9. Расчет рабочих характеристик

Сопротивления схемы замещения и:

Ом; Ом.

В асинхронных двигателях мощностью более 2-3 кВт коэффициент рассчитывают по формуле 6-218 (9.223):

При меньших мощностях коэффициент рассчитывают, определяя и активную и реактивную его составляющие:

; ;

Определяют реактивную и активную (формула 6-222 (9.226)) составляющие:

А и А;

Ток синхронного холостого хода: , А.

Определяют расчетные значения величин (формула 6-224 (9.227)):

А при расчетах по уточненным формулам (6-224, 9.228):

Данные, необходимые для расчета рабочих характеристик.

кВт, В,,А,кВт,

кВт, А,А,Ом,

Ом,,,,,Ом.

Результаты сводятся в таблицу (с.211, с.421).

10. Пусковые характеристики

    1. Учет эффекта вытеснения тока

С увеличением частоты тока в стержнях обмотки короткозамкнутого ротора возникает эффект вытеснения тока, в результате которого плотность тока в верхней части стержней возрастает, а в нижней – уменьшается. При этом активное сопротивление ротора увеличивается, а индуктивное – уменьшается. Изменение сопротивлений ротора влияет на пусковые характеристики машины.

В большинстве случаев эффект вытеснения тока в обмотках короткозамкнутого ротора играет положительную роль – увеличивается начальный пусковой момент двигателя.

Произведят подробный расчет пусковых характеристик для скольжения , а остальные расчеты (для) сводят в таблицы.

Так называемая приведенная высота стержня ξ - величина безразмерная, значение которой рассчитывается по формуле по формулам 6-232 – 6-235 (9.242 – 9.245):

По графикам на рисунках 6-46 и 6-47 (9.57, 9.58) находят значения ,(причем,). Далее по формуле 6-236 (9.246) определяют глубину проникновения тока:

м.

Далее определяются ,,,(расчетные формулы выбираются относительно формы паза, а также дополнительно наложенных условий с.216 (с.429)).

Для расчета характеристик необходимо учитывать изменение сопротивления всей обмотки ротора , поэтому удобно ввести коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора под влиянием эффекта вытеснения тока (формула 6-247 (9.257)):

(для прямоугольных стержней - )

Активное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом эффекта вытеснения тока (формула 6-249 (9.260)):

Ом.

Обозначив коэффициентом (формула 6-251 (9.262)) изменение индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока, получают(формула 6-250 (9.261)):

,

где коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния , который рассчитывают в зависимости от конфигурации паза.

; ;

Ом.

2. Влияние насыщения на параметры

Ранее рассматривались методы расчета параметров при допущении отсутствия насыщения стали магнитопровода полями рассеяния, магнитная проницаемость которой принималась равной бесконечности. При расчетах параметров холостого хода и рабочих режимов это допущение вполне оправдано, так как токи в этих режимах относительно малы и потоки рассеяния не создают заметного падения магнитного напряжения в стали зубцов. При увеличении скольжения свыше критического в пусковых режимах токи в обмотках возрастают, и потоки рассеяния увеличиваются. Коронки зубцов статора и ротора в машинах средней и большой мощности в большинстве случаев оказываются сильно насыщенными. Это приводит к увеличению магнитного сопротивления для части потока рассеяния, магнитные линии которого замыкаются через верхнюю часть паза. Поэтому коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния уменьшается, снижается магнитная проводимость дифференциального рассеяния (на коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния насыщение стали потоками рассеяния заметного влияния не оказывает).

Уменьшение потока пазового рассеяния из-за насыщения приближенно учитывают введением дополнительного раскрытия паза, равного с, которое зависит от уровня насыщения верхней части зубцов потоками рассеяния и, следовательно, от МДС паза, т.е. от тока в обмотке.

Расчет первоначально начинают, задаваясь предполагаемой кратностью увеличения тока, обусловленной уменьшением индуктивного сопротивления из-за насыщения зубцовой зоны. Ориентировочно для расчета пусковых режимов принимают .

Рассчитают приближенное значение тока ротора без учета насыщения:

А.

Принимают , тогда среднюю МДС обмотки, отнесенную к одному пазу обмотки статора, рассчитывают по формуле 6-252 (9.263):

, А;

где - ток статора, соответствующий расчетному режиму, без учета насыщения;

- число параллельных ветвей обмотки статора;

- число эффективных проводников в пазу статора;

,,- коэффициент, учитывающий уменьшение МДС паза, вызванное укорочением шага обмотки, коэффициент укорочения шага и обмоточный коэффициент.

Рассчитают фиктивную индукцию потока рассеяния в воздушном зазоре (формула 6-253 (9.264)):

Тл,

где - коэффициент (формула 6-254 (9.265)):.

По полученному значению определяется отношение потока рассеяния при насыщении к потоку рассеяния ненасыщенной машины, характеризуемое коэффициентом, значение которого находится по графику на рисунке 6-50 (9.61).

Значения дополнительного раскрытия пазов статора и ротора:

(формула 6-255 (9.266)).

Вызванные насыщением от полей рассеяния уменьшение коэффициента проводимости рассеяния паза статора рассчитывается по формуле 6-256 – 6-258 (9.267 – 9.269) относительно формы паза (а - г).

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния при насыщении определяют для статора по формуле 6-261 (9.272):

где - проводимость, рассчитанная без учета насыщения.

Аналогичный расчет и для ротора:

(формула 6-259 (9.270));

(формула 6-260 (9.271) - относительно формы паза (д - ж));

(формула 6-260 (9.273)),

где - проводимость пазового рассеяния ротора для ненасыщенной зубцовой зоны с учетом влияния вытеснения тока.