Для получения в машине постоянного тока номинальных данных в ней необходимо наличие магнитного потока Ф. Требуемая величина магнитного потока может быть определена из формулы

Требуемая величина магнитного потока может быть определена из формулы

Магнитный поток в машинах постоянного тока создается под дейст­вием

 

Магнитная цепь пары полюсов четырехполюсной машины

Рис. 1 — Магнитная цепь пары полюсов четырехполюсной машины

магнитодвижущей силы (МДС) обмоток возбуждения главных полю­сов. Магнитный поток замыкается в машине между разноименными по­люсами по определенному пути, который называется магнитной цепью машины.На рисунке 1.25 показана магнитная цепь пары полюсов четырехполюсной машины. Магнитная цепь машины обычно симметрична и имеет пять характерных однородных участков: главные полюса hп, воздушный зазор δ, зубцы якоря hz, сердечник якоря  lя  и станину  lc  машины. Поток, создаваемый каждым из полюсов,, делится относительно продольной оси полюса на две части, образующие вмес­те с соседними полюсами два одинаковых магнитных контура. Число таких контуров равно числу полюсов. Расчет магнитной цепи машины постоянного тока заключается в определении МДС, необходимой для создания под полюсами машины основного магнитного потока требуемой величины. Расчет ведут обычно на одну пару полюсов ввиду симмет­ричности машины. Магнитную цепь можно рассчитать на основе за­кона полного тока для средней магнитной линии

Закон полного тока для средней магнитной линии

 где  напряженность магнитного поля– напряженность магнитного поля;

элемент длины магнитной линии– элемент длины магнитной линии;

Полный ток, охватываемый магнитной линией– полный ток, охватываемый магнитной линией.

Предположив, что на протяжении каждого однородного участка Н постоянна, заменяем интеграл суммой

Вывод формулы

где      Hk– напряженность магнитного поля в каждом однородном участке;

            lk  – средняя длина однородного участка;

           F0 – полная МДС пары полюсов, действующая в контуре цепи.

Таким образом, общую МДС, действующую в контуре, можно предста­вить суммой МДС, необходимых для проведения магнитного потока на заданных участках

Общую МДС, действующую в контуре, можно предста¬вить суммой МДС, необходимых для проведения магнитного потока на заданных участках

Коэффициент Kδ учитывает возрастание среднего воздушного зазо­ра, называется коэффициентом воздушного зазора (коэффициентом Картера) и равен 1,1÷1,5. Величину напряженности поля в K–ом участке можно определить по формуле

Величину напряженности поля в K–ом участке можно определить по формуле

где    Bk  – индукция магнитного поля в участке;

          μk  – магнитная проницаемость участка.

Для участков из ферромагнитных материалов Нk находится по кри­вым намагничивания В = f (H), так как для них μ = var.

Индукцию  Bk  определяют по величине потока Фk и сечению участка Sk

Индукцию  Bk  определяют по величине потока Фk и сечению участка Sk

Подставив найденные значения  Hk и lk  в формулу общей МДС получим полную МДС пары полюсов.Расчетное значение МДС возбуждения зависит от потока Ф, который необходимо создать в машине. Задаваясь различными значениями основного потока, например 0,5Ф, 0,75Ф, 1,0Ф, 1,25Ф можно рассчитать соответствующие им МДС обмотки возбуждения и построить графически зависимость Ф = f (Fo) .

Характеристики намагничивания машины

Эта зависимость (рис.2) носит название характеристики намагничивания машины. Степень насыщения магнитной системы машины характеризуется коэф­фициентом насыщения, который находится расчетным путем или из кривой намагничивания

Степень насыщения магнитной системы машины характеризуется коэффициентом насыщения, который находится расчетным путем или из кривой намагничивания

Коэффициент насыщения для различных машин находится в пределах 1,25÷1,75. Характеристика намагничивания, выраженная в другом масштабе, представляет собой характеристику холостого хода ма­шины Eo= f (Iв), т.е. завиcимость ЭДС от тока возбужде­ния при постоянной частоте вращения n = const .