7. Расчет потерь

7.1. Потери в стали основные:

= 2,6(1,6·1,49²·24,6 + 1,8·1,85²·4,25) = 295,27 Вт

удельные потери: p_1,0/5,0 = 2,6 Вт/кг и β = 1,5 для стали 2013;

масса стали ярма статора:

m_a = π(D_a – h_a)h_al_ст1k_cγ_c = π(0,272 – 0,0374)·0,0374·0,118·0,97·7,8·10³ =

= 24,60 кг,

масса стали зубцов статора:

m_z1 = h_z1b_z1срZ₁l_ст1k_cγ_с = 25,6·10^–3·6,2·10^–3·30·0,118·0,97·7,8·10³ = 4,25 кг,

удельная масса стали γ_с = 7,8·10³ кг/м³.

7.2. Поверхностные потери в роторе:

P_пов2 = p_пов2(t₂ – b_ш2)Z₂l_ст2 = 357,2·20,6·10^–3·22·0,118 = 19,10 Вт;

удельные поверхностные потери:

= 357,2 Вт/м²,

где k₀₂ = 1,5; амплитуда пульсаций индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов:

B₀₂ = β₀₂k_δB_δ = 0,33·1,145·0,74 = 0,28;

для по рис 6-41 β₀₂ = 0,33.

7.3. Пульсационные потери в зубцах ротора:

Вт

амплитуда пульсаций индукции в среднем сечении зубцов

Тл;

m_z2 = Z₂h_z2b_z2срl_ст2k_cγ_c = 22·32,84·10^–3·8,49·10^–3·0,118·0,97·7800 = 5,48 кг.

7.4. Сумма добавочных потерь в стали:

P_ст.доб = P_пов2 + P_пул2 = 19,1 + 35,277 = 54,377 Вт.

7.5. Полные потери в стали:

P_ст = P_ст,осн + P_ст,доб = 295,27 + 54,377 = 349,647 Вт.

7.6. Механические потери:

Вт

для двигателей 2p =2 коэффициент

K_т = 1,3(1 – D_а) = 1,3(1 – 0,272) = 0,946.

7.7. Добавочные потери при номинальном режиме:

Вт.

7.8. Холостой ход двигателя:

А,

где А,

P_э1х,х = 3I_μ²r₁ = 3·6,76²·0,255 = 34,96 Вт;

.

8. Расчет рабочих характеристик

Последовательно включенные сопротивления схемы замещения

Ом;

Ом;

используем приближенную формулу, так как |γ| мал;

21' ]; 0,006373

Активная составляющая тока синхронного холостого хода:

А;

a' = c₁² = 1,022² = 1,044; a = c₁r₁ = 1,022·0,255 = 0,261; b' = 0;

b = c₁(x₁ + c₁x₂') = 1,022(0,69 + 1,022·0,665) = 1,4.

Потери, не меняющиеся при изменении скольжения:

P_ст + P_мех = 349,647 + 466,03 = 815,677 Вт.

Принимаем s_н ≈ r_2*' ≈ 0,018 и рассчитываем рабочие характеристики, задаваясь s = 0,004; 0,008; 0,012; 0,016; 0,018; 0,024; 0,03.

После построения кривых уточняем значение номинального скольжения

s_н = 0,0184

Результаты расчета приведены в табл. 2. Характеристики представлены на рис. 4.

Номинальные данные спроектированного двигателя: P_2н = 18,5 кВт;

U_1н = 220/380 В; I_1н = 33,3 А; cosφ_н = 0,92; η_н = 0,90; s_н = 0,018.

Таблица 2

Данные расчета рабочих характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

P_2н = 18,5 кВт; U_1н = 220/380 В; 2p = 2; I_1н = 34,43 А; P_ст + P_мех = 0,816 кВт;

P_доб,н = 0,1 кВт; I_0a = 0,5 А; I_0р ≈ I_μ = 6,76 А; r₁ = 0,255 Ом; r₂' = 0,116 Ом;

c₁ = 1,022; a' = 1,044 Ом; a = 0,261 Ом; b' = 0; b = 1,4 Ом

№ п/п	Расчетная формула	Единица	Скольжение
			0,004	0,008	0,012	0,016	0,024	0,03	sн = = 0,018
1	a'r2'/s	Ом	30,28	15,14	10,09	7,57	5,05	4,04	6,73
2	b'r2'/s	Ом	0	0	0	0	0	0	0
3	R = a + a'r2'/s	Ом	30,54	15,40	10,35	7,83	5,31	4,30	6,99
4	X = b + b'r2'/s	Ом	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4
5	Z =	Ом	30,57	15,46	10,44	7,95	5,49	4,52	7,13
6	I2'' = U1н/Z	А	7,2	14,23	21,07	27,67	40,07	48,67	30,86
7	cosφ2' = R/Z	–	0,999	0,996	0,991	0,985	0,967	0,951	0,980
8	sinφ2' = X/Z	–	0,046	0,091	0,134	0,176	0,255	0,310	0,196
9	I1a = I0a + I2''cosφ2''	А	7,693	14,67	21,38	27,75	39,25	46,79	30,743
10	I1р = I0р + I2''sinφ2''	А	7,091	8,05	9,58	11,63	16,98	21,85	12,809
11	Ι1 =	А	10,463	16,7	23,43	30,09	42,77	51,64	33,305
12	I2' = c1I2''	А	7,358	14,5	21,53	28,28	40,95	49,74	31,539
13	P1 = 3U1нI1а·10–3	кВт	5,077	9,68	14,11	18,32	25,91	30,88	20,29
14	Pэ1 = 3I12r1·10–3	кВт	0,084	0,213	0,42	0,693	1,399	2,04	0,849
15	Pэ2 = 3I2’2r2'·10–3	кВт	0,019	0,073	0,161	0,278	0,584	0,861	0,346
16	Pдоб = Pдоб,н(I1/I1н)2	кВт	0,010	0,025	0,048	0,080	0,161	0,235	0,098
17	ΣP = Pст + Pмех + Pэ1 + Pэ2 + Pдоб	кВт	0,929	1,13	1,445	1,867	2,96	3,952	2,109
18	P2 = P1 – ΣP	кВт	4,148	8,55	12,67	16,45	22,95	26,93	18,181
19	η = 1 – ΣP/P1	–	0,817	0,883	0,898	0,898	0,886	0,872	0,896
20	cosφ = I1a/I1	–	0,735	0,878	0,913	0,922	0,918	0,906	0,923

φРабочие характеристики асинхронного двигателя, P₂ = 18,5 кВт, 2p = 2,

U = 220/380 В

Рис. 4