1.4.5. Расчёт намагничивающего тока

Расчет магнитной цепи проводят для режима холостого хода, при котором для асинхронных двигателей характерно относительно сильное насыщение стали зубцов статора и ротора. Магнитная цепь состоит из следующих участков:

− воздушный зазор,

− зубцы статора,

− зубцы ротора,

− ярмо статора,

− ярмо ротора.

Для проведения потока через эти разнородные участки потребуются различные магнитодвижущие силы, сумма которых и определит намагничивающий ток в статорной обмотке.

1. Магнитное напряжение воздушного зазора, А,

где B_δ – индукция в воздушном зазоре, Тл;

δ – воздушный зазор, м;

k_δ – коэффициент воздушного зазора, учитывающий увеличение магнитного сопротивления шлицевыми зонами пазов статора (шлицевыми зонами пазов ротора пренебрегаем, так как они в несколько раз меньше);

μ₀ — магнитная проницае­мость: μ₀ = 4π · 10^-7 Гн/м.

Подставив значение μ₀ получим:

Коэффициент воздушного зазора определяется по следующим формулам [1, 3]:

;

2. Магнитное напряжение зубцовой зоны статора:

где h_z1 – расчетная высота зубца статора, м;

H_z1 – расчетная напряженность поля в зубце, А.

Расчетную высоту зубцов h_z1 принимают равной высоте паза статора:

h_z1 = h_п1.

Индукция в зубце, Тл,

.

Расчетную напряженность поля H_z1 при индукции В_z1 определяют по табл. П11А.

3. Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора:

где h_z2 – расчетная высота зубца ротора, м;

H_z2 – расчетная напряженность поля в зубце, А.

Расчетную высоту зубцов h_z2 определяют по формуле [1, 3]:

h_z2 = h_п2 – 0,1b_2р.

Индукция в зубце, Тл,

.

Расчетную напряженность поля H_z2 при индукции В_z2 определяют по табл. П11А.

Коэффициент насыщения зубцовой зоны [1, 3]:

Если k_z > 1,5, то имеет место чрезмерное насыщение зубцовой зоны; если k_z < 1,2 — машина не насыщена.

4. Магнитное напряжение ярма статора, А

F_a = L_a H_a,

где L_a – длина средней магнитной силовой линии в ярме статора, м,

L_a =π (D_a – h_a) / (2p).

Индукция в ярме статора, Тл,

В_а = Ф / (2h_а l_ст1 k_c).

Н_а – напряженность поля при индукции В_а определяют по табл. П12А, А/м.

5. Магнитное напряжение ярма ротора, А,

F_j = L_j H_j,

где L_j – длина средней магнитной линии потока в ярме ротора, м,

L_j = 2h'_j – при 2p = 2;

L_j = π (D_в + h'_j ) / (2p) – при 2p > 2;

где h'_j – расчетная высота ярма ротора [1, 3], м,

— при 2p ≤ 4. В этой формуле учитывается то, что часть магнитных силовых линий потока замыкается через вал;

— при 2p ≥ 6.

Индукция в ярме ротора, Тл,

В_j = Ф / (2 h'_j l_ст2 k_c ),

где H_j – напряженность поля в ярме при индукции B_j определяют по табл. П12А, А/м.

Суммарное магнитное напряжение магнитной цепи (на пару полюсов), А,

F_u = F_δ + F_z1 + F_z2 + F_a + F_j.

Коэффициент насыщения магнитной цепи

k_μ = F_u / F_δ.

Намагничивающий ток, А,

Намагничивающий ток выражается также в процентах или в до­лях номинального тока двигателя:

.

Намагничивающий ток . В небольших двигателях мощностью менее 2…3 кВт может достигать 0,5…0,6.