Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Магнитодвижущая сила сосредоточенной обмотки





 

При анализе МДС обмоток будем исходить из следующего:

а) МДС обмоток переменного тока изменяется во времени и вместе с тем распределена по перимет­ру статора, т. е. МДС является функцией не только времени, но и пространства;

б) ток в обмотке статора синусоидален, а следо­вательно, и МДС обмотки является синусоидальной функцией времени;

в) воздушный зазор по периметру статора по­стоянен, т. е. сердечник ротора цилиндрический;

г) ток в обмотке ротора отсутствует, т. е. ротор не создает магнитного поля.

Рассмотрим двухполюсную машину переменного тока с сосредоточенной однофазной катушкой обмот­ки статора с шагом у1 = τ (рис. 9.1, а). При прохожде­нии тока по этой обмотке возникает магнитный поток, который, замыкаясь в магнитопроводе, дважды пре­одолевает зазор σ между статором и ротором.

В связи с тем что обмотка статора сосредоточе­на в двух пазах, график МДС этой обмотки имеет вид двух прямоугольников: положительного и отри­цательного (рис. 9.1, б). Высота каждого из них Fк соответствует МДС, необходимой для проведения магнитного потока через один воздушный зазор σ , т. е.

Fk = 0,5 Imax ωk = 0,5 I1 ωk (9.1)

где I1 — действующее значение тока катушки.

Для сосредоточенной обмотки МДС можно раз­ложить в гармонический ряд, т. е. представить в ви­де суммы МДС, имеющих синусоидальное распре­деление в пространстве:

f(α) = Fk (cos α - cos3α + cos5α - ± cos υα ), (9.2)

где α —пространственный угол (рис. 9.1, б).

Из (9.2) следует, что МДС сосредоточенной обмотки стато­ра содержит основную и высшие нечетные гармоники, амплитуды которых обратно пропорциональны порядку гармоники υ.

Мгновенные значения любой гармоники МДС зависят от про­странственного положения ее ординат относительно начала отсче­та пространственного угла α (рис. 9.1, б). Эта зависимость у раз­ных гармоник различна, т. е. гармоники МДС имеют разную периодичность в пространстве, определяемую закономcos υα . Поэтому гармоники МДС называют пространственными.



Гармоники МДС имеют и временную зависимость, поскольку по катушке проходит переменный ток. Но временная зависимость у всех гармоник одинакова и определяется частотой тока в катушке. Следовательно, все пространственные гармоники пропорциональны sin ωt .

Рассмотренные нами в предыдущих главах гармонические составляющие тока и ЭДС называют временными гармониками. Временная периодичность у этих гармоник определяется номером гармоники (7.6).

 

 

Рис. 9.1. МДС однофазной сосредоточенной обмотки статора

 

Амплитуда первой пространственной гармоники МДС по (9.2)

Fk1 = Fk = I1 ωk = 0,9 I1 ωk (9.3)

Амплитуда пространственной гармоники υ-гo порядка

Fkv = Fk1 / υ =0,9 I1 ωk / υ (9.4)

Зависимость МДС любой гармоники от времени и пространственного угла α определяется выражением

fkv = ±Fkv sin ωt cos υa. (9.5)

С увеличением номера гармоники растет ее пространственная периодичность. Поэтому число полюсов пространственной гармо­ники МДС равно 2pv = 2pυ.

Полезный магнитный поток в машине переменного тока создает основная гармоника МДС, а высшие пространственные гар­моники МДС обычно оказывают на машину вредное действие (действие высших гармоник МДС рассмотрено в последующих главах).

Магнитодвижущая сила распределенной обмотки

 

На рис. 9.2, а показана катушечная группа обмотки статора, состоящая из трех катушек. График МДС основной гармоники каждой из этих катушек представляет собой синусоиду,

максимальное значение которой (Fк1) совпадает с осью соответствующей катушки, поэтому между векторами МДС катушек F1k1, F2k1 и F3k1 имеется пространственный сдвиг на угол γ', равный пазовому углу смещения катушек обмотки относительно друг друга γ'.

График МДС основной гармоники всей катушечной группы представляет собой также

синусоиду, полученную сложением ординат синусоид МДС катушек, составляющих катушечную группу. Максимальное значение этого графика Fг1 совпадает с осью средней катушки.

 

Рис. 9.2. МДС основной гармоники

распределенной обмотки статора

 

Переходя к векторному изображению гармоник МДС, видим, что амплитуда МДС катушечной группы основной гармоники (рис. 9.2, б) определяется геометрической суммой векторов амплитудных значений МДС катушек: Fr1 = F1k1 + Flk2 + F1k3 , т. е. анало­гично определению ЭДС катушечной группы (см. рис. 7.7, б). Раз­ница состоит лишь в том, что векторы ЭДС катушек смещены от­носительно друг друга на γ - угол сдвига фаз этих ЭДС относительно друг друга (временной угол), а при сложении МДС угол γ' является пространственным углом смещения амплитуд­ных значений МДС катушек (γ' = γ ).

Если все катушки катушечной группы сосредоточить в двух пазах (γ' = 0), то результирующая МДС будет определяться арифметической суммой МДС катушек, т.е. Fr1 = Fk1 q1.

Таким образом, распределение катушек в нескольких пазах ведет к уменьшению МДС катушечной группы, которое учитыва­ется коэффициентом распределения обмотки (см. § 7.3). Для МДС основной гармоники это уменьшение невелико, но для высших пространственных гармоник оно значительно.

Амплитуда пространственной гармоники катушечной группы распределенной обмотки

Frv = Fkv q1 kpv = (0,9/v) I1ωk q1 kpv, (9.6)

где kpv — коэффициент распределения.









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2019 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.