9. Расчёт пусковых характеристик

Задача расчёта – определение кратностей начальных пусковых значений момента и тока статора, а также кратности максимального момента. Эти кратности зависят от величин активных и индуктивных сопротивлений обмоток статора и ротора. В процессе пуска двигателя сопротивления изменяются из-за различного воздействия эффекта вытеснения тока в пазовой части обмотки ротора и насыщения путей замыкания потоков рассеяния обмоток по коронкам зубцов. Величина воздействия эффекта вытеснения тока зависит от частоты тока в обмотке ротора f₂=sf₁ и, следовательно, от скольжения. Степень насыщения коронок зубцов зависит от потоков рассеяния обмоток и, следовательно, от величин токов в обмотках, а они, в свою очередь, – от сопротивлений обмоток. Получился замкнутый круг: для определения токов необходимо знать сопротивления, а для определения сопротивлений нужны значения токов. Задача решается методом последовательных приближений (методом итераций), описанным ниже. Процесс итераций обычно сходится.

За счет эффекта вытеснения тока в стержнях обмотки ротора активное сопротивление обмотки ротора увеличивается, а индуктивное сопротивление рассеяния – уменьшается. Увеличение насыщения путей замыкания потоков рассеяния при пуске уменьшает индуктивные сопротивления рассеяния обмоток статора и ротора. Такое изменение сопротивлений обмоток ведет к увеличению пускового момента двигателя.

Рассчитываются точки характеристик, соответствующие скольжениям s = 1; 0,8; 0,5; 0,2; 0,1 и s_кр. При s = 1 определяются значения начальных пусковых момента M_п* и тока I_п* в относительных единицах, а при s = s_кр – значение максимального момента M_max*. В расчетно-пояснительной записке подробный расчет приводится для скольжений s = 1 и s=s_кр. Данные расчета для всех значений скольжения сводятся в таблицу. В ней должны быть приведены значения величин каждого пункта расчета.

9.1. Безразмерная приведенная высота стержня ротора при расчетной температуре 115^оС

,

где - высота стержня в пазу, мм (рис. 4.3), определяется по формуле

,

где из п. 4.10.

9.2. Глубина проникновения тока в стержень (рис. 4.3), мм

,

где значение φ находится по рис. 9.1.

9.3. Площадь сечения части стержня, ограниченной высотой , мм²:

при

,

;

при принять q_r = q_c, где q_c см. п. 4.9.

9.4. Отношение площади всего сечения стержня q_c к площади q_r

.

9.5. Коэффициент увеличения активного сопротивления фазы ротора под влиянием эффекта вытеснения тока

,

где r_c , r₂ из п. 6.4.

9.6. Приведенное активное сопротивление обмотки ротора с учётом действия эффекта вытеснении тока, Ом.

,

где см. п. 6.4.

9.7. Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ротора с учетом вытеснения тока

,

где – коэффициент демпфирования, , находится по рис. 9.2; для 2р = 2 вместо h_ш2/b_ш2 подставляется 0,3, а b_ш2 = 0 (см. п. 6.8 и рис. 4.3); I₂  ток в стержне ротора, зависящий от значения сопротивлений с учётом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения, А

,

v_i из п. 4.5.

При s = 1 значение предварительно принимается равным пусковому току обмотки статора

,

где – кратность пускового тока определяется предварительно по

приложению 1 для ближайшего по номинальной мощности и частоте вращения серийного двигателя; I_1н – номинальный ток обмотки статора, определяемый по рабочим характеристикам, см. п.8.23.

При других значениях s определение рассматривается ниже.

9.8. Коэффициент изменения индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от действия вытеснения тока

,

где λ_л2, λ_д2, λ_п2 из п. 6.8.

9.9. Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учётом вытеснения тока, Ом

,

где см. п. 6.9.

9.10. Приближенное значение тока ротора без учёта влияния насыщения коронок зубцов полями пазового рассеяния, А

,

где r₁, x₁ из п.п. 6.2, 6.7.