III Определение параметров и рабочих характеристик

6 Расчет магнитной цепи

6.1 МДС на магнитную цепь на пару полюсов определяется как сумма магнитных напряжений всех перечисленных участков магнитной цепи:

.

6.2 Магнитное напряжение воздушного зазора на пару полюсов (А):

,

где коэффициент воздушного зазора:

,

,

.

6.3 Магнитное напряжение зубцового слоя статора (А):

,

.

А/м - напряженность магнитного поля в зубцах статора определяется при трапецеидальных пазах непосредственно по приложению А (при высоте оси вращения h ≤ 250 мм применяется сталь 2013).

6.4 Магнитное напряжение зубцового слоя ротора (А):

,

.

А/м - напряженность магнитного поля в зубцах ротора определяется при трапецеидальных пазах по приложению А для индукции по п.5.1.

6.5 Магнитное напряжение ярма статора:

,

.

=400 А/м определяется по приложению Б для индукции по п.3.15.

6.6 Магнитное напряжение ярма ротора (А):

;

.

А/м определяется по приложению для индукции по п.5.14.

6.7 Суммарное магнитное напряжение магнитной цепи:

.

6.8 Коэффициент насыщения магнитной цепи двигателя :

.

6.9 Намагничивающий ток (А):

.

А в процентах от номинального тока статора:

.

7 Активные и индуктивные сопротивления обмоток статора и ротора

А) Сопротивление обмотки статора

7.1 Среднее значение зубцового деления статора (м):

.

7.2 Средняя ширина катушки (секции) статора (м):

,

где == 9 - среднее значение шага обмотки статора.

7.3 Средняя длина лобовой части статора (м) для обмотки с мягкими катушками (м):

.

7.4 Средняя длина витка обмотки статора (м):

.

7.5 Длина вылета лобовой части обмотки статора для обмотки с мягкими катушками (м):

.

7.6 Активное сопротивление обмотки статора, приведенное к рабочей температуре 115⁰ С (для класса изоляции F), (Ом):

,

где .

7.7 Активное сопротивление обмотки статора в относительных единицах (о.е.):

о.е.

7.8 Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора состоит из трех частей: пазового рассеяния, дифференциального рассеяния и рассеяния лобовых частей.

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния статора при трапецеидальном пазе:

,

,

,

где и- коэффициенты, учитывающие укорочение шага обмотки.

7.9 Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния статора:

, ,

где - коэффициент дифференциального рассеяния, определяется по таблице 7.1.

7.10 Коэффициент проводимости рассеяния лобовых частей обмотки статора:

.

7.11 Коэффициент магнитной проводимости рассеяния обмотки статора:

м.

7.12 Индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора (Ом):

.

7.13 Индуктивное сопротивление в относительных единицах:

о.е.

В) Сопротивление обмотки ротора

7.14 Среднее значение зубцового деления ротора (м)

.

7.15 Средняя ширина катушки обмотки ротора (м):

,

где .

7.16 Средняя длина лобовой части катушки (м):

,

.

7.17 Средняя длина витка обмотки ротора (м):

.

7.18 Вылет лобовой части обмотки ротора (м):

.

7.19 Активное сопротивление обмотки фазы ротора (Ом):

.

7.20 Коэффициент приведения сопротивления обмотки ротора к обмотке статора:

.

7.21 Активное сопротивление обмотки ротора, приведенное к статору (Ом):

.

То же в относительных единицах

о.е.

7.22 Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ротора при трапецеидальном пазе:

,

,

где и

7.23 Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния ротора:

,

,

где - коэффициент дифференциального рассеяния, определяется по таблице 7.2.

7.24 Коэффициент проводимости рассеяния лобовых частей обмотки ротора:

.

7.25 Коэффициент проводимости рассеяния обмоток:

.

7.26 Индуктивное сопротивление обмотки фазы ротора (Ом):

.

7.27 Индуктивное приведенное сопротивление обмотки фазы ротора (Ом):

.

7.28 Индуктивное приведенное сопротивление обмотки фазы ротора (о.е.):

о.е.

8. Потери в стали, механические и добавочные потери

Потери в стали (магнитные потери) и механические не зависят от нагрузки, поэтому они называются постоянными потерями и могут быть определены до расчета рабочих характеристик.

8.1 Расчетная масса стали зубцов статора при трапецеидальных пазах (кг):

.

8.2 Магнитные потери в зубцах статора для стали 2013 (Вт):

,

для трапецеидальных пазов - .

8.3 Масса стали ярма статора:

8.4 Магнитные потери в ярме статора для стали 2013 (Вт):

.

8.5 Суммарные магнитные потери в сердечнике статора, включающие добавочные потери в стали (Вт):

8.6 Механические потери (Вт) при степени защиты IP23:

.

8.7 Дополнительные потери (Вт) при номинальной нагрузке:

.

8. Рабочие характеристики асинхронного двигателя

Рабочими характеристиками асинхронного двигателя называются зависимости

.

9.1 Сопротивление взаимной индукции обмоток статора и ротора (Ом):

.

9.2 Коэффициент приведения параметров Т – образной схемы замещения к Г – образной:

.

9.3 Активная составляющая тока холостого хода при S=0:

.

9.4 Реактивная составляющая тока холостого хода при S=0:

.

5. Дальнейшие формулы для расчета рабочих характеристик сведены в табл. 9.1.

Расчет производится для ряда скольжений:

, где .

При этом номинальное скольжение 0.0538336

.

Т а б л и ц а 9.1 – Расчет рабочих характеристик

Расчетная формула	Единицы	Скольжение
		0.01076	0.02153	0.03230	0.04306	0.053833	0.064600
1.	Ом	91.4529	45.7264	30.4843	22.8632	18.29059	15.24216
2.	Ом	92.3695	46.6430	31.4008	23.7797	19.20712	16.15869
3.	Ом	7.46319	7.46319	7.46319	7.46319	7.463191	7.463191
4.	Ом	92.6705	47.2363	32.2755	24.9234	20.60613	17.79894
5.	А	4.40808	8.64800	12.6566	16.3902	19.82419	22.95079
6.		0.99675	0.98743	0.97289	0.95411	0.932107	0.907845
7.		0.08053	0.15799	0.23123	0.29944	0.362182	0.419305
8.	А	4.75377	8.89938	12.6736	15.9981	18.83826	21.19577
9.	А	5.57600	6.58735	8.14763	10.1289	12.40098	14.84438
	А	7.32735	11.0721	15.0666	18.9350	22.55359	25.87694
11.	А	4.58339	8.99192	13.1599	17.0420	20.61256	23.86350
12.	кВт	5.41929	10.1452	14.4479	18.2378	21.47562	24.16317
13.	Вт	141.979	324.185	600.294	948.118	1345.123	1770.747
14.	Вт	57.3988	220.919	473.193	793.544	1160.896	1555.958
15.	Вт	9.84415	22.4774	41.6215	65.7379	93.26424	122.7749
16.	кВт	0.62260	0.98096	1.52849	2.22078	3.012669	3.862866
17.	кВт	4.79669	9.16432	12.9194	16.0170	18.46295	20.30031
18.		0.88511	0.90330	0.89420	0.87823	0.859716	0.840134
19.		0.64877	0.80376	0.84116	0.84489	0.835266	0.819098
20.	об/мин	1483.84	1467.69	1451.54	1435.39	1419.249	1403.099
21.		30.8713	59.6302	84.9991	106.564	124.2355	138.1712

Рисунок 9.1 – График зависимости скольжения (S) от номинальной мощности(P₂)

Рисунок 9.2 – График зависимости коэффициента мощности (cos(φ)) от номинальной мощности (P₂)

Рисунок 9.3 – График зависимости КПД от номинальной мощности (P₂)

Рисунок 9.4 – График зависимости потребляемой мощности (Р_1Н) от номинальной мощности (P₂)

Рисунок 9.5 – График зависимости вращающего момента (М₂) от номинальной мощности (P₂)

Рисунок 9.6 – График зависимости номинального тока (I₁) от номинальной мощности (P₂)

Рисунок 9.7 – График зависимости скорости вращения ротора (n) от номинальной мощности (P₂)

9.7 После построения рабочих характеристик на оси абсцисс откладывается номинальная мощность (точка А), через точку А проводится параллельно оси ординат линия АВ, точками пересечения линии АВ с кривыми рабочих характеристик и определяются номинальные значения потребляемой мощности , тока, вращающего моментаМ_2Н, коэффициента мощности cosφ₁, коэффициента полезного действия, скорости вращения ротора n_H и скольжения S_H.

9.8 Скольжение, соответствующее максимальному моменту:

.

9.9. Перегрузочная способность асинхронного двигателя:

где .

После построения рабочих характеристик и после определения перегрузочной способности, курсовой проект заканчивается.