МДС витка, катушки, секции

ЛЕКЦИЯ № 16

Тема: МДС обмотки статора.

Цель: Изучить физическую сущность и проявление в работе машины переменного тока МДС обмотки статора

План: 1. МДС витка.

2. МДС катушечной группы и фазы.

3. МДС трехфазной обмотки статора.

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

«Корабельные электрические машины».

Часть 2. 1980., стр. 101-113.

Лекция обсуждена и одобрена на заседании кафедры

Протокол № _____ от «_____» _____________200 г.

Преподаватель: Просужих Р.П.

Лекция № 16. Магнитодвижущая сила обмотки статора

Общие положения.

Электрический ток, проходящий по замкнутому контуру (катушке), создает магнитное поле, напряженность которого определяется законом полного тока: .

Правую часть этого равенства называют магнитодвижущей силой (МДС). Учитывая, что в электрических машинах картина магнитного поля очень сложная, при анализе МДС используют допущения:

1) МДС обмоток переменного тока является функцией как пространства, так и времени, поскольку обмотки являются распределенными, а ток – переменный.

2) Магнитное сопротивление стали равно нулю.

3) Воздушный зазор является равномерным, т.е. ротор является цилиндрическим.

4) Линии магнитной индукции в воздушном зазоре перпендикулярны к поверхностям ротора и статора.

5) Ток в обмотке ротора равен нулю.

Учтем, что в синхронных машинах магнитное поле обмотки статора, воздействуя на основное поле, создаваемое обмоткой возбуждения ротора, стремится ослабить его. Поэтому в синхронных машинах воздушный зазор стремятся делать побольше.

В асинхронных машинах наоборот, воздушный зазор делают поменьше, т.к. основное магнитное поле создается обмоткой статора, и чем лучше его взаимодействие с обмоткой ротора, тем лучше работает машина.

МДС витка, катушки, секции.

Рассмотрим виток (секцию) обмотки статора при у = t. При наличии тока в витках появится МДС F_K = w_K i _K. Поскольку секция, имеющая w_K витков, расположена в двух пазах, то её МДС имеет прямоугольную форму распределения в пространстве, как показано на рисунке. МДС катушки на один воздушный зазор при максимальном значении тока равна:

.

Прямоугольную форму распределения МДС можно разложить на основную (первую) и высшие гармонические составляющие, амплитуда которых обратно пропорциональна порядку гармоники m.

Эти гармоники являются пространственными, поскольку созданы неподвижной катушкой.

Поскольку они созданы переменным током, то все гармоники имеют временную зависимость.

Фактически как первая, так и все высшие гармоники пульсируют в функции времени, будучи «привязанными» к определенному месту полюсного деления статора.

	Рисунок 1.

Амплитуда первой пространственной гармоники равна:

Для высших гармоник МДС как и раньше p_m = mp₁.

Амплитуда МДС m-ой гармоники равна:

Если первая гармоника МДС создает полезное магнитное поле, то все высшие – вредные магнитные поля, которые увеличивают потери энергии, создают шум, вибрации и т.п. аналогично зубцовым гармоникам.