109624 (Методическое руководство по расчету машины постоянного тока (МПТ)), страница 5

для двигателей:

AW_R = AW_аq  AW_ad  АW_к, (5.25)

для генераторов

AW_R = AW_аq + AW_ad +АW_к (5.26)

где AW_аq  МДС поперечной реакции якоря;

AW_ad  МДС продольной реакции якоря;

АW_к  коммутационная МДС.

Так как поперечный магнитный поток замыкается через зубцовую зону и воздушный зазор машины для определения поперечной реакции якоря используется переходная кривая намагничивания (рис. 5):

В_ = f (AW_ + AW_z) / 2

которая строится по данным табл. 3. На этой кривой по оси ординат откладывается номинальная величина магнитной индукции в воздушном зазоре (точка а) и определяется соответствующая номинальная МДС (точка б). Влево и вправо от этой точки в масштабе МДС откладываются отрезки бв и бг изображающие МДС поперечной реакции якоря:

 бв = бг= AS b₀ / 2. (5.27)

Рис.5. Переходная характеристика машины постоянно-

го тока

Так как величины отрезков бв и бг пропорциональны величине расчётной полюсной дуги а ординаты пропорциональны магнитной индукции то площади криволинейных треугольников аде и аgк представляют соответственно уменьшение магнитного потока от реакции якоря под одним краем полюса и его возрастание  под другим. Разница площадей этих треугольников определяет уменьшение магнитного потока машины вследствие действия поперечной реакции якоря. Для компенсации этого размагничивающего действия необходимо увеличить МДС обмотки возбуждения на определённую величину которая определяется следующим образом. Прямоугольник сдвигается вправо таким образом, чтобы площади полученных криволинейных треугольников амf и аpn стали равными. Тогда величина МДС на пару полюсов компенсирующая поперечную реакцию якоря определяется выражением

AW_aq = 2 mn.

Эта величина может быть найдена и другим способом. Выражая площади криволинейных треугольников и приращений потоков по формуле Симпсона и приравнивая полученные выражения можно определить величину МДС поперечной реакции якоря:

. (5.28)

МДС продольной реакции якоря зависит от сдвига щёток с линии геометрической нейтрали и определяется выражением

AW_аd = 2 b_ AS (5.29)

где b_  сдвиг щёток с линии геометрической нейтрали вследствие неточности изготовления машины, b_ = 015  03 мм.

Продольная коммутационная МДС возникающая при замедленной коммутации определяется величиной коммутирующего тока индуктивностью коммутируемых секций переходным сопротивлением щёток и угловой скоростью якоря. Величина коммутационной МДС при номинальном токе машины и номинальной частоте вращения может быть приближённо рассчитана по следующей формуле:

(5.30)

где b_к  ширина коллекторной пластины;

AS_н  линейная токовая нагрузка при номинальном токе якоря;

К_к  коэффициент, учитывающий падение напряжения в щётках

(5.31)

Полная МДС возбуждения МПТ при нагрузке

AW_НАГР = AW_ + AW_z + AW_a + AW_пл + AW_ст + + AW_R (5.32)

Для двигателей и генераторов параллельного возбуждения вначале определяется ЭДС якоря для электродвигателей

Е = U  U_a  U_щ (5.33)

и для генераторов

Е = U +U_a + U_щ. (5.34)

По кривой холостого хода определяется результирующая МДС  AW^’_НАГР соответствующая найденному значению ЭДС после чего рассчитывается полная МДС с учётом реакции якоря:

AW_НАГР= AW_НАГР+ AW_R. (5.35)

6. РАСЧЁТ ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ

6.1. Электродвигатель последовательного возбуждения

1. Число витков обмотки возбуждения на один полюс

(6.1)

1. Предварительное сечение обмоточного провода для обмотки возбуждения

S_в = _a / j_в  (6.2)

где j_В  плотность тока в обмотке возбуждения выбираемая в зависимости от номинального момента М_н по данным табл. 4.

М_н = 955 Р_н n_н. (6.3)

Рассчитав сечение провода выбирают номинальное сечение и диаметр провода в соответствии с ГОСТом а затем уточняют реальную величину плотности тока возбуждения:

j_в = _a / S_в . (6.4)

1. Сопротивление обмотки возбуждения в нагретом состоянии

(6.5)

где l_ср  средняя длина витка обмотки возбуждения которая определяется по эскизу расположения обмотки на сердечнике полюса.При неотъёмных полюсах машины среднюю длину витка необходимо увеличить на величину (b₀  b_пл) с тем чтобы была возможность надеть катушку обмотки возбуждения на сердечник полюса через полюсный наконечник.

35. Падение напряжения в обмотке возбуждения

U_в = I_a R_в . (6.6)

1. Величина ЭДС якоря двигателя последовательного возбуждения при нагрузке

E = U_H  U_a  U_щ  U_в. (6.7)

Таблица 4

Плотность тока в обмотке возбуждения МПТ малой мощности (10⁶ А/м²)

Полученная величина ЭДС не должна отличаться от предварительно выбранного значения более чем на 3%. При большей разнице необходимо скорректи-

ровать число витков обмотки возбуждения. Для этого определяют МДС обмотки

возбуждения по характеристике холостого хода и найденному значению ЭДС прибавляют МДС реакции якоря при номинальной нагрузке уточняют число витков обмотки возбуждения её сопротивление падение напряжения и новое значение ЭДС машины E_a.

1. Площадь окна для размещения обмотки возбуждения

(6.8)

где f_о  технологический коэффициент учитывающий промежутки между проводниками и изоляцию провода, f_о = 08  084.

Фактическая площадь окна для обмотки возбуждения должна быть увеличена на 10  20 % для учёта возможных неточностей намотки.