224 (42)

224 7. Dobór wstępny konstrukcyjnych parametrów

224 7. Dobór wstępny konstrukcyjnych parametrów

3s:B

F. Proporcje wymiarów głównych mają pośredni wpływ nie tylko M całkowitą masę części czynnych m,+m, stojana i wirnika, ale także na rozdział między stojan i wirnik. W maszynach o małej smukłośd i stosunek mjm, jest większy niż w maszynach o dużej smukłości. Ta okoliczność ma wpływ na poziom drgań oraz głośności maszyny, a także na jej częstotliwości drgań własnych. Lepsze parametry wibracyjno-akustyczne łatwiej można zapewnić w maszynach o mniejszym stosunku mjm,. Wynika to m.in. z wyrażenia na moc akustyczną P, wirującego walca

P. | cv³'^sS

w którym; c — współczynnik proporcjonalności, zależny m.in. od stanu powierzchni walca;» = ndn — prędkość liniowa na obwodzie walca; S = ad/ — pole powierzchni walca.

7.3. Parametry wyzyskania materiałów czynnych

Moc pozorną wewnętrzną 5, można wyrazić za pomocą parametrów określających bezpośrednio lub pośrednio wyzyskanie materiałów czynnych maszyny, tj. materiałów, z których są wykonane elementy przewodzące prąd elektryczny oraz strumień magnetyczny. W tym celu do wyrażenia na moc, w k V • A, maszyny m,-fazowej

Ą =    10" ³    (7.28)

podstawia się sem podstawowej harmonicznej

11    i|    (7.29)

oraz prąd 1,, wyrażony za pomocą wielkości wprowadzonej na użytek projektowania; średniego liniowego obciążenia prądowego na obwodzie rdzenia stojana

(7.30)

przy czym /l, w A/m.

Na wstępie obliczeń projektowych nie jest znany rozkład pola magnetycznego w szczelinie między stojanem a wirnikiem. W maszynach prądu przemiennego — zwłaszcza synchronicznych — dąży się do uzyskania sinusoidalnego rozkładu promieniowej składowej indukcji w szczelinie. Dlatego przy doborze parametrów wyzyskania materiałów można założyć, że rozkład ten jest sinusoidalny. Wówczas strumień całkowity 4>_t w szczelinie jest równy strumieniowi harmonicznej podstawowej

j j parametry wyzyskania materiałów czynnych

225

„ , Jt .    2 , _

B_is\a-xdxm-t_ll_lB_t

x. *

(7.31)

pjjry czym B_t — indukcja maksymalna w szczelinie. Uwzględniając ponadto, że podziałka biegunowa

oraz częstotliwość

/■=-¹ 60

otrzymuje się po przekształceniach

10^-3

$1 ~ ~~nr ~~

V2-60

(7.32)

Uwzględniając zaś zależność (7.15)

i

= (r = 1.18MA10

-5

(733)

Współczynnik uzwojenia twomika k^i« 0,94, zatem parametr wyzyskania maszyny, w kV-Amin/m³

<r*l,llAA10⁵    (734)

Wyzyskanie maszyny można zwiększyć przewidując albo większą indukcję B_t w szczelinie, albo większe liniowe obciążenie prądowe A,. Przy tym samym iloczynie Afi_h może mieć jednak różną wartość stosunek BJA_t — różne są wówczas właściwości użytkowe maszyny. Stosowane wartości indukcji w szczelinie zawierają się w stosunkowo wąskim przedziale: 0,4-r 1,1 T i stosunkowo mało zwiększyły się w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat rozwoju maszyn elektrycznych (rys. 7.12). Także na przyszłość nie widać możliwości znacznego jej zwiększenia w maszynach o obecnie stosowanych strukturach. Rozwój bezrdzeniowych maszyn elektrycznych z wykorzystaniem zjawiska nadprzewodnictwa w temperaturach ciekłego helu lub zwiększonego przewodnictwa w temperaturach ciekłego azotu może doprowadzić do stosowania silnych pól magnetycznych o indukcji maksymalnej dochodzącej nawet do 4 T.

Zakres wartości liniowego obciążenia prądowego A, jest natomiast duży — od 100 A/m — w maszynach o mocy ok. 0,1 kW do 150' 10³ A/m — w turbogeneratorach największej mocy (rys. 7.13). W miarę rozwoju materiałów elektroizolacyjnych o wyższych klasach odporności cieplnej, materiałów magnetycznych o małej stratnośd oraz doskonalenia układów odprowadzania

13 Projektowanie maaya rifłtrycnyrii ___