Содержание
Предыдущий § Следующий

3.2. Влияние реакции якоря при наличии насыщения магнитопровода

Картина магнитного поля в воздушном зазоре машины под нагрузкой при больших токах обмоток возбуждения и якоря может существенно отличаться от картины, рассмотренной в предыдущем параграфе, из-за насыщения стальных участков магнитопровода.

Рис 3.4. Распределение индукции на поверхности якоря

Наиболее существенное влияние на картину поля в воздушном зазоре оказывает насыщение зубцового слоя. В некоторых машинах нужно учитывать также насыщение полюсных наконечников. Учет насыщения зубцов производится с помощью переходных характеристик.

В случае постоянного воздушного зазора переходная характеристика B₆ = <b_ol(in:la)=l(F₆ + Fz) единственна (рис. 3.5), и все построения получаются сравнительно простыми.

По оси симметрии главного полюса МДС якоря равна нулю и магнитное напряжение между поверхностью полюса и дном пазов под нагрузкой такое же, как и при холостом ходе:

(индексом «0» обозначены значения при холостом ходе).

Значению F_n0 соответствует индукция под серединой полюса Bqq.

Магнитодвижущая сила между дном пазов и поверхностью полюса на расстоянии х от главного полюса

Рис. 3.5. Диаграмма для построения кривой распределения магнитной индукции в воздушном зазоре машины под нагрузкой при постоянном воздушном зазоре

чему соответствуют точки «а» и «6» на рис. 3.5, ординаты которых дают соответствующие индукции в воздушном зазоре — В'&_х и В"_6х. Отрезок переходной кривой, расположенный между точкой с, соответствующей минимальной МДС под краем полюса F_nmm — = F_6o+Fzo—O,5bA, и точкой d, соответствующей максимальной МДС .F_nmax = -F6o + ^zo + 0₎5M, характеризует распределение индукции в воздушном зазоре машины под нагрузкой. Только по оси абсцисс откладывается не МДС, а расстояние от оси главных полюсов: x = F/A [м]; за начало отсчета принимается точка под серединой полюса:

Под одним краем полюса, где МДС под действием реакции якоря уменьшается, насыщение зубцов якоря меньше, чем под другим краем полюса, где МДС в переходном слое возрастает. Вследствие этого изменение индукции не пропорционально изменению МДС: под одной половиной полюса индукция возрастает меньше, чем уменьшается под другой половиной. Поэтому результирующий магнитный поток под нагрузкой несколько уменьшается.

Наглядно представить себе, насколько уменьшается магнитный поток, можно путем следующих дополнительных построений

Через точку Вбо проводится прямая, параллельная оси ординат, которая дает распределение магнитного потока в воздушном зазоре при холостом ходе, когда индукция по длине полюсной дуги неизменна Магнитный поток при холостом ходе

т е пропорционален площади прямоугольника efd'c' на рис 3 5

Рис 3 6 Распределение индукции в воздушном зазоре маиины постоянного тока под нагрузкой

Под нагрузкой поток пропорционален площади криволинейной трапеции efdgc, которая получится, если из площади прямоугольника efd'c вычесть площадь треугольника cc'g и прибавить площадь треугольника dd'g Следовательно, уменьшение магнитного потока пропорционально разности площадей треугольников cc'g и dd'g

Наибольшая разность площадей этих треугольников в том случае, если точка g, характеризующая индукцию при холостом ходе, находится на колене кривой намагничивания Тогда уменьшение магнитного потока под действием поперечной реакции якоря 3 5%

При отсутствии насыщения или очень большом насыщении размагничивающее действие реакции якоря отсутствует, так как треугольники cc'g и ddig располагаются на прямолинейных частях переходной характеристики и их площади равны

При переменном воздушном зазоре одновременно изменяются МДС в переходном слое F_nx = F₆o + F₇o±xA и размер воздушного зазора Поэтому определение магнитной индукции в воздушном за-

зоре производится по семейству переходных характеристик аналогично тому, как это делалось при холостом ходе для машины с неравномерным воздушным зазором (см. рис. 2.16).

Характерные кривые распределения магнитной индукции в воздушном зазоре машины постоянного тока мощностью 200 кВт показаны на рис. 3.6. Для этой же машины кривые при холостом ходе были показаны на рис. 2.19. Форма кривых определяется многими факторами: увеличением воздушного зазора под краями полюсов, наличием реакции якоря, насыщением зубцов якоря и полюсных наконечников.

Учет насыщения полюсных наконечников производится так же, как при холостом ходе: рисуется

Рис. 3.7. Картина поля в сердечнике полюса под нагрузкой

картина поля в сердечнике полюса без учета насыщения (рис. 3.7), затем производится вычисление

индукции в воздушном зазоре, начиная с края полюса, аналогично тому, как это было описано в гл. 2. Картина поля в сердечнике полюса машины, работающей под нагрузкой, изменяется мало; эквипотенциальные поверхности в полюсе в местах сгущения магнитного потока остаются примерно такими же, как при холостом ходе. Поэтому часто учет насыщения полюсного наконечника в режиме нагрузки можно производить, пользуясь картиной поля в сердечнике полюса, построенной для режима холостого хода.

Содержание
Предыдущий § Следующий