- •Московский государственный открытый университет
- •Проектирование малых электрических машин
- •140601 - Электромеханика
- •1. Методические указания к проектированию оад
- •1.1. Задание на курсовое проектирование (тз)
- •1.3. Конструктивно-техническая схема
- •1.4. Основные размеры
- •1.5. Рабочая (главная) обмотка
- •1.6. Пазы, зубцы, спинка сердечника статора
- •1.7. Расчет магнитной цепи
- •1.8. Схемы замещения
- •1.9. Вспомогательная обмотка
- •1.10. Пусковые обмотки
- •1.10.1. Общие положения
- •1.10.2.Обмотка повышенного активного сопротивления
- •1.10.3. Конденсаторная обмотка
- •1.11. Пусковая характеристика
- •2. Последовательность проектирования оад
- •3. Оформление курсового проекта
- •140601 – Электромеханика
1.10.2.Обмотка повышенного активного сопротивления
Одним из распространенных способов обеспечения повышенного активного сопротивления обмотки является намотка части ее витков бифилярно, т.е. в противоположных направлениях.
Бифилярная часть обмотки, состоящая из противоположно намотанных витков и такого же числа витков прямого направления намотки, магнитного поля не создаёт, поэтому не обладает индуктивностью и выполняет функции добавочного активного сопротивления.
Остальная часть витков прямого направления намотки создаёт магнитное поле, посредством чего участвует в процессе преобразования энергии и поэтому называется "эффективной".
Общее число витков обмотки wВ = w эф + w биф.
При расчетах магнитных полей и индуктивностей такой обмотки используется число эффективных витков, а при расчётах активного сопротивления - общее число витков. При оптимизационном поиске целесообразно варьируемыми величинами сделать dВ и w биф, (или wэф).
[Л4, с.83]
1.10.3. Конденсаторная обмотка
Конденсатор в цепи пусковой обмотки обеспечивает наибольший сдвиг по фазе её тока по отношению к току рабочей обмотки, причем в сторону опережения. Поэтому двигатели с пусковым конденсатором обладают наилучшими пусковыми свойствами: большим пусковым моментом при малом пусковом токе.
При оптимизационном поиске рекомендуется изменять диаметр провода и ёмкость конденсатора. В качестве исходного можно рассмотреть вариант, обеспечивающий при пуске (s=l) круговое магнитное поле.
[Л4, с.88]
1.11. Пусковая характеристика
Под пусковой характеристикой двигателя понимается его механическая характеристика M=f (s), построенная в диапазоне скольжений от s = 0 до s = 1.
Любой из рассматриваемых двигателей при пуске работает в двухфазном режиме, поэтому для расчета его пусковой характеристики используется та же методика, что и для расчета рабочих характеристик двигателя с постоянно включенными двумя обмотками.
Пусковая характеристика может представлять собой непрерывную кривую (для двигателя без пускового элемента) или иметь скачкообразный переход в области s = sт , обусловленный сменой режима работы двигателя при отключении пускового элемента.
[Л4, с.84, 92]
2. Последовательность проектирования оад
В табл.1 приведена последовательность проектирования ОАД, которая может быть принята за основу при выполнении курсового проекта. При её использовании необходимо иметь в виду следующее.
В разных источниках названия и обозначения понятий и величин, а также формы записи расчетных выражений могут различаться. Например, одна и та же обмотка может называться "рабочей" или "главной", индуктивное сопротивление рассеяния обозначаться х1, хS или хSA, в формулах вместо z1 может быть записано 2pmq и т.п.
Наличие индекса S в обозначениях некоторых величин означает их принадлежность к любой статорной обмотке. При расчетах такие обозначения следует конкретизировать, например, относящиеся к рабочей или главной обмотке снабжать индексом А вместо S, a относящиеся к пусковой или вспомогательной - индексом В.
Принятие технических решений и прогнозирование (п.п. 1 и 2) не означает, что все они должны быть выполнены немедленно и одновременно. Объединение их в одном месте сделано только для того, чтобы в самом начале проектирования можно было оценить объём предстоящей творческой работы. Потребность же в принятии конкретного технического решения возникает на разных стадиях проектирования, о чём в соответствующих местах сделаны дополнительные сообщения.
При расчетах некоторых величин необходимо использовать различные формулы в зависимости от условий. В таких случаях приведенные расчетные выражения снабжены соответствующими комментариями, например, "для овального паза" или "для однослойной обмотки" и т.п.
Отсутствие ссылок на источник означает, что приведенное выражение очевидно или общеизвестно, прочерк означает, что в источнике данное выражение отсутствует.
Приведенная последовательность применима как для проектирования двухфазных (с постоянно включенными двумя обмотками), так и однофазных двигателей с пусковым конденсатором или с пусковой обмоткой повышенного активного сопротивления. Некоторые её разделы и отдельные выражения могут быть использованы при проектировании двигателя только одного типа и непригодны для других.
Таблица 1
|
N,N
|
Определяемая величина
|
Обозначение
|
Расчетное выражение или способ определения
|
Источник, стр.
|
|||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Л 1
|
Л 2
|
||||||||||||
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
||||||||
|
1 .0
|
Данные, получаемые в результате принятия технических решений |
|
|
|
|
||||||||
|
1
|
Конструктивно- техническая схема машины (тип, способ пуска, схема включения, конструктивная компоновкаи т.п,) |
|
Выбирается на основе анализа ТЗ
|
14, 22, 31
|
—
|
||||||||
|
2
|
Марка и свойства стали, изоляция листов: удельные магнитные потери (Вт/кг) плотность (кг/см3)
коэффициент заполнения пакета сталью |
Р10/ 50
γс
kс
|
2,5 (для стали 2013)
7, 85 •10 -3 (для сталей 2013 и 2011) 0,97 (при оксидировании) |
95
96
96
171 |
122
73
— 123
|
||||||||
|
3
|
Класс нагревостойкости изоляции и марка провода обмотки статора |
|
|
97
|
28
|
||||||||
|
4
|
Относительная длина сердечника (l/D) |
λ |
1,22 |
282 |
122
|
||||||||
|
5
|
Относительный внутренний диаметр статора (D/Dн) |
kD
|
0,506
|
282
|
—
|
||||||||
|
6
|
Тип обмотки статора
|
|
|
103
|
127
|
||||||||
|
7
|
Число пазов статора
|
z1,zA,zB |
zA=2/3=8 z1; zB=1/3=4 z1=12
|
286
|
123
|
||||||||
|
8
|
Схема обмотки статора
|
|
|
109
|
—
|
||||||||
|
9
|
Форма паза статора
|
|
полуовальный при h < 71мм
|
291,
296 |
130
|
||||||||
|
10
|
Высота шлица паза статора (cм)
|
hшS |
0,05
|
292
|
131
|
||||||||
|
11
|
Спецификация паза, толщина пазовой изоляции и клина (cм)
|
bиз bкл
|
0,02 0,035
|
292
|
131,
|
||||||||
|
403
|
|||||||||||||
|
12
|
Воздушный зазор (cм)
|
δ |
0,025
|
286 |
124
|
||||||||
|
13
|
Число пазов ротора
|
zR R
|
9
|
287
|
125
|
||||||||
|
14
|
Наличие скоса пазов ротора и его значение в долях зубцового деления статора(bcк /tS1) |
βск1
|
1
|
290
|
123
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
1.15
|
Форма паза ротора, размеры шлица, (см)
|
hшR bшR
|
0,05 0,1
|
293
|
141
|
16
|
Материал обмотки ротора, удельное электрическое сопротивление (Ом∙мм2/см)
|
ρR
|
0,000465 (для алюминия А5)
|
95, 198
|
161
|
2.0
1 2
|
Ожидаемые значения показателей и параметров будущей машины (в номинальном режиме работы) КПД Коэффициент мощности |
η'н cos φ'н |
0,631 0,643
|
43 43
|
|
3 |
Индукция прямовращающегося магнитного поля (Тл)
|
В'δ1
|
0,488 |
280
|
―
|
4
|
Линейная нагрузка (А/см);
|
А
|
118 |
280 |
120 |
5
|
Соотношение между ЭДС, наводимой в обмотке статора прямовращающимся полем, и напряжением сети (Е/U)
|
kE
|
0,763
|
280
|
19
|
6
|
Плотность тока в обмотке статора (А/мм2) |
j'S
|
4,8 |
318
|
|
7 |
Магнитные индукции в зубцах и спинках статора и ротора (Тл) |
В'zS1 В'aS1 В'zR1 В'aR1 |
1,112 0,994 1,11 0,889 |
― ― ― ―
|
― ― ― ―
|
8 |
Скольжение |
Sн |
0,00545 |
42 |
―
|
9 |
Вращающий момент (Н∙м) |
Мн |
9,55 =9,55
|
|
|
10 |
Механические потери при синхронной частоте вращения, (Вт) |
Пмех |
0,1Рн при Рн< 60Вт ? 0,05Рн при Рн> 60Вт ? |
143 |
170 |
3.0
|
Основные размеры
|
||||
1 |
Число пар полюсов |
р |
60f/n1=60*50/3600=0,83 |
|
|
Продолжение табл. 1 |
||||||||
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|||
3.2
|
Тип двигателя, способ пуска, марка стали, класс нагревостойкости изоляции, η'н, cos φ'н В'δ1, А , λ, kD |
|
1.3, 2.1, 2.2, 2.3, ? 2.4, 1.4, 1.5
|
|
|
|||
3
|
Коэффициенты приведения однофазного двигателя к экви- валентному трехфазному
|
β1 β2
|
0,7 1 .22
|
279
|
—
|
|||
4
|
Кажущаяся потребляемая мощность (В*A)
|
Р'
|
= |
|
|
|||
5
|
Наружный диаметр сердечника статора (см);
|
Dн
|
= получ 123
50 |
|
—
|
|||
|
высота оси вращения (мм)
|
h
|
282
|
117
|
||||
6
|
Внутренний диаметр статора (см)
|
D
|
4.1
|
|
|
|||
7
|
Длина сердечника (см)
|
l
|
5.0
Dλ, округление до десятых долей см |
|
|
|||
4.0
|
Обмотка статора
|
|||||||
1
|
Тип и схема обмотки, z1,kE, j S' |
|
См. п.п. 1.6, 1.7, 1.8, 2.5. 2.6 |
|
|
|||
2
|
Число пазов на полюс и фазу
|
qS
|
По схеме обмотки (qSА, qSВ)
|
103, 286
|
—
|
|||
3
|
Обмоточный коэффициент (для рабочей и пусковой обмотки) |
kоSА, kоSВ |
|
107, 118 |
|
|||
4
|
Полюсное деление (см)
|
τ |
πD/2p
|
|
|
|||
5
|
Магнитный поток прямовраща- ющегося поля (предварительно) (Вб)
|
Ф'1
|
|
295
|
129
|
|||
6
|
ЭДС, наводимая прямовращаю- щимся полем (ожидаемое значение) (В) |
Е'1
|
kEU
|
|
|
|||
7
|
Число витков (предварительное)
|
w'SА, w'SВ |
|
309, 312
|
129
|
8
|
Число проводников в пазу
|
uпSА(В)
|
, округление до целого числа |
|
129
|
9 |
Число витков (уточненное) |
wSА(В) |
uпSА(В) pqSА(В) |
|
130 |
-
Продолжение табл. 1
1
2
3
4
5
6
4.10
Магнитный поток (уточненное
значение) (Вб)
Ф1
Ф'1 w'S/ wS
11
Магнитная индукция в зазоре (уточненное значение)(Тл)
Вδ1
В' δ1 wS' /wS
12
Ток обмотки (ожидаемый) (А)
I'S
P'/U - для однофазного двигателя
P'/( ) - для двухфазного
двигателя
13
Расчетное сечение провода (мм2)
S'S
I'S/ j'S
14
Диаметры и сечения неизолированного и изолированного провода (мм, мм2)
dS
dиз
SS
SSиз
, выбор
ближайшего стандартного
πdS2/4
πdSиз2/4
451
384
5.0
Пазы, зубцы, спинка статора
1
Форма паза. hшS, bиз, bкл,
См. п.п. 1.9, 1.10,
В'zS1,В'aS1
1.11, 2.7
2
Ширина шлица (см)
bшS
0,ldSи+ 0,1
292
131
3
Зубцовое деление статора (см)
tS
πD/z1
4
Ширина зубца (см)
bzS
tSВδ1 /( В'zS1kс)
—
131
5
Высота спинки (см)
haS
Φ1l04/(2l В'aS1 kс)
—
131
6
Высота паза (зубца)(см)
hпS =
(hzS)
0,5(Dн – D) – haS
7
Меньшая ширина паза (см):
трапецеидального
b1S
131
полуовального
d1S
8
Большая ширина паза (см)
b2S
131
Продолжение табл.1
-
1
2
3
4
5
6
5.9
Площадь паза (cм2):
трапецеидального
SпS
[ hпS- hшS-
- ] +
131
полуовального
SпS
[ hпS- hшS-
- ]+
10
Площадь поперечного сечения пазовой изоляции (см)
Sиз.п
bиз (2hпS + b1S+ b2S)
—
131
11
Площадь поперечного сечения клина (см2)
Sкл.п
bкл b1S – трапецеид. паз
bклd1S – овальный паз
12
Площадь, занимаемая обмоткой в пазу (см 2)
So6.пS
SпS - Sиз.п - Sкл.п
13
Коэффициент заполнения паза
kзп
14
Анализ kзп
При 0,65 > kзп> 0,72
корректировка bzS, haS
и переход к п.5.6
292
132
15
Магнитная индукция в зубце (уточненное значение) (Тл)
BzSl
Вδ1tS /( bzS kc)
170
130
16
То же в спинке (Тл)
ВaS1
Φ1l04/(2l haS1 kс)
170
130
17
Расчетная масса стали зубцов статора (кг)
mzS
γcz1 bzS hzS kc l kс
—
169
16
То же спинки статора (кг)
maS
γcπ(Dн –haS)haSlkс
—
169
6.0
Ротор
1
δ, zR , βcк1, форма паза, размеры шлица паза (hшR, bш), материалы сердечника и обмотки
См. п. п. 1.12, 1.13,
1.14, 1.15, 1.16,
1.2, 2.7
2
Наружный диаметр ротора (см)
DR
D - 2δ
Продолжение табл.1
-
1
2
3
4
5
6
6.3
Внутренний диаметр (диаметр вала) (см)
dв
≈ 0,19Dн при h<71мм
≈ 0,23Dн при h≥7lмм
—
124
4
Зубцовое деление (см)
tR
πDR /zR
5
Ширина зубца (см)
bzR
171
142
6
Расчетная (с учетом вала) высота спинки (см)
h'aR
Φ1∙104/(2lBaR1kc)
—
142
7
Действительная высота спинки (см)
haR
172
142
8
Высота паза (см)
hпR
142
9
Размеры паза (овального) (см)
d1R
142
d21R
142
h12R
hпR – hшR -
293
142
10
Площадь паза (стержня) (см2)
SпR =
=Sст
408
142
11
Расчетная масса стали зубцов (кг)
m zR
γczRbzRhzRlkc
—
—
12
То же спинки (кг)
m aR
πγc(dB +haR )haRlkс
—
—
13
Сечение кольца (cм 2)
Sкл
0,2 zR Sст/p
145
14
Высота и длина сечения
кольца (см)
b
1 ,l hпR
—
145
a
Sкл /b
15
Средний диаметр кольца (см)
Dкл
DR - b
145
16
Скос пазов ротора (см)
bск
βcк1tS
183
—
Продолжение табл.1
-
1
2
3
4
5
6
6.17
Скос пазов ротора в долях зубцового деления ротора
βск2
bск/tR
290
161
18
Центральный угол скоса пазов (рад)
αск
2pbск /DR
290
160
119
Обмоточный коэффициент обмотки ротора
koR=
= kск
7.0
Расчет магнитной цепи
1
Коэффициент воздушного зазора статора
kδS
169
151
2
Коэффициент воздушного зазора ротора
kδR
169
151
3
Коэффициент воздушного зазора
kδ
kδS kδR
169
151
4
МДС для зазора (а)
Fδ1
1,6Bδ1 δ kδ∙104
169
151
5
Напряженность магнитного поля в зубцах статора (А/см)
HzSl
По кривой намагничивания Нz= f(Вz)
455
392
6
МДС для зубцов статора (А)
FzSl
2НzSl hzS
170
152
7
Напряженность магнитного поля в зубцах ротора (А/см)
H zR1
По кривой намагничивания Нz= f(Вz)
455
392
8
Расчетная высота зубца ротора (см)
hzR1
hпR – 0,ldпR
171
153
9
МДС для зубцов ротора (А)
FzRl
2Н zR1 hzR1
171
153
10
Напряженность магнитного поля в спинке статора (А/см)
HaSl
По кривой намагничивания Ha = f(Ba)
455
393
11
Средняя длина пути магнитного потока по спинке статора (см)
l aS
172
154
12
МДС для спинки статора (А)
FaSl
H aSl laS
172
154
13
Напряженность магнитного поля в спинке ротора (А/см)
HaRl
По кривой намагничивания Ha = f(Ba)
455
393
Продолжение табл.1
-
1
2
3
4
5
6
7.14
Средняя длина пути магнитного
потока по спинке ротора (см)
lаR
172
—
15
МДС для спинки ротора (А)
FaRl
H aRl lаR
172
155
16
Полная МДС на пару полюсов (А)
FΣ1
Fδ1 +FzS1 + FzRl +
+ FaSl +F aRl
172
155
17
Коэффициент насыщения магнитной цепи
kμ1
FΣ1/ Fδ1
172
155
8.0
Параметры основной схемы замещения (рис.1,а)
133
Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора
(п.п.8.1-8.12)
1
Размеры частей паза и обмотки статора (см)
h3
h1
h2
hпS-hшS-2bиз-bкл
bиз+bкл-h3 (трапец.паз)
bиз+bкл-0,5d1S (овальн.паз)
177,
291
2
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния (для
однослойной обмотки)
λпS
для трапецеид. паза
h1 /3b1S + h2/b1S + hшS /bшS+
+ 3h3/( b1S + 2 bшS)
для полуовальн.паза
h1 /3d1S + h2/d1S + hшS /bшS+
+ 0,785- bшS/(2d1S)
177
158
3
Параметр для определения коэффициента магнитной проводимости дифференциального рассеяния
ξS
1 + kξ (l+0,lz1 /р)(1+z1/z R);
kξ =0,075 при qB= qA;
kξ =0,025 при qB= qA/2
180
4
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния
λдS
180
—
Средняя длина лобовой части обмотки (п.п.8.5 - 8.9)
Средняя длина лобовой части
i обмот
гки Сп.п. 6.5 - 6.9:5
5
Средний шаг обмотки
yсpS
по схеме обмотки
(см. п. 1.8)
6
Эмпирический коэффициент
k1
1 ,25
199
—
7
Вылет прямолинейной части (см)
В
1
199
—
8
Зубцовое деление на среднем диаметре зубцового слоя (см)
tср
π (d + hпS)/z1
198
133
-
Продолжение табл.1
1
2
3
4
5 5
6
8.9
Средняя длина лобовой части (см)
lлS
k1tcрусрS + 2B
199
—
10
Коэффициент магнитной прово-димости лобового рассеяния
λлS
0,39(lлS - 0,б4τ)qS ×
× (l - 1 ,2pqS /z1)/l
(для однослойной обмотки с qA ≠ qB и числом катушечных групп, равным 2р)
179
—
11
Суммарный коэффициент магнитной проводимости рассеяния
λS
λпS+ λдS. + λлS
201
158
12
Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора (Ом)
xS
1,58∙10-7fwS2 λS
201
158
Активное сопротивление обмотки статора (п.п. 8. 13 - 8. 15)
13
Средняя длина витка (см)
lcpS
2(l + lлS)
137
14
Удельное электрическое сопротивление меди (Ом∙мм2 /см)
ρCu
0,000213
115
156
15
Активное сопротивление обмотки (Ом)
RS
ρCu lcpS wS /SS
200
Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора
(п.п. 8.16 -8.26)
16
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния
λпR
(для овального паза)
178
161
17
Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния
λлR
180
161
Продолжение табл.1
1
2
3
4
5
6
8.18
Параметры для расчета коэффициента магнитной проводимости дифференциального рассеяния
ΔZR
ξR
0,1(1+0,42 ) (при 3< <6 и <0,4 )
1+
—
183
—
—
19
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния
λдR
180
—
20
Коэффициент магнитной проводимости рассеяния скоса
λск
184
—
21
Суммарный коэффициент магнитной проводимости рассеяния
λR
λпR+ λлR+ λдR+ λск
201
161
22
Действительное индуктивное
сопротивление рассеяния об-
мотки ротора (Ом)
x2
7,9∙10-8 f l λR
—
161
23
Коэффициент приведения напряжений роторной обмотки к статорной
kRSe
; (wR= )
—
—
24
Коэффициент приведения токов роторной обмотки к статорной
kRSi
kRSi ;
(m = 2, mR=zR)
—
—
25
Коэффициент приведения сопротивлений роторной обмотки к статорной
kRS
kRSе kRSi
—
160
26
Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора, приведенное к обмотке статора
x RS
k RS x2
201
161
Активное сопротивление обмотки ротора (п.п.8.27 – 8.30)
27
Сопротивление стержня (Oм)
Rст
ρR 10-2
197
160
28
Сопротивление элемента кольца (Ом)
R кл
ρR 10-2
197
160
29
Сопротивление элемента обмотки (Ом)
R э
Rст+
197
—
Продолжение табл.1
-
1
2
3
4
5
6
8.30
Активное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмотке статора (Oм)
RRS
kRS R э
—
160
31
Главное индуктивное сопротивление (Ом)
xmS
200
—
9.0
Вспомогательная обмотка (обмотка В)*
1
Сопротивления схемы замещения обмотки А при работе в номинальном режиме (Ом)
RA1
xА1
По п.п. 10.2,10.3
при s = sн
2
Коэффициент трансформации,
при котором возможно получение кругового поля
k '
138
—
3
Обмоточный коэффициент
kоB
По п. 4.3
4
Расчетное число витков
w'В
k'wA(kоA/kоB)
135
—
5
Число проводников в пазу
uпв
По п. 4.8
6
Число витков (уточненное)
wB
По п.4.9
7
Расчетное сечение провода (мм2)
S'B
SA
8
Диаметры (мм) и сечения неизолированного и изолированного провода (мм2)
dB
dBиз
SB
SBиз
По п . 4.14
9
Реактивное сопротивление фазосмещающего элемента (конденсатора), при котором возможно получение кругового поля (Ом)
x'С
(k' 2 + 1) xА1
138
—
10
Емкость фазосмещающего конденсатора (мкФ)
Ср
106 /(2πfх'C) , выбор
ближайшего стандартного
457
—
11
Реактивное сопротивление конденсатора (Ом)
хC
106/(2πfCp)
12
Коэффициент трансформации
k
135
______________________________________
* Только для двигателя с двумя постоянно включенными обмотками
Продолжение табл.1
-
1
2
3
4
5
6
Параметры основной схемы замещения обмотки В
13
Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора (Ом)
xB
По п. п. 8.1 - 8.12
14
Активное сопротивление об-
мотки статора (Ом)
rb
По п. п. 8.13 - 8.15
15
Приведенное индуктивное со-
противление обмотки ротора
(Ом)
xRB
x RA k2
136
—
16
Приведенное активное сопротивление обмотки ротора (Ом)
RRВ
R RAk2
136
—
17
Главное индуктивное сопротивление (Ом)
хmB
xmA k2
—
—
10 .0
Номинальный режим работы
1
Скольжение,
номинальный момент
s
Мн
sн См. п.п. 2.8,
2.9
Параметры преобразованных схем замещения
(п.п. 10. 2 - 10. 3)
2
Сопротивления прямой и обратной последовательностей схем замещения по рис . 1 , в (Ом)
RRA1,
RRBI
xRA1,
xRB1
136
—
zRA1,
zRB1
RRs +jxRs
—
3
То же по рис.1 г, д (Ом)
RRA2, x RA2, z RA2
RRB2, x RB2, z RB2
RA1, RB2, RA2, RB2
xA1, xB1, xA2, , xB2
zA1, zB1, zA2, , zB2
To жe после подстановки (2-s) вместо s
RS+RRS1(2)
xS+xRS1(2) – xc (для обмотки А xc=0)
RS1 (2) +jxS1 (2)
136
Продолжение табл.1
-
1
2
3
4
5
6
10. 4
Токи прямой и обратной последовательностей обмотки А (без учета потерь в стали)
İА1= İА2
İА1
İА2
Для однофазного
режима работы
U/(zAl + zA2 )
Для двухфазного режима работы
U
U
139
138
138
—
5
ЭДС прямой последовательности на разветвлении схемы замещения (В)
Е1
IA1ZRA1
144
—
6
Проверка правильности выбора Е1
Сравнение Е1 с Е1' .
При отличии более, чем на 5%, корректировка Е1' и возврат к п.4.7
7
Токи прямой и обратной последовательностей обмотки В (А)
İB1
j İА1 /k
135
—
İB2
-j İА2/k
135
8
Полные токи обмоток (А)
İА
İB
İА1+ İА2
İB1+ İB2
135
9
Плотности токов в обмотках статора ( А/ мм2 )
jА
JB
IA/SA
IB/SB
10
Напряжение на конденсаторе (B)
UC
IBх C
11
Полные приведенные к обмотке А сопротивления ротора токам прямой и обратной последовательностей (Ом)
z'RAl
z' RA2
RRA/s + jxRA
R RA/(2-s) + jxRA
12
Токи прямой и обратной последовательностей в стержне обмотки ротора (А)
I R1
IR2
IA1kRSi(zRAl / z'RAl )
IA2kRSi(zRA2/ z'RA2)
13
Полный ток в стержне (А)
IR
14
Плотность тока в стержне (А/мм2)
jr
IR/(100Sст)
15
Электромагнитные мощности прямой и обратной последовательностей (Вт)
РЭ1
РЭ2
mI2AlRRAl (m = 2)
mI2A2RRA2
141
—
16
Полезная мощность (Вт)
РR
(PЭ1 - РЭ2 - Пмех)(1-S)
143
—
17
Полезный вращающий момент
М
30
Продолжение табл.1
-
1
2
3
4
5
6
10.18
То же в относительных единицах
М/Мн
19
Частота вращения (об/мин)
n
n1(l –s)
Учет потерь в стали (п.п. 10. 20 - 10. 26)
20
Потери в зубцах статора от прямовращающегося поля (Вт)
ПZSl
1,7p10/50B2ZSmZS
—
73,
169
21
То же в спинке статора (Вт)
ПaSl
1,7p10/50B2aS1maS
—
73,
169
22
Суммарные потери в стали от
прямовращающегося поля (Вт)
ПСS1
ПZSl + ПaSl (потерями в
роторе пренебрегаем)
172
23
ЭДС обратной последовательности на разветвлении схемы замещения (В)
Е2
IA2ZRA2
144
—
24
Потери в стали статора от
обратновращающегося поля (Вт)
ПcS2
ПСS1(E2/ E1)2
144
—
25
То же в стали ротора (Вт)
ПcR2
1,7p10/50(B2ZR1mZR+ +B2aR1maR) (E2/ E1)2 x
x (2 - s)1,5
—
—
26
Ток, соответствующий потерям в стали (А)
I ст
(ПcS1+ ПcS2 + ПcR2)/U
27
Полный ток сети (А)
İ
İА + İB + İст
28
Коэффициент мощности
cos φ
Re İ/ İ *
29
Потребляемая мощность(активная) (Вт)
Р1
U Re İ
30
КПД
η
PR /P1
11.0 Пусковая обмотка (обмотка В)
Величины, не зависящие от числа витков обмотки В
(п. п. 11. 1 - 12. 7)
11. 1
Число пазов на полюс и фазу
qB
По схеме обмотки
(См. п. 1 .8)
2
Обмоточный коэффициент
kоB
По п . 4.3
3
Средняя длина лобовой части (см)
l лВ
По п. п. 6.5 - 8.9
4
Средняя длина витка (см)
l срB
По п. 8.13
_______________________________
* Re İ - действительная часть комплексного числа İ
Продолжение табл.1
-
1
2
3
4
5
6
11.5
Коэффициенты магнитной проводимости
λпВ
λдВ
λлВ
λв
λ пА *
λдА
По п. 8.10
По п. 8.11
6
Сопротивления преобразованных схем замещения обмотки А при пуске (Ом)
RRАк
XRАк
Z RАк
RАк
X Ак
Z Ак
RRА1(2) (По п.п 10.2,
XRА1(2) 0.3 при s=1)
ZRА1(2)
RА1(2)
X А1(2)
Z А1(2)
7
Площадь, занимаемая обмоткой в пазу (см2)
SобпВ
So6.пS= So6.пА
8
Коэффициент заполнения паза изолированным проводом
kзп
0,65 - 0,72
Задаться
9
Диаметры и сечения неизолированного и изолированного провода (мм, мм2)
dВ
dВ из
sВ
sВиз
Задаться.
Первоначально можно принять dВ=dА.
10
Число проводников в пазу
uпВ
100SобпВkзп/dВ2из,
округление до целого числа
11
Полное число витков
wВ
uпВ qВ р
Обмотка повышенного активного сопротивления **
12
Число бифилярных проводников в пазу
uп биф
Задаться
13
Число эффективных проводников в пазу
uп эф
uпВ - uп биф
14
Полное число эффективных витков обмотки
w эф
uп эф qB р
15
Коэффициент трансформации
k
w эф kоВ /(wА kоА )
16
Перейти к п. 11.20
17
Емкость конденсатора (мкФ)
Сп
Задаться
18
Реактивное сопротивление конденсатора (0м)
хС
106/(2πfCп)
__________________________________
* Расчеты приведены для случая расположения обеих обмоток в одинаковых пазах
** При расчете двигателя с конденсаторной пусковой обмоткой перейти к п.11.17
Продолжение табл.1
-
1
2
3
4
5
6
Конденсаторная пусковая обмотка
11.19
Коэффициент трансформации
k
wВ kоВ/(wАkоА)
20
Параметры основной схемы замещения обмотки В
х В
RВ
х RB
RRB
х mB
По п. п. 9.13 - 9.17
Расчет пускового режима работы (s = 1)
21
Сопротивления преобразованных схем замещения обмотки В при пуске (Ом)
RRB к
хRB к
zRB к
RB к
xB к
zB к
RRB 1(2) (По п.п.
хRB 1(2) 10.2,10.3
zRB 1(2) при s=1)
RB 1(2)
xB 1(2)
zB 1(2)
22
Токи обмотки А при пуске (А)
İA1 к
İA2 к
İA к
İA1 к + İA2 к
23
То же обмотки В (А)
İВ1 к
İB2 к
İB к
j İA1 к/k
-j İA2 к/k
İВ1 к + İB2 к
24
Полный ток сети при пуске (А)
İ к
İА к+ İB к
25
Кратность пускового тока
kI
I к/ I н
26
Плотности тока в обмотках (А/мм2)
jA к
jB к
IA к /SA
IB к /SB
27
Напряжение на конденсаторе (В)
UC
IB кxC
28
Электромагнитная мощность (Вт)
Рэ
2RRA к( )
29
Пусковой момент (Н∙м)
Мк
Рэ
30
Кратность пускового момента
kM
Mк /Мн
31
Анализ пусковых показателей двигателя.
32
Для двигателя с пусковой обмоткой повышенного активного сопротивления повторение расчетов с п. 11.12 при других значениях uп биф
33
Для двигателя с конденсаторной пусковой обмоткой повторение расчетов с
п.11.17 при других стандартных значениях емкости пускового конденсатора