Расчет магнитной цепи.

Магнитопровод из стали 2013, толщина листа 0.5 мм.

35. Магнитное напряжение воздушного зазора:

А

36. Магнитное напряжение зубцовой зоны статора:

А

где h_Z1=h_п1=27 мм;

расчетная индукция в зубцах:

Тл

Так как B_Z1^’>1.8 Тл, необходимо учесть ответвление потока в паз и найти действительную индукцию в зубце B_Z1:

где

b_Zx=b_Z1=5.54 мм

Принимаем B_Z1=1,9 Тл, тогда H_Z1=2070 А/м

Проверим соотношение:

37. Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора:

А

где мм

Индукция в зубце:

Тл

По таблице для стали зубцов находим:

H_Z2=1360 А/м при B_Z2=1,76 Тл

38. Коэффициент насыщения зубцовой зоны:

39. Магнитное напряжение ярма статора:

А

м

м

Тл

для B_a=1.6 Тл Н_a=750 А/м.

40. Магнитное напряжение ярма ротора:

А

м

м

Тл

м

для B_j=0.96 Тл находим H_j=171 А/м

41. Магнитное напряжение на пару полюсов:

А

42. Коэффициент насыщения магнитной цепи:

43. Намагничивающий ток:

А

Относительное значение:

Параметры рабочего режима.

44. Активное сопротивление обмотки статора:

для класса нагревостойкости изоляции F расчетная температура t_расч=115⁰ С.

K_R=1

для медных проводников Ом·м

длина проводников фазы обмотки:

м

l_п1=l₁=0.12 м

м

где K_л=1,2; B=0,01 м;

м

β=1

Длина вылета лобовой части катушки:

где k_выл=0.26

Относительное значение:

45. Активное сопротивление фазы обмотки ротора:

где для литой алюминиевой обмотки ротора

приводим r₂ к числу витков обмотки статора:

Относительное значение:

46. Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора:

где

b₁=10,73 мм; h_к=0,5(b₁-b_ш)=0,5(10,73-4,1)=3,315 мм

h₁=0 (проводники закреплены пазовой крышкой)

k_β=1; k_β^’=1; l_δ^’=l_δ=0,12 м

для β_ск=0 и t_Z2/t_Z1=20,273/16=1.267 k_ск^’=1.3

Относительное значение:

47. Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора:

так как при закрытых пазах Δ_Z=0.

Приводим x₂ к числу витков статора:

Относительное значение:

Расчет потерь.

48. Потери в стали основные:

p_1,0/50=2.5 Вт/кг для стали 2013

49. Поверхностные потери в роторе:

где k₀₂=1.5;

для b_ш/δ=4,1/1,2=3,42 β₀₂=0,24.

50. Пульсационные потери в зубцах ротора:

B_Z2ср=1.76 Тл;

γ₁=1.387;

h_Z2=25.9 мм;

b_Z2ср=7.6 мм;

51. Сумма добавочных потерь в стали:

52. Полные потери в стали:

53. Механические потери:

K_T=1 для двигателей с 2p=2

D_a=0.349 м.

54. Холостой ход двигателя:

Расчет рабочих характеристик.

55. Параметры:

Активная составляющая тока синхронного холостого хода:

Потери, не изменяющиеся при изменении скольжения:

56. Рассчитываем рабочие характеристики для скольжений s=0.005; 0.01; 0.02; 0.024; 0.03; 0.04, принимая предварительно, что S_ном≈r₂^*=0.024. Результаты расчета сводим в табл.1.

Параметры спроектированного двигателя:

P_2ном=37 кВт; U_1ном=220/380 В; I_1ном=69.99 А; cosφ_ном=0.89;

η_ном=0.9; 2p=2; I_0a=0.8 A; I_0р=I_μ=11.83 A; P_ст+P_мех=1.882 кВт;

r₁=0.12 Ом; r^’₂=0.074 Ом; с₁=1.023; a^’=1.047; a=0.123 Ом; b^’=0;

b=0.837

Рабочие характеристики спроектированного двигателя изображены на рис. 3

Таблица 1

№ п/п	Расчетные формулы	Размерность	Скольжение, S
			0.005	0.01	0.015	0.02	0.024	0.03
1	a r2/s	Ом	15.5	7.75	5.17	3.87	3.23	2.58
2	R=a+ a r2/s	Ом	15.62	7.87	5.29	4.0	3.35	2.7
3	X= b+ b r2/s	Ом	0.837	0.837	0.837	0.837	0.837	0.837
4	Z=	Ом	15.642	7.914	5.356	4.087	3.453	2.419
5	I2= U1/Z	А	8.865	17.8	21.075	34.229	42.713	61.947
6	cosφ2= R/Z	-	0.999	0.994	0.988	0.979	0.97	1.116
7	sinφ2= X/Z	-	0.054	0.106	0.156	0.205	0.242	0.346
8	I1a=Ioa+I2·cosφ2	А	14.851	28.632	41.382	53.5	62.602	102.297
9	I1p=Iop+I2· sinφ’2	А	12.59	14.798	18.238	22.865	27.249	43.298
10	I1=	А	19.469	32.23	45.223	58.181	68.275	111.083
11	I2= c1· I2	А	9.388	18.644	22.02	35.067	44.178	63.039
12	P1=3 U1· I1a·10-3	кВт	9.802	18.897	27.312	35.1	41.317	67.516
13	Pэ1=3 U1· I12· r1·10-3	кВт	0.136	0.374	0.736	1.219	1.678	4.442
14	Pэ2=3 U1· I12· r2·10-3	кВт	0.046	0.182	0.392	0.673	0.943	1.922
15	Pдоб=0.005· P1	кВт	0.049	0.094	0.137	0.176	0.207	0.338
16	∑P= + + Pэ1+ Pэ2+ Pдоб	кВт	2.113	2.53	3.147	3.95	4.71	8.584
17	P2= P1-∑P	кВт	7.689	16.367	24.165	31.15	36.607	58.932
18	=1-∑P/ P1	-	0.784	0.866	0.885	0.887	0.887	0.888
19	cosφ= I1a/ I1	-	0.763	0.888	0.915	0.92	0.92	0.921

P_1ном

cosφ

η

I₁

S

Рис. 3

Рабочие характеристики спроектированного двигателя с короткозамкнутым ротором: P_ном=37 кВт; 2p=2; U_1ном=220/380 В; I_1ном=68.275 А; cosφ_ном=0.92; η_ном=0.887.