Файл: Туровский Я. Техническая электродинамика.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 274

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

(2-48)

и (2-54), если

учтем,

что в этом

случае

в

(2-46)

у = 0, т. е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I г | =

ш - |

/

^

= ш / с < 5 * 7 т » + *«//'

 

 

с — скорость

света),

откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

F — -

W o Т~ (С^2

+

С4е

V) sin ~-

х cos -у— у,

1

 

-ту •

№ „ - = - ( С з е

+

С4 «

' ) cos

 

—-xsm-j-у;

 

I

(4-60)

Нтх~т\-^г

(Cser'z

— С4 е

^

cos ~

.vsin

 

у;

 

 

 

 

 

Я т у

'•цТ-{С3е[

~Cie

1

) sin — х cos - . - у,

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

\ / </х 2 +

тс2 //2 .

 

 

 

 

(4-61)

Поле

в неподвижном

экране

 

[зона — d i ^ z ^ ( d i +

+ dz)]

получаем

аналогичным образом

при

скольжении

5 = 1 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

К / s~>

\ z

i

г>

Л р z -\X г.

ТС

 

 

 

 

 

=

— /u)fj,0

ъе

-f-C e

)sm — xcos — u\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

 

-my •

• ]*V-o ( C s e

+

< V

) cos x sin у - y;

[

(4-62)

Я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

71 .

Я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- s m 1 7 y ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Я;ту -

Яе -7-(С5 е

 

— Cee

)sm —

xcos-j-y,

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экран, как правило, прилегает

к стали статора, в свя­

зи с чем зазор d3

практически

отсутствует.

 

 

 

Поле в стали статора [z^

(di + dz+d3)]

определяют

так же, как (4-58), полагая ys~0

 

(шихтованная

сталь),

Постоянная С8 при растущей

показательной

функции

C$e~~^z

равна нулю, так как поле не может

увеличивать-

199



ся бесконечно вдоль отрицательной полуоси z. Оконча­ тельно имеем:

 

 

 

 

 

К

/-»

f)Z

тс

 

тс

 

 

 

 

 

— цо\ь -j— С.е'

sin —

х cos

- j — у;

 

 

 

F

 

ТС

^

Y12

 

ТС

ТС

ы;

 

 

 

ушц —

С.е'

cos — х

sin -7—

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

/ s

 

 

(4-63)

 

 

 

ТС

^

Y12

 

 

ТС

ТС

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

 

 

 

 

 

• т) —

С , е '

х sin -г- и;

 

 

 

'-•ту —

 

 

sin

 

X C O S -7-

 

 

 

 

 

 

 

г..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

стали

ротора

(z^d)

 

формулы

имели бы

подоб­

ный вид, но с

отрицательным показателем степени.

Для

Нту

=

 

 

постоянных

Cit

С 2 , ... , С7

следует

определения

приравнять

касательные

составляющие

 

векторов

Е

и Н

на границах соответствующих сред, т.

е. для z = d,

2=0,

z——d

и z = (di + dz).

Для

границы

z = (di +

d2+d3)

учитываем

равенства

касательных

составляющих

векто­

ра Е и скачкообразное изменение касательных состав­ ляющих вектора Н (ввиду присутствия слоя тока). Так

как это

и есть

поверхность стали статора ( ц = о о ) ,

на­

пряженность магнитного поля Нх на этой поверхности

со

стороны

стали

равна нулю, а со стороны воздушного

за­

зора равна линейной нагрузке Ау в этой точке.

После учета вышеупомянутых условий и соответст­ вующих преобразований искомые постоянные получают

окончательный

вид [Л. 4-6]:

 

 

 

 

 

 

—Аи

 

(1 +

e2ld)

shTjcf, +

(1 e-2Xd)

ach-qdl

 

Т1*

 

v

С,

 

А,,

 

 

1

 

 

 

 

7) ТС

+

е~ш)

sh 7)d, +

(1 e -2Wi

C, =

-

 

A

 

e-2U ( a +

 

1) — (д-

1)

 

(1 +

е~)

sh-/]^-f-(1

-e-2Xd)ad\-qd1

 

2т)тс Л

У

 

 

A

 

 

-2Xd( a _

l

) _

( f

l +

l)

 

 

(1 +

e

sh vjfif, +

(1 e~2ld) a ch ^ d ,

 

 

 

 

 

 

 

' Ay (1 + е~)

-2Xi(a1+l)-(a1-l)

 

 

 

2Xe

shhd2

+ (

 

< ? _ 2 W ) ai ch Ae rf2

С.

2Кк

 

 

 

е~

(a,

) - ( Д 1

+

1)

Л у

 

(1 +

*- " 2 W )

sh Aerf2 +

 

(1 — < ? - 2 M ) a, ch \td%

 

 

 

c T = o ,

200


где

л = я/т) = (С + Я) = (1/ч)(С' + /Б'); а, = Я/Ае = С, + ft = (С + /Г)/(С" + /6");

Г = + К * 4 + V)/2; V = ( / ( - т)2 + | Л 4 +14 )/2;

r = ] / ( V + / ^ + V)/2;

причем

3. Передача мощности от статора к экрану

Согласно теореме Пойнтинга (3-1)

P s = 4 ( E X H ) d A

А

мощность, входящая в экран вдоль оси OZ (рис. 4-13,6), определяется составляющими векторов Е и Н, касатель­ ными к поверхности экрана. Значения составляющих этих векторов в плоскости XOY получим, подставляя в (4-62) значения постоянных С5 и С6 , а также z=d2:

F

'-'ix макс Sin

X COS-

'-•mix

Emiy

= :

E\y макс COS -n

XS\

 

 

 

x

(4-64)

 

 

 

 

Пmix — " l x макс COS ——JC sin -г- y;

Hmiy

 

" гУ максS 1 H

~ X COS

где пространственные амплитуды напряженности элек­ трического и магнитного поля на поверхности экрана составляют:

Ё, х макс /ю^о тГТ- А/ X

х

\,1е

у (1 + <?~2Xrf) ch \e+ (1 — g~ 2 W ) д, sh \.rfa

201

 

 

-ЧУ макс — /

03

 

 

X

(1 + g ~ 2 W ) ch \ed2

+ (1 — e - 2 W ) a, sh XB d2

(1

e-2Xd)sb\ed2

 

+

(\

• e"2ld)

a, ch Xed2

^ , 1 м а к с

= Л ;

Н

м а к с

=

- 7f

s

При

УСЛОВИИ / e = / s .

 

 

 

 

-

 

 

При этом пренебрегаем незначительными изменения­ ми #1 Я м а кс в возможном воздушном зазоре d3.

Активная мощность, входящая в экран через единицу его поверхности, равна действительной части модуля среднего значения вектора Пойнтинга:

1 l ° 1

'

 

S p e = -j— ^

^ Re {EmixH*miy}

dxdy

•в t

Поверхностную плотность реактивной мощности мож­ но определить таким же методом, как мнимую часть век­ тора Пойнтинга: S g e = I m { S s } . Для учета в величине Ау трехфазного тока ее следует разложить в ряд Фурье и учесть только первую гармонику. Во вращающемся поле, образованном трехфазным током, как известно [Л. 3-2], гармоники, кратные трем, а также четные гармоники отсутствуют. Высшими нечетными гармониками можно здесь пренебречь. Если через Ai обозначить действую-

0,з 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

Рис. 4-15. Единичная активная мощность, переносимая вращающимся полем от статора к неподвижному экрану, отнесенная к квадрату токовой линейной нагрузки стато­ ра, в функции скольжения s при различных соотношениях d/d2 [Л. 4-6].

202


идее значение заданной линейной нагрузки статора

(4-68), то получим Ау = -^-У~2АГ

Учитывая, кроме того, только первую гармонику про­ странственного распределения линейной нагрузки вдоль оси машины, получаем окончательно единичную актив­ ную мощность, проникающую в экран со стороны ста­ тора,

 

 

 

s „ . = ^ . i o -

;

+

i

K

 

(4-66)

поверхностную

плотностьmреактивной мощности

 

 

 

 

 

 

 

576

 

 

 

 

 

 

 

(4-67)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В (4-66) и (4-67) К3 и Ki являются

коэффициентами,

зависящими от геометрических размеров машины.

 

Линейную

нагрузку

рассчитывают [Л. 3-2] по формуле

 

/ф! фазный

A^lQiwdiaiti),

>wn—число

 

(4-68)

где

ток

статора;

проводников

в пазу;

ai— число

параллельных

ветвей;

t^nD/Zi—

пазовое

деление

статора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полную

в

мощность,

8

Sge

 

 

 

 

 

 

входящую

экран,

со­

 

 

 

 

 

 

 

 

гласно

теореме

Пойнтин­

 

 

 

 

 

 

 

 

га

рассчитывают

по

фор­

 

 

 

 

 

 

 

 

мулам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ре

 

 

 

 

 

(4-69)

 

 

 

 

 

 

 

 

Qe

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формулами

(4-66)

и

 

 

 

 

 

 

 

d

(4-67)

ввиду

сложной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

формы

Kk

коэффициентов

 

 

 

 

 

 

 

0,М

Кг

и

 

пользоваться

 

 

 

 

 

 

 

 

трудно.

Поэтому

более

 

\

 

 

 

 

 

0,33

удобно

при

расчетах

по­

 

 

 

 

 

 

1

строить

 

предварительно

 

 

 

 

 

 

S

3

соответствующие

графи­

«

о,г

ofi

 

о,б

о,8

1,0

 

ки. В [Л. 4-6] такие

кри­

Рис. 4-16. Единичная реактивная

вые

(рис. 4-15

и

4-16)

мощность,

переносимая

вращаю­

рассчитаны

для

экрана,

щимся полем от статора к

экра­

выполненного

из аусте-

ну,

отнесенная

к квадрату

токо­

вой линейной

нагрузки

статора,

нитной

 

(немагнитной)

 

в функции скольжения s при раз­

стали

с данными:

70%

личных соотношениях djd^ [Л. 4-6].