232 (39)

232 7. Dobór wstępny konstrukcyjnych parametrów maszyn

—    zwiększająca się masa uzwojenia wzbudzającego;

—    zwiększający się ustalony prąd zwarciowy;

—    zwiększający się udarowy prąd zwarciowy.

Do drugiej grupy.

—    zwiększająca się przeciąża Iność;

—    zmniejszająca się zmienność napięcia generatora;

—    zbliżające się bardziej do sinusoidy napięcie generatora;

—    zmniejszający się promieniowy naciąg magnetyczny;

—    zwiększający się asynchroniczny moment rozruchowy;

—    zmniejszający się czas rozruchu silnika.

Do grupy trzeciej natomiast należą te same parametry co i w maszynie indukcyjnej.

Ze względów mechanicznych i technologicznych szczelina, w m, powinna

być

ó2s(ai5+2yiU)10-³    (7.36)

przy czym d„ 1, — wymiary rdzenia, w m.

W praktyce trzeba jednak stosować szczeliny większe

S-S,+S_d    (7.37)

przy czym: 6_r — szczelina podstawowa zależna od wymaganych właściwości elektromagnetycznych i ekonomicznych maszyny; S_ś — szczelina dodatkowa kompensująca zmiany odległości między stojanem a wirnikiem.

Zmiany te występują głównie z trzech powodów, zatem

6_d = AÓ₃+A6_f+AÓ'    (7.38)

Znaczenie poszczególnych składników jest następujące:

1. Zmniejszenie szczeliny na skutek różnic przyrostów temperatury 3, rdzenia wirnika oraz 3, — stojana

(7.39a)

AS_t —    (3_r—SJ

przy czym; a_Fl — współczynnik temperaturowy rozszerzalności liniowej stali; d, — średnica wewnętrzna rdzenia stojana.

Szczególnie duża różnica przyrostów temperatury 3,-9, występuje w dwubiegunowych silnikach indukcyjnych o wirniku klatkowym. W przypadku zastosowania w stojanie izolacji klasy B dochodzi ona do 120°C, a przy izolacji klasy F — do 150°C. Uwzględniając, że a_Fe = M * 10^-5 °C~¹, otrzymuje się

Aó, i (6,68,3) 10"⁴d,    (7.39b)

2. Zmniejszenie szczeliny na skutek ugięcia wirnika oraz niesymetrycznej deformacji stojana pod wpływem siły grawitacji, siły odśrodkowej i naciągu magnetycznego

M, = kjS

(7/W)

Maszynę konstruuje się tak, żeby współczynnik k_f < 0,1 [2].

3. Zmniejszenie szczeliny na skutek miraośrodowego przesunięcia osi wirnika względem osi stojana

(7.41)

Współczynnik k_e zależy m.in. od sumy odchyłek w łańcuchu pasowań stojan — wirnik i od rodzaju ułożyskowania [8]; jego wartość wynosi:

—    przy łożyskach tocznych 0,1 -rO,35;

—    przy łożyskach ślizgowych 0,2-r 0,55.

Rozróżnienie między szczeliną podstawową b_f a dodatkową ć,jest istotne przede wszystkim w maszynach indukcyjnych, w których całkowita szczelina jest mała.

Szczelinę b_f dobiera się w maszynie indukcyjnej tak, żeby suma strat mocy była minimalna. Od wartości szczeliny zależą zarówno straty mocy w uzwojeniu stojana, jak i dodatkowe straty mocy w rdzeniu stojana oraz wirnika — p. 11.3.2. Zależności te są jednak tak złożone, że na podstawie kryterium minimalnych strat nie można wskazać metody doboru szczeliny na wstępie obliczeń projektowych. Pomocna jest tu zależność podana przez Sumeca, wg której szczelina całkowita, w m

przy czym: d„ l, — średnica wewnętrzna i długość rdzenia stojana, w m;p — liczba par biegunów; / — częstotliwość, w Hz; c — współczynnik równy 0,5-10"² — w silnikach przeznaczonych do zwykłych warunków obciążeniowych oraz 0,6-10~² — w silnikach przystosowanych do trudnych warunków obciążeniowych oraz zasilanych z falowników lub cyklokonwerterów.

W maszynach synchronicznych natomiast szczelinę podstawową ó_f 8 S_t, równą szczelinie całkowitej na osi bieguna dobiera się tak, żeby żadna linia pola nie zmieniła nadanego jej przez przepływ uzwojenia wzbudzającego zwrotu pod wpływem oddziaływania twomika — nawet w najbardziej niekorzystnym wzajemnym położeniu obu przepływów. Maksymalny przepływ oddziaływania twomika (p. 9.8.3)

Przepływ dwóch sąsiednich biegunów potrzebny do wytworzenia w szczelinie pola magnetycznego o indukcji maksymalnej B_t wyraża się — na podstawie zależności (9.7) — wzorem

, i