Рис. 3.10. Бесконтактная синхронная машина с внешнезамкнутым потоком
ным зазором) следующим образом: наружный корпус—консоль 10 — дополнительный зазор 62 — левая втулка 9 — выступы 8—рабочий зазор 6—статор—рабочий зазор 6 под соседними выступами—выступы 7—правая втулка 6—дополнительный зазор 6[ — консоль 5 — корпус. Выступы 5 и 7 приобретают противоположную магнитную полярность (на рис. 3.10 Фв выходит из выступов 8 и входит в выступы 7).
При работе машины в двигательном режиме вращающееся магнитное поле якоря увлекает ротор и заставляет его вращаться с синхронной скоростью. Для асинхронного пуска двигателя на роторе может размещаться специальная пусковая коротко-замкнутая обмотка, аналогичная клетке асинхронного двигателя (см. § 7.2). При небольших пусковых моментах возможен асинхронный пуск двигателя без пусковой обмотки за счет вихревых токов, наводимых в массивных выступах ротора и немагнитной заливке между ними. Пусковые характеристики в этом случае могут быть заметно улучшены с помощью торцовых короткоза-мыкающих колец на роторе, которые, во-первых, облегчают условия замыкания пусковых токов и тем самым увеличивают пусковой момент и, во-вторых, повышают механическую прочность ротора.
При работе машины генератором вращение ротора от внешнего привода обеспечивает наведение рабочей ЭДС в ОЯ. Ток в ОЯ создает магнитный поток реакции якоря Фа. Продольная составляющая потока якоря Фа-г замыкается по тому же пути, что и Фв, а поперечная составляющая Фад — через выступы 7 и 8 в азимутальном направлении, как показано штрихпунктиром на рис. 3.10. Длина магнитной линии Фад существенно больше, чем для Фад; кроме того, на пути Фад имеются дополнительные зазоры б) и 62. Поэтому в отличие от обычных явнополюсных синхронных машин, у которых Ха>Ху, в данной машине X^X^.
Магнитные линии, замыкающиеся вокруг проводников ОЯ и не сцепленнные с ротором, как обычно, образуют поток рассеяния якоря Фоа и учитываются индуктивным сопротивлением якоря Хаа-
Помимо рассмотренных потоков в машине существуют потоки рассеяния цепи возбуждения Фо, которые заметно превышают потоки рассеяния в обычных синхронных машинах из-за сложной геометрии магнитной цепи. Если коэффициент рассеяния в обычных машинах й„яг 1,15.. .1,3, то в рассматриваемой БСМ й<,^1,5. Основной составляющей Фа является поток полюсного рассеяния Ф„п, который, минуя якорь, замыкается непосредственно между соседними когтеобразными выступами с разной полярностью (рис. 3.10). Поток рассеяния Ф„в замыкается вокруг 0В, поток рассеяния Фовт—между втулками 6 к 9, поток рассеяния Фот—между торцами пакета 2 и выступающими за пределы активной зоны (I) участками полюсов 7 и 8.
Рассмотренная БСМ с внешнезамкнутым потоком относится к классу машин с радиально-осевым потоком, в которых линии основного потока являются трехмерными и имеют составляющие не только в поперечной плоскости (как в обычных машинах), но и вдоль оси. Эта особенность накладывает жесткие ограничения на геометрический фактор машины К, равный отношению длины активной зоны У к ее диаметру О, т. е. К^=110. В машинах с радиально-осевым потоком величины / и О должны быть жестко взаимосвязаны, так как один и тот же рабочий поток замыкается, во-первых, вдоль оси через сечение, определяемое величиной О, и, во-вторых, по радиусу через сечение, зависящее от /. Покажем это на примере рассматриваемой машины с внешнезамкнутым потоком (рис. 3.10). Очевидно, что поток вдоль оси через втулку диаметром Овт при индукции Ввт будет
Ф^(л01^)В„. (3.11) Суммарный рабочий поток полюсов по радиусу
ф„==0,5лД/а,й„ (3.12)
где множитель 0,5 учитывает замыкание потока по радиусу в одну сторону только через половину полюсов; О — диаметр активной зоны; ав—коэффициент полюсного перекрытия; В&—расчетная индукция в зазоре.
Если, например, принять /)вт/-0»0,8; Двт/Д»^ 1,5; 1г'а=\А\ ав=0,7, то ^=0,49. В общем случае можно считать ^<0,5...0,6, т. е. при заданном диаметре машина должна иметь относительно небольшую длину. Записанное ограничение относится не только к БСМ с внешнезамкнутым потоком, но и ко всем рассматриваемым в дальнейшем машинам с радиаль-но-осевым потоком (БСМ с внутризамкнутым потоком, торцовым БСМ, разновидностям индукторных БЭМ и др.). При невыполнении записанного неравенства индукция в стали для осевых участков маг-нитопровода недопустимо возрастает, сталь насыщается, резко увеличиваются потоки рассеяния и режим работы машины становится нерациональным.
Особенностью всех БСГ с когтеобразными полюсами является сложность расчета магнитной цепи из-за объемного характера распределения магнитного поля и значительной роли потоков рассеяния. Обычно в начале расчета составляется схема замещения магнитной цепи, в которую включаются МДС в виде активных элементов и магнитные сопротивления различных участков с соответствующими магнитными потоками. Принципы построения и расчета схемы замещения магнитной цепи такие же, как и для подобной электрической цепи. На рис. 3.11 в качестве примера приведена упрощенная схема замещения магнитной цепи двухполюсной БСМ с внешнезамкнутым потоком, причем обозначения без штрихов относятся к левой половине, а обозначения со штрихами—к правой половине машины относительно сечения АА (см. рис. 3.10). На схеме (рис. 3.11) обозначено: Рв—МДС одной 0В;
^ад—МДС якоря на один полюс, приведенная к 0В; Кк, Кш,, К&\, Квг, Кп, Кг, Кг, Ка, Ко—соответственно магнитные сопротивления половины наружного корпуса, левого бокового щита, дополнительного зазора б] (см. рис. 3.10), втулки 9, полюсного выступа 8, рабочего зазора, зубцового слоя якоря, спинки якоря (на полюс),
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.