Магнитная цепь синхронной машины

В режиме х.х. синхронной машины, т. е. при от­сутствии тока I₁ в обмотке статора, магнитное поле создается лишь МДС обмотки возбуждения F_в0. Форма графика распределения индукции в зазоре явнополюсной машины в этом случае зависит от конфигурации полюсных наконечников полюсов ротора. Для придания этой кривой формы, близкой к синусоидальной, воздушный зазор делают неравно­мерным, увеличивая его на краях полюсных нако­нечников.

Основной магнитный поток явнополюсной син­хронной машины, замыкаясь в магнитной системе машины, сцепляется с обмоткой статора. Как и в асинхронных неявнополюсных машинах, магнитная система явнополюсной синхронной ма­шины представляет собой разветвленную симмет­ричную магнитную систему (рис. 9, а), состоящую из 2р параллельных ветвей. Каждая из таких ветвей представляет собой неразветвленную маг­нитную цепь, содержащую одну пару полюсов (рис. 9, б). Основной магнитный поток Ф, замыкаясь в магнитной цепи, проходит ряд участков (рис. 10): воздушный зазор δ, зубцовый слой статора h _z1 зуб­цовый слой ротора полюс ротора h_m, спинку ста­тора L₁ и спинку ротора (обод) L_об

Сумма магнитных напряжений на всех перечис­ленных участках магнитной цепи определяет МДС обмотки возбуждения на пару полюсов в режиме х.х. (А):

F _во = Σ F = 2 F_δ + 2 F _z1+ 2 F _z2 + 2 F_m + F _c1 + F _об, (1)

где F_δ, F _z1, F _z2, F_m, F _c1 и F _об – соответственно магнитные напряжения зазора, зубцовых слоев статора и ротора, полюсов, спинки статора и обода, А.

Порядок расчета магнитных напряжений на уча­стках магнитной цепи в принципе такой же, как и при расчете магнитной цепи асинхронной машины При расчете магнитного напряжения полюсов и спин­ки ротора необходимо иметь в виду, что магнитный поток на этих участках несколько больше основного магнитного потока Ф на величину потока рассеяния ротора Ф_δ, представляющего собой небольшую часть общего потока полюсов Ф _m, не проходящего че­рез зазор δ, замыкающегося в межполюсном пространстве:

, (2)

где σ_т – коэффициент магнитного рассеяния полюсов ротора.

Рисунок 9. Магнитная система явнополюсной синхронной машины

Рисунок 10. Участки магнитной цепи явнополюсной синхронной машины

Для синхронных явнополюсных машин коэффициент

, (3)

где (4)

– коэффициент магнитного насыщения сердечника статора синхронной машины;

F₁₀ =2F_δ + 2F_z1 + F_c1 – сумма магнитных напряжений в сердечнике статора и воздушной зазоре, А.

Для синхронных явнополюсных машин коэффициент магнит­ного рассеяния полюсов ротора в зависимости от сте­пени магнитного насыщения магнитопровода машины и числа по­люсов (с ростом числа полюсов 2р уменьшается межполюсное пространство ротора машины и магнитное рассеяние увеличивает­ся). После расчета магнитной цепи синхронной машины строят магнитную характеристику машины. Используя МДС обмотки возбуждения в режиме х.х. ΣF, путем дополнительных расчетов определяют МДС обмотки возбуждения при нагрузке F_в.н. Обычно . Полученное значение МДС F_в.н позволяет рассчитать число витков в полюсной катушке ротора:

, (5)

где I_в – ток в обмотке возбуждения синхронной машины, А.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: