3.11 Площадь поперечного сечения стержня , мм2
(47) мм2
Плотность тока в стержне , А/м
(48)
А/м
Результирующая плотность тока получилась на 6,4% меньше предварительно заявленной в п. 3.1.8, что является допустимым отношением
Рисунок 2 – Трапецеидальный паз короткозамкнутого ротора полузакрытого типа
3.12 Площадь поперечного сечения короткозамыкающих колец , мм2
, (49)
где - ток в короткозамыкающем кольце, А;
- плотность тока в короткозамыкающем кольце, А/м2;
, (50)
Откуда
(51)
А.
(52)
А/м2
3.13 Размеры короткозамыкающих колец
, (53)
мм
3.14 Ширина замыкающих колец ,
(54)
мм
(55)
мм2
3.15 Средний диаметр замыкающих колец , м
, (56)
мм
4. РАСЧЁТ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ
Магнитопровод из стали 2013, толщина листа 0,5 мм
4.1 Магнитное напряжение воздушного зазора , А
, (57)
где - коэффициент воздушного зазора,
(58)
(60)
А.
4.2 Магнитное напряжение зубцовой зоны статора , А
, (61)
где мм;
Расчетная индукция в зубцах, Тл
(62)
Тл
где >1,8 Тл., необходимо учесть ответвление потока в паз и найти действительную индукцию в зубце . Коэффициент по высоте
А.
Действительная индукция , Тл
, (63)
где - коэффициент, определяющий отношение площадей поперечных сечений паза и зубца;
(64)
, (65)
Принимаем Тл, проверяем соотношение и : ; где для Тл по табл. П1.7 А/м
4.3 Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора , А
; (66)
А.
При зубцах по рис. 9.40, б из табл. 9.20 мм; индукция в зубце
; (66)
Тл.
По табл. П.1.7 для Тл находим А/м
4.4 Коэффициент насыщения зубцовой зоны
(67)
4.5 Магнитное напряжение ярма статора
, (68)
Где
; (69)
м;
; (70)
м;
А;
; (71)
Тл.
При отсутствии радиальных вентиляционных каналов в статоре м), для Тл по табл. П1.6 находим А/м
4.6 Магнитное напряжение ярма ротора, А
, (72)
Где
; (73)
м;
; (74)
м;
А;
; (75)
Тл,
где для четырехполюсных машин при 0,75 <
; (76)
м,
где для Тл по табл. П1.6 находим А/м.
4.7 Магнитное напряжение на пару полюсов , А
, (77)
А.
4.8 Коэффициент насыщения магнитной цепи
(78),
4.9 Намагничивающий ток , А
, (79)
А
Относительное значение
; (80)
; 0,2<<0,3.
5. ПАРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО РЕЖИМА
5.1 Активное сопротивление обмотки статора
, (81)
где для класса нагревостайкости изоляции расчетная температура С; для медных проводников Ом·м); площадь поперечного сечения эффективного проводника, м2; L1 – общая длина эффективных проводников фазы обмотки, м;
Ом.
Длина проводников фазы обмотки
; (82)
м;
; (83)
м;
м;
, (84)
где м; по табл. 9.23 ;
м;
; (85)
м.
Длина вылета лобовой части катушки
, (86)
где по табл. 9.23
мм.
Относительное значение
; (87)
.
5.2 Активное сопротивление фазы алюминиевой обмотки ротора
; (88)
Ом;
, (89)
где ;
где Ом·м удельное сопротивление алюминия;
Ом;
; (90)
Ом;
Приводим к числу витков обмотки статора
, (91)
где ;
Ом;
Относительное значение
; (92)
.
5.3 Индутивное сопротивление фазы обмотки статора
; (93)
Ом,
Где
, (94)
(95)
мм
мм
(96)
мм;
, так как проводники закреплены пазовой крышкой; ; ; м;
;
; (97)
;
; (98)
; (99)
;
.
Относительное значение
; (100)
.
5.4 Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора
, (101)
где
; (102)
; (103)
мм;
мм; мм; мм; мм; мм2;
;
; (104)
;
; (105)
; (106) ; (107)
;
Ом
так как при закрытых пазах .
Приводим к числу витков статора
; (108)
Ом.
Относительное значение
(109)
.
6. РАСЧЁТ ПОТЕРЬ
6.1 Потери в стали основные.
, (110)
где [ для стали 2013 по табл. 9.28]
; (111)
кг;
; (112)
кг;
;
;
Вт.
6.2 Поверхностные потери в роторе.
, (113)
Где
; (114)
Вт/м2;
; ; (115)
Тл;
Для
;
;
Вт.
6.3 Пульсационные потери в зубцах ротора.
, (116)
Где
; (117)
Тл;
Тл; ;
; (118)
кг;
;
;
Вт.
6.4 Сумма добавочных потерь в стали
, (119)
где ;
Вт.
6.5 Полные потери в стали
; (120)
Вт.
6.6 Механические потери
; (121)
Вт.
6.7 Холостой ход двигателя
, (122)
где ; (123)
; (124)
Вт;
А;
А;
; (125)
.
7. РАСЧЁТ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ
7.1 Параметры:
Сопротивление , Ом
(126)
Ом
Сопротивление , Ом
(127)
Ом
(128)
(129)
Активная составляющая тока синхронного холостого тока , А
(130)
А
(131)
Ом
(132)
Ом
Потери, не изменяющиеся при изменении скольжения, кВт
кВт
7.2 Рассчитываем рабочие характеристики для различных скольжений s = 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,025; 0,03. Результаты расчета сведены в таблицу 1.
Данные спроектированного двигателя:
Графики рабочих характеристик спроектированного двигателя с короткозамкнутым ротором изображены на рисунках 3, 4, 5, .
Таблица 1 – Рабочие характеристики асинхронного двигателя
|
№ п/п |
Расчётная формула |
Размерность |
Скольжение s |
sном |
||||||
|
0,005 |
0,01 |
0,015 |
0,02 |
0,025 |
0,03 |
0,035 |
0,024 |
|||
|
1 |
а`r`2/s |
Ом |
39,10 |
19,55 |
13,03 |
9,77 |
7,82 |
6,52 |
5,59 |
8,15 |
|
2 |
R |
Ом |
39,46 |
19,91 |
13,40 |
10,14 |
8,18 |
6,88 |
5,95 |
8,51 |
|
3 |
X |
Ом |
1,65 |
1,65 |
1,65 |
1,65 |
1,65 |
1,65 |
1,65 |
1,65 |
|
4 |
Z |
Ом |
39,50 |
19,98 |
13,50 |
10,27 |
8,35 |
7,08 |
6,17 |
8,67 |
|
5 |
I2" |
А |
5,57 |
11,01 |
16,30 |
21,42 |
26,35 |
31,09 |
35,63 |
25,38 |
|
6 |
cosф2' |
|
0,999 |
0,997 |
0,993 |
0,987 |
0,980 |
0,972 |
0,964 |
0,982 |
|
7 |
sinф2' |
|
0,042 |
0,083 |
0,122 |
0,161 |
0,198 |
0,233 |
0,267 |
0,190 |
|
8 |
I1a |
А |
6,09 |
11,49 |
16,70 |
21,66 |
26,35 |
30,76 |
34,86 |
25,44 |
|
9 |
I1p |
А |
8,14 |
8,82 |
9,90 |
11,35 |
13,12 |
15,16 |
17,43 |
12,74 |
|
10 |
I1 |
А |
10,17 |
14,49 |
19,41 |
24,45 |
29,44 |
34,29 |
38,97 |
28,45 |
|
11 |
I2' |
А |
5,71 |
11,29 |
16,71 |
21,95 |
27,01 |
31,87 |
36,52 |
26,02 |
|
12 |
P1 |
кВт |
4,02 |
7,59 |
11,02 |
14,30 |
17,39 |
20,30 |
23,01 |
16,79 |
|
13 |
Pэ1 |
кВт |
0,110 |
0,224 |
0,401 |
0,637 |
0,923 |
1,252 |
1,618 |
0,862 |
|
14 |
Pэ2 |
кВт |
0,018 |
0,071 |
0,156 |
0,269 |
0,407 |
0,567 |
0,744 |
0,378 |
|
15 |
Рдоб |
кВт |
0,020 |
0,038 |
0,055 |
0,071 |
0,087 |
0,101 |
0,115 |
0,084 |
|
16 |
ΣР |
кВт |
0,638 |
0,823 |
1,102 |
1,467 |
1,907 |
2,411 |
2,967 |
1,814 |
|
17 |
Р2 |
кВт |
3,38 |
6,76 |
9,92 |
12,83 |
15,49 |
17,89 |
20,04 |
14,98 |
|
18 |
η |
|
0,841 |
0,892 |
0,900 |
0,897 |
0,890 |
0,881 |
0,871 |
0,892 |
|
19 |
cosф |
|
0,599 |
0,793 |
0,860 |
0,886 |
0,895 |
0,897 |
0,894 |
0,894 |
