Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

ha = 0.026 - высота ярма статора (определена в разделе 6) mz1 ma масса стали ярма и зубцов статора

 

mz1 := hz1⋅вz1ср⋅Z1⋅Iст1⋅K c⋅γс mz1 = 19.149 кг

 

ma := π ⋅( Da − ha)⋅ha⋅Iст1⋅K c⋅γс ma = 43.314 кг

Ba = 1.15

Bz1 = 1.7 -индукция в ярме и зубцах статора (определены в разделе 6)

Kda Kdz - коэффициенты для машин мощностью меньше 250 кВт принимаются

Kda := 1.6

Kdz := 1.8

βстеп := 1.5 - показатель степени (по табл. 16 ) P1.0.50 := 2.5 Вткг

f

β

⋅B

2

⋅m

+ K

⋅B  ⋅m

= 375.623 Вт

P

ст.осн

:= P

1.0.50

⋅

⋅

K

da

P

ст.осн

50

a

a

dz  z1  z1

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

2.8.2  Поверхностные потери в роторе

Принимаем β

02

:= 0.2

B02 = 0.172

B02 := β02⋅Kδ ⋅Bδ

Принимаем

K02 := 1.5

n

1.5

3

2

Pпов2у := 0.5⋅K02⋅ Z2

⋅

⋅ B02

⋅t1⋅10

Pпов2у = 61.361

10000

P

пов2

:= P

⋅ t

− в

⋅10− 3

⋅Z ⋅I

P

пов2

= 9.2 Вт

пов2у 2

шр

2

ст1

2.8.3  Пульсационные потери в зубцах ротора

Bz2cp

- средняя ширина зубца ротора

в

:= 8.826 ⋅10− 3

в

:= 7.767 ⋅10− 3

z2max  ( в z2max+ вz2min)

z2min

− 3

вz2ср :=

вz2ср = 8.296 × 10

2

hz2 = 0.026

- расчетная высота зубца ротора (п.6.6.)

mz2 - масса стали зубцов ротора

mz2 = 28.477 кг

mz2 := hz2⋅вz2ср⋅Z2⋅Iст1⋅K c⋅γс

Вz2ср := Bz2

Bz2 = 1.85 - определена выше (п.6.1.)

γ

1

= 1.481

- определена выше (п.6.4.)

Bпул2 - амплитуда пульсаций индукции в среднем сечении зубцов

B

:= γ

1

⋅δ ⋅

Вz2ср

пул2

2⋅t2

Bпул2 = 0.081

Тл

B

2

P

пул2

:= 0.11⋅ Z ⋅n⋅

пул2

⋅m

P

пул2

= 90.742

Вт

2

1000

z2

2.8.4  Сумма добавочных потерь в стали

Pст.доб := Pпов2 + Pпул2

Pст.доб = 99.942 Вт

2.8.5  Полные потери в стали

Pст := Pст.доб + Pст.осн

Pст = 475.564

Вт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вт м2

 

 

 

25

 

2.8.6  Механические потери

 

Механические потери для обдуваемых двигателей (степень защиты IP44) определяются:

 

Kт := 1.3 ⋅(1 − Da) для двигателей с 2р>=4 Kт = 0.79

 

	n		2	4	Pмех = 104.982 Вт
Pмех := Kт⋅			⋅Da
	10

 

7. Добавочные потери при номинальном режиме

 

Pдобн := 0.005⋅	P2h	⋅103	Pдобн = 153.846 Вт
	η

8. Ток холостого хода двигателя

 

Реактивная составляющая тока холостого хода

Iμ = 10.54 А

см п 6.12

Pэ1хх - электрические потери в статоре при холостом ходе

P

э1хх

:= m⋅I

2⋅r1

P

э1хх

= 174.389 Вт

μ

I

- активная составляющая тока холостого хода

хха

:=

( P ст + Pмех+ Pэ1хх)

= 0.662

I

I

A

хха

m⋅U1H

хха

I

:=

I

2

+ I 2

I

= 10.561

А

хх

хха

μ

хх

2.8.9  Коэффициент мощности при холостом ходе

 

COSφхх:=	Iхха		COSφхх = 0.063
	I
	хх

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

 

2.9 Расчет рабочих характеристик аналитическим методом

 

2.9.1  Параметры из схемы замещения фазы обмотки машины

 

 

r		:=	Pст.осн					r		= 1.127 Ом
12				m⋅I 2				12
					μ
x		:=		U1H				x		= 36.053 Ом
12				Iμ				12
c	:= 1 +				x1			c	= 1.09
1					x12			1

2. Активный ток холостого хода

 

P		+ 3⋅I	2⋅r1		= 0.482 А
I   :=	ст.осн	μ		I
оа	3⋅U1H			оа
2.9.3  Расчетные величины для формуляра расчета (табл. 17)
a' := c 2				a' = 1.188
1				a = 0.57
a := c1⋅r1					Ом
в' := 0
в := c1⋅( x1 + c1 + x'2)
2.9.4  Формулы для расчета рабочих характеристик приведены в						табл. 17.Расчет
выполняют, задаваясь значениями					скольжений

S=0.003; 0.01; 0.015; 0.02; 0.025; 0.03; Sn

Последовательность расчёта понятна из формуляра. После окончания расчёта строятся рабочие характеристики: P1,I1, cosф, n, S = f(P2)

 

По характеристике S = f(P2) определяется значение Sn соответствующее мощности Р2Н. После этого выполняется расчет для скольжения Sn и заполняется последняя графа таблицы. Вид рабочих характеристик представлен на рис. 19.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

 

- высота стержня в пазу (см. п.5.12)

 

10. Расчет пусковых характеристик

 

 

• увеличением частоты тока в стержнях обмотки ротора возникает эффект вытеснения тока, в результате которого плотность тока в верхней части стержней возрастает, а в нижней уменьшается. При этом активное сопротивление ротора увеличивается, а индуктивное уменьшается. Изменение сопротивлений ротора влияет на пусковые характеристики машины, поэтому при расчётах этих характеристик следует учитывать эффект вытеснения тока.

 

2.10.1 Расчетные точки характеристик определяются при						скольжениях
S = 1.0,0.8,0.5,0.2,0.15,0.1, Sкр по формуляру (табл. 18). Критическое скольжение
приближенно равно:
Sкр :=			r'2		Sкр = 0.093
	x
1			+ x'
		c1	2

Необходимые пояснения для расчета по формулятору ( табл. 18) приводятся ниже. Расчет параметров начинается для скольжения S=1.0 и представлен в качестве примера в пояснительной записке. Для других скольжений счетов заносятся непосредственно в табл. 18.

 

2.10.2 Параметры с учетом вытеснения тока.

 

hc

 

hc := hп2р − hшр' − hш hc = 25.017 мм s := 1 скольжение

ζпрвсто   - приведенная высота стержня обмотки ротора. Для литой алюминиевой

 

обмотки ротора:

 

при расчетной температуре 75° C

 

• првсто := 65.15⋅hc⋅10− 3⋅ s

 

• првсто = 1.63

3. Для значения ζпрвсто по Рис- 20 определяется величина

 

• := 0.42

 

• по рис.21 величина ф'=Kg

 

где Kg-коэффициент демпфирования φ' := 0.99

 

4. Глубина проникновения тока в стержне

h :=		hc	h = 17.617 мм
r	1	+ φ	r

 

 

 

 

 

28

 

2.10.5 Площадь сечения стержня, ограниченная величиной h

 

при hr>=b2/2

(

в

2

− в

1)

в

2

в

:= в

−

⋅ h

−

h1

r

2

r

2

вr = 4.969 мм

в1 = 5.39

мм

в2 = 3.932

мм

h1 = 22.018

мм

- (см. п. 5.11)

в

2

( в

2

+ в )

в

2

2

:= π ⋅

2

+

r

⋅ h −

= 75.726

q

r

q

r

мм

8

2

2

r