Расчет параметров рабочего режима

1. Активное сопротивление обмотки статора по формуле 9.132 [1, с. 397]

(66)

где - коэффициент увеличения активного сопротивления фазы обмотки от действия эффекта вытеснения тока (в проводниках обмотки статора асинхронных машин эффект вытеснения тока проявляется незначительно из-за малых размеров элементарных проводников, поэтому = 1);

L₁ – общая длина эффективных проводников фазы обмотки, м:

- по формуле 9.134 [1, с. 398] (67)

где - средняя длина витка обмотки, м;

- число витков фазы.

Среднюю длину витка находят как сумму прямолинейных пазовых и изогнутых лобовых частей катушки:

- по формуле 9.134 [1, с. 398] (68)

Где длина пазовой части равна конструктивной длине сердечников машины м.

Длина лобовой части катушки, м:

- по формуле 9.139 [1, с. 399] (69)

Вылет лобовых частей катушки, м:

- по формуле 9.140 [1, с. 399] (70)

где - средняя ширина катушки, м, определяемая по дуге окружности, проходящей по серединам высоты пазов:

по формуле 9.141 [1, с. 399]

, (71)

где - укорочение шага обмотки, для обмотки без укорочения шага принимаем

для класса нагревостойкости изоляции F расчетная температура С; для медных проводников .

и - коэффициенты, значения которых берем по табл. 9.23 [1, с. 399] = 1,2 и = 0,26;

В – длины вылета прямолинейной части катушек из паза от торца сердечника до начала отгиба лобовой части, м, В = 0,01 м.

Тогда окончательно:

м

м,

м,

м,

м;

Ом.

Относительное значение:

Ом. (72)

2. Активное сопротивление фазы алюминиевой обмотки ротора по формуле 9.168

[1, с.406]

(73)

где - сопротивление стержня по формуле 9.169 [1, с. 406]:

(74)

- сопротивление участка замыкающего кольца, заключенного между двумя соседними стержнями:

(75)

где для литой алюминиевой обмотки ротора

Окончательно получим:

Ом,

Ом;

Ом;

Приводим к числу витков обмотки статора по формулам 9.172, 9.173:

здесь

(76)

Имеем: здесь

Ом,

Относительное значение:

(77)

3. Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора по формуле 9.152 [1, с. 402]

, (78)

где = 0,097 м - расчетная длина при отсутствии радиальных вентиляционных каналов [1, с. 402]

где по табл. 9.26 (см рис. 9.50, е) и по рис. 9.73

(79)

где (см. рис. 9.50, е и 9.73)

мм; мм; мм; (проводники закреплены пазовой крышкой);

Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния:

- по формуле 9.159 [1, с. 403] (80)

где q и l_л – число пазов на полюс и фазу и длина лобовой части витка обмотки.

Поэтому:

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния определяем по формуле 9.174а [1, с. 407]:

(81)

где по формуле 9.176 [1, с. 407]:

(82)

для и по рис. 9.51, [1, с. 405]

Получим:

=1,021 Ом.

Относительное значение

4. Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора по формуле 9.177 [1, с. 407]

(83)

где по табл. 9.27 (см. рис. 9.52, а, ж)

(84)

где (см. рис. 9.52, а, ж, и рис. 9.73)

а) ж)

Рис. 9.52, а, ж

мм; мм; =1,5 мм;

=0,7 мм; =1,3 мм;

Тогда:

Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния определяем по формуле 9.178 [1, с. 409]

(85)

Получим

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки короткозамкнутого ротора определяем по формуле 9.180 [1, с. 409]:

(86)

где по формуле 9.181 [1, с. 409]:

(87)

Тогда:

так как при закрытых пазах .

Окончательно:

Ом

Приводим к числу витков статора по формулам 9.172 и 9.183 [1, с. 406, 409]:

(88)

Ом.

Относительное значение

(89)

Расчет потерь

Потери в асинхронных машинах подразделяются на потери в стали (основные и добавочные), электрические, вентиляционные, механические.

1. Основные потери в стали статоров асинхронных машин определяем по формуле 9.187 [1, с. 412]:

(90)

где [ =2,5 Вт/кгдля стали 2013 по табл. 9.28 [1, с. 412]] – удельные потери при индукции 1 Тл и частоте перемагничивания 50 Гц;

β = 1,4 – показатель степени, учитывающий зависимость потери в стали от частоты перемагничивания;

- коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участков магнитопровода и технологических факторов [1, с. 412]

- индукция в ярме и средняя индукция в зубцах статора, Тл;

- удельная масса стали, принимаем = 7,8*10^-3 кг/м³.

- масса стали ярма и зубцов статора, кг, определяем по формулам 9.188, 9.189

[1, с. 412]:

(91)

кг;

(92)

кг;

Вт

2. Поверхностные потери в роторе определяем по формуле 9.194 [1, с. 414]

(93)

по формуле 9.192 [1, с. 413]:

(94)

где - коэффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головок зубцов ротора на удельные потери.

Для определения поверхностных потерь вначале находят амплитуду пульсации индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов статора и ротора, Тл:

по формуле 9.190 [1, с. 413]:

(95)

для зубцов ротора - это отношение ширины шлица пазов статора к воздушному зазору: по рис. 9.53 [1, с. 414], .

Окончательно для поверхностных потерь:

Тл;

Рис. 9.53

Вт/м²

Вт.

3. Пульсационные потери в зубцах ротора по формуле 9.200 [1, с. 414]:

(96)

Амплитуду пульсаций определяем по формуле 9.196 [1, с. 414]:

(97)

=1,81 Тл из п. 37 расчета; из п.35 расчета;

Получим:

Тл;

Определяем массу стали зубцов ротора по формуле 9.201 [1, с. 414]

(98)

мм из п.37 расчета; мм из п. 32 расчета.

кг;

Окончательно получим:

Вт.

4. Сумма добавочных потерь в стали определяется по формуле 9.202 [1, с. 415]

(99)

( и , см. [1])

Тогда:

Вт

5. Полные потери в стали определяем по формуле 9.203 [1, с. 415]:

(100)

Вт.

5. Механические потери на трение в подшипниках и вентиляционные потери в двигателях с внешним обдувом определяем по формуле 9.210 [1, с. 416]

(101)

где для двигателей с коэффициент .

Вт

6. Ток холостого хода двигателя определяем по формуле 9.17 [1, с. 417]:

(102)

где - реактивная составляющая тока холостого хода.

При определении активной составляющей холостого хода принимают, что потери на трение и вентиляцию и потери в стали при холостом ходе двигателя такие же, как и при номинальном режиме. При этом условии по формуле 9.218 [1, с. 417]:

(103)

где по формуле 9.219 [1, с. 417] электрические потери в статоре при холостом ходе приближенно равны:

(104)

Тогда:

Вт]

А.

Коэффициент мощности по формуле 9.221 [1, с. 417]:

(105)

Тогда:

А