Размеры машины, так же как и трансформатора, зависят от мощности

.          (3-244)

Для э.д.с. мы можем написать:

,          (3-245)

где w — число витков фазы; Ф — магнитный поток; В_с — индукция в сечении S_c какого-либо участка магнитной цепи.

Для тока можем написать:

,          (3-246)

где  — плотность тока в проводнике, имеющем сечение s_n.

Подставляя (3-245) и (3-246) в (3-244), получим:

          (3-247)

или, обозначая общее сечение меди всех витков через S_м = ws_n,

.          (3-248)

Обратимся к ряду геометрически, подобных машин возрастающей мощности, имеющих одинаковые индукции В_с и плотности тока D. Под геометрически подобными машинами понимаются машины, соответственные размеры которых находятся в одном и том же отношении, так же как для геометрически подобных трансформаторов (§ 2-22). Для таких машин получим те же соотношения между их мощностью, весом, стоимостью и потерями, что и для трансформаторов [см (2-199), (2-200), (2-201)].

Нами рассматривался ряд геометрически подобных машин возрастающей мощности при постоянной частоте их вращения п (об/мин); для них мы можем, следовательно, принять, что вращающий момент М пропорционален мощности:

.          (3-249)

Если рассматривать те же машины с различными частотами вращения, то их мощность пропорциональна М_п, т. е.

.          (3-250)

Последнее соотношение показывает, что при одинаковых геометрических размерах и электромагнитных нагрузках В_с и D мощность машины пропорциональна частоте вращения. Следовательно, машины имеют тем меньшие размеры и стоимость, чем больше их частота вращения (в известных пределах, так как нужно считаться с механической прочностью вращающихся частей машины).

Полученные соотношения на практике оправдываются лишь с некоторым приближением. Для машин от них приходится еще больше отступать, чем для трансформаторов. Однако они дают правильную общую ориентировку при определении зависимости мощности и потерь машины от ее размеров и частоты вращения.

Связь между главными размерами электрической машины, ее мощностью, частотой вращения и основными электромагнитными нагрузками может быть установлена на основе приведенных далее соотношений.

Главными размерами электрической машины называются внутренний диаметр статора D и его расчетная длина l_δ = l₁ - n_вb_в, где l₁ — полная длина статора; n_в — число радиальных вентиляционных каналов; b_в = 1 см — ширина канала. Основными электромагнитными нагрузками являются: линейная нагрузка А и максимальная индукция в воздушном зазоре В_δ.

Расчетная мощность машины, от которой зависят ее главные размеры, кВт,

.        (3-251)

Если сюда подставить э.д.с., B, Е₁ = 4,44f₁k₀₁w₁Ф·10^-3, заменив здесь f₁, Гц, и Ф, Мкс, на их значения:

;

где полюсное деление, см,

,

и учесть, что линейная нагрузка, А/см,

A =

то получим:

,          (3-252)

где  0,67  0,72 — расчетный коэффициент полюсного перекрытия, А = 200  450 A/см и В_δ = 6 500  8 200 Гс при Р_н = 0,4  1 000 кВт (для двухполюсных машин А надо уменьшить на 1520%, а B_δ — на 1015%); k₀₁  0,96  0,90 — обмоточный коэффициент.

Вверх

Глава 4