Разработка асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
(106)
так как режим номинальный.
Коэффициент магнитной
проводимости пазового рассеяния обмотки короткозамкнутого ротора:
(107)
Коэффициент магнитной
проводимости лобового рассеяния для ротора с литыми обмотками при замыкающих
кольцах, прилегающих к торцам сердечника ротора:
(108)
Коэффициент магнитной
проводимости дифференциального рассеяния обмотки короткозамкнутого ротора:
(109)
Приводим к числу витков статора по формуле:
(110)
Относительное значение:
(111)
На следующем этапе
проектирования рассчитываются потери и КПД.
3.4 Расчет потерь
Основные потери в стали
определяются по формуле:
(112)
где - удельные потери, Вт/кг; b - показатель степени, учитывающий
зависимость потерь в стали от частоты перемагничивания, b=1,5;,- коэффициенты, учитывающие влияние на потери
в стали, неравномерности распределения потока по сечениям участков
магнитопровода и технологических факторов;,- масса стали ярма и зубьев статора, кг. Для
стали 2312 по таблице 8.26 [1, c. 348] принимается =1,3
Вт/кг. Для машины мощностью менее 250 кВт =1,6 и =1,8.
(113)
(114)
где = - расчётная высота зубца
статора, м; - удельная плотность стали, =7800 кг/м3.
Затем рассчитываются
добавочные потери в стали.
Амплитуда пульсации
индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов статора и ротора, Тл:
(115)
.
=0,16 из рисунка 8.53 [1, c.349].
По и частоте пульсаций индукции под зубцами,
равной , определяются удельные поверхностные потери
для ротора. Для проектируемого двигателя n=600 мин-1.
(116)
где – коэффициент учитывающий влияние обработки
поверхности зубцов ротора на удельные потери.
Принимается =1,5.
Полные потери ротора, Вт:
(117)
Для определения
пульсационных потерь вначале находится амплитуда пульсаций индукции в среднем
сечении зубцов ротора, Тл:
(118)
.
Пульсационные потери в
зубцах статора и ротора, Вт:
(119)
Масса стали зубцов
ротора:
(120)
Добавочные потери в
стали, Вт:
, (121)
Полные потери в стали,
Вт:
(122)
Механические потери, Вт:
(123)
(124)
Добавочные потери, Вт при
номинальном режиме:
(125)
Суммарные потери в
двигателе ,Вт:
(126)
Коэффициент полезного
действия двигателя:
(127)
Рассчитываем холостой ход
двигателя.
Электрические потери
статора при холостом ходе, Вт:
(128)
Ток холостого хода
двигателя, А:
(129)
где - активная составляющая тока, А; - реактивная составляющая тока, А.
(130)
.
- при холостом ходе:
(131)
На следующем этапе
необходимо рассчитать рабочие характеристики асинхронной машины.
3.5 Расчет рабочих
характеристик
Методы расчёта
характеристик основаны на системе уравнений токов и напряжений, которой
соответствует схема замещения.
Рисунок 3.1- Cхема замещения.
Рассчитаем сопротивление
взаимной индукции обмоток статора и ротора:
(132)
(133)
Комплексный коэффициент для машин мощностью более 3 кВт с большой
точностью можно определить по формуле:
(134)
(135)
(136)
(137)
Активная составляющая
тока синхронного холостого хода, А:
(138)
Номинальное скольжение
(предварительно) принимаем s=0,02
Для расчёта рабочих
характеристик необходимы следующие формулы:
(139)
(140)
(141)
(142)
(143)
(144)
(145)
(146)
(147)
(148)
(149)
(150)
(151)
(152)
(153)
(154)
(155)
(156)
(157)
Результаты расчёта
рабочих характеристик представлены в таблице 3.4.1 и 3.4.2
Таблица 3.4.1
Si
|
m1i
|
zi
|
I1ai
|
I1pi
|
I1i
|
I2i
|
P1i
|
0.0001
|
619.587
|
619.962
|
1.577
|
37.149
|
37.18
|
0.373
|
1.041
|
0.0019
|
32.61
|
32.718
|
7.945
|
37.253
|
38.09
|
7.065
|
5.244
|
0.0038
|
16.305
|
16.417
|
14.616
|
37.563
|
40.3
|
14.081
|
9.647
|
0.0057
|
10.87
|
10.986
|
21.226
|
38.073
|
43.5
|
21.043
|
14.009
|
0.0076
|
8.152
|
8.272
|
27.767
|
38.778
|
47.69
|
27.945
|
18.326
|
0.0095
|
6.522
|
6.645
|
34.231
|
39.673
|
52.39
|
37.786
|
22.592
|
0.011
|
5.435
|
5.562
|
40.61
|
40.751
|
57.53
|
41.56
|
26.803
|
0.013
|
4.659
|
4.79
|
46.898
|
42.007
|
62.9
|
48.265
|
30.952
|
0.015
|
4.076
|
4.211
|
53.087
|
43.434
|
68.59
|
54.897
|
35.038
|
0.017
|
3.623
|
3.762
|
59.173
|
45.025
|
74.35
|
61.453
|
39.054
|
0.019
|
3.261
|
3.403
|
65.15
|
46.773
|
80.2
|
67.93
|
42.868
|
0.021
|
2.965
|
3.11
|
71.013
|
48.67
|
86.09
|
74.326
|
46.868
|
0.023
|
2.717
|
2.867
|
76.757
|
50.71
|
91.99
|
80.638
|
50.659
|
0.024
|
2.592
|
2.744
|
80.027
|
51.954
|
95.41
|
84.254
|
52.818
|
0.026
|
2.383
|
2.538
|
86.153
|
54.448
|
101.91
|
91.075
|
56.861
|
0.029
|
2.174
|
2.334
|
93.243
|
57.612
|
109.6
|
99.054
|
61.54
|
Таблица 3.4.2
Ri
|
I``2i
|
P2i
|
P’э2i
|
P’э1i
|
Pдобi
|
|
|
|
619.962
|
0.355
|
0.124
|
0.00002
|
0.411
|
0.0052
|
0.119
|
0.042
|
1.164
|
32.718
|
6.724
|
4.03
|
0.0084
|
0.431
|
0.026
|
0.768
|
0.209
|
1.214
|
16.417
|
13.401
|
8.334
|
0.033
|
0.483
|
0.048
|
0.864
|
0.363
|
1.313
|
10.986
|
20.026
|
12.552
|
0.075
|
0.565
|
0.07
|
0.896
|
0.487
|
1.458
|
8.272
|
26.595
|
16.679
|
0.131
|
0.676
|
0.092
|
0.91
|
0.582
|
1.647
|
6.645
|
33.105
|
20.711
|
0.204
|
0.816
|
0.113
|
0.917
|
0.653
|
1.881
|
5.562
|
39.553
|
24.646
|
0.291
|
0.984
|
0.134
|
0.92
|
0.706
|
2.157
|
4.79
|
45.933
|
28.479
|
0.392
|
1.178
|
0.155
|
0.92
|
0.745
|
2.473
|
4.211
|
52.245
|
32.208
|
0.507
|
1.399
|
0.175
|
0.919
|
0.774
|
2.829
|
3.762
|
58.484
|
35.832
|
0.636
|
1.644
|
0.195
|
0.917
|
0.796
|
3.223
|
3.403
|
64.648
|
39.347
|
0.77
|
1.912
|
0.215
|
0.915
|
0.812
|
3.652
|
3.11
|
70.735
|
42.753
|
0.93
|
2.203
|
0.234
|
0.912
|
0.825
|
4.116
|
2.867
|
76.743
|
46.048
|
1.095
|
2.516
|
0.253
|
0.909
|
0.834
|
4.612
|
2.744
|
80.184
|
47.904
|
1.195
|
2.706
|
0.264
|
0.907
|
0.839
|
4.913
|
2.538
|
86.675
|
51.345
|
1.396
|
3.088
|
0.284
|
0.903
|
0.845
|
5.517
|
2.334
|
94.269
|
55.261
|
1.652
|
3.571
|
0.308
|
0.989
|
0.851
|
6.279
|
3.6 Расчет пусковых
характеристик
Расчет токов с учетом
влияния изменения параметров под влиянием эффекта вытеснения тока (без учета
влияния насыщения от полей рассеяния).
Расчет проводим для
значения s=1.
Находим высоту стержня по
рисунку 2.1:
(158)
При литой алюминиевой
обмотке ротора при расчетной температуре 75o имеем по 8.244 [1, c.364]:
(159)
Находим параметры для =1.76 из графиков на рисунках 8.57-58 [1, c. 366]:
;
Глубина проникновения тока
по формуле 8.246 [1, c.367]:
(160)
Тогда площадь сечения по 8.253
[1, c.367]:
(161)
(162)
.
Коэффициент определяется по формуле 8.247 [1, c.365]:
(163)
Коэффициент общего
увеличения сопротивления фазы ротора под влиянием вытеснения тока по 8.257 [1, c.368]:
(164)
Приведенное активное
сопротивление фазы ротора под действием эффекта вытеснения тока по 8.260 [1, c.369]:
(165)
Коэффициент магнитной
проводимости пазового рассеяния с учетом вытеснения тока:
(167)
Рассчитываем коэффициент
уменьшения индуктивного сопротивления фазы ротора:
(168)
Приведенное индуктивное
сопротивление фазы ротора под действием эффекта вытеснения тока по 8.260 [1, c.369]:
(169)
Пусковые параметры:
(170)
(171)
. (172)
(173)
Токи без учета влияния
эффекта насыщения:
(174)
(175)
Расчет токов с учетом
влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния.
Зададимся кратностью
увеличения тока, обусловленного уменьшением индуктивного сопротивления из-за
насыщения зубцовой зоны:
. (176)
Средняя МДС обмотки,
отнесенная к одному пазу статора:
; (177)
Фиктивная индукция потока
рассеяния:
(178)
где коэффициент, который находится следующим
образом:
(179)
По рисунку 8.61 [1, c.370] выбираем для =3.4 .
Значение дополнительного
раскрытия паза статора:
(180)
Уменьшение коэффициента
магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учетом влияния
насыщения по 8.266 [1, c.371]:
(181)
Коэффициент магнитной
проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения по
8.271 [1, c.372]:
(182)
Коэффициент проводимости
дифференциального рассеяния участков зубцов статора с учетом влияния насыщения
по 8.274 [1, c.373]:
(183)
Индуктивное сопротивление
обмотки статора с учетом насыщения от полей рассеяния:
(184)
Значение дополнительного
раскрытия паза ротора:
(185)
Уменьшение коэффициента
магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора с учетом влияния
насыщения по 8.271 [1, c.371]:
(186)
Коэффициент магнитной
проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения по
8.271 [1, c.372]:
(187)
Коэффициент проводимости
дифференциального рассеяния участков зубцов ротора с учетом влияния насыщения
по 8.274 [1, c.373]:
(188)
Приведенное индуктивное
сопротивление обмотки статора с учетом насыщения от полей рассеяния:
(189)
Пусковые параметры:
(190)
(191)
(192)
Ток в обмотке ротора:
(193)
Ток в обмотке статора:
(194)
Кратность пускового тока:
(195)
Кратность пускового
момента:
(196)
Формулы для расчета токов
в пусковом режиме асинхронного двигателя с КЗ ротором с учетом эффекта
вытеснения тока.
(197)
. (198)
(199)
(200)
(201)
(202)
(203)
(204)
(205)
(206)
(207)
(208)
(209)
(210)
(211)
Страницы: 1, 2, 3
|