Расчетная величина магнитного потока полюса

Расчетная величина магнитного потока полюса определяет основное магнитное поле, пронизывающее воздушный зазор электрической машины и наводящее ЭДС в обмотках. Она находится как произведение средней магнитной индукции в зазоре на площадь полюсного деления с учетом коэффициента формы поля. Правильный расчет необходим для предотвращения насыщения магнитопровода и обеспечения заданного электромагнитного момента машины. В инженерных расчетах также учитывают коэффициенты рассеяния и активную длину сердечника.

$\Phi = B_\delta \cdot \alpha_\delta \cdot \tau \cdot l_\delta$

Разбор по случаям

Примеры

Расчет по геометрическим параметрам. Дано: индукция $B_\delta = 0{,}8$ Тл, коэффициент расчетной дуги $\alpha_\delta = 0{,}68$, полюсное деление $\tau = 0{,}2$ м, длина сердечника $l_\delta = 0{,}25$ м.

Находим площадь $S = 0{,}68 \cdot 0{,}2 \cdot 0{,}25 = 0{,}034$ м$^2$.

Тогда искомый поток полюса составляет $\Phi = 0{,}8 \cdot 0{,}034 = 0{,}0272$ Вб, что равно $27{,}2$ мВб.

Расчет по известной ЭДС. Дано: наводимая ЭДС $E = 220$ В, частота $f = 50$ Гц, число витков $w = 200$, обмоточный коэффициент $k_w = 0{,}95$.

Вычисляем поток по формуле ЭДС: $\Phi = 220 / (4{,}44 \cdot 50 \cdot 200 \cdot 0{,}95) = 220 / 4218 = 0{,}0521$ Вб.

Полученный рабочий поток полюса составляет $52{,}1$ мВб.

Расчет полезного потока с учетом рассеяния. Рассчитаем рабочий магнитный поток полюса $\Phi$, если полный поток магнитопровода полюса составляет $\Phi_p = 0{,}025$, а коэффициент рассеяния равен $\sigma_p = 1{,}18$.

Рабочий поток в воздушном зазоре вычисляется делением полного потока на коэффициент рассеяния по формуле $\Phi = \frac{\Phi_p}{\sigma_p}$.

Подставляя исходные данные, получаем $\Phi = \frac{0{,}025}{1{,}18} \approx 0{,}0212$ Вб, что соответствует $21{,}2$ мВб.

Находим поток рассеяния: $\Phi_s = \Phi_p - \Phi = 0{,}0038$ Вб.

Наличие потока рассеяния $3{,}8$ мВб требует увеличения сечения сердечника полюса во избежание его сверхнормативного магнитного насыщения при работе электрической машины под номинальной нагрузкой.

Частые ошибки

• Использование геометрической длины сердечника вместо расчетной идеальной длины с учетом вентиляционных каналов.
• Пренебрежение коэффициентом формы полюсной дуги при определении средней индукции в воздушном зазоре.
• Подстановка амплитудного значения ЭДС вместо действующего при расчете потока в цепях переменного тока.

Коротко

Итоговая расчетная величина магнитного потока полюса определяет основные эксплуатационные характеристики электрической машины. Правильное определение этого показателя гарантирует точность расчетов обмоток и магнитопровода.