Расчёт намагничивающего тока

5. Расчёт намагничивающего тока

5.1 Значение индукций в зубцах ротора и статора:

, (5.1)

 (5.2)

5.2 Расчитаем индукцию в ярме статора B_a:

 (5.3)

5.3 Определим индукцию в ярме ротора B_j:

, (5.4)

где h'_j — расчетная высота ярма ротора, м.

Для двигателей с 2р≥4 с посадкой сердечника ротора на втулку или на оребренный вал h'_j определяют по формуле:

, (5.5)

5.4 Магнитное напряжение воздушного зазора F_d:

, (5.6)

где k_д - коэффициент воздушного зазора, определим по формуле:

, (5.7)

где

Магнитное напряжение воздушного зазора:

5.5 Магнитное напряжение зубцовых зон статора F_z1:

F_z1=2h_z1H_z1, (5.8)

где 2h_z1 — расчетная высота зубца статора, м.

H_z1 определим по [1] таблице П-1.7. При , .

5.6 Магнитное напряжение зубцовых зон ротора F_z2:

, (5.9)

где ;

, [1] таблица П-1.7.

5.7 Рассчитаем коэффициент насыщения зубцовой зоны k_z:

 (5.10)

5.8 Найдём длину средней магнитной линии ярма статора L_a:

 (5.11)

5.9 Определим напряженность поля H_a при индукции В_a по кривой намагничивания для ярма принятой марки стали 2013 [1] таблица П-1.6. При , .

5.10 Найдём магнитное напряжение ярма статора F_a:

 (5.12)

5.11 Определим длину средней магнитной линии потока в ярме ротора L_j:

, (5.13)

где h_j - высота спинки ротора, находится по формуле:

, (5.14)

5.12 Напряжённость поля H_j при индукции  определим по кривой намагничивания ярма для принятой марки стали [1] таблица П-1.6. При , .

Определим магнитное напряжение ярма ротора F_j:

 (5.15)

5.13 Рассчитаем суммарное магнитное напряжение магнитной цепи машины (на пару полюсов) F_ц:

 (5.16)

5.14 Коэффициент насыщения магнитной цепи :

 (5.17)

5.15 Намагничивающий ток :

 (5.18)

Относительное значение намагничивающего тока :

 (5.19)

6. Параметры рабочего режима

Параметрами асинхронной машины называют активные и индуктивные сопротивления обмоток статора х₁, r₁, ротора r₂, x₂, сопротивление взаимной индуктивности х₁₂ (или x_м),и расчетное сопротивление r₁₂ (или r_м), введением которого учитывают влияние потерь в стали статора на характеристики двигателя.

Схемы замещения фазы асинхронной машины, основанные на приведении процессов во вращающейся машине к неподвижной, приведены на рисунке 6.1. Физические процессы в асинхронной машине более наглядно отражает схема, изображенная на рисунке 6.1. Но для расчета удобнее преобразовать ее в схему, показанную на рисунке 6.2.

Рисунок 6.1. Схема замещения фазы обмотки приведенной асинхронной машины

Рисунок 6.2. Преобразованная схема замещения фазы обмотки приведенной асинхронной машины

6.1 Активное сопротивление фазы обмотки статора  расчитаем по формуле:

, (6.1)

где L₁ - общая длина эффективных проводников фазы обмотки, м;

а - число параллельных ветвей обмотки;

с₁₁₅ - удельное сопротивление материала обмотки (меди для статора) при расчетной температуре. Для меди ;

k_r - коэффициент увеличения активного сопротивления фазы обмотки от действия эффекта вытеснения тока.

В проводниках обмотки статора асинхронных машин эффект вытеснения тока проявляется незначительно из-за малых размеров элементарных проводников. Поэтому в расчетах нормальных машин, как правило, принимают k_r =1.

6.2 Общую длину проводников фазы обмотки L₁ расcчитаем по формуле:

, (6.2)

где l_ср - средняя длина витка обмотки, м.

6.3 Среднюю длину витка l_ср находят как сумму прямолинейных - пазовых и изогнутых лобовых частей катушки:

, (6.3)

где l_П - длина пазовой части, равна конструктивной длине сердечников машины. ;

l_л - длина лобовой части.

6.4 Длина лобовой части катушки всыпной обмотки статора определяется по формуле:

, (6.4)

где К_л - коэффициент, значение которого зависит от числа пар полюсов, для  [1] таблица 9.23 ;

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

, (6.5)

где b₁ - относительное укорочение шага обмотки статора. Обычно принимают .

Коэффициент  для всыпной обмотки, укладываемой в пазы до запрессовки сердечника в корпус.

Средняя длина:

Общая длина эффективных проводников фазы обмотки:

Активное сопротивление фазы обмотки статора:

6.5 Определим длину вылета по лобовой части:

, (6.6)

где К_выл - коэффициент, определяемый по[1] таблице 9.23.  при .

6.6 Определим относительное значение сопротивления фазы обмотки статора :

 (6.7)

6.7 Определим активное сопротивление фазы обмотки ротора r₂:

, (6.8)

где r_с - сопротивление стержня;

r_кл - сопротивление кольца.

6.8 Сопротивление стержня рассчитаем по формуле:

 (6.9)

6.9 Рассчитаем сопротивление кольца:

 (6.10)

Тогда активное сопротивление ротора:

6.10 Приведём r₂ к числу витков обмотки статора, определим :

 (6.11)