Намагничивающие силы сердечника якоря, полюсов и ярма

В статье рассказывается, какое влияние на основную магнитную цепь машины оказывают намагничивающие силы якоря, полюсов и ярма, как находятся эти и другие величины.

Намагничивающие силы сердечника якоря, полюсов и ярма относительно малы и могут рассчитываться более приближенно.

Поток Ф_δ разветвляется в спинке сердечника якоря на две части (рисунок 1, в статье "Метод расчета магнитной цепи"), и средняя индукция в спинке

(1)

При наличии аксиальных вентиляционных каналов диаметром d_вент значение h_a в этой формуле уменьшают на 2/3 d_вент.

Индукция по сечению спинки якоря, а также вдоль магнитной линии на рисунке 1, в статье "Метод расчета магнитной цепи", несколько изменяется. Однако намагничивающая сила сердечника якоря относительно мала. Поэтому можно определить по кривым намагничивания значение H_a, соответствующее B_a [смотрите формулу (1)], и положить

Значение L_a можно вычислить приближенно по следующей формуле (рисунок 1, в статье "Метод расчета магнитной цепи"):

(3)

При расчете намагничивающей силы полюса и ярма необходимо учесть, что обмотка возбуждения создает, кроме потока Ф_δ, также поток рассеяния Ф_σ, который охватывает обмотку возбуждения и проходит, минуя воздушный зазор между полюсными наконечниками и якорем, через сердечники полюсов и ярмо (рисунок 1).

Рисунок 1. Поток рассеяния обмотки возбуждения между полюсами (а) и торцевой области (б)

Величина

(4)

называется коэффициентом рассеяния полюсов и может быть рассчитана по приближенным формулам [Толвинский В. А. "Электрические машины постоянного тока" – Москва; Ленинград: Госэнергоиздат, 1956; Гурин Я. С., Курочкин М. Н. "Проектирование машин постоянного тока" – Москва; Ленинград: Госэнергоиздат, 1961; Рабинович И. Н., Шубов И. Г. "Проектирование машин постоянного тока" – Ленинград: Энергия, 1967], которые здесь не приводятся. В машинах постоянного тока обычно σ = 1,10 – 1,25, причем большие значения относятся к многополюсным машинам без дополнительных полюсов.

При известном значении σ определяется индукция в сердечниках главных полюсов (смотрите рисунок 1, в статье "Метод расчета магнитной цепи" и рисунок 4, в статье "Магнитное поле и намагничивающая сила воздушного зазора"):

(5)

При неизолированных листах сердечника полюса k_с ≈ 0,95.

Из кривых намагничивания по B_m находятся H_m и намагничивающая сила полюса

Индукция в ярме

(7)

где l_я – длина ярма в осевом направлении.

Определив по B_я значение H_я, находим

Длину средней магнитной линии в ярме можно вычислить по приближенной формуле (рисунок 1, в статье "Метод расчета магнитной цепи")

(9)

где h_я – высота (толщина) ярма.

Выше предполагалось, что пазы в полюсных наконечниках отсутствуют. При наличии таких пазов рассчитывается также намагничивающая сила для зубцового слоя полюсных наконечников, а h_m в выражении (6) соответственно уменьшается.

Источник: Вольдек А. И., "Электрические машины. Учебник для технических учебных заведений" – 3-е издание, переработанное – Ленинград: Энергия, 1978 – 832с.