Расчёт асинхронного двигателя

 = 0,00531 м   и = 0,028 м

 

Средний диаметр кольца:

 

                                           (4.20)

 

  м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Расчёт магнитной цепи

 

 

Магнитный поток и магнитную  индукцию в воздушном зазоре определяют по формулам (2.11) и (2.12).

Магнитное напряжение воздушного зазора равно:

 

                       (5.1)

 

 А

 

где Гн/м;

 

 - коэффициент воздушного зазора. Учитывает возрастание магнитного сопротивления воздушного зазора, вызванное зубчатым строением поверхностей ротора и статора.

Коэффициент, учитывающий  увеличение магнитного сопротивления  воздушного зазора вследствие зубчатого строения поверхности статора:

 

                                                 (5.2)

 

 

Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения ротора:

 

. (5.3)

 

 

 

 

Результирующий коэффициент воздушного зазора равен:

 

                                                (5.4)

 

 

 

Магнитная индукция в  зубцах статора (ротора) определяется по значению магнитной индукции в воздушном зазоре, зубцовому делению статора (ротора) и по расчётной ширине зубца с учётом коэффициента заполнения пакета сталью.

 

                                                                    (5.5)

 

 Тл

 

                                                                  (5.6)

 

 Тл

 

При  значениях  магнитной индукции в зубцах ротора и статора  В Тл принято считать, что весь магнитный поток зубцового деления проходит через зубец. Если расчётное значение магнитной индукции в сечении зубца Тл, то зубец сильно насыщен и часть магнитного потока проходит параллельно зубцу, т.е. через паз. Магнитная индукция в зубце оказывается меньше расчётной. Это учитывают с помощью коэффициента k_nx. В этом случае напряжённость магнитного поля в зубце определяют не по таблицам, а по кривым намагничивания зубцов по расчётному значению магнитной индукции в зубце и величине коэффициента k_nx.

 

                                              (5.7)

 

 

где - расчётное значение зубцового деления статора в контрольном сечении;

 

 

Магнитное напряжение зубцовых зон:

 

                                            (5.8)

 

 А

 

 А

 

где - напряжённость магнитного поля в зубце статора (ротора).

=  2500 А/м               = 1570 А/м

 

= 0,0139 м ;

 

м

 

После расчёта магнитных  напряжений Fg, F_zl и F_z2 определяют коэффициент насыщения зубцовой зоны:

 

                                                (5.9)

 

 

По значению коэффициента k_z оценивают правильность выбора размеров зубцовых зон статора и ротора.

 

 

 

 

 

Магнитная индукция в  ярме статора (ротора):

 

                                    (5.10)

 

 Тл

 

 Тл

 

Расчётная высота ярма статора равняется высоте ярма статора и определяется по формуле (2.31).

Высота ярма ротора:

 

                                    (5.11)

 

 м

 

Расчётное значение высоты ярма ротора зависит от исполнения ротора и числа полюсов. Если магнитопровод ротора асинхронного двигателя непосредственно посажен на вал, а число полюсов 2р ≥ 6, то расчётная высота ярма ротора = .

 

Длина силовой линии  поля в ярме статора и ротора:

 

                                        (5.12)

 

 м

 

                                        (5.13)

 

 м

 

Магнитное напряжение ярма статора (ротора):

 

                                      (5.14)

 

 А

 

 А

 

где – напряжённость магнитного поля в ярме статора (ротора).

 = 940 А/м           = 245 А/м          

 

 

Суммарное магнитное  напряжение всех участков магнитной  цепи на пару полюсов:

. (5.15)

 

 А

 

Коэффициент насыщения магнитной цепи:

 

                                              (5.16)

 

 

Намагничивающий ток:

 

                                       (5.17)

 

 А

 

или в относительных единицах:

 

                                                (5.18)

 

 

Относительное значение тока намагничивания должно находиться в пределах .

В асинхронных двигателях мощностью до 2 кВт относительное значение тока намагничивания может достигать 0,6 и при правильно выбранных размерах. Это объясняется относительно большим значением магнитного напряжения воздушного зазора, что характерно для асинхронных двигателей малой мощности.

 

Главное индуктивное  сопротивление:

 

                                                      (5.19)

 Ом

 

где =0,945 =217,35 В.

 

 

Главное индуктивное  сопротивление в относительных единицах:

 

                                            (5.20)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Параметры асинхронного двигателя для установившегося режима

 

 

Активные сопротивления  обмотки статора определяют при расчётной температуре и при температуре 20⁰ С. Активное сопротивление короткозамкнутого ротора определяют при расчётной температуре.

Для обмоток электрических  машин, выполненных с использованием изоляционных материалов класса нагревостойкости В (ТИ130), расчётная температура составляет 75⁰.

 

6.1 Активные сопротивления обмоток ротора и статора

 

 

Активное сопротивление  обмотки статора:

 

                                                  (6.1)

 

 Ом

 

 Ом

 

где  - удельное сопротивление материала обмотки статора;

 

             =    Ом*м             = Ом*м

 

- средняя длина витка обмотки статора.

 

Средняя длина витка, м:

 

                                             (6.2)

 

 м

 

где - длина лобовой части обмотки статора.

                                          (6.3)

 

 м

 

                                          (6.4)

 

 м

 

Среднее значение ширины катушки, м:

 

                                                (6.5)

 

 м

 

где  относительный шаг обмотки. Для обмоток с диаметральным шагом b = 1.

 

Для всыпных обмоток, укладываемых в пазы до запрессовки  сердечника в корпус, длина вылета прямолинейного участка катушки от торца сердечника до изгиба лобовой части В = 0,01 м.

 

Значения коэффициентов : = 1,3 и = 0,4.

 

Активное сопротивление стержня  обмотки ротора, Ом:

 

                                               (6.6)

 

 Ом

 

где  – коэффициент увеличения активного сопротивления стержня вследствие вытеснения тока. В установившемся режиме =1;

 – длина стержня.

- удельное сопротивление материала обмотки ротора ( = Ом*м);

 

Активное сопротивление участка  кольца, Ом:

 

                                                       (6.7)

 

 Ом

 

Сопротивление фазы ротора, Ом:

 

                                                 (6.8)

 

 Ом

 

где  - коэффициент приведения.

 

 

 

Активное сопротивление  обмотки ротора, приведённое к  обмотке статора, Ом:

 

                                                 (6.9)

 

 Ом

 

где - коэффициент приведения сопротивления обмотки ротора к обмотке статора.

 

 

 

6.2 Индуктивные сопротивления рассеяния асинхронного двигателя

 

 

Индуктивное сопротивление  рассеяния обмотки статора:

 

               (6.10)

 

 Ом

 

где  – коэффициент удельной магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора;

 – коэффициент удельной магнитной проводимости лобового рассеяния обмотки статора;

 – коэффициент удельной магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора.

 

Коэффициент удельной магнитной  проводимости пазового рассеяния определяется размерами паза статора и типом обмотки. Для трапецеидального паза с трапециевидной зоной клина:

 

                            (6.11)

 

Где

 

 м;

 

 м;

 

 м;

 

 м.

 

Если обмотка в пазу крепится с помощью пазовой крышки, то в формуле (7.11) размер берётся со знаком минус.

 

 

Для обмоток с диаметральным  шагом (b = 1) .

 

Коэффициент удельной магнитной  проводимости лобового рассеяний определяется по эмпирическому выражению:

 

                                (6.12)

 

 

Коэффициент удельной магнитной  проводимости дифференциального рассеяния:

 

                                            (6.13)

 

 

где

 

 

 – коэффициент, который определяют в зависимости от и .

 =1.32634           =  0.754          = 2

 

 

 

Индуктивное сопротивление рассеяния  обмотки ротора:

 

                               (6.14)

 

 Ом

 

где  – коэффициент удельной магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора;

 – коэффициент удельной магнитной проводимости лобового рассеяния обмотки ротора;

 – коэффициент удельной магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки ротора.

 

 

Коэффициент удельной магнитной  проводимости пазового рассеяния для  овальных пазов ротора:

 

           (6.15)

 

Где

 

 м;

 

 м;

 

 м.

 

 

Для полузакрытых пазов  в последнем слагаемом в формуле (6.15) вместо величины закрытия паза подставляют ноль.