6. Расчёт ротора

Число пазов ротора.

Практикой установлено определённое соотношение между числом пазов статора и ротора, при котором снижаются дополнительные потери мощности, уменьшаются тормозные моменты, снижается шум машины. В соответствии с числом пазов статора из таблицы выбираем число пазов ротора. Для своего асинхронного двигателя принимаю Z₂=38шт.

Расчёт обмотки ротора.

Ток стержня ротора определяется по формуле:

где k₁=0,92 - коэффициент, учитывающий влияние намагничивающего тока на соотношение между токами статора и ротора.

Ток в замыкающем кольце:

где

Сечение стержня обмотки ротора определяется по формуле:

где j_c=3·10⁶А/м²–плотность тока в стержне.

Сечение замыкающего кольца:

где j_к=2,5·10⁶А/м² –плотность тока в кольце.

Размеры элементов ротора.

Принимаем величину воздушного зазора δ=0,5мм.

Наружный диаметр ротора:

Зубцовое деление ротора:

Для короткозамкнутой обмотки применяется закрытый грушевидный паз (Рис. 4).

Рис.4

Магнитная индукция в воздушном зазоре:

Ширина зубца:

где В_з2=1,8 Тл - магнитная индукция в зубцах ротора

Размеры паза ротора определяются по формулам:

b₁ = 6,9 мм

где h_y2=0,7 мм - высота усика;h_м=0,3 мм – высота мостика; (см. рис. 4)

гдеb_1, b_2, h_2, h_п2– геометрические размеры сердечника ротора, показаны на Рис.4.

Высота замыкающего кольца:

Ширина замыкающего кольца:

Высота ярма ротора:

Магнитная индукция в ярме ротора рекомендуется в пределах 0,8…0,85Тл.

Принимаем B_a2 = 0,83Тл

Диаметр вала под посадку железа ротора:

7. Схема замещения двигателя

Параметры схемы.

Г- образная схема замещения с вынесенной на зажимы намагничивающей ветвью (Рис. 5) используется для анализа режимов работы двигателя с помощью круговой диаграммы.

Параметрами схемы являются:

r₁– активное сопротивление фазы обмотки статора;

x₁ – индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора;

r_m- активное сопротивление, мощность которого соответствует потерям мощности в стали статора;

x_m– основное индуктивное сопротивление намагничивающей ветви;

r₂’ - приведённое активное сопротивление фазы обмотки ротора;

x₂’ - приведённое индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки ротора;

R_m - активное сопротивление, мощность которого равна полной механической мощности двигателя;

Токи схемы замещения:

I_○^’– ток холостого хода двигателя;

I₂’- приведённый ток ротора;

I₁– фазный ток статора.

Ток холостого хода I₀содержит активнуюI_0a и реактивную (намагничивающую)

I_μ составляющие.

Основной магнитный поток машины создаётся намагничивающим током в катушки

с индуктивным сопротивлением:

где k_δ=1,2 – коэффициент, учитывающий неравномерное распределение магнитной индукции в воздушном зазоре вследствие зубчатости статора;

k_μ=1,3 – коэффициент насыщения, учитывающий нелинейность кривой намагничивания;

μ_○=поправочный коэффициент.

Реактивная составляющая тока холостого хода (намагничивающий ток):

где E₁ – ЭДС фазы обмотки статора.

Индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора:

В режиме холостого хода имеют место потери в стали статора и механические потери, которые не изменяются во всех режимах работы машины. Эти потери называются потерями холостого хода:

Активная составляющая тока холостого хода:

Ток холостого хода:

что составляет 29,5% от номинального тока двигателя и является допустимым.

Коэффициент мощности в режиме холостого хода:

где φ₀≈ 83^○

Приведённый ток ротора:

Приведённое активное сопротивление фазы обмотки ротора при :

Приведённое индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки ротора:

Сопротивление, мощность которого равна потерям мощности в стали статора:

Намагничивающая (магнитодвижущая) сила, необходимая для создания основного магнитного потока машины:

Намагничивающая сила воздушного зазора:

Коэффициент насыщения стали:

Значение этого коэффициента находится в пределах 1,2….1,5.