10. Механические и вентиляционные потери мощности:

Механические потери мощности имеют место в подшипниках двигателя. Вентиляционные включают потери мощности на трение вентилирующего воздуха о поверхность деталей конструкции и на вращение вентилятора при самовентиляции машины.

Суммарные потери мощности в подшипниках и вентиляционные находим из выражения:

Р_мех=К_т*(n₁/1000)²*(10*D₂)³=5*(3000/1000) ²*(10*0,099) ³= 43,66 ( Вт).

Для двигателя с D₂=0,099 (м) при 2р=2 можно считать К_т=5.

11. Добавочные потери мощности при номинальной нагрузке:

Добавочные потери мощности в двигателе при номинальной механической нагрузкой на валу включают в себя: потери от действия потоков рассеяния, ступенчатости кривой магнитодвижущей силы обмоток статора и ротора, от поперечных потоков между стержнями короткозамкнутого ротора через листы сердечника ротора. Эти потери можно принять равными 0.5 % от подводимой из сети мощности Р_1ном:

Р_gном=0,005*Р_1ном=0,005*5068,9 =25,34 (Вт).

При измерении нагрузки на валу считаем добавочные потери мощности пропорциональными отношению токов статора в квадрате:

Р_g= Р_gном*(I_1ф/I_1фном)²= 25,34*(2,8/5,05)² = 7,79 (Вт).

12. Определение коэффициента полезного действия, тока холостого хода двигателя:

Коэффициент полезного действия спроектированного двигателя при номинальной механической нагрузке на валу:

_ном=Р_2ном/Р_1ном=4500/5068,9=0,887;

где Р_2ном=4500 (Вт);

Р_Σ =Р_э1+Р_э2+Р_с1+Р_п1+Р_п2+Р_пу1+Р_пу2.+Р_мех.+Р_дном=

=430,73+23,83+139,28+0,77+47,21+0,43+0,768+43,66+25,34=711,52 (Вт);

_ном=(1- ΣР/ Р_1ном)*100=(1-711,52/4500)*100% = 84,2 %.

Ток в обмотке статора на холостом ходу двигателя найдем через его активную I_оа и реактивную I_ор составляющие:

I_о= (I_оа²+I_ор²) =

Активная составляющая тока:

I_оа=(Р_с1+Р_мех+Р_сg+Р_эо)/m₁*U_1фном=(139,28+43,66+2,05+47,29)/3*380=

=0,28 (А).

Электрические потери холостого хода:

Р_эо=m₁*I_м²*R₁=3*2,8*5,63=47,29 (Вт).

Реактивную составляющая тока: I_ор= I_м=2,8 (А).

Коэффициент мощности двигателя на холостом ходу:

Cos _о= I_оa/I_о=0,28/2,8=0,1.

4. Расчет и построение рабочих характеристик двигателя

Эксплутационные свойства проектируемого двигателя оценивают по его рабочим характеристикам. Они включают в себя зависимости от полезной механической мощности на валу Р₂ при U_1ном=const и f_1ном= const следующих параметров: потребляемой из сети мощности Р₁; тока в фазе обмотки статора I_1ф; вращающего момента на валу М; частоты вращения ротора n₂; скольжения S; коэффициента мощности в обмотке статора Cos₁; коэффициент полезного действия .

1. Исходные параметры для расчета характеристик:

Расчет рабочих характеристик проведем с использованием Г-образной схемы замещения фазы машины, представленной на рис. 17. Расчет параметров проводим для практического диапазона работы двигателя: от S=0 до 1.4 S_ном. Расчет процесса пуска от S=1 до S_ном требует учета изменения некоторых параметров схемы замещения и проводится отдельно в конце раздела.

Исходные данные, необходимые для проведения расчета рабочих характеристик:

Р_2ном=4500 (Вт); U_1фном=380 (В); 2р=2; I_1фном=5,05 (А);

(Р_с1+Р_мех+Р_сg)=139,28+43,66+2,05 (Вт);

С₁=1+X₁/X₁₂=1+1/134,71=1; Р_gном =25,34 (Вт);

I_оа=0,28 (А); I_ор=2,8 (А)= I_; R₁=5,63 (Ом); R¹₂=1,75 (Ом);

а=С₁*R₁=1*5,63=5,63 (Ом); а¹=С₁²=1;

в=С₁*(X₁+С₁*X¹_2­)=1*(1+1*7,34)=8,34 (Ом); в¹=0.

Предварительно принимаем S_ном=R¹_2*=0,023. Для проведения расчета в заданном диапазоне задаем конкретную величину скольжения S=0.005, 0.01, 0.015, 0.022, 0.025, 0.03. После проведения расчетов уточним величину S_ном, соответствующую P_2ном по кривой S=f(P₂).