Физическая сущность зубцовых пульсаций магнитного поля

ЛЕКЦИЯ № 17

Тема: Обмотки статора с дробным числом пазов на полюс и фазу.

Цель: Изучить физическую сущность зубцовых гармоник МДС и ЭДС, методику построения обмоток с дробным числом пазов на полюс и фазу.

План: 1. Зубцовые пульсации МДС и ЭДС..

2. Дробные обмотки статора, расчет и схема.

Литература: 1. Бургардт К.А., Просужих Р.П.

«Корабельные электрические машины».

Часть 2. 1980., стр. 93 - 100.

Лекция обсуждена и одобрена на заседании кафедры

Протокол № _____ от «_____» _____________200 г.

Преподаватель: Просужих Р.П.

Лекция № 17 Обмотки статора с дробным числом пазов на полюс и фазу

Физическая сущность зубцовых пульсаций магнитного поля.

Будем считать, что магнитный поток проходит через зазор только на участке зубцов статора, что магнитное сопротивление стали статора и ротора равно нулю, а вихревые токи отсутствуют.

Если ширина полюсного наконечника в_П не кратна зубцовому делению t₁, то по мере перемещения полюса относительно зубцов статора магнитное сопротивление воздушного зазора изменяется, как это видно из рисунка 1.

Действительно, в первом положении на ширине полюса расположено 6 зубцов и 5 пазов, во втором положении наоборот – 6 пазов и 5 зубцов. Магнитное сопротивление воздушного зазора во втором положении полюса больше, чем в первом.

Вследствии этого возникнут пульсации величины магнитного потока полюсов, частота которых равна:

.

Соответственно возникнут пульсации ЭДС обмотки статора такой же частоты.

Такие пульсации магнитного потока и ЭДС называют продольными. Для их уничтожения целесообразно выбрать отношение Z∕p равным нечетному числу. В этом случае сумма магнитных сопротивлений под двумя соседними полюсами при вращении полюсов не изменяется.

Если ширина полюсного наконечника b_П кратна зубцовому делению t₁, то по мере перемещения полюсных наконечников относительно зубцов и пазов магнитное сопротивление воздушного зазора под полюсным наконечником не изменяется.

Однако, ось магнитного потока колеблется относительно оси полюса с частотой f_Z, как это видно из рисунка 2.

При этом магнитный поток как бы перескакивает с одной группы зубцов на другую. Действительно, на левом рисунке ось магнитного потока смещена вправо относительно оси полюса. На среднем рисунке ось магнитного потока смещена влево относительно оси полюса. И наконец, на правом рисунке вновь ось магнитного потока смещена вправо. Таким образом, пульсации магнитного потока являются поперечными, при которых скорость перескакивания магнитного потока с одной группы зубцов на другую примерно в два раза больше, чем скорость движения полюсов. Это в свою очередь является причиной появления в обмотке статора высших гармоник ЭДС, частота которых равна: , где

или .

Амплитуда этих ЭДС возрастает с увеличением индукции магнитного потока и во многом зависит от действия вихревых потоков. Таким образом, картина магнитного поля получается весьма сложной.