(106)
так как режим номинальный.
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки короткозамкнутого ротора:
(107)
Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния для ротора с литыми обмотками при замыкающих кольцах, прилегающих к торцам сердечника ротора:
(108)
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки короткозамкнутого ротора:
(109)
Приводим к числу витков статора по формуле:
(110)
Относительное значение:
(111)
На следующем этапе проектирования рассчитываются потери и КПД.
3.4 Расчет потерь
Основные потери в стали определяются по формуле:
(112)
где - удельные потери, Вт/кг; b - показатель степени, учитывающий зависимость потерь в стали от частоты перемагничивания, b=1,5;,- коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали, неравномерности распределения потока по сечениям участков магнитопровода и технологических факторов;,- масса стали ярма и зубьев статора, кг. Для стали 2312 по таблице 8.26 [1, c. 348] принимается =1,3 Вт/кг. Для машины мощностью менее 250 кВт =1,6 и =1,8.
(113)
(114)
где = - расчётная высота зубца статора, м; - удельная плотность стали, =7800 кг/м3.
Затем рассчитываются добавочные потери в стали.
Амплитуда пульсации индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов статора и ротора, Тл:
(115)
.
=0,16 из рисунка 8.53 [1, c.349].
По и частоте пульсаций индукции под зубцами, равной , определяются удельные поверхностные потери для ротора. Для проектируемого двигателя n=600 мин-1.
(116)
где – коэффициент учитывающий влияние обработки поверхности зубцов ротора на удельные потери.
Принимается =1,5.
Полные потери ротора, Вт:
(117)
Для определения пульсационных потерь вначале находится амплитуда пульсаций индукции в среднем сечении зубцов ротора, Тл:
(118)
.
Пульсационные потери в зубцах статора и ротора, Вт:
(119)
Масса стали зубцов ротора:
(120)
Добавочные потери в стали, Вт:
, (121)
Полные потери в стали, Вт:
(122)
Механические потери, Вт:
(123)
(124)
Добавочные потери, Вт при номинальном режиме:
(125)
Суммарные потери в двигателе ,Вт:
(126)
Коэффициент полезного действия двигателя:
(127)
Рассчитываем холостой ход двигателя.
Электрические потери статора при холостом ходе, Вт:
(128)
Ток холостого хода двигателя, А:
(129)
где - активная составляющая тока, А; - реактивная составляющая тока, А.
(130)
.
- при холостом ходе:
(131)
На следующем этапе необходимо рассчитать рабочие характеристики асинхронной машины.
3.5 Расчет рабочих характеристик
Методы расчёта характеристик основаны на системе уравнений токов и напряжений, которой соответствует схема замещения.
Рисунок 3.1- Cхема замещения.
Рассчитаем сопротивление взаимной индукции обмоток статора и ротора:
(132)
(133)
Комплексный коэффициент для машин мощностью более 3 кВт с большой точностью можно определить по формуле:
(134)
(135)
(136)
(137)
Активная составляющая тока синхронного холостого хода, А:
(138)
Номинальное скольжение (предварительно) принимаем s=0,02
Для расчёта рабочих характеристик необходимы следующие формулы:
(139)
(140)
(141)
(142)
(143)
(144)
(145)
(146)
(147)
(148)
(149)
(150)
(151)
(152)
(153)
(154)
(155)
(156)
(157)
Результаты расчёта рабочих характеристик представлены в таблице 3.4.1 и 3.4.2
Таблица 3.4.1
|
Si |
m1i |
zi |
I1ai |
I1pi |
I1i |
I2i |
P1i |
|
0.0001 |
619.587 |
619.962 |
1.577 |
37.149 |
37.18 |
0.373 |
1.041 |
|
0.0019 |
32.61 |
32.718 |
7.945 |
37.253 |
38.09 |
7.065 |
5.244 |
|
0.0038 |
16.305 |
16.417 |
14.616 |
37.563 |
40.3 |
14.081 |
9.647 |
|
0.0057 |
10.87 |
10.986 |
21.226 |
38.073 |
43.5 |
21.043 |
14.009 |
|
0.0076 |
8.152 |
8.272 |
27.767 |
38.778 |
47.69 |
27.945 |
18.326 |
|
0.0095 |
6.522 |
6.645 |
34.231 |
39.673 |
52.39 |
37.786 |
22.592 |
|
0.011 |
5.435 |
5.562 |
40.61 |
40.751 |
57.53 |
41.56 |
26.803 |
|
0.013 |
4.659 |
4.79 |
46.898 |
42.007 |
62.9 |
48.265 |
30.952 |
|
0.015 |
4.076 |
4.211 |
53.087 |
43.434 |
68.59 |
54.897 |
35.038 |
|
0.017 |
3.623 |
3.762 |
59.173 |
45.025 |
74.35 |
61.453 |
39.054 |
|
0.019 |
3.261 |
3.403 |
65.15 |
46.773 |
80.2 |
67.93 |
42.868 |
|
0.021 |
2.965 |
3.11 |
71.013 |
48.67 |
86.09 |
74.326 |
46.868 |
|
0.023 |
2.717 |
2.867 |
76.757 |
50.71 |
91.99 |
80.638 |
50.659 |
|
0.024 |
2.592 |
2.744 |
80.027 |
51.954 |
95.41 |
84.254 |
52.818 |
|
0.026 |
2.383 |
2.538 |
86.153 |
54.448 |
101.91 |
91.075 |
56.861 |
|
0.029 |
2.174 |
2.334 |
93.243 |
57.612 |
109.6 |
99.054 |
61.54 |
Таблица 3.4.2
|
Ri |
I``2i |
P2i |
P’э2i |
P’э1i |
Pдобi |
|||
|
619.962 |
0.355 |
0.124 |
0.00002 |
0.411 |
0.0052 |
0.119 |
0.042 |
1.164 |
|
32.718 |
6.724 |
4.03 |
0.0084 |
0.431 |
0.026 |
0.768 |
0.209 |
1.214 |
|
16.417 |
13.401 |
8.334 |
0.033 |
0.483 |
0.048 |
0.864 |
0.363 |
1.313 |
|
10.986 |
20.026 |
12.552 |
0.075 |
0.565 |
0.07 |
0.896 |
0.487 |
1.458 |
|
8.272 |
26.595 |
16.679 |
0.131 |
0.676 |
0.092 |
0.91 |
0.582 |
1.647 |
|
6.645 |
33.105 |
20.711 |
0.204 |
0.816 |
0.113 |
0.917 |
0.653 |
1.881 |
|
5.562 |
39.553 |
24.646 |
0.291 |
0.984 |
0.134 |
0.92 |
0.706 |
2.157 |
|
4.79 |
45.933 |
28.479 |
0.392 |
1.178 |
0.155 |
0.92 |
0.745 |
2.473 |
|
4.211 |
52.245 |
32.208 |
0.507 |
1.399 |
0.175 |
0.919 |
0.774 |
2.829 |
|
3.762 |
58.484 |
35.832 |
0.636 |
1.644 |
0.195 |
0.917 |
0.796 |
3.223 |
|
3.403 |
64.648 |
39.347 |
0.77 |
1.912 |
0.215 |
0.915 |
0.812 |
3.652 |
|
3.11 |
70.735 |
42.753 |
0.93 |
2.203 |
0.234 |
0.912 |
0.825 |
4.116 |
|
2.867 |
76.743 |
46.048 |
1.095 |
2.516 |
0.253 |
0.909 |
0.834 |
4.612 |
|
2.744 |
80.184 |
47.904 |
1.195 |
2.706 |
0.264 |
0.907 |
0.839 |
4.913 |
|
2.538 |
86.675 |
51.345 |
1.396 |
3.088 |
0.284 |
0.903 |
0.845 |
5.517 |
|
2.334 |
94.269 |
55.261 |
1.652 |
3.571 |
0.308 |
0.989 |
0.851 |
6.279 |
