ПОЛЕ В ЗАЗОРЕ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ РАССЕЯНИЕ ОБМОТКИ ФАЗНОГО РОТОРА АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ
Индуктивное сопротивление дифференциального рассеяния трехфазной симметричной обмотки фазного ротора асинхронной машины определяется по картине распределения магнитного поля в воздушном зазоре, создаваемой этой обмоткой. На основе выражения радиальной составляющей напряженности магнитного поля в воздушном зазоре, создаваемой нитью тока, расположенной на внешней поверхности ротора параллельно аксиальной оси машины, полученной путем решения уравнения Лапласа для скалярного магнитного потенциала, записанного в цилиндрической системе координат, составлены выражения для поля в воздушном зазоре токового слоя, катушки, группы катушек и однофазной двухслойной обмотки ротора. В частности, для последнего случая приведено выражение в следующем виде
Выражения (3), (4) и (5) позволяют рассчитывать в той или иной точке воздушного зазора радиальную составляющую напряженности магнитного поля, создаваемой трехфазной симметричной обмоткой ротора с учетом влияния на поле конструктивных размеров активной зоны, а также конечности величин эквивалентных магнитных проницаемостей тел статора и ротора асинхронной машины. При расчете поля в воздушном зазоре, создаваемой той или иной обмоткой ротора с учетом конечности величин р1 и р2, подобно тому, когда рассчитывалось магнитное поле в воздушном зазоре, создаваемое обмоткой статора, удобно для достижения большей точности расчета рассматривать его состоящим из трех составляющих:
1. Основная гармоническая с порядком п =р;
2. Поле рассеяния по коронкам зубцов, представляющее собой сумму всех пространственных гармонических поля в воздушном зазоре, создаваемой обмоткой ротора с порядками, начиная от подзубцового и выше, причем пп2 = Z2/2 - p;
3. Поясовое поле рассеяния, которое представляет собой сумму всех пространственных гармонических поля воздушного зазора до подзубцового порядка, кроме основной.
Последние две составляющие поля в воздушном зазоре в сумме образуют магнитное поле дифференциального рассеяния обмотки ротора. Такое раздельное рассмотрение поля в воздушном зазоре, создаваемого той или иной обмоткой, обусловлено тем, что величины эквивалентных магнитных проницаемостей статора p и ротора р2 для каждой составляющей поля, рассчитанные для того или иного режима работы машины переменного тока могут существенно отличаться друг от друга из - за того, что магнитная цепь каждой из этих составляющих различная, хотя для них магнитопровод является общим.
На рис.1 приведены зависимости распределения магнитных индукций основной рабочей гармонической Вр, поля рассеяния по коронкам зубцов В и поясового поля рассеяния Впя по окружности наружной поверхности ротора, создаваемых трехфазной двухслойной обмоткой фазного ротора асинхронного двигателя типа АК - 62/4 (14 кВт; 220/380 В; 50,5/29,3 А; 1400 об/мин; Z2 = 48; q2 = 4; у2 = 12; а = 0,03 м; b = 0,0996 м; с = 0,1 м; d = 0,1635 м; 5 = 0,0004 м; Ьп2 = 0,0037 м) в пределах одного полюсного деления машины, рассчитанные по (3) для момента времени t = 7/300 с и токе ротора i2 = 36,5 А. Положение исследуемой точки пространства по окружности воздушного зазора охарактеризовано полярным углом ф. Магнитная индукция В находилась по величине напряженности поля Н с помощью выражения В = р0 Н. Для большей наглядности угол ф выражен в электрических градусах.