Частота вращения в четырехполюсной машине вдвое меньше чем частота вращения в двухполюсной, т. е. равна 1500 об/мин при частоте тока 50 Гц.

Если в зазоре машины будет возбуждено шестиполюсное магнитное поле, то за один период изменения токов в катушках статора ось поля повернется на 1/3 оборота (120°) и т. д. Поэтому частота вращения магнитного поля (n₁ или n₀) относительно обмотки статора может быть выражена формулой

. (1.1)

При стандартной частоте переменного тока f₁ = 50 Гц частота вращения магнитного поля машины зависит от числа образуемых им пар полюсов р имеет значения, приведенные в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Частота вращения магнитного поля n₀
в зависимости от числа пар полюсов р

р	–
	об/мин

 

Таким образом, при неизменной частоте токов в фазах обмотки статора многополюсное магнитное поле вращается в пространстве медленнее двухполюсного в число раз, равное числу пар полюсов

 

 

ЭДС проводника от основной гармоники в машинах переменного тока.

эдс индуктируемые в обмотках
машин переменного тока

При конструировании машин переменного тока стремятся к тому, чтобы индуктируемые в обмотках эдс были синусоидальными. Если эдс индуктируется вращающимся магнитным полем, то для этого необходимо, чтобы распределение магнитной индукции вдоль воздушного зазора было также синусоидальным [1]. Получение вполне синусоидального распределения магнитного поля практически невозможно. Если магнитная индукция распределена вдоль окружности воздушного зазора несинусоидально, то в магнитном поле, кроме основной (первой) гармоники (u = 1), будут присутствовать другие нечетные гармоники (u = 3, 5, 7....), амплитуды которых уменьшаются с увеличением их порядкового номера.

В асинхронном двигателе от вращающегося магнитного поля, распределенного вдоль зазора несинусоидально, в обмотке статора наводится несинусоидальная эдс самоиндукции, направленная навстречу синусоидальному напряжению сети. В результате по обмоткам статора потечет несинусоидальный ток, который ухудшит механическую характеристику двигателя (вызовет в ней провалы), появятся вибрации и шум.

Для улучшения кривой поля возбуждения явнополюсных синхронных генераторов очень тщательно подходят к форме наконечников полюсов.

 

эдс проводника от основной гармоники
без скоса пазов

Вращающееся со скоростью v синусоидальное магнитное поле индуктирует в каждом проводнике эдс

 

, (4.1)

амплитуда которой

, (4.2)

 

где – амплитуда индукции основной гармоники поля в зазоре;
– расчетная активная длина машины; v – линейная скорость магнитного поля; ; учитывая, что , а , то

 

. (4.3)

 

Действующие значение эдс проводника

 

, (4.4)

 

а амплитудное значение индукции через среднее

, (4.5)

тогда

. (4.6)

 

В ряде случаев как в синхронных, так и асинхронных машинах для улучшения формы кривой эдс осуществляется скос пазов относительно бегущего магнитного поля. Скос пазов выполняют либо в статоре относительно ротора или наоборот.

эдс проводника от основной гармоники
с учетом скоса пазов

Фаза эдс, индуктируемых в отдельных участках проводника в скошенном пазе беспрерывно изменяется вдоль проводника (рис. 4.1),
т. е. индуктируемые эдс на концах проводника и появляются в разное время, они имеют сдвиг по фазе на угол . Используя соотношение (рис. 4.1, б)

, (4.7)

 

где – ширина скоса паза; – полюсное деление;

 

. (4.8)

 

 

Рис. 4.1. Эдс индуктируемая в скошенном пазе: а – скос пазов; б – сдвиг
фаз между элементарными эдс на концах проводника и

 

Чтобы определить эдспроводника , необходимо геометрически сложить векторы эдс отдельных участков проводника D

 

, (4.9)

 

как это показано на рис. 4.2. В пределе, если рассматривать бесконечно малые участки проводников, D ®0, то геометрическая сумма векторов DЕ ® 0 изобразится другой и будет равна хорде окружности, опирающейся на центральный угол , как показано на рис. 4.3

Если бы не было скоса пазов, то эдспроводника равнялось вытянутой дуге, так как элементарные эдсD складывались бы арифметически.

 

Рис. 4.2. Результирующая эдс проводника при скосе пазов	Рис. 4.3. Определение эдс проводника при скосе пазов

 

Отношение длины хорды на рис. 4.3 к ее дуге определяет степень уменьшения эдс при наличии скоса и называется коэффициентом скоса пазов обмотки :

. (4.10)

 

Подставив в (4.10) приведенное в (4.8) значение угла получим

 

. (4.11)

 

Если не выполнять скоса пазов при , то . Таким образом, в общем случае правую часть выражения (4.6) нужно умножить на . Теперь эдс проводника с учетом скоса пазов

 

(4.12)

 

Обычно скос пазов относительно невелик и значение близко к единице. Например, при

 

,

 

т. е. эдспроводника при скосе пазов уменьшается на 1,1 % относительно эдс проводника без скоса пазов.