Проектирование асинхронного электродвигателя общепромышленного назначения

                                      (5.12)

где - расчетная высота зубца ротора, м,

       - напряженность поля, находят по кривой намагничивания принятой марки стали (приложение 7).

9. Коэффициент насыщения зубцовой зоны:

                                    (5.13)

Значение  позволяет оценить правильность выбранных размерных соотношений и обмоточных данных машин:

- если >1,5¸1,6  -  чрезмерное насыщение зубцовой зоны;

- если  <1,2  -  зубцовая зона мало использована или воздушный зазор слишком        большой.

10. Магнитное напряжение ярм статора и ротора, А:

                                       (5.14)

где - длина средней магнитной линии ярма статора, м:

                                (5.15)

        - высота ярма статора, м:

                         (5.16)

       - длина средней магнитной линии потока в ярме ротора, м:

• для двигателей с 2р=2 с непосредственной посадкой на вал:

                                        (5.17)

• для всех остальных двигателей:

                    (5.18)

11. Магнитное напряжение на пару полюсов, А:

                           _(5.19)

12. Коэффициент насыщения магнитной индукции:

                                            (5.20)

13. Намагничивающий ток:

                                    (5.21)

 

Относительное значение намагничивающего тока:

                                             (5.22)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           6 ПАРАМЕТРЫ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ

              НОМИНАЛЬНОГО РЕЖИМА

 

          Параметрами  асинхронного двигателя называют  активные и индуктивные сопротивления обмоток статора r₁, x₁ и ротора r₂, x₂, сопротивление взаимной индукции x₁₂ и расчетное сопротивление r₁₂.

1. Активное сопротивление фазы обмотки статора, приведенное к расчетной рабочей температуре, Ом:

 

                                             (6.1)

            где  - удельное электрическое сопротивление меди при         расчетной рабочей температуре (см. табл. 6.1);

 

                         (6.2)

       - коэффициент, определяемый по таблице 6.2;

        =0,01¸0,015  -  длина вылета прямолинейной части катушек, м;

             - средняя длина катушки, м:

                                       (6.3)

         b =1  -  относительное укорочение обмотки статора.

 

      Таблица 6.1 - Удельное электрическое сопротивление для различных обмоток

Наименование	Удельное электрическое  сопротивление, *10–9 Ом×м, при температуре			Плотность, *103, кг/м3
	20	75	115
Медный провод	17,5	21,3	24,4	8,9
Алюминиевый провод	29,4	35,7	40	2,6
Литая алюминиевая клетка	36,6	46,6	48,8	2,7

ПРИМЕЧАНИЕ: Для обмоток  с изоляцией класса нагревостойкости В расчетная рабочая температура принимается равной 75°С, для обмоток класса нагревостойкости F -  115°С.

 

Таблица 6.2 - Конструктивные коэффициенты обмоток статора

Число полюсов 2р	Катушки статора
	Лобовые части не изолированы		Лобовые части изолированы лентой
	Кл	Квыл	Кл	Квыл
2	1,2	0,26	1,45	0,44
4	1,3	0,4	1,55	0,5
6	1,4	0,5	1,75	0,62
³8	1,5	0,5	1,9	0,72

 

Относительное значение активного сопротивления:

                                           (6.4)

2. Активное сопротивление фазы обмотки ротора, Ом:

                                         (6.5)

где - сопротивление стержня, Ом:

                                           (6.6)

       -  полная длина стержня, м;

                            (6.7)

       -  сечение стержня, м;

  -  сопротивление участка, замыкающего кольца между двумя замыкающими стержнями:

                                    (6.8)

                  -  средний диаметр замыкающих колец, м:

                                      (6.9)

3. Приведенное активное сопротивление ротора r₂ к числу витков обмотки статора:

                             (6.10)

Относительное значение:

                                       (6.11)

4. Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора, Ом:

              (6.12)

где - коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния фазных обмоток, определяем по таблице 1 приложения 11.

        - коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния;

                         (6.13)

       q – число пазов на полюс и фазу;

       - длина лобовой части катушки;

       - относительное укорочение шага обмотки;

      - коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния;

                                      (6.14)

при открытых пазах статора и отсутствии скоса пазов статора или ротора:

;                       (6.15)

при полузакрытых или полуоткрытых пазах статора с учетом скоса  пазов:

                        (6.16)

        - определяют по кривой рисунка приложения 8;

        - коэффициент скоса;

        - определяют по кривым рисунка приложения 8;

        - при диаметральном шаге двухслойной обмотки и для всех однослойных.

Относительное значение индуктивного сопротивления, Ом:

                                           (6.17)

5. Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора, Ом:

 

                   (6.18)

где - определяют по таблице 2 приложения 11;

                         (6.19)

                                     (6.20)

                          (6.21)

Если  , то .

6. Приведенное х₂  к числу витков статора:

                            (6.22)

Относительное значение индуктивного сопротивления:

                                          (6.23)

 

 

 

 

 

 

7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ И КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО

     ДЕЙСТВИЯ

 

Потери в асинхронной  машине подразделяются на потери в  стали, электрические, механические и добавочные потери.

1. Основные потери в стали, Вт:

                       (7.1)

где - потери в стали спинки статора:

                       (7.2)

       - потери в стали зубцов статора:

                     (7.3)

                  - удельные потери в стали, принимают из таблицы 7.1.

 

Таблица 7.1 Характеристики различных  марок стали

Марка стали	, Вт/кг	, ´10-9, Ом×м		gс ,кг/м3
2013	2,5	250	0,0025	7800
2211	2,6	400	0,0015	7750
2312	1,75	500	0,001	7650
2411	1,6	600	0,0008	7550

     

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

      - масса стали спинки и зубцов статора, кг:

                       (7.4)

      - расчетная высота зубца статора, м;

      - средняя ширина зубца статора, м;

     - удельная масса стали (таблица 7.1).

2. Механические и вентиляционные потери, Вт:

                         (7.5)

 К_Т=5 при £0,25   

К_Т =6 при >0,25                                                                                                                 

 К_Т =6 при £0,25    

К_Т =7 при >0,25 

3. Добавочные потери асинхронного двигателя принимаются равными 0,5% потребляемой мощности, Вт:

                                     (7.6)

4. Суммарные потери в двигателе, кВт:

             _(7.7)

7.5  Коэффициент полезного действия:

                                          (7.8)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 РАСЧЕТ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК

 

8.1  Сопротивления схемы замещения,  Ом:

                                            (8.1)

                                       (8.2)

8.2  Коэффициент схемы  замещения:

                                           (8.3)

8.3  Активная составляющая  тока холостого хода, А:

                                     (8.4)

8.4  Определяются расчетные величины  необходимые для построения характеристик:

                                 (8.5)

8.5  Для расчета рабочих характеристик  задаются скольжением от 0,05; 0,01; 0,015; 0,02 и т.д. до . Результаты расчетов сводят в таблицу 8.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Таблица 8.1 - Итоги расчетов

№ п/п	Расчетная формула	Ед. изм.	Скольжение
			0,005	0,01	0,015	0,02	0,025	sн=…
1		Ом	0,00983	0,004915	0,003277	0,002458	0,001966
2		Ом	0	0	0	0	0
3		Ом	0,01283	0,007915	0,006277	0,005458	0,004966
4		Ом	0,847	0,847	0,847	0,847	0,847
5		Ом	0,847097	0,847037	0,847023	0,847018	0,847015
6		А	259,7105	259,7289	259,7331	259,7349	259,7358
7		-	0,015146	0,009345	0,00741	0,006443	0,005863
8		-	0,999885	0,999956	0,999973	0,999979	0,999983
9		А	4,385656	2,879056	2,376732	2,125553	1,974841
10		А	270,8007	270,8376	270,846	270,8495	270,8513
11		А	270,8362	270,8529	270,8564	270,8578	270,8585
12		А	262,827	262,8457	262,8499	262,8517	262,8526
13		кВт	2,894533	1,900177	1,568643	1,402865	1,303395
14		кВт	0,653568	0,653649	0,653666	0,653673	0,653676
15		кВт	0,009947	0,009949	0,009949	0,009949	0,009949
16		кВт	0	0	0	0	0
17		кВт	1,902836	1,902918	1,902935	1,902942	1,902945
18		кВт	0,991697	-0,00274	-0,33429	-0,50008	-0,59955
19		-	0,342611	-0,00144	-0,21311	-0,35647	-0,45999
20		-	0,016193	0,01063	0,008775	0,007847	0,007291