7 Потери мощности в режиме холостого хода

Режимом холостого хода называют режим работы асинхронного двигателя без нагрузки на валу. Мощность, потребляемая из сети в этом режиме полностью идет на покрытие потерь. Эти потери включают в себя основные потери в магнитопроводе статора, добавочные потери в магнитопроводе статора и ротора, механические потери и потери мощности в обмотке статора.

Основные потери в магнитопроводе зависят от величины магнитной индукции, удельных потерь, технологических факторов и массы магнитопровода, а также от частоты перемагничивания магнитопровода. Частота перемагничивания ротора (где — скольжение ротор) очень мала даже при номинальной нагрузке. По этой причине основные потери в стали определяют только в магнитопроводе статора.

, (7.1)

где — основные потери в зубцах статора;

— основные потери в спинке статора.

; (7.2)

, (7.3)

где — показатель степени;

— удельные потери мощности при магнитной индукции 1 Тл и частоте перемагничивания 50 Гц, определяем по таблице 8.1 [1].

и — эти коэффициенты учитывают увеличение потерь в зубцах и в спинке из-за явления «наклепа» в процессе штамповки листов статора;

— масса стали зубцов статора;

— масса стали ярма статора.

; (7.4)

кг;

; (7.5)

кг.

Вт;

Вт;

Вт.

Добавочные потери в стали подразделяют на поверхностные и пульсационные.

Поверхностные потери вызваны пульсацией магнитной индукции в воздушном зазоре из-за раскрытия пазов. Потери возникают в поверхностном слое головок зубцов.

Определяем поверхностные потери на статоре:

; (7.6)

где ;

Поверхностные потери на роторе:

, (7.7)

где ;

— так как пазы на роторе выполняем полузакрытыми.

В этих формулах и — коэффициенты, учитывающие влияние обработки поверхностей головок зубцов статора и ротора на поверхностные потери.

Амплитуда пульсаций магнитной индукции в воздушном зазоре над головками зубцов:

; (7.8)

, (7.9)

Значения коэффициентов и завися от отношения ширины шлица к величине воздушного зазора и определяем по рисунку 8.1 [1]. При этом , а .

; .

;

Тл;

;

Вт;

;

Вт.

Определяем массу зубцов ротора:

; (7.10)

кг.

Определяем амплитуду пульсаций средних значений магнитной индукции в зубцах:

; (7.11)

;

; (7.12)

Тл.

Определяем пульсационные потери мощности в зубцах статора:

; (7.13)

.

Определяем пульсационные потери мощности в зубцах ротора:

; (7.14)

Вт.

Определяем добавочные потери в стали:

; (7.15)

Вт.

Добавочные потери в стали зависят от величины раскрытия пазов. Ширина шлица пазов статора больше, чем ширина шлица пазов ротора. Следовательно, добавочные потери мощности в зубцах ротора больше, чем зубцах статора.

Определяем полные потери мощности в стали:

; (7.16)

Вт.

Определяем механические потери в двигателе со степенью защиты и способом охлаждения :

, (7.17)

где при ;

Вт.

Определяем составляющую тока статора, которая практически равна току намагничивания:

; (7.18)

А.

Определяем потери мощности в обмотке статора в режиме холостого хода:

; (7.19)

Вт.

Определяем активную составляющую тока холостого хода:

; (7.20)

А.

Определяем ток холостого хода:

; (7.21)

А.

Определяем коэффициент мощности в режиме холостого хода:

; (7.22)

.