Расчет параметров рабочего режима

6.1. Определяем активное сопротивление фазы обмотки статора

, (6.1)

где r – удельное сопротивление ма­териала обмотки при рас­четной температуре, для класса нагревостойкости изоляции F расчетная температура =115°С, для меди r =24,4 × 10^-9 Ом×м;

L₁ – общая длина эффектив­ных проводников фазы обмотки:

(6.2)

где l_ср – средняя длина витка об­мотки

(6.3)

где l_п1 – длина пазовой части обмотки, ;

l_л1 – длина лобовой части обмотки:

, (6.4)

где B – дли­ны вылета прямолинейной части ка­тушек из паза от торца сердечника до начала отгиба лобовой части, для всыпной обмотки, уклады­ваемой в пазы до запрессовки сердечника в корпус, берем B =0,01м;

K_л – коэффициент, по табл. 6-19 [1], для 2p =4, определяем K_л =1,55;

b_кт – средняя ширина катушки:

(6.5)

Относительное значение:

(6.6)

6.2. Определяем активное сопротивление фазы обмотки ротора

, (6.7)

где r_с – сопротивления стержня ротора:

, (6.8)

где r_с – удельное сопротивление ма­териала обмотки при рас­четной температуре, для класса нагревостойкости изоляции F расчетная температура =115°С, для алюминия r_с =48,8 × 10^-9 Ом×м;

l_с – полная длина стержня, ;

k_г – коэффициент увеличения активного сопротивления стержня от действия эф­фекта вытеснения тока; при расчете рабочих ре­жимов в пределах изме­нения скольжения от хо­лостого хода до номиналь­ного при­нимаем k_г =l.

 

r_кл – сопротивление короткозамыкающего кольца:

(6.9)

где r_кл – удельное сопротивление ма­териала обмотки при рас­четной температуре, для класса нагревостойкости изоляции F расчетная температура =115°С, для алюминия r_кл =48,8 × 10^-9 Ом×м;

 

Приведем r₂ к числу витков обмотки статора:

(6.10)

Относительное значение:

(6.11)

6.3. Определяем индуктивное сопротивление фазы обмотки статора

, (6.12)

где l_п1 – коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния фазных обмоток, по табл. 6-22 [1]

, (6.13)

где h₃ – высота участка паза, занимаемого обмоткой, h₃ = h₁ =0,0238м;

k’_b – коэффициент, зависящий от относительного укорочения:

(6.14)

;

k_b – коэффициент:

(6.15)

;

h₂ – высота участка паза, свободного от обмотки, h₂ =0;

h₁ – высота клиновидной части паза, h₁ = h₁ =0,0031 м;

l_л1 – коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния:

(6.16)

l_д1 – Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассея­ния:

(6.17)

где x – коэффициент:

, (6.18)

где b_ск – коэффициент скоса, выраженный в долях зубцового деления ротора:

(6.19)

k’_ск – коэффициент, зависящий от относительного скоса пазов и отношения t₂/t₁, t₂/t₁ =0,0195/0,0155=1,26, по рис. 6-39, д [1], k’_ск =1,95.

 

Учет скоса пазов:

, (6.20)

где s_ск – скос пазов в линейных размерах:

(6.21)

Относительное значение:

(6.22)

6.4. Определяем индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора

, (6.23)

где l_п2 – коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки фазного ротора, по табл. 6-23 и рис. 6-40, а [1]:

, (6.24)

где k_д – коэффициент, для рабочего режима k_д =1.

 

l_л2 – коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния:

, (6.25)

где D – коэффициент приведения токов в кольце к току в стержне:

(6.26)

 

l_д2 – Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассея­ния:

, (6.27)

где x – коэффициент:

, (6.28)

где D _z – коэффициент, по рис. 6-39, а [1], в зависимости от отношений b_ш/t =0,0015/0,0195=0,08; b_ш/d =0,0015/0,0007=2,14: D _z =0,2.

 

 

Приведем x₂ к числу витков обмотки статора:

(6.29)

Учет скоса пазов:

(6.30)

Относительное значение:

(6.31)

 

 

РАСЧЕТ ПОТЕРЬ

7.1. Определим основные потери в стали

, (7.1)

где p_1,0/50 – удельные потери, по табл. 6-24 [1], для стали 2013 p_1,0/50 =2,6 Вт/кг;

b – показатель степени, по табл. 6-24 [1], для стали 2013 b =1,5;

k_да и k_дz – коэффициенты, учи­тывающие влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участков магни­топровода и технологических факто­ров. Для машины мощностью меньше 250 кВт при­нимаем k_да =1,6 и k_дz =1,8;

m_а и m_z1 – масса стали ярма и зубцов статора

, (7.2)

где g_с – удельная масса стали, принимаем g_с =7,8×10³ кг/м³.

(7.3)

 

7.2. Определяем поверхностные потери в роторе

Амплитуда пульсации индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов и ротора:

, (7.4)

где b₀₂ – коэффициент, зависящий от соотношения ширины шлицов пазов статора к воздушному зазору, b_ш1/d =0,0037/0,0007=5,3, b₀₂ =0,3.

Удельные поверхностные потери:

, (7.5)

где k₀₂ – ко­эффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головок зуб­цов ротора на удельные потери, принимаем k₀₂ =1,6;

Поверхностные потери в роторе:

(7.6)

 

7.3. Определяем пульсационные потери в зубцах ротора

Амплиту­да пульсаций индукции в среднем сечении зубцов:

(7.7)

Масса стали зубцов ротора:

(7.8)

Пульсационные потери в зубцах ротора:

(7.9)

 

7.4. Определяем сумму добавочных потерь в стали

(7.10)

7.5. Определяем полные потери в стали

(7.11)

7.6. Находим механические потери

, (7.12)

где K_т – коэффициент, для двигателей с 2p =4: K_т =1,3×(1– D_a).

7.7. Определяем добавочные потери при номинальном режиме

(7.13)

7.8. Определяем ток холостого хода

, (7.14)

где I_хх.а – активная составляющая тока холостого хода:

(7.15)

где P_э1хх – электрические потери в статоре при холостом ходе:

(7.16)

 

I_хх.р – реактивная составляющая тока холостого хода, принимается I_хх.р = I_m =11,1А.

7.9. Определяем коэффициент мощности при холостом ходе

(7.17)