число об/м. обозначить через п, получим:

М = 0,Шкгм =

= 0,0096 стэнметров = 0,96 J.

11. Магнитная цепь. В каждой Д. магнитная цепь составляется из магнитных полюсов, ярма, междужелезного пространства и железа якоря. При возбуледенных магнитах и при отс> гствии тока в обмотке якоря каждому числу ампервитков соответствует определенный магнитный поток Фд, проходящий через якорь. Откладывая на оси абсцисс амнервитки возбуждения и на оси ординат

Фиг. 12.

соответствующие величины магнитного потока, получим кривую намагничивания машины. При постоянном числе оборотов Д. каждой величине потока соответствует определенная эдс, наводимая в обмотке якоря, т. е. между эдс и величиной магнитного потока существует определенная пропорциональность, позволяющая откладывать на оси ординат также эдс. Расчет кривой намагничивания базируется на следующем законе магнитной цепи, выралсающем зависимость между электрич. и магнитными величинами:

0,4-т г w = J И dl,

гдеН-напряженность магнитного поля, dl- элемент длины магнитя, потока,г-сила тока в амперах и w-число витков возбуладения. Магнитная цепь разбивается на составные

£0 40 60 80 гоо

10 12 14 16 J8 20 22 24 26 Фиг. 13.

части, и для калсдой из них определяется количество ампервитков, потребное для возбуждения этой части магнитного потока. Т. о., общее число ампервитков на катушках электромагнитов (фиг. 12) суммируется из ампервитков, затрачиваемых на проведение

магнитного потока через ярмо (AWj), полюсные сердечники {AW., воздушный зазор {AWi), зубцы (J.TF;) и железо якоря {AW. На основании закона магнитной индукции можно написать следующее ур-ие:

.4TF = 0,8 J Я = 0,8 НЬ -Ь 0,8 Я, 1/ -f ... ,

где Ьда,... представляют собой длины средних путей магнитных линий для ярма, полюсных сердечников и т. д. Вводя вместо 0,8 Hj, 0,8 Нда и т.д. количество ампервитков на 1 см длины (aw), последнее равенство можем написать следующим образом:

AW = awj Lj + aw j + awi 2<5 -b

-b aw, + awa .

Ha основании кривых намагничения, определяемых опытным путем для каждого сорта применяемого ферро-магнитного вещества (фиг. 13: кривые А,а-якорное железо, I?, Ь-стальное литье, С,с-чугун) и дающих зависимость между магнитной индукцией (В) и потребным количеством ампервитков ilw), рассчитывается aw для каждой части магнитной цени и опреде.71яется общее количество AW, нулшое для проведения магнитного потока

ф = бо.£7.108. p-n-z

Не весь магнитный поток, образуемый электромагнитами, поступает в якорь; довольно большая часть его проходит непосредственно через воздух от одного полюса к другому. Эта часть носит название магнитного рассеяния, или потока утечки (Ф). Отношение потока, образуемого электромагнитами (Ф, ), к проходящему через якорь (Ф ) называется коэффициентом рассеяния а, т. е.

= 1 + й=-

Поток утечки поддается довольно точному расчету. Арнольд разбивает поток утечки на шесть частей и выводит для них следующие соотношения, исходя из пололсения, что поток, проходящий сквозь элементарную трубку, равен магнитодвилсущей силе Р, , помноженной на ее проводимость А, т. е. Ф = Р А.

1) Поток утечки между внутренними поверхностями полюсных наконечников

где Р, -разность магнитных потенциалов.

2) Поток утечки между внешними поверхностями полюсных наконечников

где Fp-площадь внешней поверхности полюсного наконечника, а LI/g-f-jr/S.

3) Поток утечки мелоду внутренними поверхностями полюсных сердечников

0,8Ls

4) Поток утечки между внешними поверхностями полюсных сердечников

5) Поток утечки между внутренними поверхностями полюсных сердечников и ярмом

0,8?1, l,

6) Поток утечки между внешними поверхностями полюсных сердечников и ярмом

0,8л h,

Общий поток утечки получим, удвоив первые пять потоков и прибавив шестой, т. е.

Ф =2Р 1Р- л.

0,8(Ь, + л8) т К

0,8L,

0,8hj

Отсюда получим общую проводимость между поверхностями полюсных наконечников:

,8L, 0,8(Ь, + л8;

между поверхностями полюсных сердечников

между ярмом и полюсами

0,87l,i

Sa,/ii , dqhj\ l7 + 2л j

Подставив значение Фв в ур-ие, выражающее коэфф. рассеяния сг, получим:

(Т=1 +

2 (Wjr +AWs+AW,

Для приближенного определения коэфф-та рассеяния можно пользоваться эмпирич.формулами. Гобарт и Эллис предложили для определения потока утечки Фд при круглых полюсах формулу:

И для прямоугольных:

h dm + 15)

где h-высота полюса, включая высоту наконечника, -число ампервитков на 1 полюс, С-эмпирическ.коэфф., колеблющийся, если размеры выражены в см, от 2,5 до 3,5. Шенфер предложил для того же расчета ф-лу:

0,==(C,r + C,l)AW, или, если AWi неизвестно,

где т-полюсное деление, д-междулселезное пространство, I-длина железных пакетов якоря, Ci, Сч, С{ и Са-эмпирические коэффициенты, которые м. б. приняты в среднем: Ci=l,5-M,8; С2=0,7-М,2; С;=4-5; =2-i-3. Для наиболее распространенного типа многополюсных Д. с круглой станиной коэффициент рассеяния а колеблется от 1,3 для малых машин до 1,1-для крупных. В станинах с добавочи. полюсами коэфф. рассеяния больше на 5-7%. Зная коэфф. рассеяния СГ, можно вычислить число ампервитков для ярма и магнитов. Магнитная индукция в ярме и сердечниках магнитов будет:

где QjH -площади сечений ярма и сердеч-

а Ф

ника. Беря из кривой намагничения соответствующие aw яа I см длины, получим:

AWj = awj Lj и AW , - aw, . Количество ампервитков для воздушного зазора (AWi) при гладком якоре получается по формуле:

AWi= 0,8 -26 Bj. В воздушном зазоре зубчатых якорей над зубцами образуются сгущения силовых линий, вследствие чего магнитная индукция у вершин зубцов (В, а.) превосходит Обозначив через /Ci отношение этих величин, получим:

7- Вшах

Для зубчатого якоря молено написать: AWi=l,ed .к. Bi = l,e6 Bl, где д =<5.\ - расчетная величина воздушного зазора. Величину <5 можно вычислить по ф-лам Кутта:

i> л L

larctg 2--lnn

где <1-деление зубцов у вершин, т-ширина зубца. Средняя магнитная индукция В воздушного зазора определяется из формулы:

где Ъ{ и обозначают приведенные расчетные ширину и длину полюсного наконечника. Определение величины hi производится

Л/-ST

Фиг. 14.

Фиг. 15.

следующим способом: вычерчивается вероятное распололеение силовых линий в междужелезном пространстве, при чем в части полюсной дуги b (фиг. 14), между скошенными краями наконечника, силовые линии могут считаться параллельными отрезками, равными воздушному зазору д. Трубки, выходящие из скошенных краев, имеют другие средние длину и ширину Ьд.. Приведенная расчетная ширина полюса может быть вычислена из уравнения:

Переходя к магнитному потоку вдоль оси якоря (фиг. 15), заметим, что вследствие вентиляционных каналов поток распределится неравномерно, и приведенная расчетная длина (lj) полюсного наконечника будет больше длины I активного железа. Приближенно молшо принять

1.= 4 + 25,

где I является длиной активного железа якоря, г-длина полюсного наконечника.

При вычислении ампервитков зубцов различают два случая: магнитная индукция в зубцах Вг<18 000 и Вг>18 000. Пренебрегая в первом случае частью магнитного потока, проходящего через паз, и предполагая, что весь поток проходит через железо зубца, получим магнитную индукцию для какого-либо сечения зубца шириной г с зубцо-вым делением t из выражения

где -число зубцов иод полюсной дугой,

tl-зубцовое деление на окружности якоря, fcj-фактор, учитывающий толщину изоляции между листами динамного железа, равный 0,88-i-0,92. Принимая последнюю формулу, найдем максимальную и минимальную магнитные индукции:

г bj min ka-Zi-l- bi

Беря из кривой намагничения соответствующие ампервитки, получим:

AW.LAaw,

Во втором случае, при Bj>18 ООО, приходится учитывать то обстоятельство, что часть магнитного потока проходит через пространство паза. В противном случае получаются слишком большие индукции В и берутся преувеличен, значения ампервитков. Пар-шаль и Гобарт предложили разделить индукцию для каждого сечения зубца на теорети-

гбооо

нию на основании последней ф-лы, для того чтобы к определенной величине теоретической индукции Bgi подыскать действительную В. На фиг. 16 даны Арнольдом пять кривых для различных величин к, показывающих соотношение между Bi и В и дающих возможность для каждой величины Bgi получить соответствующие ампервитки из кривой aw = КВу,). Указанные кривые соответствуют динамной стали высокой магнитной проницаемости. Более точно можно определить AW, разделив высоту зубца на несколько частей и определив для каждого сечения теоретич. магнитную индукцию и соответствующие ампервитки. Построив кривую зависимости между высотой зубца и aWg (фиг. 17), получим площадь:

Фиг. 17.

iS= 0,8 jHdl = lL.

- L aw.

AW, = Ц aiv . T. K. кривая HO своей форме приближается к параболе, то, определив aWg у основания, вершины и середины зубца, можно получить AWg, пользуясь теоремой Симпсона:

AW, =

5000

22000 24000 26000 Фиг. 16.

ческуго (Д,) и действительную (Б,).Теоретическая индукция соответствует прохождению полного потока через сечение зубца. Можно написать ур-ие:

в = в - - к н

(?1-длина железа якоря

с вентиляционными клапанами, I-без вен-ТИ.ЯЯЦИОННЫХ клапанов), Н, - напряженность магнитного поля в пазу. Соотношение между Вг,и Н лучше всего м. б. выражено в виде диаграммы, к-рая поддается построе-

III. Реакция якоря. При прохождении тока через обмотку якоря ампервитки якоря оказывают на магнитную цепь динамомашины магнетизирующее воздействие, называемое реакцией якоря. Когда щетки расположены в нейтральной зоне и ток течет только в обмотке якоря, его ампервитки образуют так называемый поперечный магнитный поток (фиг. 18), силовые линии С которого замыкаются, проходя через междужелезное пространство и полюсы. Обозначим через Вд. магнитную индукцию якорного поля на расстоянии х от средней линии полюса. Пренебрегая магнитным сопротивлением железа полюса и якоря, можем написать: 2х AS=1,6SB где AS-линейная нагрузка якоря, равная числу ампервитков обмотки якоря, приходящемуся на п. см длины окружности якоря. Отсюда:

В=~~ = х-Const,

т. е. равномерно распределенный по окрулености якоря ток образует в междужелезном нространстве ноле, изменяющееся по закону прямой линии (фиг. 18). Но т. к. индуктор состоит из отдельных полюсов, то кривая

2S000 30000 Bi