Проектирование электротехнических изделий: Методические указания к практическим занятиям (Технологические карты-инструкции по выполнению практических занятий), страница 12

                                                  (6.3)

                                                  (6.4)

где  – коэффициент полезного действия, определяемый ориентировочно по графику, приведенному на рисунке 7 справочного пособия, в зависимости от мощности электрической машины

Для электродвигателей и генераторов общего применения и летательных аппаратов используется формула (6.2). Ее можно применять и для маломощных генераторов. Для маломощных электродвигателей, работающих в длительном режиме, применяется формула (6.3). Расчеты по формуле (6.4) ведутся для маломощных двигателей кратковременного и повторно-кратковременного режимов.

Ток машины и якоря

Ток генератора I₁, А определяется по формуле:

                                                (6.5)

Ток электродвигателя, А:

                                             (6.6)

Ток якоря в общем случае отличается от тока машины и зависит от системы возбуждения:

а) при последовательном возбуждении для генератора и двигателя:

                                                  (6.7)

б) при параллельном и смешанном возбуждении:

-  для генератора, А

                                           (6.8)

-  для двигателя, А

,                                          (6.9)

где I_ш – ток в параллельной (шунтовой) обмотке.

Как правило, ток в параллельной обмотке составляет:

                                       (6.10)

Линейная нагрузка якоря

Линейная нагрузка якоря – это число амперпроводов, приходящихся на сантиметр длины окружности якоря:

                                       (6.11)

где N_я – число эффективных проводников обмотки якоря;

2а – число параллельных ветвей;

D_я – диаметр якоря.

В расчетах линейную нагрузку обычно принимают в зависимости от диаметра якоря по справочным рекомендациям. Увеличение линейной нагрузки якоря приводит к уменьшению размеров и массы машины, но при этом возрастают потери, уменьшается КПД, увеличивается нагрев обмотки, ухудшается коммутация машины, уменьшается перегрузочная способность в машинах малой мощности.

На рисунке 8 справочного пособия приведена зависимость линейной нагрузки А от диаметра якоря D_я  для машин общего применения.

Большие значения А рекомендуются для электродвигателей и генераторов общего применения с нормальной скоростью вращения, работающих без перегрузок, при хорошей вентиляции в длительном режиме. Нижний предел диапазона – для тихоходных машин с собственной вентиляцией.

Магнитная индукция в воздушном зазоре

Согласно главному расчетному уравнению машины с целью уменьшения главных размеров желательно было бы увеличить индукцию в воздушном зазоре. Однако это целесообразно только до определенного предела, так как с ростом магнитной индукции B_δ ухудшаются другие характеристики машины: увеличиваются потери в обмотке возбуждения, а также сечение, объем и вес этой обмотки и, следовательно, высота и диаметр станины; увеличивается магнитная индукция в других частях магнитопровода, сечение, объем и вес магнитопровода; растут магнитные потери.

Рекомендуемые значения B_δ приведены на рисунке 10 справочного пособия.

Расчетный коэффициент полюсной дуги

Расчетный коэффициент полюсной дуги a_i определяется по формуле

                                               (6.12)

где b_{i гн} – расчетная длина полюсной дуги наконечника главного полюса;

τ – полюсное деление.

Недостатками увеличения коэффициента полюсной дуги являются увеличение магнитных потоков рассеивания, ухудшение условий коммутации, ухудшение условий размещения главных и добавочных полюсов и их обмоток.

Коэффициент полюсной дуги выбирается в зависимости от числа полюсов и диаметра якоря. Для машин общего применения с добавочными полюсами при 2р ≥ 4 выбирают α_i = 0,60…0,72, либо в зависимости от диаметра якоря по рисунку 9 справочного пособия. Для машин без добавочных полюсов:

α_i = 0,65…0,80.

При 2р = 2 можно выбирать α_i = 0,68…0,70. Меньшие значения рекомендуют для быстроходных машин с тяжелой коммутацией. Уменьшение расчетного коэффициента полюсной дуги позволяет увеличить ширину зоны коммутации и этим улучшить коммутацию.