Расчёт пусковых характеристик с учётом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния

Расчёт проводим для точек характеристик, соответствующих s=1; 0,8; 0,5; 0,1, при этом используем значения токов и сопротивлений для тех же скольжений с учётом влияния вытеснения тока (см. таблицу 2).

Данные для проектирования сведены в таблице 3.

Таблица 3. Расчёт пусковых характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учётом эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния.

Р_2ном=30 кВт, U_1ном=380/220 В, 2р=4, I_1ном=33,9 A, I'_2ном=32,1 A, х₁=1,313 Ом, х'₂=0,25 Ом, r₁=0,459, r'₂=0,25 Ом, s_ном=0,023; C_N=0,986.

№ п/п	Расчётная формула	Раз- мер- ность	Скольжение s
			1	0,8	0,5	0,2	0,1	sкр= =0,14
1	kнас	-	1,35	1,3	1,2	1,1	1,05	1,09
2		А	3426,52	3299,62	3045,8	2791,99	2665,08	2766,6
3		Тл	3,62	3,49	3,22	2,95	2,82	2,92
4	kδ=f(Bфδ)	-	0,65	0,66	0,7	0,74	0,76	0,75
5	c1=(tZ1-bш1)(1-kδ)	мм	3,57	3,47	3,06	2,65	2,45	2,55
6	λп1нас= λ п1-∆λп1нас	-	1,228	1,232	1,252	1,274	1,286	1,28
7	λд1нас=kδλ дl	-	1,318	1,338	1,42	1,5	1,54	1,521
8	х1нас=х1∑λ1нас /∑λ	Ом	1,043	1,05	1,078	1,106	1,12	1,11
9	с1п=1+ х1нас/х12п	-	1,014	1,014	1,015	1,015	1,015	1,015
10	с2=(tZ2-bш2)(1-kδ)	мм	45,71	47,05	53,33	61,54	66,67	64
11	λп2ξнас= λ п2ξ-∆λп2нас	-	1,384	1,449	1,586	1,701	1,726	1,715
12	λд2нас=kδλ д2	-	1,359	1,379	1,463	1,547	1,588	1,568
13		Ом	0,642	0,659	0,702	0,741	0,754	0,748
14		Ом	0,919	0,966	1,088	1,727	2,994	2,764
15		Ом	1,694	1,711	1,755	1,794	1,808	1,801
16		А	197,17	193,4	184,03	152,6	108,65	115,19
17		А	198,997	195,21	185,86	154,23	109,87	116,48
18	k'нас=I1нас/I1п	-	1,932	1,252	1,232	1,16	1,08	1,092
19	I1*=I1нас/I1ном	-	5,87	5,76	5,48	4,55	3,24	3,44
20		-	1,576	1,895	2,746	4,72	4,79	4,88

61. Индуктивные сопротивления обмоток.

При насыщении участков зубцов полями рассеяния ток насыщается . Это увеличение тока учитывается коэффициентом насыщения . Ориентировочно для пуска k_нас = 1,25 – 1,4, для режима максимального момента k_нас = 1,1 – 1,2. Для двигателей с открытыми пазами выбираем меньшее k_нас, при полузакрытых пазах большие k_нас. Определяем среднюю М.Д.С. обмотки, отнесенную к одному пазу обмотки статора, А:

По рассчитываем фиктивную индукцию потока рассеяния в воздушном зазоре, Тл:

Где

и - зубцовые деления статора и ротора.

Принимаем k_нас=1,35:

для В_Фδ=3,62 Тл находи k_δ=0,65

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учётом влияния насыщения:

c₁=(t_Z1-b_ш1)(1-k_δ) =(13,9-3,7)(1-0,65)=3,57;

Уменьшение коэффициента проводимости рассеяния открытого паза статора:

[h_к=(b₁-b_ш1)/2=(9,08-3,7)/2=2,69 мм (см. рис. 1)];

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния при насыщении для статора

λ_п1нас= λ _п1-∆λ_п1нас=1,498-0,27=1,228.

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учётом влияния насыщения

λ_д1нас=k_δλ _дl=2,028*0,65=1,318.

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учётом влияния насыщения

х_1нас=х₁∑λ_1нас /∑λ=1,313*(1,228+1,24+1,318)/(1,498+1,24+2,028)=1,043 Ом.

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора с учётом влияния насыщения и вытеснения тока:

(см. п. 47 и 58)

где

c_э2=(t_Z2-b_ш2)(1-k_δ)=(17,5-1,5)(1-0,65)=45,71

(для закрытых пазов h_ш2 =h'_ш+h_ш=0,3+0,7=1 мм);

λ_п2ξнас= λ _п2ξ-∆λ_п2нас=2,029-0,645=1,384.

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора с учётом влияния насыщения

λ_д2нас=k_δλ _д2=2,029*0,65=1,359.

Приведённое индуктивное сопротивление фазы обмотки с учётом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения

62. Расчёт токов и моментов

=0,459+1,017*0,459/1=0,919 Ом;

=1,043+1,014*0,642=1,694 Ом;

Кратность пускового тока с учётом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения

I_п*=I_1нас/I_1ном=198,97/33,9=25,87.

Кратность пускового момента с учётом влияния вытеснения тока и насыщения

Полученный в расчёте коэффициент насыщения

k'_нас=I_1нас/I_1п=198,997/103,01=1,93

Для расчёта других точек характеристики задаёмся k_нас, уменьшенным в зависимости от тока I₁ (см. табл. 2);

принимаем при

s=0,8 k_нас=1,252;

s=0,5 k_нас=1,233;

s=0,2 k_нас=1,159;

s=0,1 k_нас=1,082.

Данные расчёта сведены в таблице 3, а пусковые характеристики представлены на рисунке 3.

63. Критическое скольжение определяем после расчёта всех точек пусковых характеристик (таблици 3) по средним значениям сопротивлений х_1нас и х'_2ξнас, соответствующим скольжениям s=0,2…0,1:

рассчитываем кратность максимального момента: М_*max=4,88 (см. таблицу 3).

Спроектированный асинхронный двигатель удовлетворяет требованиям ГОСТ как по энергетическим показателям (КПД и cosφ), так и по пусковым характеристикам.