Особенности дифференциального метода. Главное достоинство метода—простота и наглядность аналитического аппарата, главный недостаток—приближенный характер расчетных показателей АМ и относительно узкая область использования, определяемая малыми скольжениями.
Дифференциальный метод эффективен при рассмотрении большого числа вариантов АМ по заданным исходным данным, например, в процессе автоматизированного проектирования АМ или установок на их основе. Благодаря простоте расчетных соотношений с помощью этого метода можно достаточно быстро наметить рациональные варианты АМ, соответствующие техническому заданию,
а затем осуществить их подробный расчет с использованием традиционных методик, оперирующих с интегральными величинами. Дифференциальный метод может оказаться полезным при альтернативном выборе различных типов двигателей для электропривода, а также при расчете АМ на предельные режимы работы (например, с предельными окружными скоростями ротора). Простые расчетные выражения, свойственные дифференциальному методу, могут изначально учитывать быстродействие АМ.
Ограниченность дифференциального метода вытекает из его физической природы—описания основных процессов в активной зоне АМ с помощью параметров среды и электромагнитного поля в данной точке пространства. Известно, что в любом электромагнитном устройстве (особенно в устройствах с существенными магнитными числами Рейнольдса, к которым относятся АМ) процессы в каждой точке активной зоны зависят от внешних факторов — структуры электрических цепей, формы и свойств магнитопроводов, магнитного рассеяния и др. Хотя дифференциальный подход в ряде случаев допускает приближенный учет подобных факторов, точность метода ниже, чем в классической теории АМ, построенной на интегральных величинах, которые содержат информацию как об активной зоне, так и о внешних по отношению к ней элементах.
Основные достоинства дифференциальной теории АМ, связанные с простотой и наглядностью аналитических соотношений, проявляются в одномерной модели АМ, когда электромагнитные величины считаются зависящими только от времени и азимутальной координаты вдоль зазора по гармоническому закону. При этом магнитная индукция в расчетном зазоре предполагается однокомпонентной (радиальной), т. е. в основном анализе учитывается только поток взаимной индукции между первичной и вторичной обмотками, а роль потоков рассеяния оценивается приближенно. Известно, что влияние полей рассеяния на характеристики АМ тем сильнее, чем больше скольжение з. Поэтому правомерность одномерной дифференциальной модели обеспечивается при малых 5, что часто имеет место в режимах АМ, близких номинальному.
Построение двух- и трехмерных дифференциальных моделей АМ связано с большими трудностями и вряд ли имеет большой практический смысл из-за сложности расчетных соотношений.
Локальное описание процессов в АМ. Рассмотрим активную зону АМ, состоящую из обмотки статора с плотностью тока в проводниках /I и линейной нагрузкой А\, а также из обмотки ротора с плотностью тока /а и линейной нагрузкой Ач. Под А\ и Ач понимается число ампер-витков статора и ротора, приходящихся на единичную азимутальную длину активной зоны. Поскольку рабочий зазор б в АМ мал по сравнению с диаметром активной зоны и влияние кривизны на процессы в активной зоне несущественно, введем декартову систему координат, связанную со статором, в которой ось х направлена вдоль зазора параллельно линейной ско-
'ГЛАВА 8.'
БЕСКОНТАКТНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ И МАГНИТНЫЕ МУФТЫ
§ 8.1. Общие положения
Для бесконтактной передачи механической энергии движения (в основном, вращения) широко применяются электромагнитные и магнитные муфты, обеспечивающие взаимодействие ведущего и ведомого звеньев механизмов посредством магнитного поля. Задачи, решаемые с помощью муфт, многообразны. Муфты позволяют осуществлять плавный пуск механизмов с повышенными пусковыми моментами (в ряде случаев превышающими пусковой момент приводного устройства), стабилизацию частоты вращения ведомого звена при переменных скоростях привода, безударные динамические режимы взаимосвязанных механизмов с резкими ускорениями и торможениями, защиту приводов от механических перегрузок при аварийных режимах нагрузочного устройства (например, заклинивании) и т. п. Особое значение имеют электромагнитные и особенно магнитные муфты в системах, где требуется передавать механическую энергию через герметичные экраны, например в вакуумные полости, емкости с высоким давлением, камеры, заполненные агрессивными средами (в химической промышленности, атомной энергетике, космической технике и т. п.). Применение в подобных случаях прямой механической передачи через экран или стенку с помощью уплотнений связано с большими трудностями или вообще невозможно.
Электромагнитные и магнитные муфты по принципу действия и конструкции подобны электрическим машинам, поскольку и в тех и в других протекают процессы взаимного преобразования механической и электрической энергии. Особый интерес для автономной энергетики представляют бесконтактные муфты, в которых созда-
ние магнитной полюсной системы на взаимодействующих частях осуществляется бесконтактным путем. При этом, как правило, используются те же конструктивные решения, что и в рассмотренных ранее БЭМ.
Во многих странах электромагнитные муфты (в том числе бесконтактные) выпускаются серийно, в СССР освоен выпуск опытных партий. Для многих технических задач муфты разрабатываются в виде единичных образцов, наиболее полно удовлетворяющих конкретным условиям работы и оптимальным режимам механизмов.
Среди многообразия электромагнитных и магнитных муфт выделим два основных класса муфт, применяемых в энергоустановках:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.