1.4. Ротор с беличьей клеткой и её электрические параметры.
Токи стержня Iст и короткозамыкающих колец Iк ротора с беличьей клеткой определяются по формулам:
А,
(1.4.1)
А,
(1.4.2)
где
коэффициент
для трехфазных асинхронных двигателей.
Величина необходимого активного сопротивления беличьей клетки ротора в основном определяется назначением асинхронного двигателя.
Активное сопротивление беличьей клетки ротора, приведенное к обмотке статора, определяется по следуюшему уравнению:
.
(1.4.3)
Активные сопротивления стержня и сегмента короткозамыкающего кольца в нагретом состоянии при температуре 0С соответственно будут
(1.4.4)
(1.4.5)
-
удельная электрическая проводимость
материала стержня и колец, имеющая
следующие значения при 200С:
для красной меди
=
57
,
для алюминия
= 32 ;
qст – поперечное сечение стержня ротора, м2;
qк – поперечное сечение короткозамыкающего кольца, м2;
Dк – средний диаметр короткозамыкающего кольца, м (рис.1.4.1).
м,
(1.4.6)
Рис.
1.4.1 Паз ротора с
беличьей клеткой
м,
(1.4.7)
м,
(1.4.8)
,
(1.4.9)
м,
(1.4.10)
м.
(1.4.11)
Диаметр стержня ротора
м.
(1.4.12)
Плотности тока в стержне и кольце ротора:
,
(1.4.13)
.
(1.4.14)
Если активное сопротивление ротора двигателя r'2 определяется по условиям допустимой плотности тока в стержнях jст и кольцах jк, то в этом случае выбирают соответствующие значения этих величин и определяют по ним поперечные сечения qст и qк, сопротивления rст и rк, а затем вычисляют по приведенной выше формуле активное сопротивление ротора r'2.
Удельная магнитная проводимость для пазового потока рассеяния круглого паза:
Гн/м.
(1.4.15)
Удельная магнитная проводимость для потоков рассеяния между вершинами зубцов ротора:
Гн/м.
(1.4.16)
Удельная магнитная проводимость для потоков рассеяния вокруг короткозамыкающих колец, прилегающих к пакету ротора:
Гн/м.
(1.4.17)
Полная удельная магнитная проводимость для потоков рассеяния беличьей клетки ротора:
Гн/м.
(1.4.18)
Индуктивное сопротивление беличьей клетки ротора, приведённое к числу витков главной обмотки статора:
Ом.
(1.4.19)
1.5.Магнитная система электродвигателя
Коэффициент увеличения воздушного зазора за счет зубчатости статора и ротора
.
(1.5.1)
Тогда м.д.с. для воздушного зазора
(1.5.2)
Индукция в зубце в случае овального и трапецеидального пазов статора:
Тл.
(1.5.3)
Тогда м.д.с. для зубцов статора
А,
(1.5.4)
где
,
А/м – напряженность магнитного поля в
зубце статора из кривой намагничивания
для данной марки стали и
(приложение 4).
Средняя длина пути магнитного потока в сердечнике статора:
м,
(1.5.5)
тогда м.д.с. для сердечника статора:
А,
(1.5.6)
где
- напряженность магнитного поля в
сердечнике статора из кривой намагничивания
для найденного значения
.
Индукция по трем сечениям зубца ротора при круглом пазе рассчитываются по формулам:
Тл,
(1.5.7)
Тл,
(1.5.8)
Тл,
(1.5.9)
при этом
м,
(1.5.10)
тогда м.д.с. для зубцов ротора с учетом соответствующих напряженностей магнитного поля
А.
(1.5.11)
Так как индукция в сердечнике ротора асинхронных двигателей обычно меньше 1,0 Тл, то удельную м.д.с. для этого участка практически можно определить по наибольшей индукции в нем:
Тл,
(1.5.12)
при этом высота сердечника ротора
м,
(1.5.13)
а диаметр вала двигателей с беличьей клеткой можно принять:
м.
(1.5.14)
Средняя длина пути магнитного потока в роторе
м.
(1.5.15)
М.д.с. для сердечника ротора:
А,
(1.5.16)
где
–
напряженность магнитного поля в
сердечнике ротора из кривой намагничивания
для найденного значения
.
Общая м.д.с. холостого хода обмотки статора, приходящаяся на пару полюсов:
А.
(1.5.17)
Коэффициент насыщения магнитной системы двигателя:
.
(1.5.18)