Индуктивные сопротивления обмоток

ИНДУКТИВНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБМОТОК

Полное потокосцепление обмотки переменного тока может быть представлено, в виде суммы главного потокосцепления и потокосцепления рассеяния. Главное потокосцепление обмотки обусловлено созданной ею основной гармонической магнитного потока, замыкающейся через воздушный зазор и сцепленной с обеими (первичной и вторичной) обмотками машины. Потокосцепление рассеяния обусловлено той частью создаваемого обмоткой магнитного потока, которая сцеплена только с данной обмоткой и не сцеплена с другой обмоткой при условии, что основные гармонические поля, созданные обеими обмотками, взаимно уравновешивают друг друга.

1. Главное индуктивное сопротивление самоиндукции обмотки соответствует главному потокосцеплению обмотки, или потокосцеплению основной гармонической поля обмотки и определяется им:

где L - индуктивность обмотки фазы, обусловленная главным потокосцеплением

I - действующее значение тока обмотки; f - частота тока; - обмоточный коэффициент для основной гармонической поля;

- магнитный поток основной гармонической индукции с амплитудой .

Для неявнополюсной машины с m-фазной обмоткой

где - коэффициент насыщения.

Главное индуктивное сопротивление взаимной индукции обмотки соответствует основной гармонической поля взаимной индукции.

В явнополюсных машинах проводимости воздушного зазора по продольной и поперечной осям различны и поэтому отдельно рассматривают главные индуктивные сопротивления обмотки якоря по продольной и поперечной осям xad и xaq (см. § 16-28).

2. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки соответствует потокосцеплению рассеяния и определяется им. Точный расчет потокосцепления рассеяния связан с большими трудностями. Для облегчения практических расчетов поле рассеяния разделяют на три части - поля пазового, лобового и дифференциального рассеяния.

Индуктивное сопротивление рассеяния фазы (при пренебрежении насыщением стали)

где l - удельная магнитная проводимость для потока рассеяния на единицу расчетной длины машины (безразмерная величина), или коэффициент проводимости. Коэффициент l зависит от геометрических размеров воздушного объема, в котором локализовано поле рассеяния. В практических расчетах принимают:

где - коэффициенты проводимости пазового, дифференциального и лобового рассеяния.

а) Индуктивное сопротивление пазового рассеяния. Коэффициент

где - коэффициент проводимости для потокосцепления собственно пазового рассеяния (линии поля рассеяния замыкаются между стенками паза); - коэффициент проводимости для потока рассеяния по головкам зубцов (линии поля замыкаются между поверхностями соседних зубцов, обращенными к воздушному зазору); -коэффициент, которым учитывается влияние сокращения шага на пазовое рассеяние.

Коэффициент проводимости без учета вытеснения тока в элементарных проводниках для пазов по рис. 16-28

где для паза по рис. 16-28, в .

Коэффициент проводимости пазового рассеяния с учетом вытеснения тока в проводниках

где - коэффициент проводимости для части паза, занятой проводами с током:

-для прямоугольного паза;

- для трапецеидального паза по рис. 16-25, е;

-для круглого паза по рис. 16-28, в и паза по рис. 16-28,6;

- коэффициент уменьшения индуктивного сопротивления.

Для прямоугольного паза

где - по рис. 16-27, ? - см. раздел, п. 1. В якорных обмотках, как правило, аэ<1 см, и в этом случае при f=50 Гц и медных проводниках .

Проводники с высотой аэ>1 см встречаются обычно только в короткозамкнутых обмотках.

Коэффициент проводимости определяется в функции отношения по рис.16-29. Для явнополюсных машин, как правило, .

Коэффициент для однослойной обмотки и короткозамкнутой обмотки , для трехфазной двухслойной обмотки при .

Индуктивное сопротивление пазового рассеяния

Дополнительно по теме

Рис. 16-28.

Рис. 16-29.

б) Индуктивное сопротивление дифференциального рассеяния. Процесс полезного преобразования в электрической машине механической энергии в электрическую (или обратный процесс) осуществляется с участием только основной гармонической магнитного поля.

Все гармонические магнитного поля в воздушном зазоре, кроме основной, образуют поля рассеяния, называемые полями дифференциального рассеяния или полями рассеяния воздушного зазора. Эти поля равны разности между полным полем и основной гармонической поля воздушного зазора (отсюда название "дифференциальное рассеяние"). Индуктивное сопротивление дифференциального рассеяния равно сумме составляющих, соответствующих бесконечному ряду гармонических поля в зазоре машины:

где коэффициент проводимости дифференциального рассеяния

- коэффициент явнополюсности; для машин без явно выраженных полюсов ; -коэффициент, учитывающий влияние шлицев пазов на n-ю гармоническую поля (учитываются шлицы пазов только той части машины, на которой расположена рассматриваемая обмотка):

- коэффициент демпфирования n-й гармонической поля. Для якорных обмоток машин с беличьей клеткой на роторе или с массивным зубчатым ротором

где

- коэффициент скоса беличьей клетки по отношению n-й гармонической поля (рассчитывается согласно раздела, п. 3"г").

Для роторов всех асинхронных двигателей и статоров асинхронных двигателей с контактными кольцами .

Примечание. В выражениях для z и под понимается число пазов, приходящихся на повторяющуюся часть обмотки, т. е. для целых обмоток () Z'=Z/p, для дробных обмоток () Z'=Z/t, где t — общий наибольший делитель чисел Z и p (см. раздел п. 8 и раздел п. 1).

в) Индуктивное сопротивление лобового рассеяния

где коэффициент проводимости лобового рассеяния

- коэффициент; - некоторый характерный размер лобовой части.