Содержание
Предыдущий § Следующий

2.5. Кривая намагничивания

Кривая намагничивания показывает в графическом виде зависимость магнитного потока от МДС обмотки или тока возбуждения (намагничивающего тока):

Ф=/(^=ю^(/,).                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         (2.86)

На рис. 2.25, а приведена характерная кривая намагничивания Ф=/(Л») в относительных единицах для электрических машин с явновыраженными полюсами. Ее можно построить по результатам

Рис. 2.25. Универсальная магнитная характеристика

определения магнитных напряжений на отдельных участках магнитной цепи, при определенных значениях магнитного потока

F_m=F_t+F_zl + F_Zi+F_a+F_M+Fj.                                                                                                                                                                                                                                      (2.87)

Ток возбуждения определяется по полученному значению МДС F_B на пару полюсов

В кривой намагничивания резко выражен начальный прямолинейный участок, что обусловлено наличием сравнительно большого воздушного зазора, для которого характерна линейная зависимость разности магнитных потенциалов от магнитного потока. При малых значениях магнитного потока, а следовательно, и магнитной индукции в ферромагнитных участках магнитопровода разностью магнитных потенциалов на этих участках можно пренебречь и считать, что F_BzzF₆. По мере увеличения магнитного потока магнитные сопротивления этих участков и особенно зубцового слоя возрастают. При индукции в зубцах примерно 1,6 Тл зависимость Ф= =f(F_B) начинает отклоняться от прямолинейной.

В большинстве электрических машин точка а, соответствующая номинальному режиму, выбирается на нелинейном участке кривой

намагничивания. При работе на линейном участке (т. е. при небольшой магнитной индукции) не полностью используются свойства стали магнитной системы, а при больших насыщениях резко возрастает МДС обмотки, создающей магнитный поток, а следовательно, и число ее витков и поперечное сечение провода. Таким образом, ненасыщенная машина и машина с очень большим насыщением магнитной системы требуют повышенного расхода активных материалов: меди обмоток или электротехнической стали.

Количественно степень насыщения магнитной системы характеризуется коэффициентом k_Hac, который может быть найден из результирующей кривой намагничивания (см. рис. 2.25) как отношение отрезка аЬ, соответствующего МДС Р_ВЯОм, к отрезку be, отсекаемому продолжением прямолинейного участка кривой намагничивания. Для машин переменного тока >fe_Hac= 1,1... 1,3; для машин постоянного тока &_Нас = 1,4...1,8. Применение несколько меньших коэффициентов насыщения в синхронных машинах, по сравнению с машинами постоянного тока, объясняется стремлением уменьшить потери в стали якоря и сократить число витков обмотки возбуждения.

Кривые намагничивания всех электрических машин в относительных единицах совпадают, если данные номинального режима приняты при одном и том же коэффициенте насыщения. Это означает, что все кривые намагничивания можно свести к одной кривой, выраженной в некоторых условных единицах. Такая универсальная кривая, полученная из кривой намагничивания реальной машины, изображена на рис. 2.25, б и соответствует приведенным ниже данным:

Ф*, о.е.... 3 5 7 9 10 И 12 13 14 15 F*b, о. е. ... 1,9 3,2 4,5 5,95 6,9 8,2 10,6 15 20 25

Если требуется построить кривую намагничивания для машины, имеющей, например, &_Нас=1,5, то поступают следующим образом. На универсальной кривой намагничивания (рис. 2.25) из начала координат проводят вспомогательную прямую, образующую с осью ординат угол Y2. тангенс которого в 1,5 раза больше тангенса угла Yi, образуемого прямолинейной частью универсальной кривой намагничивания с той же осью. Вспомогательная прямая пересекает универсальную кривую в точке а, которая и соответствует номинальному режиму, т. е. в данном случае Ф*_НОм=12,3 и F_BHom= = 11,85.

В соответствии с полученными значениями Ф*_Ном и /^г*_в.ном можно перестроить универсальную кривую намагничивания в кривую намагничивания в относительных единицах с &_Нас —1,5, используя формулы: Ф/Ф_Ном=Ф*/Ф*ном; F_B/F_SM0M=F*_B/F*_B._H0M.

Построенные таким способом расчетные кривые дают погрешность не более 3%.

Существование универсальной кривой намагничивания может быть объяснено следующим образом. Если напряженность магнит-

Использование универсальной кривой намагничивания позволяет значительно сократить магнитные расчеты, так как для построения требуемой кривой намагничивания нужно определить координаты только одной точки и коэффициент насыщения в ней.

Содержание
Предыдущий § Следующий