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 .

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

Расчетная формула	Единицы	Скольжение
		0.01308	0,02616	0,03924	0,05232	0,0654	0,07848
1.	Ом	95.6356	47.8178	31.8785	23.9089	19.12713	15.93927
2.	Ом	96.4096	48.5918	32.6525	24.6829	19.90114	16.71328
3.	Ом	3.91072	3.91072	3.91072	3.91072	3.910721	3.910721
4.	Ом	96.4889	48.7489	32.8859	24.9908	20.28174	17.16472
5.	А	3.93827	7.79503	11.5550	15.2055	18.73605	22.13842
6.		0.99917	0.99677	0.99290	0.98768	0.981234	0.973699
7.		0.04053	0.08022	0.11891	0.15648	0.192819	0.227834
8.	А	4.88723	8.72211	12.4253	15.9704	19.33665	22.50838
9.	А	9.20961	9.67533	10.4241	11.4294	12.66268	14.09390
	А	10.4260	13.0264	16.2188	19.6389	23.11384	26.55683
11.	А	4.11549	8.14581	12.0750	15.8898	19.57917	23.13465
12.	кВт	5.57145	9.94321	14.1648	18.2063	22.04379	25.65955
13.	Вт	241.540	377.051	584.507	857.014	1187.124	1567.127
14.	Вт	58.2050	228.026	501.067	867.671	1317.362	1839.256
15.	Вт	21.3629	33.3481	51.6964	75.7981	104.9945	138.6037
16.	кВт	1.29208	1.60940	2.10824	2.77145	3.580455	4.515961
17.	кВт	4.27936	8.33381	12.0565	15.4348	18.46333	21.14359
18.		0.76808	0.83814	0.85116	0.84777	0.837575	0.824004
19.		0.46875	0.66957	0.76610	0.81320	0.836583	0.847555
20.	об/мин	986.92	973.84	960.76	947.68	934.6	921.52
21.		41.4096	81.7258	119.843	155.540	188.6634	219.1176

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.