246 (35)

24g_ 7 Dobór wstępny konstrukcyjnych parametrów mas*,*

Ze względów technologicznych średnice d„ oraz d_r2 powinny być nie mniejsze niż 1,5 mm w małych i 3 mm w dużych maszynach.

Wymiary żłobków wg rys. I.lld—i zależą od wymaganych właściwości rozruchowych silnika oraz od przyjętej gęstości prądu w pręcie — tabl. 7.6.

Żłobki uzwojeń dwuklałkowych (rys. 7.18) dobiera się również do wymaganych parametrów rozruchowych silnika i obliczeniowo sprawdza trafność przyjętych wymiarów (p. 12.7.2).

Wszystkie ostatecznie zaakceptowane wartości wymiarów żłobków podaje się w projekcie z dokładnością do 0,1 mm, a obliczone wymiary zaokrągla do najbliższej liczby z jednym znakiem po przecinku (w mm). Z tego względu w algorytmie oraz programie obliczeniowym trzeba przewidzieć korygowanie uzyskiwanych wyników oraz powtórne obliczanie wielkości zależnych od wymiarów skorygowanych.

7.5.2. Struktury obwodu magnetycznego maszyn synchronicznych

Struktura obwodu magnetycznego maszyny synchronicznej zależy od jej mocy, sposobu wzniecania głównego pola magnetycznego oraz od liczby par biegunów. W maszynach o mocy większej niż ok. 20 k V • A (przy liczbie par biegunów p = 2) pole magnetyczne główne jest z reguły wytwarzane przez wirnik; w maszynach mniejszych natomiast stosowane są także konstrukcje z umieszczonymi w stojanie magnesami trwałymi lub cewkami uzwojenia wzbudzającego. Stosując nieruchomą magneśnicę oraz wirujący twornik, unika się trudności związanych z wykonaniem wytrzymałego mechanicznie uzwojenia wzbudzającego a także można zmniejszyć masę maszyny, wykorzystując obudowę jako element magnetycznie czynny. W wirującym tworniku trzeba jednak wykonać zestyk ślizgowy o trzech lub nawet czterech pierścieniach. Taka maszyna — w porównam u z maszyną o tworniku nieruchomym — ma mniejszą sprawność oraz niezawodność i jest bardziej kłopotliwa w eksploatacji.

Maszyny, w których główne pole magnetyczne jest wzniecane wyłącznie za pomocą wirujących magnesów trwałych, w ogóle nie mają zestyku ślizgowego — ale nie ma także możliwości regulowania ich parametrów pracy za pomocą strumienia magnetycznego. Dlatego maszyny magnetoclektryczne, tj. wzbudzane magnesami trwałymi, stosuje się przede wszystkim jako silniki. Można przewidywać, że wraz z rozwojem materiałów magnetycznie twardych i uzyskaniem tanich magnesów o dużej gęstości energii, tego rodzaju silniki o zakresie mocy do ok. 150 k W stopniowo zastąpią maszyny elektryczne o innych zasadach działania.

75. Parametry struktury ferromagnetycznych części obwodu..._ 247

W punkcie tym zostaną przedstawione te parametry struktury maszyn o uzwojeniu wzbudzającym umieszczonym w wirniku, których wartości trzeba wstępnie określić przed rozpoczęciem obliczeń projektowych.

Podane w punkcie 7.5.1 uwagi odnośnie do promieniowych kanałów wentylacyjnych dotyczą również rdzenia stojana maszyny synchronicznej.

W rdzeniu wirnika natomiast kanałów takich nie stosuje się. Długość zastępczą oblicza się więc z zależności (7.48), pozostałe zaś długości rdzeni — z zależności (7.49) i (7.50), podstawiając liczbę kanałów w wirniku n„ = 0. Oprócz podanych w p. 7.5.1 wskazówek dotyczących doboru liczby żłobków Q„ należy przy projektowaniu maszyn synchronicznych uwzględnić następujące okoliczności:

A. Liczbę żłobków na biegun i fazę — mniejszą niż 3 w maszynach o liczbie par biegunów p > 4 należy dobierać ułamkową. Jedynie w maszynach o mocy do ok. 100 kW można przyjąć q, = 2. Korzyści wynikające ze stosowania ułamkowej liczby q, wyjaśniono w p. 6.2.2. W celu ograniczenia udziału w rozkładzie przepływu twornika harmonicznych o długości półfali większej niż podziałka biegunowa, czyli tzw. podharmonicznych, należy unikać liczb

spełniających zależność

3q, = k±l    (7.69)

w której k — liczba naturalna.

Zalecane są natomiast liczby spełniające zależności:

—    przy nieparzystej liczbie d

3q=k±i^    (7.70a)

2d

—    przy parzystej liczbie d

³ q*^=k±^r    ^(11W)

Jak już uzasadniono w p. 6.1.1, liczba d w maszynie m-fazowej nie może być podzielna przez m; musi natomiast być podzielnikiem liczby biegunów 2p.

B. W uzwojeniach twornika maszyn dużej mocy trzeba stosować gałęzie równoległe. Ze względu na symetrię uzwojenia liczba żłobków

Q, = kma    (7.71)

przy czym: k — liczba całkowita; m — liczba faz; a — liczba gałęzi równoległych.

Ponadto należy przyjąć mianownik d $ —.

a