Файл: Куцевалов, В. М. Электромагнитный расчет бесконтактных синхронных электродвигателей с внешним магнитопроводом.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 02.11.2024

Просмотров: 49

Скачиваний: 0

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

I I

воздушном

зазоре [ Н ] .

По

этой причине

 

бесконтактные

электро­

двигатели

по сравнению

с

асинхронными

электродвигателями той

же мощности имеют больший диаметр D

в

меньшую длину

?&■

При конструировании

магнитопроводовбесконтактных машин

рассматриваемого типа обычно стремятся выполнить их таким об­

разом, чтобы магнитная индукция во всех сечениях

была пример­

но

одинаковой. В [9] показано, что в этом

случае

магнитопрово­

ды

получаются наиболее экономичными.

является конструк­

 

Для электродвигателей предпочтительной

ция ротора с трапецеидальными наконечниками полюсов, которая позволяет существенно уменьшить магнитные потоки рассеяния и улучшить к .п .д . машины [9 б ].

Способ размещения катушек обмотки возбуждения на неподвиж­ ных частях машины (см . рис. I - 3) зависит от конкретных целей,

поставленных ^еред разработчиком. Например, катушки обмотки возбуждения, размещенные под лобовыми частями обмотки,наибо­ лее экономичны в отношении обмоточного провода} при размеще­ нии их над лобовыми частями облегчается сборка и разборка ма­ шины; если разместить катушки в углублениях подшипниковых щи­ тов, улучшается их тепловой режим и т .д .

Питание обмотки возбуждения (OB) может осуществляться от дополнительной обмотки статора через выпрямительный блок (ма­ шины опытной серии СО [28] , рис. 3 ) . Основной недостаток этой схемы заключается в некотором уменьшении тока возбуждения при увеличении нагрузки.

Питание 03 может быть осуществлено также непосредственно от сети через понижающий трансформатор и выпрямительный блок

(машины серии СДБ, [і04-] , рис. 6 - 8 ) .


12

Рис. 5 . Схема бесконтактного синхронного электродвига­

теля СО

основного

исполнения: IC j _ j - главная

обмотка

статора;

2Cj _ j - дополнителы ап обмотка

статора; llj- - - обмотка возбуждения; ВП - выпря­ митель возбуждения и пусковая автоматика систе­ мы возбуждения.

Р и с, 6 . Принципиальная схема питания обмотки возбуждения электродвигателя унифицированной серии СДБ :

СІ —С2 — зажимы статорной обмотки; I - 2 - первич­ ная обмотка трансформатора Тр; 3 - 5 - вторичная обмотка трансформатора Тр с дополнительным отводом 4 ; В - выпрямитель; К - выключатель; OB - обмотка возбуждения.

13

К се ти

Ри с . 7 . Принципиальная

схема бесконтактного электродви­

гателя унифицированной серии СДБ основного ис­

полнения:

С І ,

С2, СЗ - зажимы обыотки

статора:

HI

- И2 -

зажимы обмотки

возбуждения;

Тр, К, 6-

-

элементы

схемы питания

обмотки возбуждения

(см . рис. б ) .

Wсети

Рис. 8 . Принципиальная схема компаундирования электродвига­ теля' унифицированной серии СДБ: ДТДГ1 - двухобиоточные трансформаторы двойного питания; С І , С2, СЗ - - зажимы обмотки статора; ПІ - й2 - зажимы обыотки

возбуждения; В - трехфазныіі выпрямитель; К - вы­ ключатель.

3. Электромагнитный расчет

Как известно, в настоящее время электромагнитный расчет

обычных синхронных машин производится в соответствии с мето­

диками, изложенными в [1 2 , 14, 8 1 ].

Прирасчете бесконтактных синхронных машин необходимо учи­

тывать их характерные особенности: наличие внешнего магнито­ провода, сложной полюсной системы ротора, определяющей повы­

шенные потоки рассеяния, и т .д .

[ 3 , 7 , 22 - 24,

34,

Эти вопросы рассматривались в работах

46, 52, 65] и других,

которые

также должны

использоваться

при

расчете.

расчета

по известным

методикам.является

Общим неудобством

т о , что основные энергетические параметры машин выясняются только в конце расчета. Например, при получении в конце рас­

чета

к .п . д . , не

соответствующего величине, принятой

в начале

раочета, необходимо

повторить

заново весь расчет машины.

В

изложенной

ниже

методике,

представляющей собой

разверну­

тый формуляр электромагнитного расчета, использованы основные положения методик [1 2 , 14, 81 ] , введены новые разделы и пунк­ ты расчета в соответствии с данными, приведенными в работах,

которые упомянуты в списке литературы. Изменена последова­ тельность определения или расчета некоторых величин: после определения 'номинальных величин и размеров сердечника статора раосчитываются активное сопротивление и индуктивное сопротив­ ление рассеяния фазной обмотки статора} проверяется правиль­ ность выбора в начале расчета коэффициента КЕ , характеризую­ щего изменение магнитного потока статора при нагрузке машины.


15

Если расчетное значение Kg существенно отличается от приня­

той ранее величины, то

небольшой

по

объему

раочат повторяет­

ся с учетом полученной

величины

Kß .

Затем

расочитываются

м .д .с . статора с учетом реальных магнитных

нагруѳок и

опре­

деляется коэффициент насыщения активной ,стали статора

при но­

минальной нагрузке машины. По этим

величинам магнитных

индук­

ций в расчетных сечениях магнитопровода статора и воздушном зазоре находится величина отдельных потерь и коэффициент по­ лезного действия без учета потерь на возбуждение, а затем по величине последнего производится корректировка небольшого по объему, выполненного ранее расчета,. Далее рассчитывается ве­ личина угла рассогласования между вектором напряжения сети и вектором Е0 (осью полюсов ротора), которая используется для

определения м .д .с . возбуждения машины,

и окончательно опреде­

ляется величина

к .п .д . с учетом потерь

на возбуждение.

 

 

Н о м и н а л ь н ы е

д а н н ы е ,

являющиеся

основны­

ми исходными величинами для электромагнитного раочета:

,

квт

Мощность номинальная . . . . . . . .

..........................................

Рн

Числб ф а з .......................................................................................................................

(л и н ей н о е )

 

in.

,

в

Напряжение сети

 

 

1)л

Частота

с е т и .................................................................................................................

 

 

 

 

-f,

,гц

 

Скорость

вращения синхрон ная ..................................................................

 

 

tv ,о$/мин

ч Коэффициент мощ ности......................................................

 

 

...................................

c o s f

 

Соединение фаз

обмоткистатора ...............................................................

 

 

Y

или ^

Ниже приводятся основные' разделы электромагнитного расче­ та и формулы для определения расчетных величин. Даются так­ же пояснения о выборе тех или иных параметров, входящих в


16

формулы, и ссылки на работы, в которых имеются необходимые данные,

Н о м и н а л ь н ы е

в е л и ч и н ы

и г л а в ­

н ы е

р а з м е р ы :

:

 

I . Число

пар полюсов - р

 

2 . Фазовый ток статора -

I , , а :

т .

Рн ■

Ю3

V

r^ co sf ѴЪЦ/І

Опыт расчета и постройки бесконтактных синхронных двигателей

показывает,что величины их

к .п .д . получаются

примерно одина­

ковыми

с величинами к .п .д .

асинхронных двигателей соответ­

ствующей мощности. Это позволяет использовать для предвари­

тельного выбора к .п .д .

рассматриваемых машин

соответствующие

данные

по

асинхронным

двигателям (например,

[ѳ і] , табл. І3 - 2 а ) .

 

В случае отсутствия оговоренных в задании требований к ве­

личине

коэффициента

мощности его величина принимается равной

c o s f

•=

I ,

так как

при

этом

достигается

наиболее экономичный

реким работы электродвигателей малой мощности.

3 .

Расчетная мощность - Р'

 

, ква:

 

 

 

 

 

 

 

п'~

К е Р н

 

 

где

КЕ

 

 

Г "

^ c o s f 7

 

 

предварительно определяется по графику рис. 9 , по­

 

'•

строенному

по

экспериментальным

и расчетным данным

4 .

■ электродвигателей малой мощности.

, м:

Внутренний диаметр

расточки статора -

D


I?

D-- Кн '0,5 9

Вцелях снижения себестоимости и сокращения срокив изго­

товления отдельных образцов бесконтактных синхронных машин

 

часто используются листы отатора серийных асинхронных машин.

 

Например, в спроектированных машинах опытной серии СО, унифи­

 

цированной серии СДБ иопользованы листы статоров асинхронных

 

двигателей единой серий А02.

 

 

 

 

 

 

 

 

Как было отмечено вышо, наиболее полное использование ак­

 

тивных материалов в синхронном электродвигателе достигается

 

при

Л *

0 ,6 5 ,

что требует выполнения машин с большим наруж­

 

ным диаметром, чем габарит соответствующего по мощности асин­

 

хронного двигателя. Например, машины СО и СДБ имеют пакет

 

статора на один габарит выше^соответствующих по мощности

 

асинхронных двигателей.

 

определении

диаметра Б

учитыва­

 

 

Это обстоятельство при

 

ется коэффициентом Кд . В случае использования листов двигате­

 

лей

А02

Кн %

1 ,1 5 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Постоянная Арнольда при атом может быть определена по

 

рис.

IU .

 

 

 

 

 

 

Б а

, м.

 

 

 

5 . Наружный диаметр пакета статора -

 

 

 

 

Приближенно

определяется в зависимости от числа полюсов

 

2р по формулам

13-9- [81]

 

и уточняется, например,

по

таблице

 

І - І

 

[8 і] .

на полюс

и

фазу

-

С^, .

 

 

 

 

6 .

Число

пазов

13-4 [8 і]

 

 

 

7 .

Выбирается в соответствии с

разделом

 

 

 

Число

пазов

статора

-

Z<

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zt =

2 m r ' Р

'

 

Гос.

публичная

f

 

 

 

 

 

научно-техническая

 

 

 

 

 

 

библиотека ССС Р

 

Я'гСЧГіЛП Г-СЧІ

4