4.4 Механические и вентиляционные потери мощности

Механические потери мощности имеют место в подшипниках двигателя. Вентиляционные включают потери мощности на трение вентилирующего воздуха о поверхность деталей конструкции и на вращение вентилятора при самовентиляции машины. Суммарные потери мощности в подшипниках и вентиляционные находим из выражения: Р_мех=К_т*(n₁/1000)²*(10*D₂)³[ Вт].

Для двигателя с D₂=0,20858 [м] при 2р=10 можно считать К_т=6. Тогда: Р_мех=6*(600/1000)²*(10*0,20858)³=19,6 [ Вт].

4.5 Добавочные потери мощности при номинальной нагрузке

Добавочные потери мощности в двигателе при номинальной механической нагрузкой на валу включают в себя: потери от действия потоков рассеяния, ступенчатости кривой магнитодвижущей силы обмоток статора и ротора, от поперечных потоков между стержнями короткозамкнутого ротора через листы сердечника ротора. Эти потери можно принять равными 0.5 % от подводимой из сети мощности Р_1ном: Р_gном=0.005*Р_1ном=0,005*8941=44,7 [Вт]. При измерении нагрузки на валу считаем добавочные потери мощности пропорциональными отношению токов статора в квадрате:

Р_g= Р_gном*(I_1ф/I_1фном)²=44,7[Вт].

4.6 Определение коэффициента полезного действия, тока холостого хода двигателя

Коэффициента полезного действия спроектированного двигателя при номинальной механической нагрузке на валу найдем:

_ном=Р_2ном/Р_1ном=8/8,941=0,894; Р_2ном=8000 [Вт];

Р_ном.=Р_э1+Р_э2+Р_с1+Р_п1+Р_п2+Р_пу1+Р_пу2.+Р_мех.+Р_дном=

=556,74+129,29+174,5+5,38+957,07+19,6+44,7=1887,28(Вт);

_ном=89,4 [ %].

Ток в обмотке статора на холостом ходу двигателя найдем через его активную I_оа и реактивную I_ор составляющие: I_о= (I_оа²+I_ор²) [А]. Активную составляющую находим через потери мощности в машине на холостом ходу. Это: потери на трение и вентиляцию (Р_мех); основные (Р_с1) и добавочные потери мощности в стали (Р_2уп+ Р_1уп+ Р_2п + Р_1п); считаем их такими же по величине, как и при номинальной нагрузке на валу (постоянные потери мощности не зависят от нагрузки); электрические потери в меди обмотке статора на холостом ходу(Р_эо.).

Электрические потери холостого хода найдем:

Р_эо=m₁*I_м²*R₁=3*4*5,68=68,16 [ Вт].

Тогда:

(Р_с1+Р_мех+Р_сg+Р_эо)=m₁*I_оа*U_1фном;

I_оа=(Р_с1+Р_мех+Р_сg+Р_эо)/m₁*U_1фном

I_оа=(174,5+19,6+962,449+556,74+129,29)/3*660=0,93 [А].

Реактивную составляющую тока холостого хода считаем равной вычисленному ранее току намагничивания в обмотке статора:

I_ор= I_м=2 [А].

Ток в фазе обмотки статора на холостом ходу двигателя:

I_о= [А].

Коэффициент мощности двигателя на холостом ходу:

Cos _о= I_оa/I_о=0,93/2,2=0,42.

5. Расчет и построение рабочих характеристик двигателя

Эксплутационные свойства проектируемого двигателя оценивают по его рабочим характеристикам. Они включают в себя зависимости от полезной механической мощности на валу Р₂ при U_1ном=const и f_1ном= const следующих параметров: потребляемой из сети мощности Р₁; тока в фазе обмотки статора I_1ф; вращающего момента на валу М; частоты вращения ротора n₂; скольжения S; коэффициента мощности в обмотке статора Cos₁; коэффициент полезного действия .