99638

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором мощностью 5500В

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Спроектировать трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором со следующими номинальными параметрами. В общем случае может быть определен по наружному диаметру. Диапазон возможных значений зубцового деления статора...

Русский

2016-10-02

1.08 MB

0 чел.

Федеральное агентство по  образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

Кафедра Электротехническая техника

Курсовой проект по дисциплине:

«Электромеханика »

Проектирование асинхронного двигателя

с короткозамкнутым ротором мощностью 5500В

                                                                                                Выполнил: ст. гр. Э-310

Пугач В.В.

                                                                                                Проверила: Андреева Е.Г.

Омск 2012

  1. Введение.

Расчетная часть курсового проекта оформляется в виде расчетно-пояснительной записки согласно требованиям ЕСКД.

Графическая часть проекта содержит схему обмотки статора, рабочие и пусковые характеристики и сборочный чертеж двигателя в двух проекциях с разрезами на листе формата А1.

  1. Техническое задание.

Спроектировать трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором со следующими номинальными параметрами:

Р2, Вт

n1, об/мин

U1нф, В

η

m

f1,Гц

cosφ

Расчет

7500

950

220

0,75

2

50

0,75

Конструктивное исполнениеIM1001; исполнение по способу защиты от воздействия окружающей средыIP44; категория климатического исполнения У3.

2.1. Выбор главных размеров.

2.1.1.Число пар полюсов:

;

где:f1 –частота сети, Гц;

n1 – частота вращения, об/мин.

p

f1,Гц

n1,об/мин

Расчет

3

50

950

2.1.2.Высоту оси вращенияhпр предварительно определяют по табл.1, 2, 3 для заданных номинальной мощности Р2 и числа пар полюсов 2р в зависимости от исполнения двигателя.

hпр, м

hст, м

Da, м

Расчет

0,130

0,132

0,191

2.1.3.Внутренний диаметр статора D.

В общем случае может быть определен по наружному диаметру. Принимая, что размеры пазов не зависят от числа пазов машины получаем:

где: kD – коэффициент, характеризующий отношение внутреннего и наружного диаметров сердечника статора (по табл.5).

D,м

kD

Da, м

Расчет

0,138

0,72

0,191

2.1.4.Полюсное деление τ:

;

, м

D, м

р

Расчет

0.072

0,138

3

2.1.5.Расчетная мощность Р':

;

Р, Вт

P2, Вт

cos

kE

Расчет

12933

7500

0,75

0,75

0,97

2.1.6.Электромагнитные нагрузки А – линейная нагрузка, А/м, Вδ– индукция в воздушном зазоре, Тл.

Предварительный выбор электромагнитных нагрузок А и Вδ должен быть проведен особо тщательно, так как они определяют не только расчетную длину сердечника, но и в значительной степени характеристики машины.

А, А/м

Вδ, Тл

Расчет

18000

0,75

2.1.7. Обмоточный коэффициентkоб1.

Предварительное значение выбирают в зависимости от типа обмотки статора (табл. 12):

Kоб1

Расчет

0,95

2.1.8.Синхронная угловая скорость вала двигателя Ω рассчитывается, по

формуле:

гдеn1 - синхронная частота вращения;

Ω, рад/с

n1,об/мин

Расчет

99.48

950

2.1.9.Расчетная длина воздушного зазора:

;

гдеkВ=1,11 - коэффициент формы поля, учитывает уплощение кривой индукции в воздушном зазоре

lδ, м

Р´, Вт

kВ

D, м

Ω, рад/с

kоб1

A, А/м

В, Тл

Расчет

0,483

12933

1,11

0,138

99.48

0,95

18000

0,75

2.1.10. Отношение длины воздушного зазора к полюсному делению λ:

.

λ

lδ, м

τ, м

Расчет

6.706

0.483

0.072

В асинхронных машинах, длина сердечников которых не превышает 0,25 – 0,3 м:l1=lδ,lст1=lδ иlст2=lδ.

2.2.Определение числа пазов статораZ1, числа витков в фазе обмотки статора ω1 и сечения провода обмотки статора.

При определенииZ1, ω1 необходимо учитывать, что число витков фазы обмотки статора должно быть таким, чтобы линейная нагрузка и индукция в воздушном зазоре как можно более близко совпадали с их значениями, принятыми предварительно при выборе главных размеров, а число пазов статора обеспечивало достаточно равномерное распределение катушек обмотки.

Чтобы выполнить эти условия, вначале выбирают предварительно зубцовое делениеt1 в зависимости от типа обмотки, номинального напряжения и полюсного деления машины. В процессе расчета целесообразно не ограничиваться выбором какого-то одного конкретного зубцового деления, а рассмотреть диапазон возможных значенийt1 в пределах указанных значений зубцовых делений, предварительно выбираем (по табл. 14).

2.2.1.Диапазон возможных значений зубцового деления статора принимаем по табл.14:

t1max,м

t1min,м

Расчет

0,012

0,009

2.2.2.Предварительные числа пазов статора, соответствующие выбранному диапазонуt1:

;;

Полученные значения необходимо округлить до целых.

D,м

t1max

t1min

Z1min

Z1max

Расчет

0,138

0,012

0,009

36

48

  1. Окончательное число пазов статора Z1.

.

Z1

p

m

q

Расчет

36

3

3

2

2.2.4.Окончательное значение зубцового деления статора t1.

Зубцовое деление не должно выходить за указанные выше пределы более чем на 10% и в любом случае для двигателей с h≥56 мм не должно быть менее 6 - 7 мм:

;

t1, м

D, м

p

m

q

Расчет

0,012

0,138

3

3

2

  1. Номинальный ток обмотки статора:

;

P2, Вт

U1нф, В

m

cosφ

η

I, А

Расчет

7500

220

3

0,75

0,75

20.202

  1. Предварительное число эффективных проводников в пазуuп.

При определении числа эффективных проводников в пазуuп руководствуются тем, чтоuп должно быть целым. Поэтому полученные в расчете числаuп приходится округлять до ближайшего целого числа. Чтобы это округление не было слишком грубым, вначале определяют предварительное число эффективных проводников в пазуu´п, при условии, что параллельные ветви в обмотке отсутствуют (а=1):

;

где А - принятое ранее значение линейной нагрузки;

u´п

D, м

А, А/м

I, А

Z1

Расчет

10,693

0,138

18000

20.202

36

  1. Число эффективных проводников в пазуuп.

Полученное значениеu´п не округляют до целого, а находят такое число параллельных ветвей обмотки а, при котором число эффективных проводников в пазу либо будет полностью удовлетворять отмеченным условиям, либо потребует лишь незначительного изменения. Принимаем число параллельных ветвей а=2, тогда:uп=a·u´п

u´п

uп

uпо

Расчет

10,693

32,078

32

  1. Окончательные значения витков в фазе обмотки ω1:

;

Окончательные значения линейной нагрузки А:

;

ω1

uп

Z1

a

m

I, А

D, м

A, А/м

Расчет

64

32

38

1

3

20.202

0,138

17960

  1. Предварительное значение обмоточного коэффициентаkоб1.

Для однослойных обмотокkоб1=0,95-0,96, для двухслойных и одно-двухслойных обмоток при 2р=2kоб1=0,90-0,91 и при большей полюсностиkоб1=0,91- 0,92.

  1. Магнитный поток Ф:

;

kоб1

Ф, Вб

kE

U1нф, В

kB

ω1

f1,Гц

Расчет

0,95

0,016

0,97

220

1,11

64

50

  1. Индукция в воздушном зазоре Вδ:

;

Вб, Тл

р

Ф, Вб

D, м

lδ, м

Расчет

0,826

3

0,016

0,138

0.483

  1. Сечение эффективных проводниковqэф.

Для нахождения сечения эффективных проводников необходимо определить плотность токаJ1.

;

J1, А/м2

А, А/м

AJ1, А23

Расчет

7.797106

17960

140·109

  1. Сечение эффективного проводникаqэф.

Определяют, исходя из тока одной параллельной ветви и допустимой плотности тока в обмотке (предварительно):

;

qэф, м2

I, А

а

J1, А/м2

Расчет

0,863·10-6

20.202

1

7.797·106

Для всыпных обмоток при ручной укладке диаметр обмоточного провода берут не более 1,7·10-3 м. Если расчетное сечение в машинах со всыпной обмоткой выше значений, соответствующих указанному диаметру, то эффективный проводник разделяется на несколько элементарных.

Принимаем:nэл=3, тогда ;

Обмоточный провод ПЭТВ (по табл. 24):dэл=1,06·10-3 м;qэл=0,879·10-6 м2; qэф=qэл·nэл;qэф=0,863·м2;

Диаметр изолированного обмоточного провода:dиз=0,915·10-3 м.

nэл

qэл, м2

qэф, м2

dэлт, м

qэлт, м2

qэфт, м2

dиз, м

Расчет

3

0,287·10-6

1,503·10-6

0,85·10-3

0.567·10-6

1,7·10-6

0,915·10-3

  1. Плотность тока в обмотке.

После окончательного выбораqэл,qэф и а следует уточнить плотность тока в обмотке, которая может несколько измениться по сравнению с предварительно выбранной при подборе сечений элементарных проводников:

;

J1, А/м2

I, А

qэл, м2

а

nэл

Расчет

3,959·106

20.202

0,287·10-6

1

3

2.3. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора.

Для расчета магнитной цепи помимо длины воздушного зазораl необходимо определить полную конструктивную длину сердечника статора и длину стали сердечника статора (l1 иlст1) и ротора (l2 иlст2) В асинхронных двигателях, длина сердечников которых не превышает 250-300 мм принимаем

l1=l2=l=lст1=lст2

  1. Допустимая индукция Вz1 в сечении зубца статора и значение допустимой индукции в ярме статора Ва:

Bz1, Тл

Ва, Тл

Расчет

1,9

1,6

  1. Минимальная ширина зубца:

;

гдеkс - коэффициент заполнения сталью магнитопровода статора для оксидированных листов стали по табл. 26;

bz1, м

Bδ, Тл

t1, м

lδ, м

Bz1, Тл

lcт1, м

kc

Расчет

4,64·10-3

0,714

0,012

0,483

1,9

0,483

0,97

  1. Высота ярма статора:

ha,м

Ф, Вб

Ва, Тл

lcт1,м

kc

Расчет

0,011

0,012

1,6

0,483

0,97

2.3.4.Высота и ширина шлица паза.

Размеры  паза  вначале  определяем  без  учета  размеров и числа проводников обмотки, исходя только  из  допустимых  значений  индукций. В  двигателях  серии 4А  выполняются  только трапецеидальные  пазы . Высоту  шлица  пазаhш1 в  двигателях  сh0,132   принимаютhш1=0,5·10-3 м , в  двигателях  сh>0,160 м  принимаютh=1·10-3 м. Ширину  шлица  паза  принимают  равнойbш1=3,7 мм. Размерbш1 должен обеспечивать  возможность  свободного  пропуска  проводников  обмотки  через  шлиц  паза  с  учетом  толщины  изоляционных  технологических  прокладок, устанавливаемых  при  укладке обмотки  для  предохранения  изоляции  проводников  от  повреждений  об  острые  кромки  шлица.

Принимаем:

hш1, м

bш1, м

Расчет

0,5·10-3

3,7·10-3

  1. Размеры паза в штампе:

;

hп1, м

Da, м

D, м

ha,м

Расчет

0,016

0,191

0,138

0,014

;

b1c, м

D, м

hп1, м

Z1

bz1, м

Расчет

0.01

0,138

0,016

36

4,64·10-3

;

b2c, м

D, м

hш1, м

bш1, м

Z1

bz1, м

Расчет

7.791·10-3

0,138

0,5·10-3

3,7·10-3

36

4,64·10-3

;

h1c, м

hп1, м

hш1, м

b, м

bш1, м

Расчет

0,014

0,016

0,0005

7.791·10-3

3,7·10-3

Для расчета коэффициента заполнения паза необходимо определить  площадь  паза в  свету  и  учесть  площадь  сечения  паза, занимаемую  корпусной  изоляциейSиз и  прокладками  в  пазуSпр.

2.3.6. Размеры  паза в свету с учетом  припусков  на сборку и  шихтовку сердечников.

;

;

;

         гдеbп иhп – припуски по ширине и высоте паза выбираются из таблицы 27.

Δbп, м

Δhп, м

b´1, м

b1c, м

b´2, м

b2c, м

h´1c, м

h1c, м

Расчет

0,1·10-3

0,1·10-3

0.01

0.01

7.691·

10-3

7.791·10-3

0,0139

0,014

2.3.7.Площадь корпусной изоляции в пазуSиз:

;

гдеbиз - односторонняя толщина изоляции в пазу выбирается из таблицы 28.

При однослойной обмотке площадь прокладок в пазуSпр:

;

Sиз, м2

bиз, м

hп1, м

b1c, м

Sпр, м2

b2c, м

Расчет

11.9·10-6

0,25·10-3

0,017

7.4·10-3

0

5.551·10-3

2.3.8.Площадь поперечного сечения паза, остающаяся для размещения проводников:

;

S´п, м2

b´1, м

b´2, м

h´, м

Sиз, м2

Sпр, м2

Расчет

8.885·10-5

7.3·10-3

5.451·

10-3

0,016

11.9·10-6

0

  1. Коэффициента заполнения паза.

;

kз

dиз, м

uп

nэл

S´п, м2

Расчет

0,731

0.95·10-3

24

3

8.885·10-5

Должен находиться в пределах:kз=0,70 – 0,75.

2.4.Расчет ротора.

Правильный  выбор  воздушного   зазора δ во  многом определяет энергетические  показатели асинхронного двигателя. В  современных  асинхронных  двигателях  зазор  выбирают, исходя  из  минимума  суммарных  потерь. Так  как  при  увеличении  зазора  потери  в  меди  возрастают, а  поверхностные  пульсационные  уменьшаются, то  существует  оптимальное  соотношение  между  параметрами,  при  котором  сумма  потерь  будет  наименьшей.

2.4.1.Воздушный зазор и число пазов ротора.

Исследования, проведенные  для  изучения  влияния  соотношений  числа  зубцов  на  статоре  и  роторе  на  кривую  момента, а  также  шумы  и  вибрации,  позволили  определить  наилучшие сочетанияZ1  и Z2 для  короткозамкнутых  двигателей  с  различными  числами 2p. В двигателях малой мощности выполняютZ2 <Z1. Это объясняется рядом причин технологического характера, а так же тем, что с увеличениемZ2 ток в стержнях ротора уменьшается и в двигателях малой мощности их сечения становятся очень малыми. В более крупных двигателях выполняютZ2>Z1c тем чтобы ограничить ток в стержнях ротора и увеличить равномерность распределения проводников по длине расточки.

Рекомендации  по выбору Z2 при  известныхZ1 и 2p сведены  в  табл. 32:

δ, м

Z2

Расчет

0,4·10-3

44

  1. Внешний диаметрD2.

D2=D-2·δ;

D2, м

D, м

δ, м

Расчет

0,161

0,162

0,4·10-3

  1. Конструктивная  длина  сердечника ротора.

В  машинах  сh<0,25 м берут  равной  длине  сердечника статора,

т.е.l2=lδ:

lδ, м

l2, м

Расчет

0,483

0,483

  1. Зубцовое делениеt2:

;

lδ, м

t2, м

D2, м

Z2

Расчет

0,483

0,097

0,483

44

  1. Bнутренний диаметр сердечника ротораDj.

При непосредственной посадке  на вал равен диаметру вала и может быть определен:

;

(значение коэффициентаkв  приведены  в  табл. 33)

Dj, м

kв

Da, м

Расчет

0,044

0,23

0,191

  1. Коэффициент  приведения  токов.

Рассчитываем с  учетом  принятых  для  короткозамкнутой обмотки  числа  фаз  и  витков  в  фазе:

;

vi

m

ω1

kоб1

Z2

Расчет

8.291

3

64

0,957

44

2.4.7.Предварительное значение тока в стержне ротора:

;

гдеki - коэффициент, учитывающий  влияние  тока  намагничивания  и  сопротивления обмоток  на  отношениеI/I2,  его приближенное значение может быть взято из  таблицы 34:

I2,А

ki

I, А

vi

Расчет

133.99

0,8

20.202

8.291

  1. Площадь  поперечного сечения  стержня qc:

;

гдеJ2 - плотность  тока  в  стержнях  ротора  машин  закрытого  обдуваемого  исполнения  при  заливке  пазов  алюминием  выбирается  в  пределахJ2=(2,5 - 3,5 106) А/м2.

qc, м2

I2,А

J2, А/м2

Расчет

5.36·10-5

133.99

2,5∙106

2.4.9.Размеры шлица и высота перемычки над пазом.

В асинхронных  двигателях  с  короткозамкнутым  ротором  серии  4А  с  высотой  оси  вращенияh0,25 м выполняют  грушевидные  пазы  и  литую  обмотку  на  роторе  (рис. 8, а).

bш2, м

hш2, м

h´ш2, м

Расчет

1,5·10-3

0,7·10-3

0,3·10-3

2.4.10. Допустимая ширина зуба.

Ширина зубцов ротора определяется по допустимой индукцииBz2

;

Bz2, Тл

Вδ, Тл

t2, м

lδ, м

lст2, м

kc

bz2, м

Расчет

1,9

0,8

0,09

0,483

0,483

0,97

3.781·10-3

2.4.11. Размеры пазаb1p,b2p иh1p.

Рассчитывают, исходя из сечения стержняqc и из условия постоянства ширины зубцов ротора:

;

b1p,м

D2,м

hш2, м

h´ш2, м

Z2

bz2, м

Расчет

5.45·10-3

0,137

0,7·10-3

0,3·10-3

44

3.781·10-3

;

b2p, м

b1p, м

Z2

qc, м2

Расчет

4.467·10-3

5,45·10-3

44

5.36·10-5

;

b2p, м

b1p, м

Z2

h1p, м

Расчет

4.467·10-3

5,45·10-3

44

0,068

После расчета размеры паза следует округлить до десятых долей миллиметра.

b1p, м

b2p, м

h1p, м

Расчет

5,9·10-3

4.5·10-3

0,068

2.4.12. Полная высота пазаhп2:

;

hп2, м

h´ш2, м

hш2, м

b1p, м

b2p, м

h1p, м

Расчет

0,013

0,3·10-4

0,7·10-4

5,9·10-3

9.9·10-3

0,068

  1. Уточняем площадь сечения стержняqc:

;

qc,м2

b1p, м

b2p, м

h1p, м

Расчет

5.7·10-5

5,9·10-3

4.5·10-3

0,068

  1. Плотность тока в стержнеJ2:

;

J2, А/м2

I2,А

qc, м2

Расчет

2.335·106

133.9

5.7·10-5

  1. Определение тока в замыкающих кольцахIкл короткозамкнутых роторов.

Короткозамыкающие кольца литой обмотки обычно выполняются с поперечным сечением в виде неправильной трапеции, прилегающей одним из оснований к торцу сердечника ротора

;

где: .

Δ

p

Z2

Iкл, А

I2, А

Расчет

0,425

3

44

315.184

133.9

2.4.16. Плотность тока в замыкающих кольцах Jкл.

Выбирается в среднем на 15-20 % меньше, чем в стержнях. Это объясняется двумя причинами. Во-первых, замыкающие  кольца,  имея  лучшие  условия охлаждения по сравнению со стержнями, являются своего рода радиаторами, которые отводят тепло стержней, усиливая их охлаждение. Во-вторых, в машинах, в которых для улучшения пусковых характеристик используют эффект вытеснения тока, большое сопротивление короткозамыкающих колец снижает кратность увеличения общего сопротивления обмотки ротора при пуске.

;

Jкл, А/м2

J2, А/м2

Расчет

1.935·106

2.335·106

  1. Площадь поперечного сечения замыкающих колецqкл:

;

qкл, м2

Iкл, А

Jкл, А/м2

Расчет

1.588·10-4

315.184

1.935·106

  1. Размеры замыкающих колец.

Выбирают таким образом, чтобы:bкл=(1,1 - 1,25)·hп2 (рис. 10):

bкл=1,25·hп2;

bкл, м

hп2, м

Расчет

0,016

0,013

Расчетное сечение замыкающих колец литой обмотки, м2, принимают

qклкл.bкл

следовательно:

;

акл, м

qкл, м2

bкл, м

Расчет

0,097

1.588·10-4

0, 016

  1. Средний диаметр замыкающих колец:

Dкл.ср=D2-bкл;

Dкл.ср, м

D2, м

bкл, м

Расчет

0,12

0,137

0,016

2.5.Расчет намагничивающего тока.

  1. Индукция  в  зубцах статораBz1.

;

Bz1, Тл

Вδ, Тл

t1, м

lδ, м

bz1, м

lст1, м

kc

Расчет

1,9

0,714

0,012

0,483

4,64·10-3

0,483

0,97

2.5.2.Индукция в  зубцах ротораBz2

;

Bz2, Тл

Вδ, Тл

t2, м

lδ, м

bz2, м

lст2, м

kc

Расчет

1,9

0,714

0,097

0,483

4.64·10-3

0,483

0,97

  1. Индукция в ярме статора Ва:

;

Ва, Тл

Ф, Вб

ha, м

lcт1, м

kc

Расчет

1,6

0.016

0,011

0,483

0,97

  1. Расчетная высота  ярма  ротораh´j.

;

h´j, м

D2, м

Di

hп2, м

Расчет

0,029

0,137

0,052

0,013

2.5.5. Индукция в ярме ротора Вj:

;

Вj, Тл

Ф, Вб

j,м

lcт2,м

kc

Расчет

0,576

0.016

0,032

0,483

0,97

2.5.6. Коэффициент воздушного зазораkδ:

;

где γ рассчитывается по следующей формуле:

;

γ

bш1, м

δ, м

Расчет

6.004

3,710-3

0.4·10-3

2.5.7. Магнитное напряжение воздушного зазораFδ:

;

kδ

t1,м

γ

δ, м

Fδ, А

Вδ, Тл

Расчет

1,25

0,012

6.004

0,4·10-3

567.7

0,826

  1. Значения напряженности поля в зубцахHZ.

- расчетная  высота  зубца  статораhz1=hп1;

- расчетная  высота  зубца  ротораhz2=hп2-0,1·b2p.

Вz1,Тл

Hz1, A/м

Вz2, Тл

Hz2, А/м

hz1, м

hz2, м

hп2, м

b, м

Расчет

1,9

2070

1,9

2160

0,016

0,012

0,016

4.5∙10-3

2.5.9. Магнитное   напряжение  зубцовой  зоны  статораFz1 и ротораFz2:

,;

где   hz1 - расчетная высота зубца статора;

hz2 - расчетная высота зубца ротора;

Fz1, A

hz1,м

Hz1, А/м

Fz2, A

hz2,м

Hz2, А/м

Расчет

67.04

0,017

2,07·103

52.612

0,016

2.16·103

  1. Коэффициент насыщения зубцовой зоны kZ:

;

kz

Fz1,A

Fz2,A

Fδ,A

Расчет

1,211

67.04

52.612

567.7

Полученное  значениеkZпозволяет  предварительно  оценить правильность выбранных  размерных соотношений  и  обмоточных  данных  проектируемой  машины. ЕслиkZ>1,5 - 1,6,  имеет  место чрезмерное  насыщение зубцовой  зоны;  еслиkZ<1,2, то  зубцовая  зона  мало  использована  или воздушный  зазор  взят  слишком  большим. В обоих  случаях  в  расчет  должны  быть  внесены соответствующие  коррективы.

  1. Значения напряженности поля в ярмеHZ.

Ва, Тл

На, А/м

Вj, Тл

Нj, А/м

Расчет

1,6

1400

0,57

350

2.5.12. Длина  средней  магнитной  линии  ярма  статораLa:

;

La,м

Da,м

ha,м

p

Расчет

0,094

0,191

0,011

3

2.5.13. Высота спинки ротораhj:

;

D2, м

Dj, м

hj, м

hп2, м

Расчет

0,137

0,044

0,033

0,013

2.5.14. Длина средней магнитной линии потока в ярме ротораLj.

Для  всех двигателей, кроме двухполюсных с  непосредственной посадкой  на  вал:

;

Dj, м

hj, м

Lj, м

р

Расчет

0,044

0,033

0,04

3

2.5.15. Магнитное напряжение ярма статораFa и ярма ротораFj:

Fa=La·Ha,Fj=Lj·Hj;

Fa, А

La, м

Ha, А/м

Fj, А

Lj, м

Hj, А/м

Расчет

132.2

0,094

1400

14.154

0,04

350

2.5.16. Суммарное магнитное напряжение магнитной цепи машины (на пару   полюсов):

Fц=Fδ+Fz1+Fz2+Fa+Fj;

Fц, А

Fδ, А

Fz1, А

Fz2, А

Fa, А

Fj, А

Расчет

833.8

567.7

67.04

52.612

132.28

14.156

  1. Коэффициент насыщения магнитной цепиkμ:

;

kμ

Fц, А

Fδ, А

Расчет

1,46

833.8

567.7

  1. Намагничивающий токIμ:

;

Iμ, А

р

Fц, А

m

ω1

kоб1

Расчет

15.238

3

833.8

3

164

0,95

2.5.19. Относительное значение намагничивающего токаI´μ.

;

μ

Iμ, А

I, А

Расчет

0,6

15.238

20.202

Относительное  значениеI´μ служит определенным критерием правильности проведенного выбора и  расчета  размеров  и  обмотки  двигателя. Так, если  при  проектировании  четырехполюсного  двигателя  средней  мощности  расчет  показал, чтоI´μ<0,2 - 0,18, то  это  свидетельствует  о том, что  размеры  машины  выбраны  завышенными  и  активные  материалы  недоиспользованы.

Если  же в  аналогичном  двигателеI´μ>0,3 - 0,35, то это означает, что  либо  его  габариты  взяты  меньшими, чем  следовало, либо  неправильно  выбраны  размерные  соотношения  участков     магнитопровода.

В  небольших двигателях  мощностью  менее 2-3 кВтI´μ может достигать значения 0,5-0,6,несмотря  на  правильно  выбранные  размеры и малое насыщение магнитопровода. Это объясняется   относительно  большим  значением  магнитного  напряжения  воздушного  зазора, характерным  для  двигателей  малой  мощности.

2.6.Параметры рабочего режима.

Параметрами  асинхронной  машины  называют  активные  и  индуктивные  сопротивления  обмоток  статораr1,x1, ротораr2,x2, сопротивление  взаимной  индуктивностиx12 и  расчетное  сопротивлениеr12,  введением   которого  учитывают   влияние  потерь   в   стали   статора   на  характеристики  двигателя.

Для  определения  активного  сопротивления  фазы  обмотки  статора  предварительно  необходимо  определить:

bкт -  среднюю  ширину  катушки,

lвыл - длину  вылета  лобовой  части  катушки,

lп1- длину  пазовой  части,

lл1- длину  лобовой  части,

lср1- среднюю  длину  витка,

L1 - общую  длину проводников  фазы  обмотки.

2.6.1.Средняя  ширина  катушкиbкт:

;

где β1 - относительное укорочение шага обмотки статора;

bкт, м

D, м

hп1, м

р

β1

Расчет

0,08

0,138

0,016

3

1

  1. Длина вылета лобовой части катушкиlвыл:

;

гдеkвыл - коэффициент, значение которого  берут из табл. 39 в  зависимости от числа  полюсов  машины  и  наличия  изоляции  в  лобовых  частях.

В - длина  вылета  прямолинейной  части  катушек  из  паза  от  торца  сердечника до   начала  отгиба  лобовой  части.  Для  всыпной  обмотки,  укладываемой  в пазы   до  запрессовки  сердечника  в  корпус, принимаем В=0,01 м.

lвыл, м

kвыл

bкт, м

B, м

Расчет

0,05

0,5

0,08

0,01

2.6.3. Длина  пазовой  частиlп1.

Равна  конструктивной  длине  сердечников  машины:

lп1=lcт1.

lст1, м

lп1, м

Расчет

0,483

0,483

2.6.4. Длина лобовой части:

lл1=kл·bкт+2·В;

гдеkл - коэффициент, значение которого  берут из табл. 39 в  зависимости  от числа  полюсов  машины  и  наличия  изоляции  в  лобовых  частях.

bкт – средняя ширина катушки;

lл1, м

kл

bкт, м

B, м

Расчет

0,133

1,4

0,08

0,01

  1. Средняя длина виткаlср1:

lср1=2·(lп1+lл1).

lср1, м

lл1, м

lп1, м

Расчет

1.231

0,133

0,483

  1. Общая длина проводников фазы обмоткиL1:

L1=lср1·ω1;

lср1, м

L1, м

ω1

Расчет

1.231

78,7

64

Для класса нагревостойкости изоляции F расчетная температура υрасч=1150 С.

Для меди удельное сопротивление материала обмотки при расчетной температуре:

Ом·м;

  1. Активное сопротивление фазы обмотки статора:

ρ115, ом·м

r1, Ом

L1, м

qэф, м2

а

Расчет

10-6/41

0.742

78.7

0.8·10-6

3

Для удобства сопоставления параметров отдельных машин и упрощения  расчета  характеристик параметры  асинхронной  машины  выражают  в  относительных  единицах, принимая  за базисные значения  номинальное  фазное  напряжение  и номинальный  фазный  ток  статора.

2.6.8.Относительное значениеR1:

;

R1

r1,Ом

I, А

U1нф, В

Расчет

0,068

0.742

20.202

220

  1. Активное сопротивление фазы обмотки ротораr2.

Ом·м;

определяем  сопротивление  стержняrc:

;

rс, Ом

ρ115, ом·м

lст2, м

kr

qc, м2

Расчет

4.1·10-4

10-6/20,5

0,483

1

0,57·10-4

2.6.10. Сопротивление  участка  замыкающего  кольца, заключенного  между  двумя  соседними  стержнямиrкл:

rкл, Ом

ρ115, Ом·м

Dкл.ср, м

Z2

qкл, м2

Пример

2.64·10-6

4,878·10-8

0,12

44

1.58810-4

  1. Активное сопротивление фазы обмотки ротора:

;

rс, Ом

r2, Ом

rкл, Ом

Δ

Расчет

4.1·10-4

4.397·10-4

2.64·10-6

0,425

2.6.12. Сопротивлениеr2 для дальнейших расчетов должно быть приведено к числу витков первичной обмотки статора:

;

r´2, Ом

r2, Ом

m

ω1

Z2

kоб1

Расчет

0,443

4.397·10-4

3

64

44

0,95

2.6.13. Относительное значениеR2:

;

R2, Ом

r´2, Ом

I, А

U1нф, В

Расчет

0,041

0,443

20.202

220

2.6.14. Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния:

;

λл1

q

lл1, м

l´δ, м

β1

τ, м

Расчет

0,122

2

0,133

0,483

1

0,072

2.6.15. Коэффициент ξ.

Для определения магнитной проводимости  дифференциального  рассеяния  при  полузакрытых  или  полуоткрытых  пазах  статора  с  учетом  скоса  пазов:

;

где для βск=0, т.к. отсутствует скос пазов и =0.813 по табл. 38,39 определяемk´ск;

ξ

k´ск

kβ

kоб1

t2, м

t1, м

Расчет

3.525

1,4

1

0,95

0,097

0,012

2.6.16. Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния для обмоток статора λд1:

;

ξ

δ, м

λд1

kδ

t1, м

Расчет

3.525

0,4·10-3

7.04

1,25

0,012

2.6.17. Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния для обмоток  статора  λп1.

Определяется в  зависимости  от  конфигурации  пазов  по  формулам  табл.39:

h1=0;

;

b2c,м

h2,м

h1,м

bш1,м

λп1,

kβ

hш1, м

k´β

Расчет

7.8·10-3

0,0204

0

3,7·10-3

0.586

1

0,005

1

2.6.18. Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора:

;

х1, Ом

f1, Гц

ω1

l´δ, м

p

q

λп1

λд1

λл1

Расчет

1,9

50

64

0,483

3

2

0.586

7.04

0.122

2.6.19. Относительное значение х´1:

;

х´1

х1, Ом

I, А

U1нф, В

Расчет

0,183

1,9

20.202

220

.

2.6.20. Коэффициент магнитной проводимости пазового  рассеяния обмотки короткозамкнутого  ротора λп2.

.

;

h0., м

hш2, м

bш, м

λп2

b1, м

qc

Расчет

0,025

7·10-4

1,5·10-3

3,656

5,9·10-3

0,573·10-4

Для рабочего режимаkд=1.

2.6.21. Коэффициент магнитной  проводимости  лобового рассеяния обмотки короткозамкнутого ротора λл2.

В  роторах  с  литыми  обмотками  при  замыкающих  кольцах, прилегающих  к  торцам сердечника  ротора:

;

λл2

Dкл.ср, м

Z2

l´δ, м

Δ

акл, м

bкл, м

Расчет

0,081

0,12

44

0,483

0,425

0,0973

0,016

2.6.22.Коэффициент магнитной  проводимости  дифференциального  рассеяния обмотки короткозамкнутого  ротора λд2.

Находим с  учетом  коэффициента ξ:

;

Δz – находят по кривым рис. 18.

ξ

р

Z2

Δz

Расчет

1,009

3

44

0

Тогда:

;

ξ

λд2

t2, м

δ, м

kδ

Расчет

1,009

1.64

0,097

0,4·10-3

1,25

2.6.23.Суммарное значение коэффициентов магнитной проводимости обмоток и короткозамкнутого ротора Σλ2:

;

Σλ2

λп2

λд2

λл2

Расчет

2.859

1.136

1.642

0,081

2.6.24.Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора х2:

;

Σλ2

х2, Ом

f1, Гц

l´δ

Расчет

2.859

5.453·10-4

50

0,483

2.6.25. Сопротивление х2 для дальнейших расчетов должно быть приведено к числу витков первичной обмотки статора:

;

х´2, Ом

х2, Ом

Z2

m

ω1

kоб1

Расчет

0.55

5.45·10-4

44

3

64

0,95

2.6.26. Относительное значение Х2:

;

X2, Ом

х´2, Ом

I, А

U1нф, В

Расчет

0,05

0.55

20.202

220

2.7. Расчет потерь.

Потери  в  асинхронных  машинах  подразделяют  на потери  в  стали

(основные и добавочные), электрические  потери, вентиляционные, механические  и  добавочные  потери  при  нагрузке.

Основные  потери  в  стали    асинхронных  двигателей  рассчитывают  только  в  сердечнике  статора, так как частота перемагничевания ротора, в режимах, близких к номинальному, очень мала и потери в стали ротора даже при больших индукциях незначительны.

2.7.1.Масса стали ярма статораmа:

;

где γс - удельная масса стали; в расчетах принимают γс=7,8·103 кг/м3;

ma,кг

Da,м

ha,м

lст1,м

kc

γc,кг/м3

Расчет

21.84

0,191

0,011

0,483

0,97

7,8·103

  1. Масса стали зубцов статораmz1:

;

mz1, кг

hz1, м

bz1, м

Z1

lст1, м

kc

γc, кг/м3

Расчет

9.9

0,016

4,64·10-3

36

0,483

0,97

7,8·103

  1. Потери в стали основные Рст. осн:

;

где: р1.0.50 - удельные потери по табл. 44;

       β - показатель степени по табл. 44;

kда иkдz - коэффициенты  ,  учитывающие  влияние  на  потери  в          стали  неравномерности  распределения  потока  по  сечениям  участков  магнитопровода и  технологических  факторов;

Рст.осн,Вт

р1.0.50

β

f1, Гц

kда

kдz

Ва, Тл

Вz1, Тл

ma, кг

mz1, кг

Расчет

338.441

2,2

1.4

50

1,6

1,8

1,6

1,9

21.84

9.9

  1. Поверхностные потери в роторе:

Для определения поверхностных  потерь  вначале  находим  амплитуду  пульсации  индукции в воздушном зазоре  над коронками  зубцов  ротора В02:

В0202·kδ·Bδ;

где для зубцов ротора β02 зависит от отношенияbш1/δ=7,4 и его значение находим из рис. 19:

В02, Тл

β02

kδ

Вδ, Тл

Расчет

0,375

0,42

1,25

0,846

  1. Удельные поверхностные потери рпов2.

Рассчитывают по В02 и частоте пульсаций индукции над зубцами:

;

гдеk02 - коэффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головки зубцов ротора на удельные потери;

рпов2, Вт/м2

k02

Z1

n1, об/мин

В02, Тл

t1, м

Расчет

96.025

1,5

36

950

0,375

0,012

  1. Полные поверхностные потери в роторе Рпов2:

;

Рпов2, Вт

рпов2, Вт/м2

Z2

bш2

lcт2, м

t2, м

Расчет

16.86

96.025

44

1,5·10-3

0,483

0,097

  1. Пульсационные потери в зубцах ротора:

Для  определения  пульсационных потерь вначале находим  амплитуду пульсации  индукции  в среднем сечении  зубцов  ротора  Впул2:

;

Впул2, Тл

γ

δ, м

Вz2, Тл

t2, м

Расчет

0,234

7,232

0,4·10-3

1,9

0,097

2.7.8. Массу стали зубцов ротораmz2:

mz2=Z2·hz2·bz2·lcт2·kc·γc;

mz2, кг

hz2, м

bz2, м

Z2

lст2, м

kc

γc, кг/м3

Расчет

7.4

0,012

3.78·10-3

44

0,483

0,97

7,8·103

  1. Пульсационные потери в зубцах ротора Рпул2:

;

Рпул2, Вт

Z1

n1, об/мин

Впул2, Тл

mz2, кг

Расчет

52.04

36

950

0,234

7.404

Поверхностные  и  пульсационные  потери  в  статорах  двигателей  с  короткозамкнутыми  роторами со  стержневой  обмоткой  обычно  очень  малы, так как  в  пазах  таких  роторов  малоbш2 и  пульсации  индукции  в  воздушном  зазоре  над головками зубцов статора  незначительны. Поэтому расчет этих  потерь  в статорах  таких  двигателей  не  производят.

2.7.10.Сумма добавочных потерь в стали Рст. доб:

;

Рст.доб, Вт

Рпов2, Вт

Рпул2, Вт

Расчет

68.902

16,86

52.04

2.7.11.Полные потери в стали Рст:

Рст= Рст, осн+ Рст. доб;

Рст.доб, Вт

Рст.осн, Вт

Рст, Вт

Расчет

68.902

338,44

407,343

2.7.12.Механические потери Рмех.

;

Рмех, Вт

Kт

n1, об/мин

Da, м

Расчет

11.41

0,95

950

0,191

2.7.13.Добавочные потери  при  номинальной нагрузке.

;

Рдоб.н, Вт

Р2, Вт

η

Расчет

50

7,5·103

0,75

2.7.14.Холостой ход двигателя:

При определении активной составляющей тока холостого  хода  принимают, что  потери  на  трение и  вентиляцию  и  потери  в  стали  при  холостом  ходе

двигателя  такие же как и при  номинальном  режиме.  Электрические  потери  в  статоре  при холостом ходе Рэ1хх приближенно  принимаются  равными:

;

Рэ1хх, Вт

Iμ, А

r1, Ом

Расчет

516,7

15,238

0.742

2.7.15. Активная составляющая тока холостого ходаIхха:

;

Рст, Вт

Рмех, Вт

Рэ1хх, Вт

m

U1нф, В

Iхх.а, А

Расчет

407

11,41

516,75

3

220

1,41

2.7.16.Реактивная составляющая тока холостого хода, равна намагничивающему токуIμ . Холостой ход двигателяIхх

;

Iхх.а, А

Iμ, А

Iхх, А

Расчет

15,304

15,238

1,41

2.7.17. Коэффициент мощности при холостом ходеcosφ:

;

Iхх.а, А

сosφхх

Iхх, А

Расчет

15,304

0,99

1,41

2.8.Расчет рабочих характеристик.

2.8.1. Сопротивлениеr12 и х12 с достаточной для обычных расчетов точностью определяют по следующим формулам:

, ;

r12, Ом

Pст.осн, Вт

U1нф, В

х1, Ом

m

Iμ, А

Расчет

0,486

338,4

220

1,994

2

15,238

2.8.2.Коэффициент с1 представляет  собой  взятое с обратным  знаком  отношение вектора напряжения фазыU1нф к  вектору  ЭДС.

,

c1

х12, Ом

х1, Ом

Расчет

1,16

12,433

1,994

где ;

х12, Ом

х1, Ом

r12, Ом

γ, рад

r1, Ом

Расчет

12,433

1,994

0,486

0,046

0,742

  1. Активную составляющую тока синхронного холостого хода определяют из выражения:

;

Реактивную составляющую тока синхронного холостого хода принимаем равную току намагничивания

Iор= I.

Ioa,А

Рст.осн, Вт

Iμ, А

r1, Ом

U1нф, В

Расчет

1.296

338,441

15,238

0,742

220

  1. Так как [γ]≤1 и мы используем приближенный метод, то в этом случае необходимо ввести дополнительные расчетные величины:

а´=с12; а=с1r1;b´=0;b=c1(x1+c1x2’)

а´

b´

b, Ом

r1, Ом

х1

х´2

Расчет

0,961

0

3,054

0,742

1,994

0,55

2.8.5.В данном случае постоянные потери (не меняются при изменении скольжения):

ΣP=Pстмех=418,34 Вт .

Рст, Вт

Рмех, Вт

ΣР, Вт

Расчет

407,3

11,41

418,34

Принимаемsн=R2=0,025 и рассчитаем рабочие характеристики, задаваясь скольжениемs.

15.6

Построение рабочих характеристик

2.9.  Расчет пусковых характеристик.

  1. Данные необходимые для расчета пусковых характеристик.

Р2, Вт

U1нф, В

I, А

х12, Ом

х´2, Ом

х1, Ом

r1, Ом

r´2, Ом

sн

Расчет

7.5·103

220

3

20,202

12,433

0.55

1,994

0.742

0,443

0,025

.Подробный расчет приведен для скольжения S=1.

2.9.2. Высота стержня в пазуhc:

;

hc, м

hп2, м

h´ш2, м

hш2, м

Расчет

0,012

0,013

0,0004

0,0003

  1. По полной высоте стержня и удельному сопротивлению материала стержня (для литой алюминиевой обмотки ротора ρ115=10-6/20,5 Ом·м) определяют

функцию ξ:

;

ξ

hc,м

s

Расчет

0.668

0,012

1

  1. В соответствии с функцией ξ находим по кривым рис.25

ξ

Расчет

0,668

0,1

  1. Глубина проникновения тока в стержень обмотки.

;

hr,м

hc, м

Расчет

0,011

0,1

0,012

  1. В расчете условно принимаем, что при действии эффекта вытеснения, ток ротора распределен равномерно, но не по всему сечению стержня, а лишь по его верхней части, ограниченной высотойhr, имеющее сечениеqr, которое находим по следующей формуле:

,

гдеbr рассчитывается по следующей формуле:

;

br, м

b, м

b2p, м

hr,м

h, м

Расчет

0,00426

0,059

0,045

0,011

0,0068

тогда сечение стержняqr:

qr·, м2

b, м

br,м

hr,м

Расчет

0,00054

0,059

0,00426

0,011

  1. Коэффициентkr через отношение площадей всего сечения стержня и сечения, ограниченного высотойhr:

,

гдеqc - площадь поперечного сечения стержня (см. п. 2.4.8.).

kr

qr,м2

qc, м2

Расчет

1,05

0,00054

5,73910-5

  1. Коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора.

Для расчета характеристик необходимо учитывать изменение сопротивления всей обмотки ротораr2, поэтому удобно ввести коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора под влиянием эффекта вытеснения тока:

;

KR

r2,Ом

kr

rc, Ом

Расчет

1,05

41

1,05

43

2.9.10.Приведенное активное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом вытеснения тока:

;

KR

Расчет

0,465

0,433

1,05

Индуктивное сопротивление обмотки ротора.

2.9.11. Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния с учетом действия эффекта вытеснении тока λп2ξ:

;

λп2ξ

h1, м

b, м

qc, м2

bш2, м

hш2, м

kД

Расчет

1.1

2,5310-3

5,9·10-3

0,057·10-3

1,5·10-3

0,7·10-3

0,81

гдеkд - коэффициент демпфирования, показывает, как уменьшилась проводимость участка паза, занятого проводником с током, при  действии эффекта вытеснении тока с проводимостью того же участка, но при равномерной плотности тока в стержне.

2.9.12. Изменение индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от действия  эффекта вытеснения тока Kx:

;

λп2ξ

λл2

λд2

λп2

Кх

Расчет

1.12

0,081

1.64

1.13

0,99

2.9.13. Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора от  действия  эффекта вытеснения тока:

;

х´2ξ

Kх

х´2

Расчет

0,548

0,99

0,55

Учет влияния насыщения на параметры.

При расчете влиянии параметров предыдущих режимов можно было не учитывать влияния насыщения, так как токи в этих режимах относительно малы и потоки рассеяния не  создают заметного падения напряжения в стали зубцов. При увеличении скольжении свыше  критического и в пусковых режимах токи возрастают, и потоки рассеяния увеличиваются. Поэтому в расчетах задаются предполагаемой кратностью увеличение тока, обусловленной уменьшением индуктивного сопротивления из-за насыщения зубцовой зоны. Ориентировочно для расчета пусковых режимов, принимают Кнас=1,1-1,4.

  1. Средняя МДС обмотки, отнесенная к одному пазу обмотки статора:

;

uп

а

kоб1

Z1

Z2

Fп.ср, А

Пример

32

3

1

0,95

36

44

179,4

где uп - число эффективных  проводников в пазу (п.2.2.6.),

      а - число параллельных ветвей.

2.9.16. Коэффициент для определения фиктивной индукции потока рассеяния в воздушном зазоре:

;

СN

δ, м

t1, м

t2, м

Расчет

0,97

0,0004

0,0012

0,0097

  1. Фиктивная индукция потока рассеяния в воздушном зазоре:

;

СN

δ, м

Fп.ср, А

Вфδ, Тл

Расчет

0,97

0,0004

179,4

0,468

2.9.18. Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учетом насыщения.

По полученному значениюB и по таблице 46 находим отношение потока рассеяния при насыщении к потоку рассеяния не насыщенной машины, характеризуемой коэффициентом хδ:

;

с1

t1, м

bш1, м

хδ

Расчет

0,8·10-3

0,0012

0,0037

0,9

2.9.19. Вызванное насыщение от полей рассеяния уменьшение коэффициента проводимости рассеяния полузакрытого паза статора:

;

гдеhш1 - размер паза в штампе;

h1 - размер паза в свету с учетом припуска на сборку.

с1

h1, м

bш1, м

hш1, м

Расчет

0.8·10-3

0,85

0,0037

0,018

0,005

2.9.20. Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учетом насыщения:

;

λп1нас

λп1

Δλп1нас

Расчет

1,405

1,511

0,106

2.9.21. Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения:

;

λд1нас

λд1

хδ

Расчет

6,344

7,04

0,9

гдед1 - коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора без учета влияния насыщения (п.2.6.16.).

2.9.22. Индуктивное сопротивление обмотки статора с учетом влияния насыщения:

х1нас

х1

λп1нас

λд1нас

λп1

λд1

λл1

Расчет

0,82

1,9

0,468

6,3

0,48

7,04

0,122

гдел1 - коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния обмотки статора без учета влияния насыщения,

x1 - индуктивное сопротивление фазы обмотки статора.

2.9.23. Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора с учетом насыщения:

;

с2

t2, м

bш2, м

Хδ

Расчет

8,210-4

0,0097

0,0015

0,9

2.9.24. Уменьшение коэффициента проводимости рассеяния паза ротора:

с2

hш2, м

bш2, м

Расчет

8,210-4

0,0037

0,0015

0,018

2.9.25. Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора с учетом насыщения:

;

λп2ξнас

λп2ξ

Δλп2ξнас

Расчет

0,46

0,485

0,018

2.9.26. Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки ротора с учетом влияния насыщения:

;

λд2нас

λд2

хδ

Расчет

1.477

1.64

0,9

2.9.27. Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом насыщения и вытеснения тока:

;

х'2нас

х'2

λп2ξнас

λд2нас

λп2

λд2

λл2

Расчет

0,485

0,55

0,96

1,477

1.136

1,64

0,081

2.9.28. Сопротивление взаимной индукции обмоток статора и ротора в пусковом режиме:

;

х12п, Ом

х12, Ом

Fц, А

Fδ, А

Расчет

18,276

12,433

833,81

567,7

гдеx12 - сопротивление взаимной индукции обмоток статора и ротора (п.2.8.1.);Fц - суммарное магнитное напряжение магнитной цепи машины (на пару полюсов) (п.2.5.16.);

F - магнитное напряжение воздушного зазора (п.2.5.7.).

2.9.29. Коэффициент с1пнас.

;

с1пнас

х1нас

х12п

Расчет

1,01

1,806

18,27

2.9.30. Активная составляющая сопротивления правой ветви Г-образной схемы замещения (см. рис.23 ).

;

с1пнас

r1,Oм

r'

s

aп

Расчет

1,01

0,742

0,465

1

1.25

2.9.31. Реактивная составляющая сопротивления правой ветви Г - образной схемы замещения.

;

с1пнас

x1нас,Oм

x'2ξнас

bп

Расчет

1,01

1,806

0,485

2,339

2.9.32. Ток в обмотке ротора.

;

I'2п

U1нф,Oм

ап

bп

Расчет

82,9

220

1,233

2,339

2.9.33. Ток в обмотке ротора с учетом коэффициента с1пнас.

;

I1п,А

I´2, A

x12п

с1пнас

ап

bп

Расчет

85,2

82,9

18,27

1,01

1,223

2,339

2.9.34. Ток в обмотке ротора в относительных единицах.

;

I1п*

I1п,А

I1н,А

Расчет

4.221

85,2

20,202

гдеI1н – номинальный ток обмотки статора (п.2.2.5.).

2.9.35. Относительное значение момента Мп*.

;

Мп*

I´2п, А

I´, А

KR

sн

s

Расчет

1.2

82.9

12.1

1,05

0,025

1

2.9.36. Для определения тока  повторим расчет пунктов 2.9.4. - 2.9.13., дляs=sн=0,025.

;

ξ

hc, м

sн

Расчет

0,12

0,028

0,025

;

где  находим по рис.25

находим по рис.26

hr,м

hc,м

φ

Расчет

0,012

0,028

0,1

;

qr, м

b1p,м

br,м

hr, м

Расчет

5,5·10-5

5,9·10-3

4.26·10-3

0,011

;

br, м

b1p,м

b2p,м

h1p,м

hr,м

Расчет

4.26·10-3

5,9·10-3

4.5·10-3

0,0068

0,011

;

qr, м

qс, м

kr

Расчет

5,5·10-5

5.5·10-5

1,05

;

KR

rc,Ом

r2,Ом

kr

Расчет

1,05

4.105·10-4

4.39·10-4

1,05

r´2ξ

KR

r´2

Расчет

0,465

1,05

0,443

2.9.37. Критическое скольжение

;

sкр

r´2

х1нас

с1нас

х´2ξнас

Расчет

0,25

0,443

1,806

1,01

0,485

Формуляр расчета пусковых характеристик асинхронного двигателя.

Обозначения величин

Скольжение