Проектирование специальных электрических машин переменного тока - Балагуров В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Значение коэффициента скоса kCK может быть найдено с помощью кривой, представленной на рис. 2.22.
Рис. 2 22 Коэффициент скоса пазов для первой гармонической составляющей
§ 2.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ МАГНИТОПРОВОДА ГЕНЕРАТОРА
При определении размеров магнитопровода генератора выбирают допустимые значения индукций для различных участков магнитной цепи при наибольшей нагрузке генератора и затем, подставляя эти значения в расчетные формулы, вычисляют площадь поперечного сечения и размеры отдельных участков магнитопровода (рис. 2.23 и 2.24).
При этом необходимо окончательно уточнить величину магнитного потока в воздушном зазоре по значению внутренней ЭДС Ei при номинальной нагрузке (Вб):
Ot=E1^kJw4,). (2.109)
64
Величину E1 для максимальной и номинальной нагрузок подсчитаем по формуле
E1 =V(UK cos ср + Iraf + (U н sin ср + IX,?. (2.П0)
Определение размеров спинки якоря. Радиальная высота спинки якоря (рис. 2.23 и 2 24)
Рис. 2 23. Эскиз магнитной цепи геьератора с вращающейся 'полюсной системой
АУв = Ф8-107(2/?з.сЯ/в), (2.111)
где I — длина якоря, см; ksc — коэффициент заполнения сталью сечения магнитопровода якоря, выбираемой согласно табл. 2.18; Вш — допустимое значение индукции в спинке якоря.
Как уже указывалось, в качестве материала магнитопровода якоря для генераторов с частотой 400 Гц применяются стали: 1411 (Э-31) толщиной Л = 0,35, 27KX (гиперко-27) толщиной Л = 0,2 мм или49КФ2-ВИ (гиперко-49). Допустимые индукции В3а в спинке якоря Рис. 2.24. Эскиз магнитной цепи генератора для стали 1411 (Э-31) выби- с вращающимся якорем
раются- ?,0<l,5 Тл —для
генераторов с вращающимися полюсами, Вза^.\,6 Тл — для генераторов с вращающимся якорем.
Для генераторов с вращающимися полюсами и магнитопровода якоря из сталей 27KX и 49КФ-2-ВИ выбираются допустимые индукции Б,а<1,7 Тл.
Выбор более высоких значений Вза ведет к чрезмерному повышению потерь в стали и сильному увеличению МДС обмотки воз-
3-2341
65
буждения. В некоторых случаях в многополюсных машинах высота спинки якоря Ajo определяется не магнитными нагрузками, а необходимой жесткостью пакета. Поэтому индукции В]а получаются небольшие.
При работе генератора в режиме перегрузки возрастает магнитный поток Ф6 и, следовательно, индукции в магнитопроводе (в зубцах и спинке якоря при двойной перегрузке на 8—10%). Во избежание запирания магнитного потока вследствие насыщения это явление должно учитываться при расчете. Значение Фа определяется для режима максимальной нагрузки.
Определение размеров полюсной системы. Конструктивное выполнение и крепление полюсов определяется типом выбранной маг-
буждеиия; 3 — полюс; 4 — якорь; 5 — центральная заклепка (прямоугольный брус); 6 — винт; 7—наружная изоляция катушки от полюса (ЛСК-7)
нитной системы с вращающимися якорем или полюсами.
В первом случае генератор подобен машине постоянного тока. Полюса крепятся на корпусе. Крепление осуществляется с помощью винтов и центральной заклепки, которая проходит через середину полюса (рис. 2.25). Так как полюса с обмотками возбуждения неподвижны, то такой способ крепления оказывается надежным и технологичным.
При вращающемся индукторе крепление полюсов с катушками возбуждения представляет значительные трудности. Большие центробежные силы, возникающие при вращении полюсной системы, требуют прочной и надежной конструкции крепления полюсов. Кроме этого, конструкция индуктора должна обеспечивать эффективное охлаждение катушек обмотки возбуждения. Поэтому в целях придания индуктору высокой механической прочности, как правило, в авиационных генераторах он собирается из целиком штампованных листов (рис. 2.26). При такой конструкции индуктора катушки наматываются вручную, что сильно увеличивает трудоемкость обмоточных работ. Коэффициент заполнения сечения катушки медью получается низким. Катушки от полюсов изолируются с помощью манжет из стекломиканита марки СТК.
Рис. 2.25. Крепление полюса на корпусе:
I — корпус; 2 — обмотка воз-
Рис. 2.26. Цельно-штампованный лист индуктора ротора
66
Полюса на ступице крепят также с помощью винтов (рис. 2.27). Недостатком этого способа крепления является то, что мала надежность конструкции, а число винтов, определенное из механической прочности конструкции, велико; сильно искажается поле в воздушном зазоре. Для быстроходных генераторов такая конструкция вообще неприемлема из-за больших центробежных сил.
Другой разновидностью конструкции полюсов является составной полюс (рис. 2.28). Полюсные башмаки набирают из листов электротехнической стали, которые скрепляются заклепками; полюса со ступицей — литые. Полюсные башмаки крепят на полюсах с помощью винтов. Полюсные башмаки собирают с полюсами пос-
Рис. 2.27. Крепле- Рис. 2.28. Крепле-
ние полюса на сту- ние полюсных
пице с помощью башмаков на по-
винта люсе с помощью
винтов
ле укладки обмотки возбуждения. Эта конструкция полюсной системы является более приемлемой, чем предыдущая, так как меньше масса внешней части полюса, но механическая прочность этой конструкции также получается малой при высоких скоростях вращения.
