Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния

БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

9. Лабораторная работа №7. “Исследование проводимостей рассеяния магнитной цепи генератора

Цель работы

Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния.

Исследования соотношения проводимостей рассеяния магнитной цепи генератора.

Состав оборудования

Автомобильный вентильный генератор с клювообразным ротором.

Измерительный инструмент.

Краткие теоретические сведения

Особенность работы автомобильных генераторов связана с большим потоком рассеяния индуктора (ротора). Потоки рассеяния в рассматриваемой конструкции ротора в зависимости от конструктивных размеров, числа полюсов, насыщения магнитной системы меняется в весьма широких пределах, а поэтому не могут учитываться введением коэффициента рассеяния δ (как это делается при расчете машин постоянного тока и синхронных явнополюсных машин общего применения). На рисунке 18 показаны основные силовые линии магнитного потока возбуждения Фв и магнитных потоков рассеяния Фδ созданных обмоткой возбуждения.

Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru

Рис.18.

На рисунке представлены силовые линии магнитных потоков: Фδn – магнитный поток межполюсного рассеяния; Фδя – магнитный поток рассеяния, проходящий поперек пластин якоря; Фδвн – магнитный поток внешнего рассеяния, проходящий вокруг машины; Фδк – магнитный поток внутреннего рассеяния, проходящий по пространству, отведенному под катушку возбуждения. Магнитный поток имеет максимальное значение во втулке и по мере продвижения по магнитопроводу от втулки к зазору магнитный поток в магнитопроводе из-за наличия потоков рассеяния Фδ уменьшается. Таким образом, немаловажным является оценка величины Фδ и пути ее уменьшения.

Магнитный поток рассеяния (Фδ) определяется магнитной проводимостью рассеяния рассматриваемого участка х магнитопровода (Gδх) и разностью магнитного потенциала на рассматриваемых участках (Uxx).

Фδх = Uxx * Gδx

Таким образом для оценки потоков рассеяния необходимо определить и проанализировать проходимости рассеяния отдельных участков индуктора.

Для определения проводимостей рассеяния магнитной цепи необходимо знать геометрические размеры магнитной системы генератора. Обозначения основных размеров магнитной системы генератора с клювообразным ротором представлены на рисунке 19.

Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru

Рис. 19. Обозначения размеров магнитной системы.

Магнитная проводимость рассеяния клювов полюсов

Gδn = μ0 * Dр * λδn ,

где λδn = 2 λδΣ + 4λδу + λδт + 2λδi ,

λδn – удельная магнитная проводимость клюва;

λδΣ – удельная магнитная проводимость тангенсального межполюсного рассеяния между боковыми поверхностями двух соседних полюсов противоположной полярности;

λδу – удельная магнитная проводимость углового межполюсного рассеяния, учитывающая краевой эффект тангенсального поля рассеяния вблизи внутреннего ребра полюса и распространяющегося на всей перекрытой поверхности полюса противоположной полярности;

λδт – удельная магнитная проводимость торцевого межполюсного рассеяния между внутренней наклонно расположенной гранью полюса и противоположным участком сборного кольца полюсной системы противоположной полярности;

λδi – удельная магнитная проводимость внутреннего рассеяния между нижними участками внутренних наклонно расположенных граней двух соседних полюсов противоположной поверхности;

Dр – наружный диаметр ротора;

μ0 – магнитная проницаемость воздуха;

Удельные проводимости λδ являются функциями числа полюсов 2р, коэффициента полюсного перекрытия αр , угла скоса полюса β , относительной длины полюса

λn = ln/ Dр

То есть, в общем случае λδn = f (р, αр, β, λn)

С целью облегчения расчетов пользуются зависимостями λδn = f (λn) приведенными для различных значений р, β, αр [ ] .

При этом αр рассчитывается по формуле

αр = вр.max + вр.min / 2 * Σ

где вр.max , вр.min – максимальная и минимальная дуга активной части полюса;

Σ – полюсное деление

Σ = π * Di / 2p

где Di – внутренний диаметр расточки якоря.

Магнитная проводимость внешнего поля рассеяния поперек листов якоря Gδя определяется по формуле

Gδя = μ0 * Dр * λδя ,

Где λδя – удельная магнитная проводимость внешнего поля рассеяния поперек листов якоря.

λδя -- является сложной зависимостью от размеров магнитной системы ротора и взаимного расположения ротора относительно статора. Поэтому для облегчения расчета λδя в расчетные формулы введены функции условных параметров Wd, Wm, Ws, для определения которых дана номограмма

Q = f(W).

Индуктор генератора может быть длиннее а короче пакет якоря ( Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru , в зависимости от этого по разным формулам определяется Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru

Если полюсная система короче пакета якоря, то

Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru

Если полюсная система длиннее пакета якоря, то

Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru

В приведённых формулах Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru функции условного параметра W, максимального полюсного перекрытия Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru и скоса торцевой части полюсной системы ротора Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru .

Максимальное полюсное перекрытие:

Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru .

Параметры Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru определяются по следующим формулам:

Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru ; Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru ; Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru ;

Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru ; Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru ; Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru ;

где Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru , Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru , Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru - относительные величины зазора Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru конической части ротора Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru и выхода полюса клюва из пакета якоря или входа полюса в пакет якоря Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru

Функции Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru приведены в виде номограмм в Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru .

Магнитная проводимость внешнего рассеяния вокруг машины по воздуху Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru определяется по формуле

Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru ,

где Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru - удельная магнитная проводимость внешнего потока рассеяния. Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru - относительная длина индуктора.

Магнитная проводимость рассеяния по пространству, отведённому под катушку возбуждения, определяется по формуле:

Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru ,

где Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru – удельная магнитная проводимость по пространству, отведённому под катушку возбуждения; Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru – диаметр пространства, отведённого под обмотку возбуждения; Краткие теоретические сведения. Исследование влияния геометрических размеров магнитной цепи генератора не проводимости рассеяния - student2.ru – соответственно диаметр и длина втулки.

9.4. Порядок выполнения работы.

9.4.1. Произвести разборку генератора с клювообразным ротором.

9.4.2. Изучить конструкцию якоря (статора) и индуктора в соответствии с рисунком 19.

9.4.3. С помощью измерительного инструмента произвести измерение основных размеров магнитной системы в соответствии с рисунком 19.

9.4.4. Выполнить эскизный чертёж магнитной системы генератора.

9.4.5. В соответствии с эскизным чертежом выполнить расчёт проводимостей рассеяния магнитной цепи генератора.

9.5. Содержание отчёта.

Отчёт должен содержать:

1) Название работы, цель и применяемое оборудование;

2) Необходимые краткие теоретические сведения;

3) Эскизный чертёж магнитной системы генератора;

4) Расчётные выражения для проводимостей рассеяния магнитной цепи генератора;

5) Анализ влияния геометрических размеров магнитной системы генератора на проводимости рассеяния;

6) Выводы.

Контрольные вопросы:

1) Пояснить формирование основной силовой линии магнитного потока возбуждения;

2) Пояснить формирование силовых линий магнитных потоков рассеяния;

3) Проанализировать влияние геометрических размеров магнитной системы на магнитные проводимости рассеяния клювов и по пространству, отведённому под катушку возбуждения;

4) Проанализировать влияние геометрических размеров магнитной системы на магнитную проводимость внешнего поля рассеяния поперёк листов якоря и вокруг машины по воздуху;

5) Выполнить анализ влияния магнитных потоков рассеяния на поток возбуждения генератора.

Наши рекомендации