РАЗДЕЛ 2
АНАЛИЗ Экспериментальных данныХ о внешнем магнитном поле машин постоЯнного тока
В теории магнитного поля технических объектов различают следующие составляющие
ВМП электрооборудования, классифицированные по источникам их возникновения
[18]:
- постоянное ВМП токов (обусловлено протеканием токов в электрических контурах
электрооборудования и связанной с ними намагниченностью его ферромагнитных
масс);
- переменное ВМП токов (обусловлено протеканием токов в электрических контурах
электрооборудования и связанной с ними намагниченностью его ферромагнитных
масс);
- остаточное ВМП (обусловлено остаточной намагниченностью ферромагнитных масс
электрооборудования после его отключения от сети при отсутствии магнитного поля
внешних источников, в том числе магнитного поля Земли);
- индуцированное ВМП (обусловлено намагниченностью ферромагнитных масс
электрооборудования магнитным полем Земли и других сторонних источников).
Так как индуцированное ВМП в одинаковой мере присуще всем изделиям, содержащим
ферромагнитные массы, и в достаточной мере изучено, например, в судовом
магнетизме [93], в настоящей работе оно не рассматривается.
Чтобы составить общее представление о ВМП машин постоянного тока, были
проведены его измерения. В качестве образцов для измерений были взяты две МПТ
примерно одинаковой мощности с разным числом полюсов и разной номинальной
скоростью вращения:
двигатель типа П-82МШ (номинальные данные: 2р = 4; n = 3000 об/мин;
P = 45 кВт; Uн = 320 В; Iн = 141 А),
- генератор типа ММГ-6 (номинальные данные: 2р = 6; n = 1500 об/мин;
P = 58 кВт; Uн = 230 В; Iн = 252 А).
Максимальный габаритный размер машин - 1 м.
Измерение пространственного распределения ВМП производилось в плоскости
основного магнитного потока машины и по оси вращения якоря (ось X) на различных
расстояниях R от машины. Сетка точек измерений для одного R приведена на
рис.2.1. Изменение относительного положения датчиков магнитного поля и машины
осуществлялось с помощью координатных устройств: поворотного стола, на котором
устанавливалась машина, и координатных стоек, на которых устанавливались
датчики.
В качестве измерительных приборов использовались:
- при измерении постоянного и остаточного магнитного поля - магнитометр с
феррозондовым датчиком типа 1.007 (фирма “Foerster”, Германия) и магнитометр
типа ТМ-75А (ЦНИИ им. ак. А.Н. Крылова);
- при измерении переменного магнитного поля - индукционная катушка малых
размеров, тарированная в катушках Гельмгольца совместно с частотным
анализатором типа 2020 (фирма “Bruel & Kjer”, Дания) на частотах в диапазоне
измерений (25 - 1000 Гц).
Погрешность измерений магнитной индукции составляла не более 5%.
Рис.2.1. Сетка точек измерений параметров ВМП
2.1. Постоянное внешнее магнитное поле токов
Пространственные распределения постоянного ВМП токов МПТ в плоскости основного
магнитного потока приведены на рис.2.2-2.9 (кривые 1).
Рис. 2.2. Зависимость BR (j) цепи возбуждения машины П-82МШ при R=1 м
Рис. 2.3. Зависимость BR (j) цепи возбуждения машины П-82МШ при R=2 м
Рис. 2.4. Зависимость BR (j) цепи якоря машины П-82МШ при R=1 м
Рис. 2.5. Зависимость BR (j) цепи якоря машины П-82МШ при R=2 м
Рис. 2.6. Зависимость BR (j) цепи возбуждения машины ММГ-6 при R=1 м
Рис. 2.7. Зависимость BR (j) цепи возбуждения машины ММГ-6 при R=2 м
Рис. 2.8. Зависимость BR (j) цепи якоря машины ММГ-6 при R=1 м
Рис. 2.9. Зависимость BR (j) цепи якоря машины ММГ-6 при R=2 м
Распределения магнитной индукции для цепей возбуждения и якоря сняты раздельно,
так как обеспечить режим номинальной нагрузки при измерениях ВМП достаточно
сложно, поскольку нагрузочная машина имеет свое ВМП, которое входит в ошибку
измерений и может исказить результаты.
На рис. 2.2 и 2.3 приведены зависимости радиальной индукции ВМП машины типа
П-82МШ от координаты j соответственно при R = 1м и 2м и питании обмотки
возбуждения номинальным током. На рис. 2.6 и 2.7 - аналогичные зависимости для
машины типа ММГ- 6. На рис. 2.4 и 2.5 приведены зависимости радиальной индукции
ВМП машины типа П-82МШ от координаты j соответственно при R = 1м и 2 м и
питании якорной цепи номинальным током. На рис. 2.8 и 2.9 - аналогичные
зависимости для машины типа ММГ- 6.
Данные измерений пространственного распределения магнитной индукции разложены в
ряд Фурье до гармоники основной полюсности, т. е. для машины типа П-82МШ - на
1-ю и 2-ю гармоники, а для ММГ- 6 - на 1-ю и 3-ю гармоники (кривые 2, 3 на рис.
2.2 - 2.9). Вторая гармоника индукции у ММГ- 6 по результатам разложения
пренебрежимо мала. Следует отметить наличие постоянной составляющей (линия 4),
которая заметно проявляется в зависимости BR(j) цепи якоря. Амплитуды гармоник
магнитной индукции в плоскости основного магнитного потока, полученные по
результатам разложения, для машин типа П-82МШ и ММГ- 6 приведены в табл. 2.1 и
табл. 2.2 соответственно. В зависимостях BR(j) машины типа ММГ- 6 2-я гармоника
отсутствует.
Таблица 2.1
Гармоники магнитной индукции ВМП машины типа П-82МШ
Расстояние
Гармоника BR цепи возбуждения, нТл
Гармоника BR цепи якоря, нТл
R, м
первая
вторая
первая
вторая
постоянная
составляющая
1,0
1800
2000
800
420
150
1,5
600
450
270
90
30
2,0
260
150
120
30
10
Таблица 2.2
Гармоники магнитной индукции ВМП машины типа ММГ- 6
Расстояние
Гармоника BR цепи возбуждения, нТл
Гармоника BR цепи якоря, нТл
R, м
первая
третья
первая
третья
постоянная
составляющая
1,0
660
260
1000
40
160
1,5
220
35
320
30
2,0
95
140
10
Спадание амплитуд гармоник магнитной индукции ВМП с удалением от машины
приведены на рис. 2.10 а) и б) соответственно для машин типа П-82МШ и ММГ- 6.
Рис. 2.10. Спадание а
- Київ+380960830922