438 (10)

438

11. Straty mocy i sprawność maszyn prądu przemiennego

stratami w maszynie o uzwojeniu średnicowym, straty przy cewkach optymalnie skróconych mogą być nawet 10-i-25 razy mniejsze — w zależności od wymiarów rdzenia i pozostałych parametrów uzwojenia.

W celu oszacowania wpływu skrótu uzwojenia na straty powierzchniowe schodkowe od harmonicznych rzędu niższego niż żłobkowe założymy, że współczynniki k_T zaniku oraz K, tłumienia pola są równe 1 oraz przyjmiemy v± 1 as v. Wówczas występującą we wzorze (U.44) sumę można uprościć

18 11118 RK E

Wzór (11.44) można łatwo przystosować do obliczania strat mocy na jednostkę powierzchni rdzenia wirnika także od wyższych harmonicznych żłobkowych poła stojana. Jeśli uwzględni się, że ich rząd jest równy » = 6 kq,± 1 « kQJp, współczynnik grupowy uzwojenia dla wszystkich harmonicznych żłobkowych jest taki sam i współczynnik skrótu uzwojenia jest równy 1, to otrzymuje się

*Wf *    ⁼ kgjl

przy czym k*, — współczynnik uwzględniający rozwarcia żłobkowe stojana wg zależności (6.60).

Zatem

60

1

*-6 kq±i

Ł- 1.2,3...

k*Jk

(ksnkyk,,)²

(11.46a)

Jeżeli ponadto przyjmie się upraszczające założenie, że współczynnik k_bl = 1, tj. że rozwarcia żłobkowe stojana są nieskończenie małe oraz współczynniki zamku k, i tłumienia k„ pola są również równe jedności a ponadto uwzględni się, że

w

1,33

1

to współczynnik

2.5

g

(il.46b)

W analogiczny sposób oblicza się straty powierzchniowe obciążeniowe w stojanic, wywołane przepływem wirnika. Można więc podać ogólny wzór podobny do wzoru (11.31)

w którym: k_p — współczynnik strat jednostkowych na powierzchni rdzenia wg zależności (U.30b) oraz tabL 11.2; / — częstotliwość prądu, w Hz; A — obciążenie liniowe powierzchni rdzenia, w A/m; r — podziałka biegunowa, w m; S — szczelina, wm;^- współczynnik Cartera, f oraz ł" — współczynniki wg wzorów (11.45) i (11.46); S_F, - pole powierzchni rdzenia, w m².

Jeśli powierzchnia rdzenia jest nieciągła, to należy pomnożyć obliczone ze wzoru (11.47) straty przez współczynnik k_Qk'_Q, przy czym k_Q — wg wzoru (11.32a), k'_Q — wg rys. 11.6.

11.3.3. Straty mocy pulsacyjne

Pulsacyjne straty mocy występują w całej objętości rdzenia tych maszyn, w których bądź cały strumień magnetyczny, bądź jego części ulegają pulsa-cjom. Główną przyczyną puisacji strumienia jest okresowa zmiana permeancji (przewodności magnetycznej) obwodu magnetycznego podczas obracania się wirnika. Należy przy tym rozróżnić maszyny o wymuszonym przepływie, np. maszyny synchroniczne przy biegu jałowym, oraz maszyny o wymuszonym strumieniu, np. maszyny indukcyjne.

W maszynie o wymuszonym stałym przepływie biegunów, umieszczonych np. w stojanie oraz wirującym z prędkością obrotową n obr/min rdzeniu wirnika o Q_r żłobkach, strumień pulsuje z częstotliwością Q, n/60, zmieniając się od wartości maksymalnej w chwili, gdy przewodność magnetyczna obwodu magnetycznego jest największa — rys. 11.7a, do wartości minimalnej w chwili, gdy przewodność ta jest najmniejsza — rys. 11.7b. Zmiany przewodności są tym większe, im mniejsza jest liczba żłobków na biegun oraz im mniejszy jest stosunek 6/bq. Pulsacje całego strumienia w szczelinie można skutecznie zmniejszyć przez zastosowanie nieparzystej liczby żłobków na parę biegunów oraz przez ułożenie ich wzdłuż linii śrubowych, skręconych względem krawędzi bieguna o jedną podziałkę żłobkową. Pulsacje te mają szczególnie duży wpływ na straty mocy w rdzeniu maszyn bardzo małych o 3+5 żłobków w wirniku.

0)

Psim = 5,76 10

-10

k f¹'⁵

AwW/

1*7

(£«+£«)%,« (11-47)

m“ił

Ryi 11.7. Wzujcmiie położenie rdzenia biciu iw ant lUtłobkowancgO rdzeni* (Hornika pm przewodności magnetycznej: #) mywiętecj, b) tiąjmniejnig