В частях проводников, лежащих вне пазов, распределение плотности переменного ,тока нормальной частоты, в 50 пер/ск., происходит в больпшнстве случаев б. или м. равномерно. Только в машинах большой мощности, имеющих большие головки обмоток и большие сечения проводов, увеличение сопротивления в лобовых частях может достигать весьма значительных размеров. Для токов нормальной частоты средний коэфф. уве-летения сопротивления последовательно соединенных проводников, заложенных в лазы и имеющих прямоугольное сечение, м. б. вычислен по ф-ле

I. -, . т - 0,2 (-2.

здесь т-число рядов проводов, лежащих друг под другом (фиг. 37), а -отвлеченное число, так называемая приведенная высота провода, равная а 7<, где

(в последнем выражении п-число проводов в каждом горизонтальном ряду, Ъ-глубина провода в см, а-ширина паза, f-частота

Фиг. 37.

Фиг. 38.

переменного тока, q-кудельное сопротивление в й мм(м). Для проводников с кругл ы м сечением

15,25

при этом для вычисления принимается h=b=d. Коэфф-ты увеличения сопротивления последовательно соединенных проводников в части, находящейся вне пазов, определяются по формулам: для проводгшков с прямоугольным сечением

А- - 1 4- -1 fii hg - i -f- 3g s ,

для проводников с круглым сечением (см. фиг. 38)

при больших значениях числа проводников и

*. = i + ,i-f.

Для медных проводников и для 50-периодно-то переменного тока

где х = п-

На основании вышеприведенных ф-л средний коэфф. увеличения сопротивления к для всей обмотки определяется так:

hj I + hs Is hj + kg )-

/с =

I + и

где I-длина якоря, -средняя длина головки витков и Я = у . С целью уменьшения в современных машинах часть обмотки, заложенной в пазах, выполняют слоями (фиг. 22), а капоты и крепления головок обмотки статора делают из немагнитных материалов.

Приблизительные значения = для

современных рационально сконструированных машин указаны в табл.2. Самоиндукция

Табл. 2. -Значения kw.

обмотки якоря, обусловленная потоками рассеяния, создает т. н. реактивное сопротивление якоря Xg = Lg ш = 2.7t f Lg, или p e-актанц рассеяния. Реактанц рассеяния обмотки якоря состоит из следующих частей: 1) из реактанца рассеяния потоков паза xj, 2) из реактанца рассеяния потоков головок зубцов Xj и 3) из реактанца рассеяния лобовых частей обмоток Xg. Т. о.,

= + Щ + х-Реактанц, обусловленный потоками рассеяния паза и головок зубцов, вычисляется по формуле:

и >-jv + Ч v я.

где f-частота тока в пер/ск., iv--число витков в фазовой обмотке, li-т. н. идеальная длина якоря, р-число пар полюсов, q-число активных пазов, приходящихся на полюс и фазу, P.JY-проводимость для потоков паза и Я-проводимость потоков головок зубцов. Проводимости Ajv и вычисляются по приведенным ниже формулам. Проводимость паза:

а) для однослойной об:моткп

б) для двуслойной обмотки

+ 04 а.

Проводимость потоков зубцов:

а) для машин с неявно выраженными полюсами

4 = -

б) для машин с л юса ми

Яа = 0,321п

явно выраженными по-

---Ь0,64 In-

4( - а.

Здесь 4-ширина црореза головки паза магнитной системы, воздушный зазор, t-зубцовый шаг якорной системы, t- зубцовый шаг магнитной системы.

Если в якоре применяются закрытые пазы, то эдс, к-рая наводится в обмотке якоря потоками рассеяния, замыкающимися через перемычку, м. б. учтена в предположении,

т. Э. т. V.

что перемычка в магнитном отношении насы-шена до 22 500 максвелл/с.и. В этом случае = 4,44 / . rtf г,- 2 22 500 Ю =

= Тоз - h. (h вольт,

где (1-толщина перемычки.

Реактанц, обусловленный потоками рассеяния головок обмоток, вычисляется по следующей формуле:

где Ig-длипа головки обмотки [обычно 1 = =(2,22,8) т] и Ig-проводимость потоков рассеяния лобовых частей обмотки; приблизительное значение Ig может быть принято равным 0,8-- , где s = .

Векторные диаграммы синхронных генераторов переменного тока. В нагруженном синхронном Г. п. т. напряжение на зажимах машины при постоянных значениях скорости вращения и силы тока возбуждения отличается от того, какое имела машина при холостом ходе, по трем причинам: а) вследствие падения напряжения, вызываемого наличием эффективного и индуктивт-юго сопротивлений обмоток якоря; б) вследствие реакции якоря или влияния ноля якоря на основное поле машины, создаваемое обмоткой возбуждения; в) вследствие изменения коэффициента рассеяния магнитного потока обмотки возбуждения с изменением значения и характера нагрузки генератора.

Влияние всех этих факторов на напрялсе-ние Г. п. т. лучше всего уясняется при помощи векторных диаграмм. Ниже приведены построения векторных диаграмм только для многофазных синхронных машин, имеющих симметричную обмотку якоря и равномерную нагрузку каждой фазной обмотки якоря, при чем построение диаграмм выполнено для цепи одной фазы. Если же в некоторых случаях встречается необходимость в построении векторных диаграмм не для фазовых напряжений, а для напряжения плеча сети, т. е. для сопряженного или междуфазового напрялсения (что представляет практический интерес, когда машина имеет обмотку, соединенную в звезду), то при построении диаграмм напряжений непосредственно для плеча сети нужно лишь умно-лшть полное сопротивление обмотки якоря Z на /3 и пользоваться характеристикой холостого хода, снятой тоже для напряжения сети, а не для фазы.

Что касается векторных диаграмм напря-лсений для однофазных альтернаторов, то построение таких диаграмм производится так лее, как и для многофазных синхронных машин; здесь необходимо только надлелса-щим образом учитывать реакцию якоря, а именно-при определении изменений напрялсения следует принимать во внимание ампер-витки только синхронно вращающегося поля якоря. В этом случае амплитуда этих ампер-витков

AWa = 0,W-w- 1.

I. Диаграмма Блонде ль - Арнольд- Ла-Кура (Б.-А.-К.) для синхронных Г. п. т. Эта диаграмма

применяется в тех случаях, когда синхронные машины имеют магнитную систему с явно выралсенными полюсами.

Пусть отрезок 01 представляет вектор силы тока фазной цепи якоря (фиг. 39). Внешняя цень машины состоит н:з эффективного и индукт. сопротивлений, и вектор силы тока отстает от вектора напряжения на зажимах машины на . Из точки О проводят вектор эдс OEi наводимой при холостом ходе машины, под углом \i> к вектору О/, при чем этот угол откладывают в направлении вращения векторов.

Фиг. 39.

Вектор основного потока, или потока возбуждения 0Ф должен опережать вектор

OEq на угол ~, поэтому вектор ампер-витков основного поля возбулсдения AW отк,та-дывают перпендикулярно к отрезку ОЕо. Для нахождения вектора эдс якоря ОЕ, наводимой результирующим магнитным потоком якоря, необходимо учесть влияние реакции якоря. В этом случае поле якоря следует разложить на две составляющие: поперечное поле, сдвинутое в пространстве

под углом в Y относительно основного поля,

и продольное поле, совпадающее с направлением основного поля, при чем первое поле пропорционально I cos ф, а второе I sin tp. Поперечно действующее поле ослабляет основное поле машины-генератора под набегающими краями полюсов и усиливает под сбегающими, вследствие чего результирующее поле сдвигается в сторону, обратную вращению машины. Продольное поле, создаваемое составляющей тока,

отстающей от эдс на угол -, действует навстречу 0СН0ВН0Л1У полю, отчего происходит размагничивание машины; при оперелсаю-

щей на +1- составляющей происходит усиление основного поля.

Т. к. в машинах с явно выралсепными полюсами магнитное сопротивление для потока якоря неодинаково по окружности якоря, то это обстоятельство должно быть принято во внимание. Амплитуды ампер-витков поперечного и продольного нолей якоря AW и AWg могут быть вычислены по формулам: AWq = \ 0,9т W 4j 7 cos 1/) =

т IV

fu; - I - COS = . AWa COS xp.

AW = Я = к т

0,9т - W f I sin хр =

I - sin tp = Хд AW,j- sin г/..

где m-число фаз, tv-число витков в фазовой обмотке якоря, -амплитудный обмоточный коэфф-т. Яд и kg-коэфф-ты, учитывающие уменьшение действия поперечных и продольных ампер-витков якоря, происходящее из-за наличия воздушных промежутков между явно выраженными полюсами машины, AWa-полные ампер-витки якоря; значения коэффициентов kg и kg приведены ранее на диаграмме (фиг. 36). Вычислив значения ампер-витков AWg и AWg, откладывают векторы их соответственно по направлениям векторов J-cosip и 1-втхр.

Поперечные и продольные ампер-витки якоря TFg и AWg создают магнитные поля и Фд, которые, в свою очередь, наводят в оомотке якоря эдс Е ш Eg, отстающие по фазе от соответствующих магнитных потоков на угол Векторы магнитных потоков

Фд И Фд, вследствие явления гистерезиса, несколько отстают от векторов ампер-витков AWq v. AWg. Эти углы отставания очень малы, и практически при построении векторных диаграмм векторы Фд и Фд направляют

соответственно по векторам AW и AW.

Из векторной диаграммы видно, что

= tgrp; /cos 9 °

мелсду тем, вследствие неодинакового магнитного сопротивления для потоков Фд и Фд

(Яяр, отношение может быть больше

или меньше tgi, т. е. -tgtp.

В таком же соотношении должны находиться и эдс:

Е, = Чв-П

f W фд 10~8 вольт, f w Фд 10-8 вольт.

аименно: tgxp. Вследствие этого вектор,

равный сумме векторов Ед+Ед, не образует прямого угла с вектором силы тока I. Т. о., результирующая эдс якоря Е представляется геометр, суммойтрехдс: Ео, EgVL Ед,т.е.

Еа = Ео +Ед -f Eg .

Для нахождения напряжения на зажимах машины Eji необходимо учесть падения напряжения от активного сопротивления обмотки якоря Ег=1-Ву, и от индуктивного сопротивления обмотки якоря или от влияния потоков рассеяния

Вектор Ег должен иметь направление, обратное вектору J, а вектор Eg должен отставать от вектора I на угол

Из векторной диаграммы, данной фиг. 39, следуетчто

Ejf = Eg -\- Ед-\- Eg -\- Eg-h Еу . Совершенно таким же образом можно построить диаграмму напрялсения Г. п. т. для емкостной нагрузки, когда сила тока I опережает эдс Eq. в этом случае вектор напрялсения Ek может получиться ббльшим, чем вектор Ео (фиг. 40).

Для построения векторной диаграммы Б.-А.-К. необходимо иметь данные относи-

тельно обмотки машины и ее сопротивлений Гд и Же и уметь находить эдс Eg и Eg. Поперечный поток Фд, индуктирующий эдс Eg, замыкается главн. обр. через воздух; поэтому можно принять,что Фд, а следовательно, и Eg, пропорциональны ампер-виткам AWg, т. е. Eg ~ AWg. На основании этого для нахождения по AWg

значения эдс Eg можно воспользоваться характерно-THKoii холостого хода машины, а именно ее прямолинейной частью, к-рая определяется глав, обр. числом ампер-витков, потребных для проведения основного магнитного потока через междужелезное пространство (фиг. 41). При определении Eg необходимо учитывать насыщение машины и находить Eg как разность двух эдс, а именно: эдс, соответствующей ампер-виткам возбуждения AW , и эдс, соответствующей разности AW-AWg (для индукционной нагрузки) или сумме AW-t--\-AWg (для емкостей нагрузки).Нахождение эдс Eg и Eg для г. ц. т. осложняется еще

Фиг. 41.

и тем обстоятельством, что для определения AWg и AWg необходимо знать угол хр, равный <р+в. Угол между векторами напря-ж.ения на зажимах машины и вектором си-лЬг тока обычно известен; он определяется характером нагрузки и задается указанием коэффициента мощности. Угол в, а следовательно, и угол г/; могут быть найдены лишь из векторной диаграммы напряжения, а потому для построения последней приходится применять искусственные методы.