Расчет магнитной цепи генератора с клювообразным ротором

Расчет автомобильного генератора с клювообразным ротором

Можно выделить два вида расчета генератора:

1) расчет размеров магнитной цепи и параметров обмоток генератора,

2) поверочный расчет генератора.

При расчете магнитной цепи учитываются все магнитные потоки, протекающие по магнитопроводу:

- рабочий магнитный поток, проходящий через рабочий воздушный зазор и наводящий электродвижущую силу в обмотке статора (якоря),

- магнитные потоки рассеяния, являющиеся паразитными, так как они не участвуют в производстве электроэнергии, но дополнительно насыщают магнитопровод.

На рисунке 14 показаны пути протекания этих магнитных потоков:

-рабочий магнитный поток обозначен-.

-поток междуполюсного рассеяния как;э тому потоку соответствует магнитная проводимость рассеяния,

- поток внешнего рассеяния поперек листов статора, обозначенный как; ему соответствует магнитная проводимость рассеяния,

- поток внешнего рассеяния вокруг генератора- с магнитной проводимостью рассеяния-,

-поток рассеяния по катушке возбуждения- с магнитной проводимостью рассеяния-,

- поток аксиального рассеяния с магнитной проводимостью рассеяния-.

Так как потоки рассеяния значительный путь проходят по воздуху, то считается, что магнитные проводимости рассеяния при неизменных размерах магнитной цепи являются величинами постоянными.

Для удобства расчетов магнитной цепи она представляется по аналогии с электрической цепью схемой замещения магнитной цепи.

Рисунок 14- Магнитные потоки, учитываемые при расчете генератора с клювообразным ротором.

На рисунке 14 представлена магнитная цепь генератора с клювообразным ротором

Таблица 4 – Соответствие параметров электрической цепи параметрам схемы замещения магнитной цепи

Параметр электрической цепи	Параметр магнитной цепи
Электродвижущая сила (ЭДС)	Магнитодвижущая сила (МДС)
Электрический ток	Магнитный поток
Электрическое сопротивление	Магнитное сопротивление
Электрическая проводимость	Магнитная проводимость

Участкам магнитной цепи на рисунке принадлежат следующие параметры: - средние длинны магнитных силовых линий соответственно следующих участков: ярмо статора,зубец статора, клюв, изгиб клюва, сборное кольцо, изгиб сборного кольца, втулка,

Рисунок 14- Разбиение магнитной цепи генератора на элементы для составления схемы её замещения

- площади сечений тех же участков магнитопровода. Длина рабочего воздушного зазора и длина паразитного зазора (стык между сборным кольцом и втулкой) на рисунке не показаны.

Рисунок 15- Схема замещения магнитной цепи генератора

- магнитные сопротивления соответственно следующих участков магнитопровода: ярма статора, зубца статора, рабочего воздушного зазора, клюва, изгиба клюва, сборного кольца, изгиба сборного кольца, паразитного зазора, втулки ротора.

- магнитодвижущие силы обмотки возбуждения и продольной реакции якоря,

,,,, магнитные проводимости рассеяния

,,,, магнитные потоки рассеяния.

В процессе расчета магнитной цепи генератора определяется зависимость при от магнитодвижущей силы обмотки возбуждения.

Представленная схема замещения предназначена для расчета магнитной цепи на пару полюсов.

Порядок расчета одной точки зависимости следующий.

1) Задаемся значением индукции в рабочем воздушном зазоре.

2) Определяем величину магнитного потока в рабочем воздушном зазоре на один полюс:, где - площадь рабочего воздушного зазора, приходящаяся на один полюс.

3) Рассчитываем падение магнитодвижущей силы в рабочем воздушном зазоре:

,

где - длина рабочего воздушного зазора,

-коэффициент Картера, учитывающий влияние зубчатости статора на падение магнитодвижущей силы в рабочем воздушном зазоре. Он определяется расчетным путем и может изменяться в пределах от 1 до 2.

4) Определяем магнитную индукцию в зубцах статора:

,

где - коэффициент заполнения сталью пакета железа статора,

- ширина зубца статора,

- зубцовое деление статора, то есть длина окружности расточки статора, приходящаяся на один зубец статора,

- диаметр расточки статора,

- число зубцов статора.

5) Определяем падение магнитодвижущей силы в зубцах статора.

По кривой намагничивания стали, из которой изготовляется пакет статора (рисунок 16) определяем

2 ∙.

6) Находим индукцию в ярме статора:

∙

7) Определяем падение магнитодвижущей силы в ярме статора.

,

где - напряженность магнитного поля в ярме статора, определяемая по кривой намагничивания стали, из которой изготовляется пакет статора (рисунок 16).

Рисунок 16 – Определение напряженности магнитного поля участка магнитопровода по магнитной индукции в нем

8) Рассчитываем магнитный поток междуполюсного рассеяния:

,

где

9) Рассчитываем магнитный поток в клюве:.

10) Определяем индукцию в клюве:.

11) Находим падение магнитодвижущей силы в клюве.

,

где - напряженность магнитного поля в клюве, определяемая по кривой намагничивания стали, из которой изготовлены полюсные половины (смотри рисунок 16).

12) Рассчитываем магнитный поток внешнего рассеяния поперек листов статора:, где.

13) Определяем магнитный поток в изгибе клюва:.

14) Определяем падение магнитодвижущей силы в изгибе клюва.

,

где - напряженность магнитного поля в клюве, определяемая по кривой намагничивания стали, из которой изготовлены полюсные половины (рисунок 16) для

15) Находим величину магнитного потока внешнего рассеяния вокруг генератора = ∙, где =. Рассчитываем магнитный поток в сборном кольце:.

16) Определяем падение магнитодвижущей силы в сборном кольце:, где находится аналогично п.14. для

17) Вычисляем сумму магнитного потока рассеяния по катушке возбуждения и магнитного потока аксиального рассеяния:

=

где.

18) Определяем магнитный поток в изгибе сборного кольца:

.

19) Находим падение магнитодвижущей силы в изгибе сборного кольца:, где находится аналогично п.14 для

20) Находим падение магнитодвижущей силы в паразитном зазоре. Для этого принимаем,,

где - магнитный поток в паразитном зазоре, площадь сечения паразитного зазора. Определяем индукцию в паразитном зазоре: После этого вычисляем

где - число паразитных зазоров между втулкой и сборными кольцами,

- длина паразитного зазора.

21) Определяем падение магнитодвижущей силы во втулке:, где - напряженность магнитного поля во втулке, определяемая по кривой намагничивания стали, из которой изготовлена втулка (смотри рисунок 16) для

22) Рассчитываем магнитодвижущую силу обмотки возбуждения:.

23) По результатам расчета нескольких точек стоят характеристику намагничивания магнитной цепи генератора рисунок 16).

Дата добавления: 2014-01-04