6. Режимы холостого хода и номинальный

Реактивную составляющую тока статора при синхронном вращении I_СР найдём по формуле

I_СР = U₁  (x_M(1 + ₁)(1 + ²₁)); (6.1)

I_СР = 220/124,1(1 + 0,02)= 1,74 А.

Электрические потери в обмотке статора при синхронном вращении Р_СМ1 найдём по формуле

Р_С.М1 = m₁  l_с.р ² r₁ (6.2)

Р_С.М1 = 3  1,74²  3,83 = 34,79 Вт.

Расчётную массу стали зубцов статора, при трапециадальных пазах, m₃₁ найдём по формуле

m₃₁ = 7,8z₁b₃₁h_П1l₁k_С  10^-6; (6.3)

m₃₁ = 7,8  24  4,25  10,88 100  0,97  10^-6 = 0,84 кг.

Магнитные потери в зубцах статора Р₃₁ найдём по формуле

Р₃₁ = 4,4В²_31СРm₃₁; (6.4)

Р₃₁ = 4,4  1,85²  0,84 = 12,65 Вт.

Массу стали спинки статора m_C1 найдём по формуле

m_C1 = 7,8(D_Н1 – h_C1) h_C1l₁k_С  10^-6; (6.5)

m_C1 = 7,8  3,14(139 – 18,12) · 18,12  100  0,97  10^-6 = 5,2 кг.

Магнитные потери в спинке статора Р_С1 найдём по формуле

Р_С1 = 4,4В²_С1m_С1; (6.6)

Р_С1 = 4,4  1,65²  5,2 = 62,3 Вт.

Суммарные магнитные потери в сердечнике статора, включающие добавочные потери в стали Р_С найдём по формуле

; (6.7)

Вт.

Механические потери при степени защиты IP44, способе охлаждения ICO141 Р_МХ найдём по формуле

Р_МХ = k_МХ(n₁ 1000)²(D₁/100)³; (6.8)

Где при 2р = 2 k_МХ = 0,98;

Р_МХ =1,12( 3000/1000)² (139/100)⁴= 37,6 Вт.

Активная составляющая тока холостого хода I_ОА найдём по формуле

I_ОА = (Р_СМ1 + Р_С + Р_МХ)/(m₁U₁); (6.9)

I_ОА = (34,79 + 81,46 + 37,6)/3  220 = 0,23 А.

Ток холостого хода I_О найдём по формуле

A. (6.10)

Коэффициент мощности на холостом ходу cos₀ найдём по формуле

cos₀ = I_ОА/I_О; (6.11)

cos₀ = 0,23/1,8 = 0,13

Активное сопротивление короткого замыкания r_К найдём по формуле

r_К = r₁ + r₂ = 3,83 + 2 = 5,83 Ом. (6.12)

169. Индуктивное сопротивление короткого замыкания x_К найдём по формуле

x_К = x₁ + x₂ = 2,45 + 3,6 = 6,05 Ом. (6.13)

Полное сопротивление короткого замыкания z_К найдём по формуле

Ом. (6.14)

Добавочные потери при номинальной нагрузке Р_Д найдём по формуле

Р_Д = 0.005 Р₂  10³/ = 0.005 · 1500/0,8= 9,4 Вт. (6.15)

Механическая мощность двигателя Р₂ найдём по формуле

Р₂ = Р₂  10³ + Р_МХ + Р_Д = 1500 + 37,6 + 9,4 = 1547 Вт. (6.16)

Эквивалентное сопротивление схемы замещения R_Н найдём по формуле

; (6.17)

Ом.

Полное сопротивление схемы замещения z_H найдём по формуле

Ом. (6.18)

Проверка правильности расчётов R_H и z_H

R_H  z²_H = Р₂/m₁U²₁; (6.19)

81,33/87,37² = 1547/(3 · 220²);

0,01065 = 0,01065.

Скольжение S_Н найдём по формуле

S_Н = 1/(1 + R_H  r₂); (6.20)

S_Н = 1/(1 + 81,33/2) = 0,024 о.е.

Активная составляющая тока статора при синхронном вращении I_CA найдём по формуле

I_CA = (Р_СМ1 + Р_С)/m₁U₁; (6.21)

I_CA = (34,79 + 81,46)/(3  220) = 0,18 А.

Ток ротора I₂ найдём по формуле

I₂ = U₁  z_H = 220/ 87,37 = 2,5 А. (6.22)

Ток статора, активная составляющая I_A1 найдём по формуле

; (6.23)

I_a1 = 0,18 + 2,5·((81,33 + 5,83)/87,37+6,05/87,37·2·0,03) = 2,68 А.

Ток статора, реактивная составляющая I_P1 найдём по формуле

; (6.24)

I_p1 = 1,74 + 2,5·(6,05/87,37−(81,33+5,83)/87,37·2·0,03) = 1,763 А.

Фазный ток статора I₁ найдём по формуле

A. (6.25)

Коэффициент мощности cos  найдём по формуле

(6.26)

Линейную нагрузку статора А₁ найдём по формуле

А₁ = 10I₁N_П1 / (а₁t₁) = 10 · 3,2 · 43 / (1 · 10,6) = 129,8 А/см. (6.27)

Плотность тока в обмотке статора J₁ найдём по формуле

J₁ = I₁(cSa₁) = 3,2 / (1·0,5810·1) = 5,5 А/мм². (6.28)

Линейную нагрузку ротора А₂ найдём по формуле

; (6.29)

А/см.

Ток в стержне короткозамкнутого ротора

(6.30)

А

Плотность тока в стержне короткозамкнутого ротора

(6.31)

=133/63 = 2,1 А/мм².

Ток в короткозамыкающем кольце

А

Электрические потери в обмотке статора и ротора соответственно найдём по формулам

Р_М1 = m₁I²₁r₁ = 3 · 3,2 · 3,83 = 118 Вт. (6.32)

P_M2 = m₁I₂''²r''₂ = 3 · 2,5² · 2 = 37,5 Вт. (6.33)

Суммарные потери в электродвигателе Р_ найдём по формуле

Р_ = Р_М1 + Р_М2 + Р_С + Р_МХ + Р_Д; (6.34)

Р_ = 118 + 37,5 + 81,46 + 37,6 + 9,4= 284 Вт.

Подводимую мощность Р₁ найдём по формуле

Р₁ = Р₂  10³ + Р_ = 1,5 · 10³ + 284= 1784 Вт. (6.35)

Коэффициент полезного действия  найдём по формуле

 = (1 – Р_ / Р₁)  100 = (1 – 284 / 1784) · 100 = 84,1 % (6.36)

Проверим Р₁ по формуле

Р₁ = m₁I_A1U₁ = 3 · 2,68 · 220 = 1769 Вт. (6.37)

Мощность Р₂ по формуле должна соответствовать полученной по заданию

Р₂ = m₁I₁U₁cos  100 = 3 · 3,2 · 220 · 0,84 · 84,1/ 100 = 1,492 кВт. (6.38)