313
.pdf36. Магнитное напряжение цепи на два полюса (А)
Fц = Fδ + Fz1 +Fz2 + Fa + Fj .
37. Коэффициент насыщения магнитной цепи двигателя
kµ = Fц . Fδ
38. Намагничивающий ток
I µ = |
|
pF ц |
|
. |
|
0,9 |
m |
W k |
|||
|
|
1 |
об |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
Намагничивающий ток в относительных единицах
Iµ* = Iµ .
Iном
3.РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ
39.Активное сопротивление обмотки статора (Ом)
r1 = kRρv qL1 а,
эф1
где kR = 1; ρ115 = 10–6/41 Ом·м; qэф1, м2; а.
Для всыпной обмотки статора
L1 = W1 lcp1;
lcp1 = 2(lп1 + lл1);
lп1 = l1(2);
lл1 = kл bкт + 2В,
где |
|
π(D +hп1 ) |
|
|
|
|
|
bкт |
= |
β, где β = |
y |
, |
hп – по рис. 8. |
||
2 р |
τ |
||||||
1 |
|
|
|
1 |
|||
|
|
|
|
|
31
40. Вылет лобовых частей обмотки статора (мм)
lвыл = kвыл bкт + В,
где kл и kвыл выбираются по табл. 9.
|
|
|
|
Таблица 9 |
|
К расчету лобовых частей катушек всыпной обмотки |
|||||
|
|
|
|
|
|
Число |
|
Катушки статора |
|
||
Лобовые части |
Лобовые части |
||||
полюсов |
|||||
не изолированы |
изолированы лентой |
||||
2p |
|||||
kл |
kвыл |
kл |
Kвыл |
||
|
|||||
2 |
1,2 |
0,26 |
1,45 |
0,44 |
|
4 |
1,3 |
0,4 |
1,55 |
0,5 |
|
6 |
1,4 |
0,5 |
1,75 |
0,62 |
|
≥ 8 |
1,5 |
0,5 |
1,9 |
0,72 |
41. Активное сопротивление обмотки ротора (Ом)
|
|
|
|
|
|
r2 = kR ρν |
|
|
L2 |
, |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
qэф2а2 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где kR = 1; |
q |
эф2 |
, мм2 (см. п. 24 расчета); L2 = W2lср |
; lср |
2 |
= 2(lп |
+ lл ); |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
2 |
||||
lп |
= l2; lл |
= kл |
bкт |
|
+ 2В + hп , где |
k |
л2 |
= |
|
1 |
, m = |
b + S |
, где b – |
|||||
2 |
|
|
|
|||||||||||||||
2 |
2 |
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
1−m2 |
|
|
tz2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ширина меди катушки в лобовой части, м; S – допустимое расстояние между медью проводников соседних катушек, м (рис. 11); tz2 –
зубцовое деление, м. S и B принимаются по табл. 10.
32
Рис. 11. Обозначения размеров катушек в лобовых частях
Таблица 10
К расчету размеров лобовых частей катушек обмотки из прямоугольного провода
Напряже- |
S, 10–3, м |
В, 10–3, м |
Напряже- |
S, 10–3, м |
В, 10–3, м |
ние U, B |
|
|
ние U, B |
|
|
≤ 660 |
3,5 |
25 |
6000...6600 |
6...7 |
35...50 |
3000...3300 |
5...6 |
35...40 |
10 000 |
7...8 |
60…65 |
|
|
|
|
|
|
b |
= |
|
π(D2 −hп |
2 |
) |
|
β, |
||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
кт2 |
|
|
|
2 р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
r2′ = ν12r2 , |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ν12 = |
|
m1 (W1kоб1 )2 |
|
; |
|||||
m2 (W2kоб2 )2 |
|||||||||
|
r′ |
= r′ |
I1ном |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
2* |
|
2 U1ном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
33 |
|
|
|
|
|
42. Вылет лобовых частей обмотки ротора
lвыл = kвыл bкт2 + B + 0,5hп2,
где kвыл = 0,5kл2m; bкт2, В, kл2 и m – по п. 41 расчета.
4. ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ОБМОТКИ СТАТОРА
43. Магнитные проводимости определяются по табл. 11.
Таблица 11
Расчетные формулы для определения коэффициентов магнитной проводимости пазового рассеяния обмоток статора
и фазного ротора асинхронных двигателей
Рисунок |
Тип обмотки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетные формулы |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
12, а |
Двухслойная |
|
h2 −h0 |
k + |
hk |
k′ |
+ |
h0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
3bп |
|
|
|
β |
|
bп |
β |
|
|
4bп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Однослойная |
|
h2 |
+ |
hk |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
12, б |
|
3b |
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
п |
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
h2 −h0 |
k + |
|
h1 |
+ |
3hk |
|
|
+ |
hш |
k |
′ |
+ |
h0 |
|
||||||||||||||||||||||
8, а |
Двухслойная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
3bп |
|
|
|
β |
|
|
bп + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
β |
|
4bп |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bп |
|
|
2bш bш |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
12, г |
Двухслойная |
|
h2 |
|
k |
β |
+ |
0,785 |
− |
bш |
+ |
h1 |
+ |
|
hш |
k |
′ |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
3b1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2b1 |
|
b1 |
|
|
|
|
|
|
|
β |
|
|
|
|
||||||||||||
|
и однослойная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bш |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h2 |
|
k |
|
+ |
|
h1 |
+ |
|
|
3hk |
+ |
hш |
k′ |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
12, д, е, и |
То же |
|
|
|
β |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
3b1 |
|
|
|
|
|
|
|
b1 + 2bш |
|
|
|
|
|
|
|
β |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
b1 |
|
|
|
|
|
|
bш |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
h2 −h0 |
k + |
|
h1 |
+ |
3hk |
|
|
+ |
hш |
|
k |
′ |
+ |
h0 |
|
|||||||||||||||||||||
12, ж |
Двухслойная |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
3bп |
|
|
|
β |
|
|
bп + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
β |
|
4bп |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bп |
|
|
2bш bш |
|
|
|
34
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
б |
в |
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д |
е |
ж |
з |
и |
Рис. 12. К расчету коэффициентов магнитной проводимости пазового рассеяния фазных обмоток: а–е – обмотки статора; ж–и – обмотки фазного ротора
λп |
= |
h2 |
kβ + |
0,785 − |
bш |
+ h1 |
|
3b1 |
2b1 |
||||||
1 |
|
|
|
b1 |
|||
|
|
|
|
|
|
по рис. 8, а и 12, г с учетом данных табл. 11; h2, мм; hш, мм; bш, мм; b1, мм; h1, мм.
kβ′ = 0,25(1 + 3β); kβ = 0,25(1+3kβ′).
λл = 0,34 q1 (lл1 – 0,64βτ), lδ
lл1 (м) – по п. 39 расчета; lδ′, м.
35
+bhш kβ′
44. λд =12tδz1kδ ξ ,
где ξ = k′′ q2 +2kβ′ −k02 (1+∆z), при β < 1 ( k′′ – по рис. 13, в; ∆z – по
рис. 13, а, для |
bш |
и bш , |
k′ |
– по п. 43 расчета). |
|
|
|||||
|
|
δ |
tz |
β |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
г |
|
|
|
|
|
|
б |
д |
|
Рис. 13. Коэффициенты к рас- |
|
|
чету проводимости дифферен- |
|
|
циального рассеяния |
|
в |
||
|
36
45. x |
=15,8 |
f1 |
|
W1 |
2 |
lδ′ |
(λ |
|
+λ |
|
+λ |
|
). x1* = x1 |
I1ном |
. |
|
|
|
|
|
|
|
п1 |
л1 |
д1 |
|
|||||||
1 |
100 |
100 |
p1q1 |
|
|
|
U1ном |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ОБМОТКИ РОТОРА
46. Коэффициенты магнитной проводимости определяются по табл. 11.
λ |
|
= h2 −h0 |
k |
+ |
|
h1 |
+ |
3hk |
+ |
hш |
k′ |
+ |
h0 |
, |
|
п2 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
3bп |
β |
|
|
bп +2bш |
|
|
|
β |
|
4bп |
||||
|
|
|
|
bп |
|
|
bш |
|
|
(по рис. 10, б и 12, ж с учетом данных табл. 11: h0, мм; hк, мм; h1,
мм; h2, мм; hш, мм; bш, мм; bп, мм; kβ; kβ′ ), где kβ = 1; kβ′ = 0,25 (1+3β). 47. Коэффициент лобового рассеяния
|
|
|
λл |
|
= 0,34 q2 |
(lл |
|
−0,64β2τ2 ), |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
l′ |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
δ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lл2 – по п. 41 расчета. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
48. Коэффициент дифференциального рассеяния |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
λд2 = |
|
tz2 |
|
ξ, |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12δkδ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где для q2 |
ξ = k′′q2 |
+ |
|
2k |
′ – k2 |
|
(1 + ∆z) ( k′′ |
– по рис. 13, в для β; |
||||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
β |
|
об2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
∆z – по рис. 13, а для |
bш |
|
и bш ; |
k′ |
– по п. 43 расчета). |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
δ |
|
|
|
|
tz |
|
β |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
49. Индуктивное сопротивление обмотки ротора (Ом) |
|
|||||||||||||||||||||||
x |
=15,8 |
f1 |
W2 |
2 |
|
lδ′ |
|
(λ |
|
|
+λ |
|
+λ |
|
), |
x′ = |
х ν |
, |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
п2 |
|
л2 |
д2 |
||||||||||||||
2 |
100 |
|
|
|
|
p2q2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 12 |
|
||||||||
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где ν12 из п. 41 расчета;
x2′ = х2′I1ном .
U1 ном
37
6.РАСЧЕТ ПОТЕРЬ
50.Основные потери в стали статоров асинхронных машин определяют по следующей формуле:
P |
= р |
|
f1 |
β |
(k |
В2ma +k |
|
z Bz2 |
|
mz ), |
|
|
|
д |
cp |
||||||
ст.осн |
1,0 |
50 |
|
д а а |
|
1 |
||||
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
где р1,0 – удельные потери (табл. 12 и П4) при индукции 1 Тл и час-
50
тоте перемагничивания 50 Гц; β – показатель степени, учитывающий зависимость потерь в стали от частоты перемагничивания; для большинства электротехнических сталей β = 1,3...1,5; kд а и kд z –
коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участков магнитопровода и технологических факторов. Для машин мощностью меньше
250 кВт приближенно можно принять kд а |
= 1,6 и kд z = 1,8; для |
машин большей мощности kд а = 1,4 и kд z |
= 1,7; Ва и Вz ср – индук- |
ция в ярме и средняя индукция в зубцах статора, Тл; ma , mz1 – масса стали ярма и зубцов статора, кг:
ma = π(Da −ha )halс1kc1 γc ; mz1 = hz1bz1cpZ1lс1kc1 γc ;
ha – высота ярма статора, м:
ha = 0,5(Da −D) −hп1 ;
hz1 – расчетная высота зубца статора, м; bz1cp – средняя ширина зубца статора, м:
b |
|
= bz1 max +bz1 min ; |
||
z cp |
|
2 |
|
|
|
1 |
|
||
|
|
|
|
|
γс – удельная масса |
стали; в расчетах принимают γс = |
= 7,8·103 кг/м3.
38
Таблица 12
Удельные потери в стали, Вт/кг, толщиной 0,5 мм при индукции В = 1 Тл и частоте перемагничивания f = 50 Гц
Марка стали |
Удельные потери, |
Марка стали |
Удельные потери, |
|
Вт/кг |
|
Вт/кг |
2013 |
2,5 |
2312 |
1,75 |
2212 |
2,2 |
2412 |
1,3 |
2214 |
2 |
|
|
|
По п. 34 определяем Ва, Тл. |
|
|
|
|
|||||||
|
По п. 31 определяем |
Вz |
= Bz cp , |
Тл. |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
51. Поверхностные потери (Вт) |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Pпов2 = рпов2 (tz2 −bш2 )Z2lc2 , |
||||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
= 0,5k |
|
|
Z1n |
|
1,5 |
(B |
tz 103 )2 |
|
|
|
|
пов2 |
|
0,2 |
10 000 |
|
|
0,2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
(B |
=β |
0,2 |
k B , Тл; по рис. 14, б для bш |
находим β0,2; k0,2 = 1,4…1,8). |
||||||||
0,2 |
|
δ δ |
|
|
|
|
|
δ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
аб
Рис. 14. К расчету поверхностных потерь в асинхронных машинах:
|
b |
|
|
а – пульсация индукции в воздушном зазоре; б – зависимость β0 = |
f |
ш |
|
|
|||
|
|
S |
|
39
52. Пульсирующие потери
P |
|
≈ 0,11 |
|
Z1n |
|
B |
2 m |
z2 |
, |
||||
|
|
|
|
||||||||||
пул2 |
|
|
|
1000 |
|
пул2 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
mz2 = Z2hz2bz2cplc2 kc2 γc , |
|
|
||||||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
= bz2max +b z2min ; |
|
|
||||||||
|
|
z2ср |
|
|
2 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
B |
|
= |
γ1δ |
|
B |
, |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
пул2 |
|
|
|
2tz |
|
z2cp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
где γ1 из п. 30 расчета; Bz2cp из п. 32 расчета.
53. Рст.доб = Pпов1 + Рпул1 + Рпов2 + Рпул2; Pпов1 = 0;
Рпул1 = 0;
Рст = Рст.осн + Рст.доб.
54. Механические потери (Вт)
Рмех = 1,2 · 2рτ3 (nk + 11) · 103,
где nk – число радиальных вентиляционных каналов.
55. Ртр.щ = kтрρщSщ vк,
где kтр = 0,15…0,17.
По табл. П17 выбираем щетки МГ, для которых ρщ, кПа; Jш.доп,
А/см2; vк.доп, м/с; ∆Uщ, В.
56. Площадь щеток на одно кольцо (см2)
Sщ′ = I2 ; Jщ
принимаем Lщ (мм), bщ (мм); число щеток на одно кольцо
nщ = Sщ′ , bщLщ
где Lщ, bщ – длина и ширина щетки.
40