5.9. Расчет компенсационной обмотки
Компенсационная обмотка применяется в случаях:
– высокоскоростные машины постоянного тока;
– МПТ с широким диапазоном регулирования частоты обращения уменьшением магнитного потока;
– МПТ, которые работают в режиме частых пусков и перегрузок;
– МПТ свыше 100 кВт (
).
Применение компенсационной обмотки позволяет:
– компенсировать МДС якоря под полюсом;
– исключить деформацию распределения магнитного поля под полюсом;
– сохранить неизменной наибольшую индукцию в воздушном зазоре в режиме ХХ и под нагрузкой МПТ;
– уменьшить 
;
– уменьшить пульсацию индукции в воздушном зазоре;
– уменьшить потери в постоянные;
– уменьшить дополнительные потери в машине;
– уменьшить МДС дополнительного полюса.
Основным при решении вопроса о необходимости применения компенсационной обмотки является уменьшение деформации основного магнитного поля и напряжения между коллекторными пластинами 
.
КО включается последовательно в якорную цепь машины. Деформация кривой распределения основного магнитного поля под главным полюсом полностью устраняется при выполнении условия 
. Однако практически выдержать это условие никогда не удается. Считается, что КО выполняет свои функции, если линейные нагрузки якоря и КО удовлетворяют соотношению
. (5.86)
Конструктивно КО выполняется [5] однослойной катушечной или стержневой (рис. 5.21) и укладывается в пазы полюсных наконечников (рис. 5.22).
Рис. 5.21. Выполнение КО |
При токе якоря 
принимается число параллельных ветвей 
, при 
– 
.
Число стержней КО на полюс
, (5.87)
где 
– ширина полюсного наконечника главного полюса, мм.
Число пазов компенсационной обмотки при номинальном напряжении до 1000 В – 
, при 
В – 
.
Число проводников в пазу КО
, (5.88)
Число проводников по высоте паза (рис. 5.22)
, (5.89)
где 
– число проводников по ширине паза КО.
После расчета числа проводников КО уточняют линейную нагрузку, A/м
, (5.90)
которая должна удовлетворять соотношению (5.85).
Для того чтобы исключить магнитные вибрации и шум, необходимо, чтобы зубцовое деление компенсационной обмотки не равнялось зубцовому делению якоря, что учитывается соотношением
, (5.91)
Если это условие невозможно выполнить применяют скос пазов на якоре на одно зубцовое деление.
Зубцовое деление в минимальном сечении зубца основного полюса, мм
, (5.92)
где 
- высота шлица паза КО; 
.
Высота клина крепления КО 
Ширина зубца в минимальном сечении, мм
. (5.93)
где 
- коэффициент магнитного рассеяния полюсного наконечника; 
- наибольшая индукция в минимальном сечении зубца полюсного наконечника: 
для толстолистовой стали и 
для изотропной холоднокатаной стали.
Ширина паза в штампе, мм
(5.94)
Допустимая ширина стержня КО, мм
, (5.95)
где 
- двухсторонняя толщина изоляция по ширине паза КО (табл. 5.20): 
при 
и 
при 
;
- припуск на сборку по ширине паза.
Плотность тока в стержнях КО (
) определяется классом нагревостойкости изоляции по табл. 5.19.
Таблица 5.19
Класс нагревостойкости | B | F | H |
| 4,7 ÷ 5,2 | 5,3 ÷ 5,8 | 6 ÷ 6,6 |
Сечение стержня КО, мм2
. (5.96)
Высота стержня КО, мм
, (5.97)
По сортаменту выбирается проводник стандартного сечения, проверяется ширина и высота паза, плотность тока в КО.
Длина стержня, мм
, (5.98)
где 
длина главного полюса, мм.
Рис. 5.24.Соединение КО: а- паяное с хомутиком; б - паяное без хомутика; в - болтовое | Стержни соединяются дугой из неизолированной медной проволоки (рис. 5.25) Плотность тока в дугах, A/мм2
Сечение дуг, мм2
|
(5.99).
(5.100)Больший размер проволоки дуги, мм
. (5.101)
Меньший размер проволоки дуги, мм
. (5.102)
По сортаменту выбирается проволоку стандартного сечения, проверяется плотность тока в КО.
Средняя длина дуги между стержнями КО, мм
. (5.103)
Активное сопротивление компенсационной обмотки, Ом
(5.104)
| Таблица 5.20. Изоляция компенсационной обмотки машин постоянного тока (пазы прямоугольные полузакрытые, обмотка однослойная стержневая, h = 355...500 мм, напряжение до 1000 В)
|
