необходимого магнитного потока на всех участках- магнитной цепи может быть определена индукция В = Ф/5, где Ф - магнитный поток на участке; 5 площадь сечения участка. В соответствии с рис. ЗЛ основная н. с. машины

F0=H62b + Н32п3+НяГ.я + Hn2ha+HCLC,

(3.4)

где б--длина воздушного зазора, м; ha - высота зубцов якоря, м; Лп - высота главных, полюсов, м; Ья - длина участка по сердечнику якоря, м; Lc - длина .участка по станине (ярмо), м; Н - соответственно напряженность магнитного поля участка цепи, А/м.

Рис. 3.3. Магнитная индукция в зазоре зубчатого якоря

<-а

Рис. 3.4. Распределение магнитной индукции под полюсом: а - на полюсном делении; 6 - по длине якоря

Будем считать, что номинальному значению напряжения и номинальной частоте вращения машины соответствует номинальное значение основного потока Фо=1. Задавшись рядом значений основного потока: 0,5Фо; 0,8Фо; 1Фо; 1,2Фп, можем для каждого из них рассчитать F0.

Н. с. воздушного зазора. Наибольшее сопротивление магнитному потоку оказывает воздушный зазор. В зубчатом якоре магнитное поле в зазоре распределяется неравномерно: у поверхности зубцов плотность магнитных линий больше, а в пазах меньше (рис. 3.3), так как магнитное сопротивление на участке с зубцом меньше, чем с пазом. На рис. 3.4 показано распределение магнитной индукции в воздушном зазоре в поперечном и. продольном раз резах машины. Так как магнитная индукция в зазоре изменяется как по окружности якоря, так и по его длине> то вводят понятие о расчетной индукции в зазоре, используя для этого метод приведения. Сущность этого метода заключается в следующем. Заменяют сложную кривую распределения магнитной индукции в зазоре равновеликим прямоугольником с высотой Основание такого прямоугольника в первом случае дает расчетную полюсную дугу Ъ', а во втором случае - расчетную длину якоря V. Отношение Ь1х=а' называют расчетным коэффициентом полюсного перекрытия, от величины котррого зависит максимальное значение напряжения между коллекторными пластинами. В машинах постоянного

тока с добавочными полюсами а'=0,62ч-0,72. С достаточной точностью определяют расчетную длину якоря / = (1п+1)/2, где /п - длина полюса по оси машины; V - длина якоря без вентиляционных каналов. Если Ьв - ширина вентиляционного канала, а пв - число каналов, то /=/я-пвЬБ, где /я- длина якоря в осевом направлении. Пользуясь расчетными величинами В^, V; V, определяем основной магнитный поток машины Фп=Вф1=B(,axV, откуда /36=ф0/(arl). Для упрощения расчета зубчатый якорь приводится к гладкому путем увеличения величины действительного воздушного зазора б до расчетного б/=бйе, где kb=(ti~\- Ю8)/(6з1 + -[-108) -коэффициент воздушного зазора; г^яД^г- зубцовый шаг; Ь31 - ширина верхней части зубца поокружности якоря; DH- диаметр якоря. Необходимая для проведения магнитного потока через зазор намагничивающая сила

F,=2Bl0=2Bsbhl[>v. (3.5)

Н. с. зубцового слоя. При ;

определении магнитной индук- \*~Jim~, ции в зубцах якоря могут быть \Л^-~ рассмотрены два случая: пер-гДд^з^ вый, когда Д,<1,8 Тл и когда \\ьзср. 5з>1,8 Тл. Принимаем, что в первом случае весь поток про- \ ходит через зубцы, во втором - .Д ь; часть потока проходит через г*

пазы. Второй случай является г

более общим. Расчет н. с. при Этом будем вести на один зуб- Рис. 3.5. Намагничивающая сила зубцов цовый шаг. Приходящийся на

один зубцовый шаг , магнитный поток Фг = £бМ = Фз+Фпаз, где Фз; Фпаз - потоки в зубце и пазу соответственно. Расчетная.магнит-ная индукция

Bs-B3-\-Bnk3, (3.6)

где В3=Фз/5з -действительная индукция в зубце; Вп=Фп/8п - индукция паза; ks - зубцовый коэффициент, определяемый геомет-. рическими размерами зубца и паза. Пользуясь (3.6) и эскизом зубца и паза якоря, находим величину магнитной индукции в верхнем, среднем и нижнем сечениях зубца (рис. 3.5). В зависимости от этих значений индукция по кривым намагничивания зубцов Bs=f(H3) (см. рис. 3.2) определяем напряженность магнитного поля зубцов Hsu Нз.ф; #32 верхнего, среднего и нижнего сечений. Для зубцов расчетное значение напряженности магнитного поля #з= (Яз1+4Яз.ф+Яз2)/6, значение н. с. E3=H£hs.

Н. с. сердечника якоря, полюсов и станины. Магнитный поток в сердечнике якоря Фя=0,5Фо=£я5я. Площадь поперечного сечения якоря Sn=hnlkc, где./гя - высота сердечника якоря, kc=0,88~

4-0,93 - коэффициент заполнения сталью. Для сердечника якоря магнитная индукция ВЯ=Ф01 (2hjkc). По кривой намагничивания для стали рассматриваемой марки находим напряженность поля якоря Ня, и тогда и. с. сердечника якоря Fa=HaLa, где Ья- длина средней магнитной линии в сердечнике якоря. В сердечнике полюса магнитная индукция Bn=On/Sn=Ooka/SIh где Фп - магнитный поток полюса; Зп - поперечное сечение полюса. По кривой намагничивания стали полюса находим напряженность поля Яп, и тогда н. с. полюса Fa=HnLn=Яп2/гш где h - высота сердечника полюса. В станине магнитный поток Фс=0,5Фп=0,5Фо&0, индукция /5с=Фс/5с=Ф0йо/(25с). Сечение Sc определяют по геометрическим размерам ярма. По характеристике намагничивания для материала ярма.Находим напряженность поля Нс, тогда н. с. Fc=HcLc, где

Lc=--(D-\-2b-\-2hIS-\-hc) -длина средней zp

магнитной линии в

§ 3.2 Характеристика намагничивания машины

Зависимость Фб=?{Ро), построенная в прямоугольных координатах, называется кривой намагничивания машины или магнитной

характеристикой (рис. 3.6). В начальной части магнитная характеристика имеет прямолинейный характер, так как при малых значениях потока Фв сталь машины слабо насыщена и н. с. затрачивается на проведение потока через зазор. Продолжение прямолинейной части кривой позволяет выделить н. с. для зазора при различных значениях потока Фб (линия 06), т. е. получить зависимость /*б=/:(Фб). По мере увеличения магнитного потока большая часть н. с. затрачивается на проведение потока тю стальным участкам. Эта часть н. с. соответствует отрезку be. По отношению ka=ac/ab, называемому коэффициентом насыщения, можно судить о степени насыщения магнитной цепи машины при заданном значении потока Фб-Строить машину с насыщенной магнитной цепью невыгодно, так как при этом материалы будут недоиспользованы и машина получится тяжелой. Нецелесообразна также чрезвычайно насыщенная магнитная цепь, так как в этом случае необходимо выполнить мощную обмотку возбуждения с большим расходом меди или алюминия и с большими потерями мощности на возбуждение. По этим причинам электрические машины изготовляют с умеренным насыщением при номинальном режиме. При этом рабочая точка лежит несколько выше колена магнитной характеристики. Обычно kB= = 1,1 ~ 1,35, а в некоторых случаях 1,7-2. ,

Рис. 3.6. Характеристика намагничивания