Материал: Лекция 11 Назначение и конструкция АМ

дает МДС и поле с таким же числом полюсов, что и воздействующее на нее поле статора.

Короткозамкнутая обмотка образуется из проводящих стержней, лежащих по одному в каждом пазу ротора. Можно считать, что любой стержень образует замкнутый виток с другим, который находится под полюсом иной полярности в аналогичной точке полюсного деления. Пространственный сдвиг между ними равен 180 электрических градусов. В соседних стержнях наводятся ЭДС и протекают токи, сдвинутые

В соответствии с одним из признаков классификации обмоток (см. подразд. 1.2.3) короткозамкнутая обмотка ротора является сосредоточенной и имеет диаметральный шаг. Следовательно, ее коэффициент распределения Kр 1 и коэффициент укорочения Ку 1. При

наличии скоса пазов на роторе Кск 1, а обмоточный коэффициент беличьей клетки Коб2 1.

Обмоточный коэффициент и образующие его коэффициенты Кр , Ку , Кск будут подробно рассматриваться в подразд. 1.3.1.

Обмотки. Поля рассеяния и индуктивные сопротивления рассеяния обмоток машин переменного тока. Основной (рабочий)

магнитный поток взаимной индукции создается совместным действием обмоток статора и ротора электрической машины. Кроме того, обмотки создают поля рассеяния, сцепленные только с создавшими их проводниками, т.е. являющиеся полями самоиндукции. Это вредные составляющие поля, которые снижают полезную мощность машины, а также наводят в обмотках ЭДС самоиндукции, влияют на значение токов и характеристики машин.

Для удобства анализа и расчета поля (или потоки) рассеяния обмоток машин переменного тока подразделяют на следующие составляющие:

Ф п – поток пазового рассеяния, замыкающийся между стенками паза;

Ф л – поток лобового рассеяния или рассеяния лобовых частей, замыкающийся вокруг лобовых соединений катушек;

Ф д – поток дифференциального рассеяния, называемый также

потоком рассеяния в воздушном зазоре или потоком высших гармоник.

Все названия последней составляющей отражают ее физическую сущность. Несмотря на все принимаемые при создании обмоток конструктивные меры (распределение по пазам, укорочение шага, скос пазов), МДС и индукция магнитного поля несинусоидально распределяются вдоль окружности воздушного зазора, т.е. кроме первой в этих кривых всегда содержатся высшие гармоники.

Если из полного потока, проходящего через воздушный зазор между статором и ротором, вычесть поток первой (основной) пространственной гармоники, получим поток дифференциального рассеяния Фσд .

Таким образом, результирующий поток рассеяния обмотки

При этом 80 – 90 % потока Фσ составляет сумма потоков пазо-

вого и дифференциального рассеяния.

Заметим, что силовые линии потоков рассеяния проходят в основном по воздуху, поэтому при нормальной работе электрической машины Фσ , как и в трансформаторе, линейно зависит от создавшего

его тока I . Эта линейность несколько нарушается только при очень больших токах, протекающих в обмотках машины при пуске, реверсировании и коротком замыкании.

Коэффициентом пропорциональности между ЭДС E , которую индуцирует Фσ , и током в обмотке является ее индуктивное сопро-

тивление рассеяния X , то есть

E jIX ; E IX .

В теории машин переменного тока принято в уравнения второго правила Кирхгофа вводить ЭДС, наведенную рабочим потоком. Воздействие же потока рассеяния на обмотку, наоборот, учитывается падением напряжения на индуктивном сопротивлении рассеяния, для расчета которого в методиках проектирования машин имеются различные форму-

лы. Приведем одну из этих формул, выражающую аналитическую связь X с индуктивностью рассеяния L :

где – потокосцепление рассеяния; R – магнитное сопротивление потоку рассеяния; – магнитная проводимость контуров потока рассеяния; l – длина; – сумма удельных магнитных проводимостей

для всех составляющих потока.

Здесь под удельными проводимостями понимаются проводимости единицы осевой длины машины.

С учетом формулы (1.3) в формулу (1.4) входит сумма удельных проводимостей для потоков пазового п , лобового л и дифференци-

ального д рассеяния

п л д .