Электрические аппараты
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
нениями и графиками, провести расчет проводимостей воздушных зазоров с достаточной для практики точностью в 58%.
Определение проводимости воздушного зазора прямоугольного полюса по координате Z для случая полюс плоскость
Линии индукции, выходящие из боковых граней, занимают весь объем вокруг полюса и имеют сложную форму (рис.2.1). Поле в результате этого, как уже указывалось, получается не плоскопараллельным. В этом случае вывод аналитической зависимости для магнитной проводимости с боковой грани не представляется возможным. Экспериментальное исследование показывает, что такой характер поля приводит к влиянию ширины полюса на боковую удельную проводимость. При плоскопараллельном поле, когда магнитные линии индукции параллельны боковая удельная проводимость от ширины полюса не зависит. Для учета указанного влияния ширины полюса получено семейство кривых удельной боковой проводимости для прямоугольных полюсов (рис.2.2).
Проводимость между боковой гранью полюса в и плоскостью по высоте координаты z соответственно равна
(2.1)
Кривые удельной проводимости поля с ребер торца для прямоугольных и круглых полюсов представлены на рис.2.3.
Рис.2.2. Кривые изменения удельной магнитной проводимости поля с боковой грани.
.
Рис.2.3 .Кривые удельной проводимости поля с ребер торца для прямоугольных и круглых полюсов
Проводимость межу одним ребром и плоскостью определяется по выражению
(2.2)
Б. Полюса цилиндрической формы
Для электрических аппаратов широко применяются магнитные системы с цилиндрическими полюсами. Опыт показывает, что боковая удельная проводимость между цилиндрическими полюсами зависит от величины диаметра полюса (при постоянном 6). Причем наиболее сильная зависимость этой проводимости получается при значительных б и малых d б.
На основании проведенных опытов получены кривые для удельной проводимости потока с цилиндрической поверхности полюса gz (рис.2.4) и удельной проводимости потока с ребра торцевой поверхности gp (см. рис. 2.3). При заданных значениях б, d и координате поля выпучивания z расчет магнитных проводимостей достаточно прост, а погрешность расчета также не превышает 5 -8%.
Определим проводимости воздушного зазора с учетом поля выпучивания для цилиндрических полюсов.
1. Проводимости поля с ребра полюса для расположения полюс плоскость и полюс полюс (рис.2.4):
; , (2.3)
где qz удельная проводимость между ребром торца полюса и плоскостью берется по z/? из кривой рис.2.4 .
Рис.2.4. Кривые изменения удельной боковой магнитной проводимости
Определение магнитных проводимостей воздушных зазоров методом расчетных полюсов
Расчет по этому методу проводится для плоско параллельных или плоско меридианных полей.
а. Определение расчетных размеров и проводимости воздушного зазора прямоугольного полюса при расположении полюс плоскость по координате z
Для плоскопараллельного поля суммарный поток с правой половины торца полюса и грани в (рис.) можно определить как
(2.4)
Здесь FT мгновенное напряжение между торцевыми поверхностями полюсов;
Fzb то же между точками А и В (рис. 4.16, д);
GТ полная проводимость воздушного зазора между торцевой поверхностью правой половины полюса и плоскостью.
Тогда , , . (2.5)
Необходимо отметить, что в случае плоскопараллельного поля удельная проводимость ребра торца от ширины полюса не зависит, а для граней а и в они равны. Магнитная проводимость между правой и боковой гранью и плоскостью
(2.6)
где qzb удельная проводимость между правой боковой гранью в и плоскостью, полученная для плоскопараллельного поля. Чтобы сложное поле между полюсом и плоскостью с максимальной индукцией Вт в зазоре б заменить эквивалентным однородным полем, необходимо увеличить размер полюса а. Обозначая расчетный размер правой половины полюса через ар, получим суммарный поток с торца и боковой грани в
(2.7)
Приравняв уравнения (2.4) и (2.7) для правой половины полюса, будем иметь
(2.8)
Аналогично для левой половины полюса
(2.9)
Полный расчетный размер для грани а
(2.10)
Аналогично определяются расчетные размеры для грани в:
(2.11)
Тогда полная расчетная проводимость воздушного зазора для эквивалентного однородного поля, которое учитывает поле выпучивания, представится
(2.12)
Таким образом, проводимость воздушного зазора с учетом поля выпучивания определяется довольно просто. Расчет значительно облегчается, если удельные проводимости с боковых граней определять из кривых, построенных по формулам ряда авторов. При определении удельной боковой проводимости авторы исходили из разных условий вывода формул. Это привело к тому, что величина удельной проводимости поля с ребра торца получилась различной, поэтому для случая полюс плоскость по Ротерсу следует брать =0,52.
Расчет ?/p>