Основной выбор главных размеров машины. Расчет обмотки статора и его зубцовой зоны. Особенность способов вычисления магнитной цепи. Активное сопротивление фазы алюминиевого обматывания ротора. Подсчет пусковых характеристик асинхронного двигателя.
Выбор главных размеров машины начинается с выбора высоты оси вращения. Высота оси вращения для данной номинальной мощности для двухполюсного двигателя 355мм ([1], рис. Внешний диаметр статора для данной высоты оси вращения 0,66 м ([1], табл. Коэффициент для заданного числа пар полюсов 0,549 ([1], табл. Электромагнитные нагрузки (предварительно по [1], рис.1) принимаем с учетом припусков и по([1], и [1], табл. ширина паза([1],(8.36) в штампе мм ширина шлица паза([1],стр.293) мм (принимаем 1,92Тл; kc=0,97 для ротора, сталь 2312([1], табл.8.11)). Уточняем ширину зубцов ротора(см. рис. (8.41,б): разделим зубец ротора на две части: верхнюю и нижнюю и рассчитаем напряженность поля в каждой из частей, учитывая, что это - части с изменяющейся площадью поперечного сечения. Нижняя часть: Индукция в верхнем сечении нижней части [1], Тл; поскольку эта индукция больше 1,8 Тл, необходимо учесть ответвление части магнитного потока в паз ротора.Длина лобовой части витка по [1], (8.139): 1,2296·0,403 0,025=0,593м, где средняя ширина катушки статора по [1], (8.138): м; м ([1], табл.8.22), Длина вылета лобовой части катушки по [1], (8.140): м, где коэффициент Квыл по [1], (8.143): . Принимаем литую обмотку и алюминиевый сплав с повышенным удельным сопротивлением АКЦ11-15. Данный сплав обладает высокими литейными свойствами и пригоден для заливки в узкую часть паза. где коэффициент магнитной проводимости потоков пазового рассеяния по [1], табл.8.24 (см. рис.Потери в стали основные по [1], (8.186): =1854Вт; (1,75Вт/кг для стали 2312([1], табл.8.26), кда=1,4; KДZ=1,7); Поверхностные потери в роторе по [1], (8.194): 343,8Вт; Амплитуда пульсации индукции в магнитном зазоре над коронками зубцов статора и ротора по [1], (8.190): 0,236Тл; Амплитуда пульсаций индукции в среднем значении зубцов ротора по [1], (8.196): 0,121Тл; гдеИспользуем приближенную формулу, так как ; по [1], (8.223): Активная составляющая тока синхронного холостого хода; по [1], (8.223): 1,797А; по [1], (8.227): =1,057; 0; Рассчитываем рабочие характеристики для скольжений 0,005;0,010;0,015;0,019;0,03;0,035;0,024.Активное сопротивление обмотки ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока по [1], (8.241): Ом·м; ; f=50Гц; ток не проникает в нижний стержень. Коэффициент рассчитывается по [1], (8.302): Коэффициент по [1], (8.293): Коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора под влиянием эффекта вытеснения тока по[1], (8.256): . Расчет проводим для точек характеристик, соответствующих при этом используем значения токов и сопротивлений для тех же скольжений с учетом влияния вытеснения тока (см. табл.3) где уменьшение коэффициента магнитной проводимости пазового рассеяния полузакрытого паза, вызванное насыщением от полей рассеяния, по [1], (8.268): Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения по [1], (8.274): .Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя по [1], (8.330): 86,6°С; Для находим 7058 Вт (табл.2); 160Вт/(м2*°С)([1], рис.8.71,б) 1,07 для класса нагревостойкости F. Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора по [1], (8.331): ; Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри двигателя по [1], (8.336): 69. Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри двигателя по [1], (8.337): 70.Как указано в [1], с.363, «…с увеличением частоты тока в стержнях обмотки короткозамкнутого 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. В большинстве случаев эффект вытеснения тока в обмотках короткозамкнутых роторов играет положительную роль, так как увеличивает начальные моменты двигателей. Это широко используют при проектировании асинхронных машин, выполняя роторы с глубокими прямоугольными или фигурными пазами или с двойной беличьей клеткой, в которых эффект вытеснения тока проявляется особенно сильно.» Чем меньше отношение ширины паза к глубине, тем больше пусковой момент и меньше пусковой ток, поскольку уменьшение этого отношения предполагает следующее: 1) Увеличенная высота стержня увеличивает «приведенную высоту» стержня в пусковом режиме, поскольку «приведенная высота» напрямую зависит от высоты стержня ротора: 2) ([1], (8.241)). Следовательно, площадь стержня , занятая током, уменьшается, это вызывает увеличение коэффициента kr = qc/qr, ([1], (8.247)) что, в свою очередь, вызывает увеличение сопротивления пазовой части стержня обмотки ротора: rc? = kr *rc([1], (8.
Список литературы
1. Проектирование электрических машин: Учебное пособие для вузов/И.П.Копылов, Б.К.Клоков, В.П.Морозкин, Б.Ф.Токарев; Под ред И.П.Копылова.- 2-е издание , исправленное и дополненное - М.: Высшая школа, 1993.
