Контрольная работа по физике на тему Рассчитать магнитное поле

Задание №5

• Рассчитать магнитное поле (индукцию магнитного поля), создаваемое СП обмоткой возбуждения синхронного генератора на среднем радиусе обмотки якоря.
• Оценить влияние ферромагнитного и электромагнитного экранов якоря на поле обмотки возбуждения, создаваемое на среднем диаметре обмотки якоря.
• Оценить влияние числа пар полюсов на роль ферромагнитного и электромагнитного экранов на поле обмотки возбуждения на среднем диаметре обмотки якоря.

Данные для расчета:
• Rfi=0,135 м –внутренний радиус СП обмотки возбуждения;
• Rf0=0,19 м - наружный радиус СП обмотки возбуждения;
• r=0,35 м;
• R5=0,40 м; 0,50 м; 0,60 м – внутренний радиус экрана статора – рассчитать для трех величин R5;
• P – число пар полюсов, рассчитать для p=1, 2, 3, 4;
• Ɵwfe=60o для p=1 – угол раскрытия ротора (необмотанная часть) ;
• Ɵwfe=p*60o;
• Ɵ – принять равной нулю;
• Cosѱ=0,8;
• n=1,3,5 – порядок гармонической составляющей, принять n= 1;
• Jf=108 A/м2 – средняя плотность тока обмотанной части ротора.

Решение:

Теоретическая часть

Конструкция сверхпроводникового генератора отличается от конструкции турбогенератора традиционного исполнения отсутствием ферромагнитного сердечника ротора. В настоящее время в результате теоретических и экспериментальных исследований принята следующая конструктивная схема сверхпроводникового генератора (рис. 1, 2): сверхпроводниковая обмотка возбуждения совместно с системой электромагнитных экранов расположена на роторе, обмотка переменного тока размещается в беззубцовом пространстве внутри ферромагнитного сердечника, экранирующего внешнее пространство от электромагнитных полей.
Ротор сверхпроводникового генератора представляет собой вращающийся криостат, внутри которого расположена сверхпроводниковая обмотка возбуждения. Каркасом для обмотки служит, как правило, цилиндр из коррозионно-стойкой стали, в котором выфрезерованы каналы для жидкого гелия. Секции обмотки возбуждения концентрически уложены на цилиндрической поверхности каркаса и образуют седлообразные катушки. Внутри обмотки предусматриваются каналы для хладагента, так, что обеспечивается растекание его в пределах пазовой и лобовой частей.