Перейти к содержанию

Главное меню:

Территория электротехнической информации WEBSOR

Найти

Активные сопротивления обмоток

Электромашины > Электрические машины переменного тока

АКТИВНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБМОТОК

1. Якорные обмотки.
Основным проводниковым материалом для якорных обмоток служит проволока медная мягкая круглого и прямоугольного сечения, отличающаяся малым содержанием примесей. Ограниченное, но расширяющееся применение в качестве проводникового материала находит алюминий.
Активное сопротивление фазы обмотки при температуре
t,°C,

где
- длина последовательно включенных проводников фазы; - средняя длина полувитка; s - сечение эффективного проводника; а - число параллельных ветвей; - удельное сопротивление проводника при температуре t, °С; a - температурный коэффициент сопротивления, 1/°С, 1/°С для меди и алюминия; - коэффициент увеличения сопротивления обмотки вследствие поверхностного эффекта, вызываемого полями рассеяния (коэффициент Фильда).
Средняя длина полувитка

где
-длина сердечника; -длина лобовой части.
Приближенно длина лобовой части
может быть выражена через полюсное деление: при однослойной концентрической трехплоскостной и двухслойной (с полным шагом) обмотках для статора , для ротора .
Для всыпных обмоток из проводов круглого сечения, уложенных в полузакрытые пазы,
.
Коэффициент
жестких обмоток, выполненных из изолированных элементарных проводов прямоугольного сечения, может достигать значений и более (до 1,7 в турбогенераторах) и определяется следующим образом.
а) Коэффициент
стержневых обмоток с полной транспозицией сплошных элементарных проводников на длине активной стали равен (среднее значение для всех проводников; при допущении, что поверхностный эффект проявляется только на активной длине проводников)

где

- коэффициент увеличения сопротивления активной части проводника;

- приведенная высота проводника (безразмерная величина); для медных проводников при
f=50 Гц и высота x примерно равна высоте проводника , выраженной в сантиметрах; a - коэффициент, ; - высота элементарного проводника; - общая ширина меди в пазу; - ширина паза; - число элементарных проводников по высоте и ширине паза; - по рис. 16-27.
Можно приближенно принять при


Рис. 16-27.

Таблица 16-15

Коэффициент g

Число витков в катушке

Относительный шаг b=y/t

0,8

0,9

2
3
4
6

0,08
0,11
0,13
0,27

0,08
0,08
0,08
0,20

Таблица 16-16

Высота элементарного проводника при которой (частота 50 Гц)

3

5

10

15

0,8

0,47

0,24

0,16

 

б) Коэффициент катушечных обмоток (без транспозиции в пазовой части) определяется с учетом увеличения сопротивления из-за уравнительных токов, протекающих между отдельными элементарными проводниками вследствие различия их индуктивных сопротивлений:

где
- коэффициент увеличения сопротивления от уравнительных токов; g - коэффициент, учитывающий влияние конструктивных особенностей катушки (число витков, сокращение шага, наличие транспозиции в лобовой части).
Для обмотки из медных проводников

где
- число эффективных проводников в пазу (под "эффективным проводником" понимается проводник, по которому протекает полный ток одной параллельной ветви обмотки).
Коэффициент
g для катушек с транспозицией в лобовой части определяется по табл. 16-15, для катушек без такой транспозиции g=1.
Для уменьшения добавочных потерь обычно выбирают
см.
При определенной, "критической" высоте проводника обмотка имеет наименьшее сопротивление переменному току. Увеличение высоты проводника сверх "критической" приводит, несмотря на увеличение его сечения, к увеличению сопротивления проводника из-за более сильного проявления эффекта вытеснения тока. Для обычно применяемых статорных обмоток с
x<1 среднее значение коэффициента (для всех проводников паза) равно . В таких оптимально спроектированных обмотках увеличение сопротивления из-за вытеснения тока не должно превышать 33% сопротивления постоянному току.
В табл. 16-16 указана высота элементарного медного проводника
, при которой коэффициент (для различных значений высоты h1 меди в пазу).
В стержневых роторных обмотках обычно высота проводника
см (см.. рис. 16-25), коэффициент должен определяться по значениям функций j (x) и y(x), найденным из рис. 16-27.
Эффект вытеснения тока в разной степени проявляется в верхних и нижних стержнях (катушечных сторонах) двухслойной обмотки, уложенной в пазы: коэффициент
для верхнего стержня может в несколько раз превосходить коэффициент для нижнего стержня, значительно отличаясь от среднего значения коэффициента . Поэтому потери в верхнем стержне и его нагрев могут быть значительно больше потерь и нагрева нижнего стержня.
Допущение о проявлении вытеснения тока только на активной длине проводника, отраженное в выражениях для
, справедливо лишь при умеренных линейных нагрузках. При А/м можно приближенно считать, что вытеснение тока в активных и неактивных частях стержня происходит одинаковым образом, и тогда в выражениях для следует полагать
При
x<1 для обмоток с полыми проводниками (ориентировочно)

для обмоток с полыми и сплошными проводниками

где m, m
c - числа полых и сплошных проводников, расположенных в пазу друг под другом; a, b - высота и ширина полого проводника; ас - высота сплошного проводника; ак, bк - высота и ширина канала в полом проводнике; s - площадь сечения меди полого проводника; b1, h1 - ширина и высота меди в пазу.

2. Равношаговая беличья клетка является многофазной обмоткой с числом фаз, равным числу стержней Z2 обмотки. Каждая фаза состоит из одного стержня и примыкающих к нему двух участков короткозамыкающих колец (рис. 16-26). Расчетное активное сопротивление фазы беличьей клетки при температуре t, °С,

где омическое сопротивление стержня (сопротивление постоянному току)

сопротивление участка кольца между соседними стержнями

- длина стержня; - соответственно площади сечений стержня и кольца; - средний диаметр кольца; - соответственно удельное сопротивление материала стержня и кольца при t, °С; - коэффициент увеличения сопротивления обмотки вследствие вытеснения тока. В ансинхронных машинах при скольжении s<0,1 .

3. Обмотки возбуждения синхронных машин.
Омическое сопротивление обмотки возбуждения при температуре t, °С,

где
- полная длина проводников обмотки; - число витков на полюс; -средняя длина витка; - сечение эффективного проводника; -см. п. 1; - число параллельных ветвей обмотки.




Основы | Электромашины | Оборудование | Нормы | Подстанция | Электроснабжение | Освещение | Воздушная линия | Карта сайта


Назад к содержанию | Назад к главному меню