8 Расчет намагничивающего тока

Расчет намагничивающего тока или расчет магнитной цепи производят для режима холостого хода двигателя, при котором для асинхронных машин характерно относительно сильное насыщение стали зубцов статора и ротора. Насыщение зубцовой зоны приводит к уплощению кривой поля в воздушном зазоре. При определении магнитных напряжений участков магнитной цепи с нелинейными магнитными характеристиками влияние уплощения учитывается специальными кривыми намагничения для зубцов и ярм асинхронных двигателей, построенными по основной кривой намагничения с учетом указанных зависимостей.

Для расчета магнитного напряжения воздушного зазора найдем коэффициент воздушного зазора или коэффициент «Картера», который отражает неравномерность магнитного напряжения и магнитного сопротивления воздушного зазора. Он определяется по формуле (4-14)

,

где  - параметр, который определяется по формуле (4-15)

;

;

.

Магнитная цепь двигателя для одной пары полюсов приведена на рисунке 8.1.

Рисунок 8.1 - Магнитная цепь двигателя для одной пары полюсов

Магнитное напряжение воздушного зазора F_ определяется по формуле (6-110)

;

(А).

Найдем магнитное напряжение зубцовой зоны статора. Значение индукции зубцов статора B_z1 определим по формуле (6-104)

;

(Тл).

Для стали 2013 по таблице П-17 напряженность поля зубцов статора Н_z1 при индукции B_z1 равной 1,74 Тл принимаем равной 1290 А/м.

Магнитное напряжение зубцовой зоны статора F_z1 определяется по формуле (6-111)

;

где h_z1 - расчетная высота зуба статора; h_z1 = h_п1 = 30мм;

(А).

Найдем магнитное напряжение зубцовой зоны ротора. Значение индукции зубцов ротора B_z2 можно определить по формуле (6-104)

;

(Тл).

Для стали 2013 по таблице П-17 напряженность поля зубцов ротора Н_z2 при индукции B_z2 равной 1,78 Тл принимаем равной 1440 А/м.

Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора F_z2 определяется по формуле (6-113)

,

где h_z2 - расчетная высота зуба ротора, h_z2 = 41,51 мм.

(А).

Коэффициент насыщения зубцовой зоны К_z можно определить по формуле (6-120)

;

.

Полученное значение К_z позволяет предварительно оценить правильность выбранных размерных соотношений и обмоточных данных проектируемой машины. Полученный коэффициент насыщения зубцовой зоны позволяет продолжить дальнейший расчет двигателя, так как он больше 1,2 и меньше 1,6, то есть входит в пределы, рекомендуемые в [1].

Магнитное напряжение ярма статора F_a определяется по формуле (6-121)

,

где L_a - длина средней магнитной линии ярма статора;

Н_а - напряженность в ярме статора.

Длина средней магнитной линии ярма статора L_a определяется по формуле (6-122)

;

(мм).

Напряженность в ярме статора Н_а определяется для стали 2013 по таблице П-16, в зависимости от значения индукции в ярме статора В_а рассчитываемой по формуле (6-105)

;

(Тл).

Принимаем Н_а для стали 2013 равным 520 А/м, тогда

(А).

Магнитное напряжение ярма ротора F_j определяем по формуле (6-123)

,

где L_j - длина средней магнитной линии потока ярма ротора;

Н_j - напряженность магнитного поля в ярме ротора.

Длина средней магнитной линии потока ярма ротора L_j определяется по формуле (6-124)

;

где h_j - высота спинки ротора, определяемая по формуле (6-125)

;

(мм);

(мм).

Напряженность магнитного поля в ярме ротора Н_j определяется по таблице П-16, в зависимости от индукции в ярме ротора В_j рассчитываемой по формуле (6-107)

,

где h'_j - расчетная высота ярма ротора, определяемая по формуле (6-108)

,

где d_к2 - диаметр аксиальных каналов ротора;

m_к2 - число рядов аксиальных каналов, m_к2 =0;

(мм);

(Тл).

Принимаем напряженность Н_j равным 104 А/м, тогда

(А).

Суммарное магнитное напряжение магнитной цепи машины (на пару полюсов) F_ц определяется по формуле (6-127)

;

(А).

Коэффициент насыщения магнитной цепи k_ определяется по формуле (6-128)

;

.

Намагничивающий ток I_ определяется по формуле (6-129)

;

(А).

Относительное значение намагничивающего тока I'_ определяется по формуле (6-130)

;

.

Относительное значение намагничивающего тока служит определенным критерием правильности произведенного выбора и расчета размера обмотки двигателя. Полученное значение удовлетворяет рекомендациям [1], значит можно продолжить расчет двигателя.