книги / Проектирование электрических машин

дываются в выемки на поверхнос­	Лобовые части			обмоток	опира­
ти якоря, как показано на рис. 3-	ются	на	обмоткодержатели.		Перед
51. В качестве бандажей исполь­	укладкой		обмотки	обмоткодержа­
зуется стальная проволока или	тели	изолируются		электроизоля­
стеклолента.	ционным		картоном	или стеклобан-

Рис. 3-51. Крепление обмоток при помощи банДаЖеи.

Рис. 3-49. Катушки петлевой (а) и волно­ вой (б) обмоток.

/ Г г / “7\

Рис. 3-50. Полусекцпи волновой (а) и пет­ левой (б) обмоток.

	Под	проволочными			бандажа­
ми	укладывается			подбандажная
изоляция. Крепление				секций		об­
моток		стеклобандажной			лентой,
пропитанной эпоксидным					компа­
ундом,		находит	в настоящее			вре­
мя	применение		Как в		машинах

малой мощности, Так и в крупных машинах.

Глава ч е т в е р т а я

дажной лентой. Обмоткодержате­ ли служат одновременно и в ка­

честве		боковых			опорных			шайб,
Между которыми					зажимаются				лис­
ты	сердечника			якоря (см. гл. 8).
	Конструктивно					уравнительные
Соединения			делаются				как	в	виде
колец,		к	которым				отдельными
проводниками				припаиваются					эк­
випотенциальные					точки обмотки,
так	и в	виде		вилок,			каждая из
которых		имеет		шаг		уравнительно­
го	соединения			у\ = К/р.			На	рис. 3-
48	были	показаны				основные			кон­
структивные				схемы			размещения
уравнительных					соединений.
	Размеры		секций			обмоток		якоря
определяются				по	чертежу			пакета

якоря и обмоточным данным. Рас­ чет размеров-секций и сопротивле­ ний обмоток якоря приведен в гл. 8.

МАГНИТНАЯ ЦЕПЬ. ПАРАМЕТРЫ. ПОТЕРИ

4-1. РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ

менных

вычислительных

средств.

Электромагнитное

поле

элек­

Поэтому

при

проектировании

ма­

шины пользуются рядом упрощаю­

трической машины образуется МДС

щих допущений.

обмоток статора и ротора, располо­

Поле в машине подразделяют на

женных в

пазах

магнитопроводов

главное поле и поле рассеяния. Под

или на сердечниках явно выражен­

главным

понимается

поле,

магнит­

ных

полюсов.

Неравномерность

ные линии которого сцеплены с вит­

распределения

проводников обмот­

ками как первичной, так и вторич­

ки по объему машины, нелинейность

ной обмотки. Полем

рассеяния

на­

магнитной характеристики и слож­

зывают поле, линии

которого

сцеп­

ность

конфигурации магнитопрово­

лены с витками

какой-либо

одной

дов, а также

наличие

воздушного

из обмоток — статора или ротора.

промежутка между

статором

и ро­

Магнитные линии главного поля

тором делают точный

расчет

поля

замыкаются

по

магнитопроводам

в машине

практически невозмож­

статора и ротора и пересекают воз­

ным даже

при

применении

совре­

душный

зазор.

Элементы

магнито­

102

проводов н зазоры, по которым про­ ходит главный поток каждой пары полюсов, называют магнитной це­ пью машины. Расчет магнитной це­ пи заключается в определении сум­ марного магнитного напряжения

Рис. 4-1. М агнитная цепь машины.

о —с распределенными обмотками: 0—с явно вы­ раженными полюсами.

всех ее участков, соответствующего определенному значению потока.

В идеальной симметричной ма­ шине потоки каждой пары полюсов

одинаковы,	поэтому при	расчете
пренебрегают возможной		асиммет­
рией потоков	реальных	машин и

рассчитывают магнитную цепь толь­ ко одной пары полюсов. На попе­ речном сечении магиитопроводов магнитные линии потока пары по­ люсов располагаются на секторе, составляющем 1/2р часть всего се­ чения.

На рис. 4-1, а представлен сек­ тор машины с распределенными об­ мотками на статоре и роторе, а на рис. 4-1,6 — сектор машины с явно выраженными полюсами на роторе. На этих рисунках пунктиром пока­ зана средняя линия потока пары полюсов.

В целях упрощения расчета маг­ нитная цепь машины подразделяет­ ся на.ряд последовательных участ­ ков, каждый из которых имеет срав­ нительно простую конфигурацию и состоит из материала с определен­ ной магнитной характеристикой. Предполагается также, что иа уча­ стках известно основное направле­ ние магнитных линий потока. Для машин с распределенными обмот­ ками на статоре и роторе, например асинхронных, такими участками яв­ ляются (рис. 4-1,а): ярмо статора (участок 1—2), зубцовые зоны ста­ тора (участки 2—3 и 1—8) и рото­ ра (4—5 и 6—7), воздушный зазор (3—4 и 7—5) и ярмо ротора (5—6). Для машин с явно выраженными полюсами, например синхронных (рис. 4-1,6): ярмо статора (участок I— 2), зубцовая зона статора (2—3

и1—12), воздушный зазор (3—4, 12—11), сердечники полюсов (4—6

и9—11), ярмо ротора (7—8). При наличии демпферной обмотки от­

дельно учитывают участки, соответ­ ствующие ее зубцовой зоне (4—5 и II— Ю). При наличии технологиче­ ских воздушных промежутков в ме­ сте соединения полюсов с остовом ротора добавляются участки, соот­ ветствующие этим воздушным зазо­ рам (6—7 и 5—9).

Для расчета магнитной цепи ис­ пользуется уравнение полного тока

для замкутой цепи
Fn ~ § H d l.	(4-1)

Интеграл берется по контуру вдоль линии потока. Правая часть равенства в соответствии с подраз­ делением на участки представляет­ ся в виде суммы

	л .= 2 я,/,.			(4-2>
где	п — число	участков, на		кото­
	рые подразделена		магнит­
	ная цепь;
	— длина	средней магнитной
	линии	в пределах	каждо­
	го из участков;
	Ht— напряженность		магнит­
	ного поля на t-м участке.
Магнитное напряжение на каж­
дом	нз участков	определяют		при-

103

блнженно, при допущении постоян­		ние распределения индукции вдоль
ства напряженности поля в преде­		дуги полюсного		деления		получить
лах границ каждого участка.		трудно. Поэтому		вводится		понятие
Методы	расчета магнитных на­	расчетной	полюсной		дуги 6 в, на
пряжений	различных участков име­	протяжении которой			индукция при­
ют особенности, обусловленные раз-		нимается	постоянной. Значение

Рнс. 4-2. Распределение индукции в воз­ душном зазоре электрической машины.

о — с распределенными обмотками: б—с явно вы­ раженными полюсами.

мерными соотношениями, характе­ ром распределения потока, необхо­ димостью учета влияния потока рассеяния и другими факторами.

Ниже приводятся общие для всех рассматриваемых типов ма­ шин методы расчета характерных участков магнитной цепи.

Магнитное напряжение воздуш­ ного зазора. В воздушном зазоре электрической машины индукция не постоянна. При распределенной об­ мотке она изменяется по кривой, близкой к синусоиде (рис. 4-2, а) , а при сосредоточенных обмотках име­ ет форму, приближающуюся к пря­ моугольнику (рис. 4-2,6). Значение потока на полюсном делении т оп­ ределяется как

Ф = 1 6 ^В6хёх,		(4-3)
о
где /б — р асчетн ая	д л и н а	во з ­
душ ного	за зо р а ;

Вйх— индукция в зазоре в точ­ ке х.

В практических расчетах элек­ трических машин производить ин­ тегрирование неудобно, тем более, что точное аналитическое выраже­

Рис. 4-3. Распределение индукции по длине воздушного зазора.

находится из условия равенства по­ токов

В6Ьй = jB to d x ,	(4-4)
где Вб — максимальное	значение
индукции в	воздушном

зазоре.

Величина Ь6 определяется как

часть полюсного	деления	машины:
fa =	аа т,	(4-5)
где а а — коэффициент		полюсного

перекрытия; его значение, как сле­ дует из определения 6б, зависит от

формы кривой поля в воздушном зазоре.

При синусоидальном распреде­ лении индукции по длине полюсно­ го деления неявнополюсных машин

«а = — ~ 0,64.	(4-6)
Я

При насыщении зубцов кривая поля уплощается и значение а 6 воз­

растает. Для средненасыщенных машин значение <хй лежит в преде­

лах 0,7—0,74, но при больших на­ сыщениях может превышать 0,8.

В машинах с явно выраженны­ ми полюсами форма кривой поля зависит от конфигурации, размеров

104

и вида полюсных наконечников, по­

Влияние провалов в кривой ин­

этому

расчетная

длина

полюсной

дукции, возникающих над радиаль­

дуги Ь6 определяется в зависимости

ными вентиляционными

каналами,

от размерных

соотношений

полюс­

учитывается

при

определении

/ й

ных наконечников

и

зазора.

Мето­

следующим

образом.

Действитель­

ды расчета Ь6 для

машин

с явно

ная

ширина

радиальных

каналов

выраженными

полюсами

приведе­

Ьк заменяется расчетной Ь',

кото­

ны в

разделах

книги, в

которых

рая зависит от соотношения Ьи/б.

рассматривается

проектирование

Таким образом,

расчетная

дли­

машин этих типов.

на воздушного зазора в общем слу­

Картина поля в воздушном за­

чае определяется по формуле

зоре в осевой

плоскости

(рис. 4-3)

1б = 11— пЛ

+

2Ь,

(4-8)

показывает, что индукция по длине

где

li — конструктивная

длина

зазора также нс одинакова. Против

вентиляционных

каналов она будет

магнитопровода;

число

и

несколько меньше, чем на участках,

и,, и Ь'к— соответственно

лежащих против пакетов

сердечни­

расчетная

ширина

ра­

ка. Часть магнитных линий

потока

диальных

вентиляцион­

замыкается через

торцевые поверх­

ных каналов.

ности сердечника. Так как в расче­

Для

конкретных

типов

машин

тах используется

постоянное значе­

эта

формула

несколько

изменяется,

ние В6, то для

правильного опреде­

что будет показано далее в соответ­

ления

потока через

зазор

вводится

ствующих разделах.

понятие расчетной

длины

воздуш­

С учетом рассмотренных особен­

ного зазора / е, при определении ко­

ностей

распределения

индукции

в

торой учитывается неравномерность

воздушном

зазоре

электрической

распределения

В 6

вдоль

зазора.

машины расчетная площадь полюс­

Она может быть

найдена

аналити­

ного деления

ческим

решением,

графическим по­

Qt = ссб tit .

(4-9)

строением по картине поля или ана­

Тогда индукция

в зазоре

логично определению Ьь, т. е. из ус­

ловия

(4-10)

Вь It = j Btzdz,

(4-7)

определяющего равенство площа­ дей прямоугольника длиной 1й и вы­

сотой В0 и площади криволиней­ ной фигуры, ограниченной действи­ тельной кривой распределения ин­ дукции вдоль зазора (рис. 4-3).

Исследования показали, что до­ ля потока полюсного деления, ли­ нии которого замыкаются через торцевые поверхности сердечника, зависит в основном от воздушного зазора. В машинах, имеющих ма­ лый зазор, например в асинхронных двигателях, эта часть потока незна­ чительна и в расчетах ее не учиты­ вают. В машинах с большими зазо­ рами увеличение расчетной длины воздушного зазора по сравнению с действительной за счет этой части потока принимается равным 26.

Магнитодвижущая сила воздуш­ ного зазора между гладкими по­ верхностями

F t = — Bt6.

(4-11)

Ио

В большинстве машин поверх­ ности статора н ротора, ограничи­ вающие воздушный зазор, не глад­ кие, а имеют различные неровно­ сти: пазы, углубления для размеще­ ния бандажей и др. Магнитное сопротивление участков такого зазо­ ра в поперечном сечении машины различно, поэтому распределение индукции по площади воздушного зазора неравномерно. Наибольшая неравномерность возникает из-за наличия зубцов на статоре и рото­ ре. Над коронками зубцов магнит­ ные линии потока сгущаются, а над прорезями пазов плотность линии уменьшается (рис. 4-4). В кривой

105

индукции в воздушном зазоре по­ являются провалы. Магнитное соп­ ротивление и магнитное напряже­ ние воздушного зазора при нерав­ номерной индукции возрастают.

Увеличение магнитного напря­ жения учитывается введением ко­ эффициента воздушного зазора (коэффициента Картера) А6. Этот

Рис. 4-4. К расчету коэффициента воздуш­ ного зазора.

коэффициент, полученный расчетом полей в зазорах с различным соот­ ношением ширины зубцов и пазов, показывает, насколько возрастает магнитное напряжение зазора при зубчатой поверхности статора или 'ротора по сравнению с магнитным напряжением зазора между гладки­ ми поверхностями:

Ft, = —L Вь 6А6 .	(4-12)
Ро

Можно использовать также по­ нятие расчетного воздушного зазо­ ра

б' = бk t ,

(4-13)

т. е. равномерного воздушного зазо­ ра, который имеет магнитную про­ водимость, равную магнитной про­ водимости реального воздушного зазора.

Если одна поверхность гладкая, а другая зубчатая, то kb достаточ­ но точно определяется по формуле

	kb -	'	(4-14)
		t —y6
		(*ш/6)?	(4-15)
	Т	5 + V /6

либо

^-Ь 106		(4-16)
*6 =	106
Ьа +

Обозначения величин, входящих

вформулы, ясны из рис. 4-4. Формула (4-14) получила наи­

большее распространение,		так	как
в ней учитывается	ширина шлица
Ьш, непосредственно влияющая			на
неравномерность	поля.	Формула

(4-16) используется в основном при

открытых пазах.	воздушного			за­
Коэффициенты
зора рассчитываются		отдельно		для
зубцов статора (/tot) и		зубцов		рото­
ра (Лог). При этом в первом			случае
предполагается,	что	поверхность
статора зубчатая,	а ротора — глад­
кая, во втором — наоборот,			поверх­

ность ротора зубчатая, а статора — гладкая. В формулы (4-14) — (4-16) при определении Ат подставляются значения t\, bai и Ьш1, а при опреде­ лении *62— значения /2, бпг и Ьш2.

Результирующий	коэффициент
воздушного зазора	машины равен
произведению частичных		коэффи­
циентов:
*6 =*61 *62-		(4-17)
По аналогичным	формулам на­
ходятся коэффициенты		воздушно­

го зазора, учитывающие другие не­

равномерности, имеющиеся на			его
поверхности	(Лез, А м-)-
В этом случае		результирующий
коэффициент	Ае	определяется	как
произведение всех		частичных коэф­

фициентов А&, найденных для ста­ тора и ротора.

Магнитное напряжение зубцовой зоны. При расчете магнитных напряжений зубцовых зон прини­ мается допущение, что линии равно­ го магнитного потенциала в попе­ речном сечении машины представ­ ляют собой окружности с центром на оси вращения ротора. При этом

допущении магнитное		напряжение
зубцовой	зоны статора	Fzi или ро­
тора Fz2	определяется	разностью

магнитных потенциалов между эк-

вйпотенциальными	поверхностями
(на поперечном	сечении — окруж­

ностями), проходящими по дну па­ зов и по поверхности головок зуб­ цов.

106

Обычно рассматривается поле в

При постоянном

сечении

зубца

одном

элементе

зубцовой

зоны —

считают, что

напряженность

поля

зубцовом

(пазовом)

делении

t —

в нем Нг постоянна. Тогда

=nD !z. Магнитные

сопротивления

Fz = Hzhz,

(4-19)

паза и зубца в магнитной цепи ма­

При переменном

сечении

зубца

шины соединены

параллельно,

по­

этому

поток

в

зубцовом

делении

Fz можно определить, разделив зу­

распределяется

пропорционально

бец по высоте на п достаточно ма­

проводимостям

магнитных

трубок,

лых участков с высотой ДЛ, в преде­

лах которых изменением Hz прене­

брегают. Определив

для

каждого

участка

индукцию,

напряженность

магнитного поля,

магнитное напря­

жение и просуммировав

последние,

находят

магнитное

напряжение

зубца.

приходящийся

на

одно

Поток,

зубцовое деление,

Фt = B btk.

(4-20)

Если через Ьгх обозначить шири­

ну зубца на высоте hzx, то соответ­

проходящих через зубец и паз. Па­

ствующее

активное

сечение

зубца

Szx = kclcrbzx,

(4-21)

зы в электрической машине запол­

нены

проводниками

и

изоляцией,

где /ес — коэффициент

заполнения

т. е. средой с абсолютной магнитной

пакета

магнитопровода

проницаемостью

ц0 во

много

раз

сталью;

меньшей, чем

проницаемость стали

/ст — длина магнитопровода без

зубца. Поэтому поток в пазу состав­

вентиляционных

каналов.

ляет лишь небольшую часть общего

Индукция

в

рассматриваемом

потока

в

зубцовом

делении.

Эта

часть потока при малом насыщении

сечении

зубца

(рис.

4-5,6)

зубцов мала, и в расчетах ее не учи­

В2

®L

. (4-22)

тывают.

При

увеличении

насыще­

kc IQXbzx

ния зубцов она возрастает и ее вли­

Напряженность

яние

на

Ft

начинает

сказываться.

поля

определя­

Рассмотрим

вначале расчет маг­

ется для

соответствующей

индук­

нитного

напряжения зубцовой зоны

ции по кривым намагничивания для

без учета потока в пазу. При приня­

выбранной

марки стали.

рас­

том допущении о конфигурации эк­

Проведя

несколько

таких

випотенциальных

линий

и

в силу

четов для различных сечений зубца,

симметрии зубцовой

зоны

магнит­

можно

для

потока

Ф/

построить

ные линии, проходящие через сере­

кривую

распределения

напряжен­

дины оснований зубцов,

совпадают

ности поля

по

высоте

зубца

(рис.

с отрезками радиусов

(см. рис. 4-1, а

4-5,в). Площадь, ограниченная этой

и б). Поэтому

кривой,

S A C D E

определяется в мас­

штабе магнитного напряжения зуб­

Fz =

"г

Нгхdx,

(4-18)

ца.

Зубцы в электрических машинах

омогут иметь сложную конфигура­ цию, поэтому такие расчеты выпол­

где Нгх— напряженность магнит­ ного поля в сечении зуб­ ца, соответствующем расстоянию hzx от его уз­ кой части;

hz — высота зубца (рис. 4-5, а ).

няют лишь на ЭВМ при необходи­ мости получения уточненных дан­ ных. При этом для каждой конфи­ гурации зубцов приходится состав­ лять свою программу расчета, учи­ тывающую размерные соотношения зубцовой зоны.

107

В практических расчетах оказы­ вается достаточным приближенное решение, когда Fz находится по (4-19) для некоторой средней рас­ четной напряженности Hz и расчет­ ной высоты зубца hz.

При плавно изменяющихся сече­ ниях зубцов расчетная напряжен­ ность Hz достаточно точно находит­ ся по формуле

Я , = - f (Яг „а« + 4Н«р + Я,

(4-23)

При прямоугольных пазах при Вz.шож^2,0 Тл используется распро­ страненный метод расчета Fz по на­ пряженности tf2l/3, определенной по

индукции в сечении на 1/3 высоты

зубца от его узкой части	(рис. 4-5):
Fz = Hzl/3hz,	(4-24)

дающий хорошее совпадение с уточ­ ненными расчетами при небольшой разнице наибольшего и наименьше­ го сечений зубцов. При этом пло­ щадь прямоугольника CD'E'A со сторонами Я21/з и hz равновелика площади ACDE фигуры.

В отдельных случаях при боль­ шей разнице bzmax и bzmin и боль­ ших насыщениях расчет проводится более детально. Зубец подразделя­ ется по высоте на две части, и для

каждой из них		определяется				сред­
няя	напряженность		поля		указан­
ным	методом.	В этом		случае		рас­
четные сечения		берутся		на	высоте
- L J ^ ^ 0 ,2 h z n — - ^ - A - - ^ =
		3	2
= — /*r«0,7 hz от наиболее					узкого
сечения зубца.
При расчете		магнитного			напря­

жения зубцов с резко меняющимся по высоте сечением, например зуб­ цов двухклеточного ротора асин­ хронного двигателя или короткоза­ мкнутого ротора с фигурными па­ зами, зубцы также подразделяются по высоте на два участка с плавно изменяющимся сечением, при этом магнитное напряжение зубцов рав­ но сумме магнитных напряжений участков.

Влияние местных изменений се­ чения зубца на изменение магнит­

ного напряжения, не распространя­ ющихся на большие участки по его высоте (углублений в стенах пазов

для	крепления пазовых		клиньев,
расширений в коронках			зубцов	и
т.п.),	в практических		расчетах
обычно не учитывают.
В	насыщенной	зубцовой зоне
доля	потока в пазу	возрастает.		Ее

можно оценить, не прибегая к пол­ ному расчету поля на зубцовом де­

лении, следующим образом.
Обозначим	поток в зубце	ф 2 и
поток в пазу	Фи (рнс. 4-6).	Тогда

поток на зубцовом делении на вы­ соте зубца hIX будет равен:

	Ф |« Ф « +			Ф„,.			(4-25)
Разделив (4-25) на					S 2,.. и умно­
жив и	разделив		второе			слагаемое
правой	части	равенства				на Snx=
= ЬПХ16, получим:
Фt	Фггс	_|_	Ф и .у		S nx		(4-26)
S zx	Szx		S zx		S ux
откуда
	=	+			^гх		(4-27)
где В'2Х— расчетная
				индукция, оп­

ределяемая полным потоком в сече­ нии зубца 5 2Х в предположении, что поток в пазу отсутствует;

В1Х— действительная индукция в сечении зубца Szx\

Впх — индукция в сечсиин паза

Sux-

108

Так как паз заполнен средой с абсолютной магнитной проницаемо­ стью ро. то

Впх = ц0Нпх.

(4-28)

На основании принятого допу­ щения о конфигурации эквипотен­ циальных линий в зубцовой зоне на­ пряженность поля в зубце и в пазу на одной и той же высоте 1ггх будет одинакова, т. е.

Н„х = Н:х.

Тогда из (4-27) и (4-28) имеем:

” В » + Ио**«-!=*■ (4- » )

Ьгх

ИЛИ

Ва “ Я« + Ио ИгхК* (4-3°)

учитывать ответвление потока в паз. Для большинства современных

электротехнических	сталей при ин­
дукции Вг^ 1 ,8 Тл	напряженность

ноля не превышает Н^. 16 000 А/.м, следовательно, при этом уровне на­ сыщения действительная индукция в зубцах будет меньше, чем расчет­ ная, лишь на 2—3% даже при боль-

где knx — коэффициент, определяю­ щий отношение площадей попереч­ ных сечений паза и зубца на высо­ те hzx:

k	Ьцх/б . (4-31)
	Ьгх 1ст 1{с

Рнс. 4-7. Поток в магинтопроводс электри­ ческой машины с распределенными обмот­

ками.

В машинах

нормального

испол­

ших значениях kn, поэтому в расче­

нения

kn для

различных

по

высоте

тах этим изменением можно прене­

зубца

сечений

обычно находится

в

бречь.

индукциях Б -> 1 ,8

Тл рас­

пределах

При

/гп =

0,5 -г- 2,0.

чет следует

проводить с учетом

от­

ветвления потока в паз. Естествен­

Для определения действительной

но, что вопрос о необходимости та­

индукции

в

каждом сечении

зубца

кого учета решается при определе­

первоначально

находят

расчетную

нии индукции в каждом из

индукцию по полному потоку зуб­

расчетных

сечений в

отдельности.

цового деления:

Магнитное напряжение ярм ста­

тора

и

ротора.

Распределение

по­

В'

=

ф*

=

В&1б 1

тока в ярмах статора и ротора

за­

гх

Sgx

kc /ст ьгх

висит от конструкции машины, раз­

После этого, задаваясь значения-1

мерных соотношений магнитопрово-

дов

и

уровня

насыщения

стали.

ми Вгх, несколько

меньшими, чем

Значение потока

в различных сече­

В'ы, находят подбором действитель­

ниях вдоль средней линии ярма ис

ную индукцию Bzx и соответствую­

постоянно. При распределенной об­

щее ей значение Н2Х, при

которых

мотке, например в асинхронных ма­

удовлетворяется равенство (4-30).

шинах, наибольший поток в ярмах

Для облегчения

расчета

в прило­

статора и ротора имеет место в се­

жении I приведены кривые, позво­

чении 1—1 (рис. 4-7), так как

на

ляющие определить

Н2Х непосред­

этих участках ярма потоки зубцов,

ственно по расчетной индукции В’гх

находящихся на

половине полюсно­

с учетом

фиксированных

значений

го деления,

суммируются.

То

же

коэффициента kn.

происходит

в статорах

синхронных

Численные значения k„

и

р0=

машин

нормального исполнения

н

= 4 я -1 0 “7

Гн/м

в

(4-30)

позволя­

якорях машин постоянного тока.

ют судить о значениях индукции

в

В станинах

машин

постоянного

зубцах,

при

которых

необходимо

тока

и ярмах

явнополюсных

рото­

109

ров синхронных

машин

поток

по

допускаемые

температуры

которых

длине средней линии меняется мало

соответствуют

классам

нагрево-

и его

изменением

пренебрегают.

стойкостн F и Н, 115° С.

Распределение потока

по высоте

В верхней части табл. 4-1 приве­

ярма также неравномерно из-за

дены удельные

электрические

со­

кривизны ярма и некоторого изме­

противления

проводниковой

меди

нения его сечения в местах примы­

или

неизолированных

шин,

исполь­

кания полюсов и под основаниями

зуемых для фазных обмоток стато­

зубцов. Ближе к оси машины индук­

ров, и роторов

машин

переменного

ция в ярме больше, чем на перифе­

тока, обмоток, возбуждения,

обмо­

рии.

Неравномерность

индукции

ток машин постоянного тока, корот­

возрастает с

увеличением

насыще­

козамкнутых

роторов

асинхронных

ния стали и уменьшением диаметра

машин со вставными стержнями

и

сердечника.

демпферных

обмоток

синхронных

Для точного учета влияния этих

машин. В нижней

части

таблицы

факторов

необходимы

трудоемкие

приведены

удельные сопротивления

расчеты

поля

с

помощью ЭВМ.

для

расчета

сопротивлений

литых

В практических

расчетах

удовлет­

короткозамкнутых

обмоток

роторов

ворительная

точность

достигается

асинхронных двигателей.

либо

при

использовании специаль­

Коэффициент

kT учитывает

уве­

ных

кривых

намагничивания,

по­

личение

активного

сопротивления

строенных

для

сталей

ярм

из-за неравномерного распределе­

машин

с

распределенной обмоткой

ния

тока

по сечению

проводников.

(см. § 6-8), либо введением

в

рас­

Он

представляет

собой

отношение

четные

формулы

коэффициента |,

активного сопротивления

проводни­

учитывающего

уменьшение

магнит­

ка с неравномерным

распределени­

ного напряжения ярма из-за нерав­

ем тока по сечению к сопротивле­

номерного

распределения

потока.

нию того же проводника при одина­

ковой во всех точках

его

сечения

4-2. ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

плотности тока.

опреде­

Параметрами электрической ма­

Расчетные формулы для

ления L,

qnp и kr приводятся

в раз­

шины называют активные и индук­

делах книги, относящихся к расче­

тивные

сопротивления ее

обмоток.

ту сопротивлений

обмоток

машин

К параметрам

относят

также

мо­

различных типов.

сопротивление

об­

мент инерции ротора, значение

ко­

Индуктивное

торого входит в уравнение движе­

моток электрических машин опреде­

ния ротора электрической

машины.

ляется их взаимной индуктивностью

Активное сопротивление обмоток

и собственной

индуктивностью. Ин­

зависит

в общем

случае

от

длины

дуктивное сопротивление

взаимной

проводников обмотки L и площади

индукции является характеристикой

поперечного

сечения

проводни­

главного ноля машины, поток кото­

ков q„p-.

рого сцеплен с витками как первич­

L и

ной, так и вторичной обмотки. Ме­

Г = ро------

тоды расчета

индуктивных

сопро­

Чар

тивлений взаимной

индукции

раз­

Удельные

сопротивления

р„

не­

личны для

разных

типов

машин.

которых наиболее

часто

встречаю­

Они рассматриваются

в

соответст­

щихся

в

электрических

машинах

вующих главах книги.

проводящих

материалов

для

раз­

Индуктивные

сопротивления

са­

личных

расчетных температур

при­

моиндукции, или, как их называют,

ведены в табл. 4-1. Согласно ГОСТ

индуктивные сопротивления

рассея­

183-74 для обмоток, предельные до­

ния

обмоток,

характеризуют

поля

пустимые превышения температуры

рассеяния,

потоки

которых

сцепле­

которых соответствуют классам на-

ны с витками каждой из обмоток в

гревостойкостн А, Е и В, расчетная

отдельности. Методы их расчета для

температура

принимается

равной

машин различных типов имеют мно­

75° С,

а для

обмоток,

предельные

го общего.

110