |
990 |
5 |
Магнитная индукция в зубцах якоря* |
|
Тл |
0,86 |
1,29 |
1,55 |
1,72 |
1,89 |
1,98 |
Продолжение таблицы. 8
№ п/п |
Расчетная величина |
Расчетная формула |
Единицы величины |
0,5Фδн |
0,75Фδн |
0,9Фδн |
1,0Фδн |
1,1Фδн |
1,15Фδн |
6 |
Напряженность магнитного поля в зубцах якоря для стали 2312* |
|
|
170 |
520 |
2350 |
8900 |
18800 |
30000 |
7 |
Магнитное напряжение зубцов |
|
А |
4,7 |
13 |
59 |
224 |
472 |
753 |
8 |
Магнитная индукция в спинке якоря |
|
Тл |
0,472 |
0,71 |
0,85 |
0,945 |
1,04 |
1,09 |
9 |
Напряженность магнитного поля в спинке якоря |
|
|
74 |
99 |
165 |
212 |
264 |
294 |
Продолжение таблицы. 8
№ п/п |
Расчетная величина |
Расчетная формула |
Единицы величины |
0,5Фδн |
0,75Фδн |
0,9Фδн |
1,0Фδн |
1,1Фδн |
1,15Фδн |
10 |
Магнитное напряжение ярма якоря |
|
А |
3,26 |
4,35 |
7,25 |
9,3 |
11,6 |
12,9 |
1 |
Магнитный поток главного полюса |
|
Вб |
0,46 х 10-2 |
0,69 х 10-2 |
0,83 х 10-2 |
0,92 х 10-2 |
1,01 х 10-2 |
1,06 х 10-2 |
12 |
Магнитная индукция в сердечнике главного полюса |
|
Тл |
0,498 |
0,745 |
0,895 |
0,995 |
1,09 |
1,14 |
13 |
Напряженность магнитного поля в сердечнике главного полюса. |
|
|
85 |
125 |
150 |
170 |
220 |
240 |
1
Продолжение таблицы. 8
№ п/п |
Расчетная величина |
Расчетная формула |
Единицы величины |
0,5Фδн |
0,75Фδн |
0,9Фδн |
1,0Фδн |
1,1Фδн |
1,15Фδн |
14 |
Магнитное напряжение сердечника главн. полюса |
|
А |
4,85 |
7,1 |
8,55 |
9,7 |
12,5 |
13,7 |
1 |
Магнитная индукция в воздушном зазоре между главным полюсом и станиной |
|
Тл |
0,498 |
0,745 |
0,895 |
0,995 |
1,08 |
1,14 |
16 |
Магнитное напряжение воздушного зазора между главным полюсом и станиной |
|
А |
5 2 |
78 |
93,5 |
104 |
114 |
119 |
5
Продолжение таблицы. 8
№ п/п |
Расчетная величина |
Расчетная формула |
Единицы величины |
0,5Фδн |
0,75Фδн |
0,9Фδн |
1,0Фδн |
1,1Фδн |
1,15Фδн |
17 |
Магнитная инд. в станине |
|
Тл |
0,645 |
0,980 |
1,16 |
1,29 |
1,42 |
1,18 |
18 |
Напряженность поля в станине |
|
|
530 |
898 |
1210 |
1550 |
2230 |
2710 |
1 |
Магнитное напряжение станины |
|
А |
65,2 |
111 |
149 |
191 |
275 |
335 |
20 |
Сумма магн. напр. всех участков цепи |
|
А |
560 |
859 |
1092 |
1398 |
1826 |
2224 |
21 |
Сумма магн. напр.участков переходн.слоя |
|
А |
438 |
662 |
840 |
1093 |
1429 |
1756 |
9
Рисунок 10 – Характеристика холостого хода.