272 (25)

272    & Obliczanie wymiarów uzwojeń i obwodu magnetycznego

Pole powierzchni pręta uzwojenia jednoklatkowego oblicza się na _pod stawie założonej gęstości prądu J„ (tabL 7.6)

(8.24)

Kształt przekroju uzwojenia jednoklatkowego oraz powierzchnie prętów rozruchowych i pracy w wirnikach dwuklatkowych obiera się na podstawie wymaganego momentu rozruchowego oraz przeciążalności silnika z uwzględnieniem konduktywności materiałów obu klatek (p. 116 oraz 12.7).

Prąd w pierścieniu uzwojenia jednoklatkowego wynika ze wzoru    (

(8.25)

H.    Bp

RShI. ^Qr

Z zależności (815) można także obliczyć prąd we wspólnym dla obu klatek pierścieniu wirnika dwuklatkowego. W celu obliczenia prądów w oddzielnych pierścieniach każdej klatki należy do wzoru (815) podstawić odpowiednio prąd w pręcie pracy oraz prąd w pręcie rozruchowym.

Pole powierzchni przekroju pierścieni oblicza się na podstawie założonych gęstości prądu J_al oraz J_a2 w pierścieniu rozruchowym oraz pierścieniu klatki pracy ze wzoru

S_mJf    (816)

•'er

8.3. Obliczanie wymiarów uzwojenia wzbudzającego maszyny synchronicznej

Podstawowymi wielkościami w obliczeniach uzwojenia wzbudzającego jest jego przepływ Q_{ na parę biegunów oraz napięcie U_/. Uzwojenie wzbudzające musi być zaprojektowane tak, żeby maszyna miała zapas wzbudzenia zgodny z normą. Na przykład, żeby przy napięciu znamionowym U_N mogła być obciążona prądem 115/„ oraz, żeby przy prądzie znamionowym można było osiągnąć napięcie 1,05 U„. Obliczenie całkowitego przepływu uzwojenia wzbudzającego 8_r może nastąpić jednak dopiero po zaprojektowaniu obwodu magnetycznego i po obliczeniu strumieni rozproszonych, napięć magnetycznych, przepływu oddziaływania twomika oraz impedancji uzwojenia twomika.

W tej fazie projektowania można zatem obliczyć uzwojenie i powierzchnie ' żłobków w wirniku tylko w sposób przybliżony, szacując przepływ 8_f w maszynie obciążonej znamionowo. Wstępne obliczenie wymiarów uzwojenia jest potrzebne do wyznaczenia wymiarów wirnikowej części obwodu magnetycznego. Ponieważ udział napięć magnetycznych w wirniku nie przekracza w maszynach synchronicznych 7% przepływu uzwojenia wirnika w stanie jałowym

oraz ok. 3% całkowitego przepływu w maszynie obciążonej, to nawet znaczna korekta wymiarów wirnikowej części obwodu magnetycznego, spowodowana większą niż wstępnie obliczono objętością uzwojenia wzbudzającego, na ogół nie wymaga powtarzania obliczeń.

8.3.1. Uzwojenie wirnika walcowego

Całkowity przepływ uzwojenia wzbudzającego na parę biegunów

0, = ^l-N,I, = 2e„

(8.27)

przy czym N_r — liczba zwojów w całym uzwojeniu wzbudzającym.

żłobków uzwajanych Q_r oraz liczbę Q„ podziałek żłobkowych należy obrać wg wskazówek podanych w p. 7.5.2 — zależności (7.76) i (7.77).

Przyjmując napięcie wzbudnicy U„, szacuje się spadek napięcia w zestyku ślizgowym oraz w przewodach doprowadzających hUj = 3-4-4 V. Wówczas napięcie w uzwojeniu wzbudzającym

Uf = l/.-Al/, = l,Rf

przy czym rezystancja uzwojenia wzbudzającego

(8.28)

(8-29)

Rezystywność q drutu należy przyjąć w najwyższej dopuszczalnej temperaturze uzwojenia, a więc np. w temperaturze 140°C. Na podstawie przyjętych wstępnie wymiarów głównych d„ I, oraz wymiarów podanych w tabl. 8.1 oblicza się średnią długość l_f zwoju ze wzoru

/, = 2(1,+/*)

(8.30)

przy czym 0 — średnia długość połączenia czołowego zwoju po jednej stronie rdzenia

(8.3 la)

przy czym średnia średnica połączeń czołowych

(831b)

Oznaczenia — jak na rys. 8.2.

Stosowane wartości wymiarów a,, a₂, r podano w tabl. 8.1. Po podstawieniu rezystancji R, do zależności (8.28), otrzymuje się

18 PrcjełlojMto ra*jWj