Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Асинхронный двигатель с фазным ротором

..pdf
Скачиваний:
23
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
1.14 Mб
Скачать

36. Магнитное напряжение цепи на два полюса (А)

Fц = Fδ + Fz1 +Fz2 + Fa + Fj .

37. Коэффициент насыщения магнитной цепи двигателя

kµ = Fц . Fδ

38. Намагничивающий ток

I µ =

 

pF ц

 

.

0,9

m

W k

 

 

1

об

 

 

 

1

 

1

 

Намагничивающий ток в относительных единицах

Iµ* = Iµ .

Iном

3.РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ

39.Активное сопротивление обмотки статора (Ом)

r1 = kRρv qL1 а,

эф1

где kR = 1; ρ115 = 10–6/41 Ом·м; qэф1, м2; а.

Для всыпной обмотки статора

L1 = W1 lcp1;

lcp1 = 2(lп1 + lл1);

lп1 = l1(2);

lл1 = kл bкт + 2В,

где

 

π(D +hп1 )

 

 

 

 

bкт

=

β, где β =

y

,

hп – по рис. 8.

2 р

τ

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

31

40. Вылет лобовых частей обмотки статора (мм)

lвыл = kвыл bкт + В,

где kл и kвыл выбираются по табл. 9.

 

 

 

 

Таблица 9

К расчету лобовых частей катушек всыпной обмотки

 

 

 

 

 

Число

 

Катушки статора

 

Лобовые части

Лобовые части

полюсов

не изолированы

изолированы лентой

2p

kл

kвыл

kл

Kвыл

 

2

1,2

0,26

1,45

0,44

4

1,3

0,4

1,55

0,5

6

1,4

0,5

1,75

0,62

≥ 8

1,5

0,5

1,9

0,72

41. Активное сопротивление обмотки ротора (Ом)

 

 

 

 

 

 

r2 = kR ρν

 

 

L2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

qэф2а2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где kR = 1;

q

эф2

, мм2 (см. п. 24 расчета); L2 = W2lср

; lср

2

= 2(lп

+ lл );

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

2

lп

= l2; lл

= kл

bкт

 

+ 2В + hп , где

k

л2

=

 

1

, m =

b + S

, где b

2

 

 

 

2

2

 

2

 

2

 

 

 

 

1m2

 

 

tz2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ширина меди катушки в лобовой части, м; S – допустимое расстояние между медью проводников соседних катушек, м (рис. 11); tz2

зубцовое деление, м. S и B принимаются по табл. 10.

32

Рис. 11. Обозначения размеров катушек в лобовых частях

Таблица 10

К расчету размеров лобовых частей катушек обмотки из прямоугольного провода

Напряже-

S, 10–3, м

В, 10–3, м

Напряже-

S, 10–3, м

В, 10–3, м

ние U, B

 

 

ние U, B

 

 

≤ 660

3,5

25

6000...6600

6...7

35...50

3000...3300

5...6

35...40

10 000

7...8

60…65

 

 

 

 

 

 

b

=

 

π(D2 hп

2

)

 

β,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кт2

 

 

 

2 р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

r2′ = ν12r2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ν12 =

 

m1 (W1kоб1 )2

 

;

m2 (W2kоб2 )2

 

r

= r

I1ном

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2*

 

2 U1ном

 

 

 

 

 

 

 

 

33

 

 

 

 

 

42. Вылет лобовых частей обмотки ротора

lвыл = kвыл bкт2 + B + 0,5hп2,

где kвыл = 0,5kл2m; bкт2, В, kл2 и m – по п. 41 расчета.

4. ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ОБМОТКИ СТАТОРА

43. Магнитные проводимости определяются по табл. 11.

Таблица 11

Расчетные формулы для определения коэффициентов магнитной проводимости пазового рассеяния обмоток статора

и фазного ротора асинхронных двигателей

Рисунок

Тип обмотки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетные формулы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12, а

Двухслойная

 

h2 h0

k +

hk

k

+

h0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3bп

 

 

 

β

 

bп

β

 

 

4bп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Однослойная

 

h2

+

hk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12, б

 

3b

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h2 h0

k +

 

h1

+

3hk

 

 

+

hш

k

+

h0

 

8, а

Двухслойная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3bп

 

 

 

β

 

 

bп +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

β

 

4bп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bп

 

 

2bш bш

 

 

 

12, г

Двухслойная

 

h2

 

k

β

+

0,785

bш

+

h1

+

 

hш

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3b1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2b1

 

b1

 

 

 

 

 

 

 

β

 

 

 

 

 

и однослойная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bш

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h2

 

k

 

+

 

h1

+

 

 

3hk

+

hш

k

 

 

 

 

 

 

12, д, е, и

То же

 

 

 

β

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3b1

 

 

 

 

 

 

 

b1 + 2bш

 

 

 

 

 

 

 

β

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b1

 

 

 

 

 

 

bш

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h2 h0

k +

 

h1

+

3hk

 

 

+

hш

 

k

+

h0

 

12, ж

Двухслойная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3bп

 

 

 

β

 

 

bп +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

β

 

4bп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bп

 

 

2bш bш

 

 

 

34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

б

в

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д

е

ж

з

и

Рис. 12. К расчету коэффициентов магнитной проводимости пазового рассеяния фазных обмоток: а–е – обмотки статора; ж–и – обмотки фазного ротора

λп

=

h2

kβ +

0,785

bш

+ h1

3b1

2b1

1

 

 

 

b1

 

 

 

 

 

 

по рис. 8, а и 12, г с учетом данных табл. 11; h2, мм; hш, мм; bш, мм; b1, мм; h1, мм.

kβ= 0,25(1 + 3β); kβ = 0,25(1+3kβ).

λл = 0,34 q1 (lл1 – 0,64βτ), lδ

lл1 (м) – по п. 39 расчета; lδ, м.

35

+bhш kβ

44. λд =12tδz1kδ ξ ,

где ξ = k′′ q2 +2kβ′ −k02 (1+∆z), при β < 1 ( k′′ – по рис. 13, в; ∆z – по

рис. 13, а, для

bш

и bш ,

k

– по п. 43 расчета).

 

 

 

δ

tz

β

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

г

 

 

 

 

 

 

б

д

 

Рис. 13. Коэффициенты к рас-

 

чету проводимости дифферен-

 

циального рассеяния

в

 

36

45. x

=15,8

f1

 

W1

2

lδ

(λ

 

 

 

). x1* = x1

I1ном

.

 

 

 

 

 

 

п1

л1

д1

 

1

100

100

p1q1

 

 

 

U1ном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ОБМОТКИ РОТОРА

46. Коэффициенты магнитной проводимости определяются по табл. 11.

λ

 

= h2 h0

k

+

 

h1

+

3hk

+

hш

k

+

h0

,

п2

 

 

 

 

 

3bп

β

 

 

bп +2bш

 

 

 

β

 

4bп

 

 

 

 

bп

 

 

bш

 

 

(по рис. 10, б и 12, ж с учетом данных табл. 11: h0, мм; hк, мм; h1,

мм; h2, мм; hш, мм; bш, мм; bп, мм; kβ; kβ), где kβ = 1; kβ= 0,25 (1+3β). 47. Коэффициент лобового рассеяния

 

 

 

λл

 

= 0,34 q2

(lл

 

0,64β2τ2 ),

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

l

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lл2 – по п. 41 расчета.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48. Коэффициент дифференциального рассеяния

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λд2 =

 

tz2

 

ξ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12δkδ

 

 

 

 

 

 

 

где для q2

ξ = k′′q2

+

 

2k

k2

 

(1 + ∆z) ( k′′

– по рис. 13, в для β;

 

2

 

 

 

 

β

 

об2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z – по рис. 13, а для

bш

 

и bш ;

k

– по п. 43 расчета).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ

 

 

 

 

tz

 

β

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49. Индуктивное сопротивление обмотки ротора (Ом)

 

x

=15,8

f1

W2

2

 

lδ

 

(λ

 

 

 

 

),

x′ =

х ν

,

 

 

 

 

 

 

 

п2

 

л2

д2

2

100

 

 

 

 

p2q2

 

 

 

 

 

 

 

2

2 12

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где ν12 из п. 41 расчета;

x2′ = х2I1ном .

U1 ном

37

6.РАСЧЕТ ПОТЕРЬ

50.Основные потери в стали статоров асинхронных машин определяют по следующей формуле:

P

= р

 

f1

β

(k

В2ma +k

 

z Bz2

 

mz ),

 

 

 

д

cp

ст.осн

1,0

50

 

д а а

 

1

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

где р1,0 – удельные потери (табл. 12 и П4) при индукции 1 Тл и час-

50

тоте перемагничивания 50 Гц; β – показатель степени, учитывающий зависимость потерь в стали от частоты перемагничивания; для большинства электротехнических сталей β = 1,3...1,5; kд а и kд z

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 kд а

= 1,6 и kд z = 1,8; для

машин большей мощности kд а = 1,4 и kд z

= 1,7; Ва и Вz ср – индук-

ция в ярме и средняя индукция в зубцах статора, Тл; ma , mz1 – масса стали ярма и зубцов статора, кг:

ma = π(Da ha )halс1kc1 γc ; mz1 = hz1bz1cpZ1lс1kc1 γc ;

ha – высота ярма статора, м:

ha = 0,5(Da D) hп1 ;

hz1 – расчетная высота зубца статора, м; bz1cp – средняя ширина зубца статора, м:

b

 

= bz1 max +bz1 min ;

z cp

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

γс – удельная масса

стали; в расчетах принимают γс =

= 7,8·103 кг/м3.

38

Таблица 12

Удельные потери в стали, Вт/кг, толщиной 0,5 мм при индукции В = 1 Тл и частоте перемагничивания f = 50 Гц

Марка стали

Удельные потери,

Марка стали

Удельные потери,

 

Вт/кг

 

Вт/кг

2013

2,5

2312

1,75

2212

2,2

2412

1,3

2214

2

 

 

 

По п. 34 определяем Ва, Тл.

 

 

 

 

 

По п. 31 определяем

Вz

= Bz cp ,

Тл.

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

51. Поверхностные потери (Вт)

 

 

 

 

 

 

 

 

Pпов2 = рпов2 (tz2 bш2 )Z2lc2 ,

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

= 0,5k

 

 

Z1n

 

1,5

(B

tz 103 )2

 

 

 

пов2

 

0,2

10 000

 

 

0,2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(B

0,2

k B , Тл; по рис. 14, б для bш

находим β0,2; k0,2 = 1,4…1,8).

0,2

 

δ δ

 

 

 

 

 

δ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аб

Рис. 14. К расчету поверхностных потерь в асинхронных машинах:

 

b

 

а – пульсация индукции в воздушном зазоре; б – зависимость β0 =

f

ш

 

 

 

 

S

 

39

52. Пульсирующие потери

P

 

0,11

 

Z1n

 

B

2 m

z2

,

 

 

 

 

пул2

 

 

 

1000

 

пул2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mz2 = Z2hz2bz2cplc2 kc2 γc ,

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

= bz2max +b z2min ;

 

 

 

 

z2ср

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

=

γ1δ

 

B

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пул2

 

 

 

2tz

 

z2cp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

где γ1 из п. 30 расчета; Bz2cp из п. 32 расчета.

53. Рст.доб = Pпов1 + Рпул1 + Рпов2 + Рпул2; Pпов1 = 0;

Рпул1 = 0;

Рст = Рст.осн + Рст.доб.

54. Механические потери (Вт)

Рмех = 1,2 · 2рτ3 (nk + 11) · 103,

где nk – число радиальных вентиляционных каналов.

55. Ртр.щ = kтрρщSщ vк,

где kтр = 0,15…0,17.

По табл. П17 выбираем щетки МГ, для которых ρщ, кПа; Jш.доп,

А/см2; vк.доп, м/с; ∆Uщ, В.

56. Площадь щеток на одно кольцо (см2)

Sщ′ = I2 ; Jщ

принимаем Lщ (мм), bщ (мм); число щеток на одно кольцо

nщ = Sщ, bщLщ

где Lщ, bщ – длина и ширина щетки.

40