Расчёт намагничивающего тока.

36.  Значения индукций:

Индукция в зубцах статора:

Индукция в зубцах ротора:

Индукция в ярме статора:

Индукция в ярме ротора: ,

где  - расчётная высота ярма ротора

,

где  - диаметр аксиальных вентиляционных каналов ротора,

 - число аксиальных вентиляционных каналов ротора.

В роторе проектируемого двигателя вентиляционных каналов нет, т.к. мощность мала.

37.  Магнитное напряжение воздушного зазора

,

где  - коэффициент воздушного зазора ([1], стр. 106)

,

где  - коэффициент ([1], стр. 106)

38.  Магнитное напряжение зубцовых зон

статора: ,

ротора : ,

где  - расчётная высота зубца статора,

 - расчётная высота зубца ротора,

 - напряжённость поля в зубцах статора ([1], стр. 461 табл. П-17)

 - напряжённость поля в зубцах ротора ([1], стр. 461 табл. П-17)

Расчёт ведётся для стали 2013.

39.  Коэффициент насыщения зубцовой зоны ([1], стр. 194):

Значение  должно находиться в пределах 1,2÷1,5 ([1], стр. 194), т.е. зубцовая зона рассчитана правильно.

40.  Магнитные напряжения ярм ([1], стр. 195)

статора: ,

ротора: ,

где  - длина средней магнитной линии ярма статора,

 - длина средней магнитной линии в ярме ротора,

 - напряжённость поля при индукции  для ярма статора марки стали 2013 ([1], стр. 460, табл. П-16),

 - напряжённость поля при индукции  для ярма ротора марки стали 2013 ([1], стр. 460, табл. П-16),

,

,

где  - высота спинки ротора,

41.  Магнитное напряжение на пару полюсов ([1], стр. 195):

42.  Коэффициент насыщения магнитной цепи ([1], стр. 195):

43.  Намагничивающий ток ([1], стр. 195):

;

относительное значение намагничивающего тока ([1], стр. 195):

Значение  получилось достаточно большим, несмотря на правильно выбранные размеры и насыщение магнитопровода, находящееся в допустимых пределах. Это объясняется относительно большим значением магнитного напряжения воздушного зазора, характерным для двигателей малой мощности.

Параметры рабочего режима.

44.  Активное сопротивление фазы обмотки статора ([1], стр. 196):

,

 где  - общая длина эффективных проводников фазы обмотки

 - коэффициент увеличения активного сопротивления фазы обмотки от действия эффекта вытеснения тока; в проводниках статора асинхронных машин эффект вытеснения проявляется незначительно из-за малых размеров элементарных проводников, поэтому для статора ; для роторов при расчёте рабочих режимов в пределах изменения скольжения от холостого хода до номинального ,

 - удельное сопротивление материала обмотки при расчётной температуре,для класса нагревостойкости изоляции F расчётная температура 115°С, и для меди ,

,

где  - средняя длина витка обмотки ([1], стр. 197),

,

где  - длина пазовой части равна конструктивной длине сердечников машины ([1], стр. 197),

 - длина лобовой части ([1], стр. 197),

,

где  - коэффициент, значение которого выбирается в зависимости от числа полюсов машины и наличия изоляции в лобовых частях; ,

 - средняя ширина катушки, определяемая по дуге окружности, проходящей по серединам высоты пазов,

 - длина 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

,

где  - относительное укорочение шага обмотки статора; для однослойных обмоток ,

Длина вылета лобовой части обмотки

,

где  - коэффициент, значение которого выбирается в зависимости от числа полюсов машины и наличия изоляции в лобовых; ,

Относительное значение сопротивления:

45.  Активное сопротивление фазы обмотки ротора

,

где  - сопротивление стержня ([1], стр. 202),

 - сопротивление участка замыкающего кольца, заключённого между двумя соседними стержнями ([1], стр. 202),

,   ,

где ,  - удельные сопротивления материала стержня и замыкающих колец при расчётной температуре ([1], стр. 111, табл. 4.1); для класса нагревостойкости изоляции F расчётная температура 115°С, и для литой алюминиевой обмотки ,

 - полная длина стержня, равная расстоянию между замыкающими кольцами, м

Приводим  к числу витков обмотки статора:

Относительное значение сопротивления:

46.  Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора ([1], стр. 114):

,

где  - коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния фазных обмоток ([1], стр. 200, табл. 6-22); расчётную формулу берём для однослойной обмотки ([1], стр. 199, рис. 6-38,ж),

 - коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния ([1], стр. 199),

 - коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ([1], стр. 202),

,

где  и - коэффициенты, зависящие от шага обмотки; для всех однослойных обмоток  ([1], стр. 199),

, , ,  берём из расчёта для рис. 3:

, , ,

где  - относительное укорочение шага обмотки ([1], стр. 199); для однослойной обмотки ,

,

где  - коэффициент ([1], стр. 203),

,

где  - коэффициент скоса; для пазов без скоса равен ,

 - коэффициент скоса, определяемый по кривым ([1], стр. 405, рис. 9.51д) в зависимости от  и отношения ;

Относительное значение сопротивления:

47.  Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора:

,

где  - коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмоток короткозамкнутого ротора ([1], стр. 204, табл. 6-23); расчётную формулу берём для  полузакрытых грушевидных пазов ([1], стр. 203, рис. 6-40,а),

 - коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния ([1], стр. 204),

 - коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ([1], стр. 203),

,

где  - коэффициент ([1], стр. 204, табл. 6-23, прим.); для рабочего режима равен ,

 - рассчитывается по рис. 4

,

,

где  - коэффициент ([1], стр. 203),

,

где  - коэффициент ([1], стр. 201, рис. 6-39,а), зависящий от размерных соотношений  и ; ,

Приводим  к числу витков статора ([1], стр. 204):

Относительное значение сопротивления:

Расчёт потерь.

48.  Потери в стали основные ([1], стр. 206):

,

где  - удельные потери в стали ([1], стр. 206, табл. 6-24); для марки стали 2013 ,

 - показатель степени ([1], стр. 206, табл. 6-24); для марки стали 2013 ,

 и  - коэффициента,  учитывающие     влияние    на    потери  в  стали неравномерности распределения потока по сечениям участков магнитопровода и технологических факторов ([1], стр. 206); для двигателей мощностью меньше 250 кВт  и ,

 и  - массы стали ярма и зубцов статора ([1], стр. 206):

,     ,

где  - удельная масса стали ([1], стр. 206);

 - расчётная высота зубца статора,

49.  Поверхностные потери в роторе ([1], стр. 207):

,

где  - потери,  приходящиеся  на   поверхности   головок   зубцов  ротора ([1], стр. 207)

где  - коэффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головок зубцов ротора на удельные потери ([1], стр. 207);

 - амплитуда пульсации индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов ротора ([1], стр. 206),

,

где  - коэффициент, зависящий от отношения  ([1], стр. 207 рис. 6-41,а); для значения  коэффициент ;

50.  Пульсационные потери в зубцах ротора ([1], стр. 207):

,

где  - амплитуда пульсаций индукции в среднем сечении для зубцов ротора ([1], стр. 207),

 - масса стали зубцов ротора ([1], стр. 208),

,

где  - расчётная высота зубца ротора,

51.  Сумма добавочных потерь в стали ротора ([1], стр. 208):

52.  Полные потери в стали ([1], стр. 208):

53.  Механические потери ([1], стр. 208):

,

где  - коэффициент, определяемый для двигателей с  ([1], стр. 208):

54.  Добавочные потери при номинальном режиме ([1], стр. 209).

При нагрузке добавочные потери асинхронных двигателей возникают за счёт действия потоков рассеяния, пульсаций индукции в воздушном зазоре, ступенчатости кривых распределения МДС обмоток статора и ротора и ряда других причин. В короткозамкнутых роторах, кроме того, возникают потери от поперечных токов, т.е. токов между стержнями, замыкающихся через листы сердечников ротора. ГОСТ устанавливает средние расчётные добавочные потери при номинальной нагрузке, равные 0,5% от номинальной мощности.

55.  Холостой ход двигателя:

Ток холостого хода двигателя:

,

где  - активная составляющая тока холостого хода ([1], стр. 209); принимают, что потери на трение и вентиляцию и потери в стали при холостом ходе двигателя такие же, как и при номинальном режиме,

 - реактивная составляющая тока холостого хода;

,

где  - электрические потери в статоре при холостом ходе ([1], стр. 209),

Коэффициент мощности при холостом ходе ([1], стр. 209):