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
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 |