Расчет магнитных проводимости рабочего воздушного зазора индукторного генератора

Для ручного расчета магнитных проводимостей рабочего воздушного зазора индукторного генератора применяют метод Поля. При использовании этого метода принимаются следующие допущения:

а) поле в воздушном зазоре между ротором и статором является плоскопараллельным (рисунок 4, а);

б)магнитные силовые линии в пазах ротора и статора являются дугами окружностей, проведенными из ребер зубцов (рисунок 4, б);

в) для учета поправки на первые два допущения, стенки зубцов принимаются наклоненными к горизонту на угол , равный 1…1,1 радиан (рисунок 11.3, в).

Рисунок 4 – Допущения при расчете проводимости в воздушном зазоре методом Поля.

Картина поля индукторного генератора для каждого положения оси первого зубца ротора относительно оси первого зубца статора разбивается на отдельные зоны проводимости с одинаковой формой силовых линей в рабочем воздушном зазоре (рисунок 5).

Рисунок 5 – Зоны проводимости индукторного генератора.

1) проводимость между цилиндрическими поверхностями зубцов статора и ротора, выходящими в воздушный зазор(см. рисунок 5, а) ;

2) проводимость между сбегающей боковой поверхностью зубца статора и цилиндрической поверхностью зубца ротора (см. рисунок 5, а);

3) проводимость между сбегающей боковой поверхностью зубца статора и набегающей боковой поверхностью зубца ротора (см. рисунок 5, б);

4) проводимость между сбегающими боковыми поверхностями зубцов статора и ротора (см. рисунок 5, в);

5) проводимость между набегающей боковой поверхностью зубца статора и цилиндрической поверхностью зубца ротора (см. рисунок 5, г);

6) проводимость между набегающей боковой поверхностью зубца статора и сбегающей боковой поверхностью зубца ротора (см. рисунок 5, б);

7) проводимость между цилиндрической поверхностью зубца статора и сбегающей боковой поверхностью зубца ротора (см. рисунок 5,д);

8) проводимость между набегающей поверхностью зубца статора и набегающей боковой поверхностью следующего зубца ротора (см. рисунок 5, е);

9) проводимость между цилиндрической поверхностью зубца статора и набегающий боковой поверхностью следующего зубца ротора (см. рисунок 5, ж);

10) проводимость между набегающей боковой поверхностью зубца статора и цилиндрической поверхностью следующего зубца ротора (см. рисунок 5, з);

11) удельная проводимость между торцевыми поверхностями зубцов статора и ротора.

Исходя из вышесказанного, полная магнитная проводимость между первым зубцом статора и ротором будет равна сумме проводимостей всех зон.

Для примера рассмотрим расчет удельной проводимости первой зоны. При этом примем, что ширина зубца ротора больше ширины зубца статора.

Обозначим буквой линейное расстояние между осями первых зубцов статора и ротора (см. рисунок 6).

Рисунок 6 – Линейное расстояние между осями зубцов ротора и статора.

Оно выражается следующим соотношением:

,

где – диаметр расточки статора;

– электрический угол поворота первого зубца ротора относительно первого зубца статора;

,

где – угол поворота первого зубца ротора относительно первого зубца статора, измеряемый в градусах;

– число зубцов ротора или число пар полюсов для индукторного генератора.

Удельная магнитная проводимость в первой зоне вычисляется по следующей формуле:

,

где – магнитная постоянная, равная 4π·10^-7 Гн/м;

– площадь зоны ;

– длина воздушного зазора.

Если перемещать зубец ротора относительно зубца статора, можно выделить два промежутка существования зоны с границами, показанными на рисунке 7, а, б, в..

Рисунок 7 – К примеру расчета проводимости первой зоны.

Первый промежуток соответствует неравенству (10.9).

, (9)

где и – ширина зубца статора и ротора соответственно.

Для этого промежутка площадь зоны будет выражена следующим соотношением:

Отсюда удельная проводимость первого промежутка:

. (10)

Второй промежуток соответствует неравенству (11).

. (11)

Площадь зоны для этого промежутка:

Отсюда удельная проводимость второго промежутка:

. (12)

Таким образом, порядок расчета полной проводимости воздушного зазора следующий:

1)задаются величинами через 5…10 градусов;

2)рассчитывают значение для каждого ;

3)по значениям определяют формулы для расчета проводимостей зон;

4)суммируют все проводимости зон для данного угла;

5) переходят к следующему углу и так далее;

6)по результатам расчета строится зависимость ( рисунок 3).

Рисунок 3 – Зависимость удельной магнитной проводимости от времени

Расчет суммарной удельной магнитной проводимости зубцов статора, охваченных витком обмотки статора , осуществляется используя результаты расчета зависимости по следующим формулам.

При выполнении обмотки статора с числом зубцов статора на полюс и фазу : =

При выполнении обмотки статора с :

= + + ,

где - число зубцов статора и ротора соответственно.

Определение параметров ведется методом численного интегрирования.█