8. Расчет потерь

Расчет основных потерь:

Удельные потери в стали по табл.12 (для марки стали 2212):

коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участков магнитопровода и технологических факторов. Для машин мощностью меньше 250 кВт приближенно можно принять и

показатель степени, учитывающий зависимость потерь в стали от частоты перемагничивания; для большинства электротехнических сталей

Масса стали ярма:

Масса зубцов статора:

Поверхностные потери в роторе:

коэффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головок зубцов статора (ротора) на удельные потери; если поверхность не обрабатывается (двигатели мощностью до 160 кВт), то .

амплитуда пульсации индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов ротора;

для данного значения по рис. 14б, находим ему соответствующее 3;

Пульсационные потери в зубцах ротора:

амплитуда пульсаций индукции в среднем сечении зубцов;

Добавочные потери в стали:

Поверхностные и пульсационные потери в статорах двигателей с и короткозамкнутыми или фазными роторами со стержневой обмоткой обычно малы, так как в пазах таких роторов b_ш2 мало и пульсации индукции в воздушном зазоре над головками зубцов статора незначительны. Поэтому расчет этих потерь в статорах таких двигателей не проводят.

полные потери в стали;

Механические и вентиляционные потери:

Потери на трение щеток о контактные кольца:

где коэффициент трения щеток о контактные кольца (обычно принимается равным 0,15 – 0,17); давление на контактной поверхности щеток (по табл. П17); общая площадь контактной поверхности всех щеток; линейная скорость поверхности контактных колец.

Выбираем щетки МГ, для которых

20 м/с, .

Принимаем

Площадь щеток на одно кольцо:

Число щеток на одно кольцо:

Уточняем плотность тока под щеткой:

Принимаем диаметр кольца , тогда линейная скорость кольца:

Сумма потерь:

9. Холостой ход

Ток холостого хода двигателя:

реактивная составляющая тока холостого хода;

активная составляющая тока холостого хода;

Определим коэффициент мощности при холостом ходе:

10. Расчет рабочих характеристик

Вспомогательные коэффициенты:

Предварительно принимаем номинальное скольжение:

Окончательно номинальное скольжение уточняем по графику рабочих характеристик асинхронного двигателя: .

Таблица 2. Расчет рабочих характеристик асинхронного двигателя.

Номинальное скольжение s = 0,0519 уточнено после построения характеристик

Рабочие характеристики:

Рабочие характеристики спроектированного двигателя (cos ф, Ƞ, I1, P1)

Рабочие характеристики спроектированного двигателя

11. Тепловой расчет и чертеж в разрезе

Рассчитаем превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя:

коэффициент, учитывающий, что часть потерь в сердечнике статора и пазовой части обмотки передается через станину непосредственно в окружающую среду, определяемый по табл. 14;

коэффициент теплоотдачи с поверхности, определяемый по рис. 16б в зависимости от исполнения машины;

электрические потери в пазовой части обмотки статора;

Для обмоток с изоляцией класса нагревостойкости F: коэффициент увеличения потерь по сравнению с полученными для расчетной температуры;

Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора:

расчетный периметр поперечного сечения паза статора, для трапецеидальных пазов;

Для классов нагревостойкости F среднее значение коэффициента теплопроводности внутренней изоляции катушки всыпной обмотки с учетом неплотности прилегания проводников друг другу (берется по рис.18);

Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей:

односторонняя толщина изоляции лобовой части катушки.

Превышение температуры наружной поверхности изоляции лобовых частей обмотки над температурой воздуха внутри машины:

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой внутри машины:

Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды определяется в предположении, что температура корпуса равна температуре воздуха внутри машины. При этом условии:

коэффициент подогрева воздуха, учитывающий теплоотдающую способность поверхности корпуса и интенсивность перемешивания воздуха внутри машины;

эквивалентная поверхность охлаждения корпуса;

условный периметр поперечного сечения ребер корпуса двигателя, примерно принимаем его значение по кривой рис. 19;

сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя;

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды:

Вентиляторный расчет асинхронных двигателей, так же, как и тепловой на первоначальном этапе проектирования, может быть выполнен приближенным методом, который заключается в сопоставлении расхода воздуха, необходимого для охлаждения двигателя, и расхода, который может быть получен при данной конструкции и размерах двигателя.

Для двигателей со степенью защиты IP44 требуемый для охлаждения расход воздуха (м3/с):

коэффициент, учитывающий изменение условий охлаждения по длине поверхности корпуса, обдуваемого наружным вентилятором;

для двигателей с

Расход воздуха (м3/с), обеспечиваемый наружным вентилятором, может быть приближенно определен по формуле:

Расход воздуха Qв′ обеспечиваемый наружным вентилятором больше расхода воздуха требуемого для охлаждения машины Qв.

Нагрев частей двигателя находится в допустимых пределах.

На рисунке представлен асинхронный двигатель с фазным ротором в разрезе, с обозначением основных элементов.