Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование асинхронных двигателей. Учебное пособие
.pdf
9. Начальный пусковой момент
M
и начальный пусковой ток
Пусковые свойства электродвигателей оцениваются величиной
пускового момента и пускового тока. Отношение начального пусково-
го момента к номинальному
ние начального пускового тока не выше значений, оговоренных в
ГОСТ 19523-74.
Расчет величин пускового момента и пускового тока необходимо
производить с учетом вытеснения тока в обмотках и насыщения потоков пазового рассеяния.
9.1. Активные сопротивления для ротора с овальными закрытыми
пазами с учетом вытеснения тока по п. 5.2.1, где значения коэффици-
k
ента
находятся в следующем порядке.
в.т
Рассчитывается коэффициент
ле (9.1):
M
должно быть не ниже, а отноше-
пн
при температуре 115° по форму-
,
– высота
где
ст п22щ
64 64 0,021 1,34hs
115 ст
0,022 0,3 10 0, 7 10 0,021hhhh
33
стержня клетки ротора при закрытых пазах в м (рис. 4.1, б);
s – скольжение, в момент пуска s = 1,0.
Расчетная глубина проникновения тока в стержне по формуле (9.2), м:
где коэффициент
h
h
ст
p
110,2
0, 2f
0,022
0,018
,
определяют из рис. 9.1.
Ширина стержня на расчетной глубине проникновения тока по
формуле (9.3), м:
2( )
rr
2()
br hr
pp
2 0,0039 0,0027
2 0,0039 0,018 0,0039 0,00362.
12
11
h
1
0,0081
101
Площадь поперечного сечения стержня при расчетной глубине
проникновения тока по формуле (9.4), м
2
qrr hr
pp
11 1
22
2
:
b
p
3,14 0,00362
0,0039 0,0039 0, 018 0,0039 103,8 10 .
22
26
Коэффициент вытеснения тока по формуле (9.5):
6
q
k
в.т
l
rk
ст в.т
q
ст
133 10
ст
q
103,8 10
p
0,18
66
22 10 133 10
1, 2 8 ;
6
1, 2 8 0, 8 10
4
.
Активные сопротивления для ротора:
44
где
2 пр1 ст кл
r
=
0,35 10
кл
( ) 1855 (0,8 10 0, 35 10 ) 0, 21,rk r r
4
Ом (см. п. 5.2.2).
9.2. Индуктивное сопротивление рассеяния с учетом вытеснения
тока ротора с овальными закрытыми пазами определяется по п. 5.2.4
с подстановкой
Коэффициент
ния
, рассчитанного в п. 9.1.
f
из рис. 9.1, () из п. 9.1.
определяют по рис. 9.1 в зависимости от значе-
.
0,97
Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора по формуле (5.18), Ом:
7,9 10 7,9 50 0,18 4,18 10 0,3 10xfl
212
663
102
,
P
где
– коэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора по
2
формуле (5.19):
2 п2 д2 кл
1, 34 1,92 0,92 4,18
.
Коэффициент проводимости рассеяния пазов – овального закрытого (рис. 4.1, б) по формуле (5.21):
hr r h
12 1 2
п2
14,7 10 0,8 2,72 10 3,14 3,9 10
0,8 10
10,660,31,12
rq r I
62 4
1 ст 12
3326
6 3,9 10 2 133 10
0,0015
0,66 0,97 0, 3 1,12
43,910
2
23
36
3
b
щ
1
3
0,3 10 10
2
3
1, 3 4 .
35,4
Для рабочего режима значение тока стержня ротора по формуле (5.22), А:
20,20,8cos
WP
11
I
2
UZ
12
2 80 20589 (0, 2 0,8 0,89)
220 38
367
.
Значения
cos
и
1
соответствуют ранее принятым.
Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния по
формуле (5.23):
2
Z
2
tk
0,9
2 д2
p
6
k
где
д2
– коэффициент дифференциального рассеяния ротора – опре-
k
д2
деляется по рис. 5.3 при
0,9 0, 0152 0,009
0.5 10 1,28
6.qZ p
22
103
2
38
62
3
1, 92
,
Коэффициент проводимости рассеяния короткозамыкающих колец
по формуле (5.24):
2,3 4, 7
DD
кл.ср кл.ср
кл
Zlk
22 пр2
Индуктивное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмотке статора, по формуле (5.25), Ом:
в относительных единицах по формуле (5.26):
lg lg 0,92
22
2 0,027 2 0,011
hl
кл кл
2 пр12
2,3 0,157 4, 7 0,157
38 0,18 0,32
3
1855 0, 3 10 0,56xkx
,
.
I
xx
2* 2
9.3. Значения сопротивлений
п. 8.1, сопротивлений
Параметры схемы замещения, Ом:
1 1 0,2110,029 10,015 0,222rr
22 1 1
Расчетные параметры короткого замыкания, Ом:
rxZ
kk k
xx
11 1
22
22 1 1
rrr
k
xxx
k
Zrx
kkk
1н
U
1
, ,
22
12
22 2 2
– согласно п. 8.2.
11
11 0,54
11 0,58xx
0,27 0, 222 0, 492
12
35,4
0,56 0,09
220
, , , rr xx
12 1 2
0, 27rr
r
11
x
1
;
2
0,54 0,58 1,12
0, 492 1,12 1,22
2
.
определяют согласно
;
;
.
;
;
.
104
9.4. Составляющая коэффициента пазовой проводимости рассеяния
статора, зависящая от насыщения, по формуле (9.9), паз трапецеидальный полузакрытый (рис. 5.1,
а):
h
щ
k
1 0,895 .
Здесь
3
h
п1пер
33
– коэффициент, определяемый по рис. 5.2.
1k
3310 110
333
710 23,710 3,710
k
bbb
2
п1 щщ
9.5. Составляющая коэффициента проводимости рассеяния статора,
зависящая от насыщения, по формуле (9.11):
1пер п1пер Д1
0,895 1,67 2,565
.
9.6. Составляющая коэффициента пазовой проводимости рассеяния
ротора, зависящая от насыщения (паз овальный закрытый), по формуле (9.12):
3
110
3, 7 10
0, 27
3
.
h
п2пер
щ
b
щ
9.7. Составляющая коэффициента проводимости рассеяния ротора,
зависящая от насыщения, по формуле (9.14):
2пер п2пер Д2
0,27 1,92 2,19
.
9.8. Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя, зависящее от
насыщения (паз овальный закрытый), по формуле (9.15), Ом:
1пер 2пер
xx x
пер 12
12
2,565 2,19
0,54 0,58 0,608
4,55 4,18
105
.
9.9. Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя с овальными за-
крытыми пазами, не зависящее от насыщения, по формуле (9.17) Ом:
11пер 22пер
xx x
пост 12
4,55 2,565 4,18 2,19
0,54 0,58 0,512 .
12
4,55 4,18
9.10. Расчетный ток ротора при пуске по формуле (9.19), А:
U
I
п2
22
( 0, 0825 )
rx x
k
1
пост пер
1, 24 10 ( 0,0825 )
1, 24 10 0,5 10 2 0, 608 0,512 0, 25 0, 608
63
20 0, 49 0,512 0,25 0, 608
6
ur x x
ппост пер
ax x x
1 пер пост пер
22
( 0, 0825 )
k
220
2
0,49 0,512 0, 25 0,608
2
2
2
2
29,84 .
9.11. Расчетные параметры схемы замещения при пуске с учетом
вытеснения тока в стержнях ротора и насыщения путей потоков рассеяния по формуле (9.20), Ом:
U
ZI
k
xZr
kkk
22 2 2
220
п2
1
229,84
0,957 ;
0,957 0, 49 0,822 .
106
9.12. Активная составляющая тока статора при пуске по форму-
ле (9.21), А:
rx
kk
III
п.a1 . п2
0,674 229,84 124,22 .
0,957 0,957
ca
0,49 1 0,015 0,822 2 0,015
ZZ
kk
1 0,015 1 0,015
2
12
11
22
11
11
2
22
9.13. Реактивная составляющая тока статора при пуске по форму-
ле (9.22), А:
xr
kk
III
п.р1. п2
11, 9 229,84 205,7 .
0,822 1 0,015 0, 49 2 0, 015
0,957 0,957
c р
ZZ
kk
10,015 10,015
2
12
11
22
11
11
2
22
9.14. Фазный ток статора при пуске по формуле (9.23) А:
п1 п.а1 п.р1
22 2 2
9.15. Кратность пускового тока
124,22 205, 7 240,3III
п11н
:II
.
I
240,3
k
пуск.ток
п1
I
1н
35
6,87
.
Согласно ГОСТ 19523-74 кратность пускового тока не должна превышать значение
пуск.токГОСТ
, т. е. условие выполняется.
7K
9.16. Кратность пускового момента по формуле (9.24):
22
mI r s
M
MP
1 п22 н
п
н 2
1 3 229,84 0, 222 1 0,028
1, 85
.
18 483
107
Согласно ГОСТ 19523-74 кратность пускового момента не должна
f
быть меньше значения
пуск.токГОСТ
, т. е. условие выпол-
1, 8K
няется.
10. Максимальный момент
M
Отношение максимального момента к номинальному
должно быть менее значений, указанных в ГОСТ 19523-74.
Расчет максимального момента следует производить с учетом
насыщения путей потоков рассеяния, так как при максимальном моменте ток статора и ротора в 2–3 раза больше, чем при номинальном.
Вытеснением тока в стержне ротора можно пренебречь, так как часто-
та
в этом режиме мала.
2
10.1. Расчетный ток ротора по формуле (10.1) А:
U
I
м2
2
rx x rx x
20,0825 0,0825
1 пост пер 1 пост пер
1
2
M
max
н
не
1, 24 10 2 0, 0825
2
20,0825 0,0825
ur x x rx x
п 1 пост пер 1 пост пер
3
2
2 0, 27 0, 512 0, 25 0, 608 0,27
1, 24 10 0,5 2 0,27 2 0,512 0,25 0,608 0,608
2 20 0, 27 0,512 0, 25 0,608 0, 27 0,512 0, 25 0,608
3
2
ar x x x
11 пост пер пер
2
220
2
2
0,512 0, 25 0, 608
143,4 .
108
10.2. Сопротивления схемы замещения при максимальном моменте
по формуле (10.2), Ом:
U
ZI
м
22 2 2
xZr
k
м 1
1
220
м2
1
143,4
1, 534
1, 085 0, 27 1,051
1, 085 0,27 1,355RZr
,
,
,
где сопротивление по формуле (10.3):
222
rZr
2
Z
1 м 1
.
22
222
0,27 2 1,534 0, 27
1, 0 85
10.3. Активная составляющая тока статора по формуле (10.4), А:
R
м 11
III
м.а1 с.ам2
0,674 143,4 130,3.
ZZ
мм
1, 355 1 0,015 1,051 2 0,015
1, 534 1, 534
1 0,015 1 0,015
2
12
11
2
22
x
k
22
11
10.4. Реактивная составляющая тока статора по формуле (10.5), A:
x
k
III
м.р1. м2
11, 9 143, 4 114 .
c р
1, 051 1 0,015 1,355 2 0,015
1, 534 1,534
ZZ
мм
1 0,015 1 0,015
2
12
11
2
22
R
1 м 1
22
11
10.5. Ток фазы статора по формуле (10.6), А:
м1 м.a1 м.p1
22 22
130,3 114 173III
109
.
10.6. Кратность максимального момента по формуле (10.7):
M
max
MRP
нм2
22
mU s
1 3 220 1 0,028
11 н
2 2 1,355 18 483
2,8
.
Согласно ГОСТ 19523-74 кратность максимального момента не
должна быть меньше значения
пуск.момГОСТ
т. е. условие вы-
2, 2,K
полняется.
10.7. Скольжение при максимальном моменте по формуле (10.8):
r
0,222
2
s
м
1, 0 85
Z
0,205
.
11. Тепловой расчет двигателя
11.1. Электрические потери в пазовой части
вых частях катушек
PkP
э,п1 м1
PkP
э,л1 м1
, по формуле (11.1), Вт:
P
э,л1
2
l
1
2
l
1, 07 992 450
l
ср.1
l
л1
1, 07 992 611
ср1
20,18
0,85
20,245
0,85
и потери в лобо-
P
э,п1
,
.
Здесь
= 1,07 – коэффициент увеличения потерь по табл. 11.1.
k
11.2. Превышение температуры внутренней поверхности сердечни-
ка статора над температурой воздуха внутри машины по формуле (11.2), °С:
PP
где
пов
K
D 3,14 0,185 0,18 105
l
11
= 105 – коэффициент теплоотдачи с поверхности (рис. 11.2);
1
э,п1 ст
0, 2 12
450 234
,
K = 0,2 – коэффициент, учитывающий передачу части потерь сердечника статора через станину непосредственно в окружающую среду
(табл. 11.2).
110
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]