Магнитная цепь двигателя

Изм.

Лист..

№ докум.

Подпись

Дата

Арк.









Исходные данные для проектирования



Наименование заданных параметров и их условные обозначения

Двигатель

Номинальный режим работы

Продолжительный (S1)

Исполнение ротора

Короткозамкнутый

Номинальная отдаваемая мощность P2, кВт

4

Количество фаз статора m1

3

Способ соединения фаз статора



Частота сети f, Гц

50

Номинальное линейное напряжение U, В

220/380

Синхронная частота вращения n1, об/мин

750

Степень защиты от внешних воздействий

IP44

Способ охлождения

ICO141

Исполнение по способу монтажа

IM1001

Климатические условия и категория размещения

У3

Вероятность безотказной работы обмотки за наработку 10 000 ч Pоб

0,9

Форма выступающего конца вала

Цилиндрическая

Способ соединения с приводным механизмом

Упругая муфта

Количество пар полюсов p, [1, 114]

4

















Количество пар полюсов





Магнитная цепь двигателя

Размеры, конфигурация, материал

Высота оси вращения [1, стр. 115], [1, стр. 117]

 мм (высота оси вращения ротора (якоря))

 мм (расстояние от нижней части статора корпуса машины до опорной плоскости лап)

 мм (высота (толщина) стенки статора)

 мм (максимальный наружный диаметр сердечника)

 мм (припуск на штамповку)

Ширина при однорядной штамповке 240 мм.

Двигатель выполняется с литой станиной [1, стр. 117]. Листы статора штампуются из резанной ленты, ширина которой на превышает 500 мм. 

(т.к.  мм (что соответствует  мм)). 

Наружный диаметр сердечника

 мм 

Внутренний диаметр сердечника

 мм

т.к.  мм

Расчетную мощность  определяют по формуле



Значение  [1, стр. 117]





Среднее значение  [1, стр. 118]



Среднее значение  [1, стр. 118]



 Вт

Определим длину сердечника статора .

Для начала найдем длину сердечника [1, стр. 23]



 для  примем  

Форма паза – трапециедальная полузакрытая

Тип обмотки – однослойная всыпная концентрическая [1, стр. 119]

Среднее значение  [1, стр. 120]

 А/см

Среднее значение  [1, стр. 120]

 Тл

Т.к. количество полюсов отличается от , то принятые значения  и умножаем на поправочный коэффициент  и . [1, стр. 121]

; .

При выполнении двигателя с изоляцией класса H [1, стр. 76] – значение    принятое с учетом  должно быть умножено на коэффициент                        [1,  стр.121]

 А/см

 Тл

Длина сердечника

 мм

Примем  мм.

Отношение [1, стр. 122]



Значение  [1, стр. 122]



При количестве полюсов, отличающихся от , значение , должно быть умножено на поправочный коэффициент , для электродвигателя со степенью защиты IP44 [1, стр. 122].





Т.к.  не превышает , следовательно – расчеты выполнены ранее – верны.

Сердечник статора

Сердечник собирают из определенных отштампованных листов электрической стали толщиной 0,5 мм, имеющих для уменьшения потерь в стали от вихревых токов.

Марка стали 2013.

Для стали 2013 обычно используют изолирование листов оксидированием (коэффициент заполнения стали ) [1, стр. 122]

Количество пазов сердечника статора [1, стр. 123]



 выбираем равной целому числу [1, стр. 123]

Примем 









Сердечник ротора

Сердечник собирают из отдельных отштампованных листов электрической стали толщиной 0,5 мм.

Марка стали и изоляционные покрытия такие же, как в статоре.

Марка стали 2013.

Изолирование листов - оксидированием (коэффициент заполнения стали ) [1, стр. 123]

Скос пазов  

Воздушный зазор между статором и ротором , мм [1, стр. 124]

 мм

Наружный диаметр сердечника ротора (мм) по формуле [1, стр. 123]

 мм

Для высот осей вращения  мм внутренний диаметр листов ротора определяется по формуле [1, стр. 124]

 мм

Длину сердечника ротора  принимают равной длине сердечника статора  для  мм [1, стр. 124]

 мм

Количество пазов  для двигателя с короткозамкнутым ротором выбираем в зависимости от  и наличия скоса пазов в роторе. Принимаем : ; пазы со скосом (35, 44, 61, 63, 65) [1, стр. 125]. Уточняем : при

 мм , , ,   











Обмотка статора

В асинхронных двигателях с  мм обычно выполняют однослойные всыпные обмотки [1, стр. 127]

Коэффициент распространения  по формуле [1, стр. 129]







Однослойную обмотку выполняют с диаметральным шагом по пазам        [1, стр. 129]



т. к.  равняется целому числу  [1, стр. 129]

Коэффициент укорачивания [1, стр. 129]



Обмоточный коэффициент [1, стр. 129]



Предварительное значение магнитного потока (Вб) [1, стр. 129]



где  – окруленное значение расчетной длины сердечника статора; при отсутствии радиальных вентиляционных каналов  принимаем равной             [1, стр. 129]

 мм

 Вб

Предварительное количество витков в обмотке фазы [1, стр. 129]



Предварительное количество эффективных проводников в пазу                 [1, стр. 129]



где  – количество параллельных ветков обмотки статора, которое должно быть одним из делителей числа полюсов, например  возможное значение  [1, стр. 129]. В нашем случае  

Примем 

  

Уточняем предварительно установленные параметры , ,              [1, стр. 130]:



Уточняем значение магнитного потока (Вб) [1, стр. 130]

 Вб

Уточняем значение индукции в воздушном зазоре (Тл) [1, стр. 130]

 Тл

Предварительное значение номинального фазного тока (А) [1, стр. 130]

 А

Уточненная линейная нагрузка статора (А/см) [1, стр. 130]

 А/см

Полученное значение  не отличается от предварительного   более чем на 10%, следовательно предварительные расчеты являются верными, продолжаем расчет [1, стр. 130].

Среднее значение магнитной индукции в спине статора [1, стр. 130]

 Тл

Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора [1, стр. 130]

 мм

Обмотка статора с трапециедальными полузакрытыми пазами

Полузакрытые пазы статора обычно вимеют трапецеидальную форму       [1, стр. 130].

Магнитная индукция в зубцах статора [1, стр. 130]

 Тл 

Ширина зубца [1, стр. 131]

 мм

При сборке сердечника размеры пазов в штампе и в свету (после обмотки сердечника) не совпадают из-за неизбежного смещения листов друг относительно друга. Припуски на сборку сердечников статора и ротора электродвигателей с  мм по ширине  и высоте  соответствует 0,1 мм [1, стр. 131].

Размеры трапециедальных пазов:

Высота спинки статора [1, стр. 131]

 мм

Высота паза [1, стр. 131]

 мм





Большая ширина паза [1, стр. 131]

 мм

Меньшая ширина паза [1, стр. 131]



где  мм – высота шлица [1, стр. 131]

– ширина шлица, мм

Предварительное значение ширины шлица [1, стр. 131]

 мм

 

 мм

Проверка правильности определения  и  исходя из требования  [1, стр. 131]





Площадь поверхности сечения паза в штампе (мм2) [1, стр. 131]



 мм2

Площадь поперечного сечения паза в свету (мм2) [1, стр. 131]



 мм2

Площадь поперечного сечения корпусной изоляции (мм2) [1, стр. 131]

 – среднее значение односторонней толщины корпусной изоляции, мм

 мм2

Площадь поперечного сечения прокладок между верхней и нижней катушкой в пазу, на дне паза и под клином (мм2) [1, стр. 131]

 мм2

Площадь поперечного сечения паза занимаемого обмоткой (мм2)               [1, стр. 131]

 мм2

Задавшись , определяем произведение  [1, стр. 132]



Пусть количество элементарных проводов в эффективном  

Диаметр изоляционного провода (мм) [1, стр. 132]

 мм

По приложению 1 [1, стр. 384] находим ближайший стандартизированный диаметр , соответствующий ему диаметр неизолированного провода  и площадь сечения  [1, стр. 132].

 мм;  мм;  мм2.

Уточняем коэффициент заполнения паза и ширину шлица (мм) [1, стр. 132]

 мм



Т.к. ,    мм

Плотность тока в обмотке статора (А/мм2) [1, стр. 132]

(А/мм2)

Уровень удельной тепловой нагрузки статора от потерь в обмотке в значительной мере определяет ожидаемое превышение температуры обмотки, этот уровень характерезуется произведением линейной нагрузки на плотность тока в обмотке  (А2/(см·мм2)) [1, стр. 132]

(А2/(см·мм2))

 [1, стр. 133]

(А2/см·мм2)

Размеры (мм) элементов обмотки:

Среднее зубцовое деление статора [1, стр. 133]

 мм

Средняя ширина катушки обмотки статора

 мм

Средняя длина одной лобовой части катушки

 мм

Средняя длина витка обмотки

 мм

Длина вылета любой части обмотки (мм) при  мм

 мм



Обмотка короткозамкнутого ротора

В двигателях с  мм пазы обычно выполняют полузакрытыми

Определение размеров пазов ротора:

Высота паза (мм) [1, стр. 143]



Расчетная высота спинки ротора (мм) для  мм  [1, стр. 143]

 мм





Магнитная индукция в спинке ротора (Тл) [1, стр. 142]

 Тл

Зубцовое деление по наружному диаметру ротора (мм) [1, стр. 142]

 мм

Магнитная индукция в зубцах ротора (Тл) [1, стр. 141]

 Тл

Ширина зубца (мм) [1, стр. 142]

 мм

Меньший радиус паза (мм) [1, стр. 143]

 мм

Больший радиус паза (мм) [1, стр. 143]



 мм  [1, стр. 142]

Расстояние между центрами радиусов (мм) [1, стр. 143]

 [1, стр. 142]

Проверка правильности определения  и  исходя из условия 





Т.к. проверка прошла успешно – можем продолжить расчет.

Площадь поперечного сечения стержня, равная площади поперечного сечения паза в штампе (мм2) [1, стр. 143]



 мм2

Короткозамыкающее кольцо обмотки ротора

Размеры короткозамыкающего кольца:

Поперечное сечение кольца (мм2) литой клетки [1, стр. 145]

 мм2

Высота кольца (мм) литой клетки [1, стр. 145]

 мм

 Длина кольца (мм) [1, стр. 145]

 мм

Средний диаметр кольца (мм) литой клетки [1, стр. 145]

 мм

Вылет лобовой обмотки (мм) [1, стр. 145]

 мм

где  мм – длина лобовой части стержня;  – коэффициент, учитывающий изгиб стержня.



Расчет магнитной цепи

МДС для воздушного зазора

Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения статорас [1, стр. 151]



То же, с учетом ротора



Коэффициент, учитывающий уменьшение магнитного сопротивления воздушного зазора при наличии радиальных каналов на статоре или на роторе . При отсутствии радиальных каналов (на статоре или на роторе) следует принимать   [1, стр. 151].

Общий коэффициент воздушного зазора  [1, стр. 151]



МДС для воздушного зазора (А) [1, стр. 151]

 А

МДС для зубцов при трапециальных полузакрытых пазах статора

При  Тл,  Тл

Зубцовое деление на 1/3 высоты зубца (мм)  [1, стр. 152]

 мм

Коэффициент зубцов [1, стр. 152]



При  Тл напряженность магнитного поля (А/см) [1, стр. 152]

 А/см (приложение 14)  [1, стр. 395]

Средняя длина пути магнитного потока (мм)  [1, стр. 152]

 мм

МДС для зубцов (А)  [1, стр. 152]

 А

МДС для зубцов при овальных полузакрытых и закрытых пазах ротора

При  Тл,  Тл

Напряженность магнитного поля (А/см) [1, стр. 153]

 А/см (приложение 8)

Средняя длина пути магнитного потока (мм) [1, стр. 153]

 мм





МДС для зубцов (А) [1, стр. 153]

 А

МДС для спина статора

При  Тл 

Напряженность магнитного поля (А/см) [1, стр. 154]

 А/см (приложение 11) [1, стр. 393]

Средняя длина пути магнитного потока (мм) [1, стр. 154]

 мм

МДС для спина статора (А) [1, стр. 154]

 А

МДС для спина ротора

При  Тл

Напряженность магнитного поля (А/см) [1, стр. 154]

 А/см (приложение 5) [1, стр. 390]

Средняя длина пути магнитного потока (мм) [1, стр. 154]

 мм

МДС для спина ротора (А) [1, стр. 155]

 А

Параметры магнитной цепи

Суммарное МДС магнитной цепи на один полюс (А) [1, стр. 155]



 А 

Коэффициент насыщения магнитной цепи [1, стр. 155]

 





Намагничивающий ток (А) [1, стр. 155]

 А

То же, в относительных единицах  [1, стр. 155]

 о.е. 

ЭДС холостого хода (В) [1, стр. 155]

 В

Главное индуктивное сопротивление (Ом) [1, стр. 155]

 Ом

То же, в относительных единицах [1, стр. 155]

 о.е. 



Активные и индуктивные сопротивления обмоток

Определение активных и индуктивных сопротивлений статора и ротора – параметров схемы замещения асинхронных машин – необходимо для расчета режиа холостого хода, номинальных параметров, рабочих ипусковых характеристик.

Сопротивление обмотки статора

Активное сопротивление обмотки фазы при 20 ºC(Ом) [1, стр. 158]

 Ом

То же (о.е.) [1, стр. 158]

 о.е.

Проверка правильности определения  (о.е.) [1, стр. 158]

 о.е.

Коэффициенты учитыающие укорочение шага [1, стр. 158]

При , примем 





Коэффициент проводимости рассеивания трапециедального полузакрытого паза [1, стр. 158]



где ,  – размеры частей обмоток и паза, определяемые по табл. 9-21    [1, стр. 159]

мм;  мм





Коэффициент, учитывающий влияние открытия пазов статора на противодимость дифференциального рассеяния [1, стр. 158]



Коэффициент  выбираем по табл. 9-22 [1, стр. 159].



Коэффициент дифференциального рассеивания статора выбираем по табл. 9-23 [1, стр. 159].



Коэффициент проводимости дифференциального рассеивания [1, стр. 158]





Полюсное деление (мм) [1, стр. 158]

мм

Коэффициент проводимости рассеивания лобовых частей обмотки           [1, стр. 158]



Коэффициент проводимости рассеивания обмотки статора [1, стр. 158]



Индуктивное сопротивление обмотки фазы статора (Ом) [1, стр. 158]

Ом

Индуктивное сопротивление обмотки фазы статора (о.е.) [1, стр. 158]

 о.е.

Проверка правильности определения  (о.е.) [1, стр. 158]



 о.е.

Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора

с овальными полузакрытыми пазами

Активное сопротивление стержня клетки при 20 ºC (Ом) [1, стр. 160]

 Ом

Коэффициент приведения тока кольца к току стержня [1, стр. 160]



Сопротивление короткозамыкающих колец, приведенное к току стержня при 20 ºC (Ом) [1, стр. 160]

 Ом

Центральный угол скоса пазов (рад) [1, стр. 160]

 рад

Коэффициент скоса пазов ротора по рис. 9-16 [1, стр. 160]



Коэффициент приведения сопротивления обмотки ротора к обмотке статора [1, стр. 160]



Активное сопротивление обмотки ротора при  20 ºC, приведенное к обмотке статора (Ом) [1, стр. 160]

 Ом

Активное сопротивление обмотки ротора при  20 ºC, приведенное к обмотке статора (о.е) [1, стр. 160]

 о.е.

Ток стержня ротора для рабочего режима (А) [1, стр. 160]





Коэффициент проводимости рассеяния для овального полузакрытого паза ротора [1, стр. 161]

 

где , примем 



Количество пазов ротора на полюс и фазу [1, стр. 161]



Коэффициент дифференциального рассеяния ротора по рис. 9-17              [1, стр. 160]



Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния [1, стр. 161]



Коэффициент проводимости рассеяния короткозамыкающих колец литой клетки [1, стр. 161]



Относительный скос пазов ротора, в долях зубцового деления ротора        [1, стр. 161]



Коэффициент проводимости рассеяния скоса пазов [1, стр. 161]



Коэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора [1, стр. 161]



Индуктивное сопротивление обмотки ротора (Ом) [1, стр. 161]

Ом



Индуктивное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмотке статора (Ом) [1, стр. 161]

Ом

Индуктивное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмотке статора (о.е.) [1, стр. 161]

о.е.

Проверка правильности определения  [1, стр. 161]



Сопротивление обмотки преобразованной схемы замещения двигателя 

(с вынесенным на зажимы намагничивающим контуром)

Коэффициент рассеивания статора [1, стр. 164]



Коэффициент сопротивления статора [1, стр. 164]



Так как  пользуемся упращенными формулами для преобразованных сопротивлений обмоток [1, стр. 164]

Ом;

Ом;

Ом;

Ом.











Режим холостого хода и номинальный

Так как  следовательно при расчете режимов х. х. и номинального, а также рабочих характеристик можно считать  [1, стр. 169].

Расчет режима холостого хода

Реактивная состовляющая тока статора при синхронном вращении (А)     [1, стр. 169]

А

Электрические потери в обмотке статора при синхронном вращении (Вт) [1, стр. 169]

 Вт

Расчетная масса стали зубцов статора при трапециедальных пазах (кг)      [1, стр. 169]

кг

Магнитные потери в зубцах статора (Вт) [1, стр. 169]

 Вт

Масса стали спинки статора (кг) [1, стр. 169]



кг

Магнитные потери в спинке статора (Вт) [1, стр. 169]

 Вт

Суммарные магнитные потери в сердечнике статора, включающие добавочные потери в статоре (Вт) [1, стр. 169]



 Вт

Механические потери (Вт) при степени защиты и радиальной системе вентиляции; IP44, способе охлаждения IC0141: без радиальных вентиляционных каналов [1, стр. 170]



 при  

 Вт

Активное сопротивление тока х. х. (А) [1, стр. 170]

А

Ток х. х. (А) [1, стр. 170]



Коэффициент мощности при х. х. [1, стр. 170]



Расчет параметров номинального режима работы 

аналитическим методом

Активное сопротивление к. з. (Ом) [1, стр. 170]

Ом

Индуктивное сопротивление к. з. (Ом) [1, стр. 170]

Ом

Полное сопротивление к. з. (Ом) [1, стр. 170]

Ом

Добавочные потери при номинальной нагрузке (Вт) [1, стр. 171]

Вт





Механическая мощность двигателя (Вт) [1, стр. 171]

Вт

Эквивалентное сопротивление схемы замещения (Ом) [1, стр. 171]



Ом

Полное сопротивление схемы замещения (Ом) [1, стр. 171]

Ом

Проверка правильности расчетов  и  (Ом-1) [1, стр. 171]





 Ом-1 =  Ом-1

Следовательно – расчеты выполнены ранее – верны.

Скольжение (о.е.) [1, стр. 171]

 о.е.

Активное сопротивление тока статора при синхронном вращении (А)       [1, стр. 171]

А

Ток ротора (А) [1, стр. 171]

А





Ток статора (А):

Активная составляющая [1, стр. 171]

 

А

Реактивная составляющая [1, стр. 171]



А

Фазный [1, стр. 171]

А

Коэффициент мощности [1, стр. 171]



Линейная нагрузка статора (А/см) [1, стр. 171]

 А/см

Плотность тока в обмотке статора (А/мм2) [1, стр. 171]

 А/мм2

Линейная нагрузка ротора (А/см) [1, стр. 171]

 

Для короткозамкнутого ротора  [1, стр. 171]

 А/см



Ток в стержне короткозамкнутого ротора (А) [1, стр. 171]

А

Плотность тока в стержне короткозамкнутого ротора (А/мм2) [1, стр. 171]

 А/мм2

Ток в короткозамыкающем кольце (А) [1, стр. 171]

 А

Электрические потери в обмотке статора (Вт) [1, стр. 171]

Вт

Электрические потери в обмотке ротора (Вт) [1, стр. 171]

Вт

Суммарные потери в электродвигателе (Вт) [1, стр. 172]



 Вт

Подводимая мощность (Вт) [1, стр. 172]

 Вт

Коэффициент полезного действия (%)[1, стр. 172]

%

Проверка

Подводимая мощность (Вт) [1, стр. 172]

 Вт

Мощность 

Вт

Следовательно – расчеты выполнены ранее – верны.



Расчет рабочих характеристик аналитическим методом

Рабочие характеристики называют зависимости I1; η; cos φ и S = f(P2)        [1, стр. 174]

Расчет при 

Мощность (Вт)

 Вт

Добавочные потери (Вт)

Вт

Механическая мощность двигателя (Вт)

Вт

Эквивалентное сопротивление схемы замещения (Ом)



Ом

Полное сопротивление схемы замещения (Ом)

Ом

Скольжение (о.е.)

 о.е.

Ток ротора (А)

А









Ток статора (А):

Активная составляющая

 

А

Реактивная составляющая



А

Фазный

А

Коэффициент мощности



Электрические потери в обмотке статора (Вт)

Вт

Электрические потери в обмотке ротора (Вт)

Вт

Суммарные потери в электродвигателе (Вт)



 Вт

Подводимая мощность (Вт)

 Вт

Коэффициент полезного действия (%)

%

Расчет при 

Мощность (Вт)

 Вт

Добавочные потери (Вт)

Вт

Механическая мощность двигателя (Вт)

Вт

Эквивалентное сопротивление схемы замещения (Ом)



Ом

Полное сопротивление схемы замещения (Ом)

Ом

Скольжение (о.е.)

 о.е.

Ток ротора (А)

А

Ток статора (А):

Активная составляющая

 

А

Реактивная составляющая



А

Фазный

А

Коэффициент мощности



Электрические потери в обмотке статора (Вт)

Вт

Электрические потери в обмотке ротора (Вт)

Вт

Суммарные потери в электродвигателе (Вт)



 Вт

Подводимая мощность (Вт)

 Вт

Коэффициент полезного действия (%)

%













Расчет при 

Мощность (Вт)

 Вт

Добавочные потери (Вт)

Вт

Механическая мощность двигателя (Вт)

Вт

Эквивалентное сопротивление схемы замещения (Ом)



Ом

Полное сопротивление схемы замещения (Ом)

Ом

Скольжение (о.е.)

 о.е.

Ток ротора (А)

А

Ток статора (А):

Активная составляющая

 

А

Реактивная составляющая



А

Фазный

А

Коэффициент мощности



Электрические потери в обмотке статора (Вт)

Вт

Электрические потери в обмотке ротора (Вт)

Вт

Суммарные потери в электродвигателе (Вт)



 Вт

Подводимая мощность (Вт)

 Вт

Коэффициент полезного действия (%)

%













Расчет при 

Мощность (Вт)

 Вт

Добавочные потери (Вт)

Вт

Механическая мощность двигателя (Вт)

Вт

Эквивалентное сопротивление схемы замещения (Ом)



Ом

Полное сопротивление схемы замещения (Ом)

Ом

Скольжение (о.е.)

 о.е.

Ток ротора (А)

А

Ток статора (А):

Активная составляющая

 

А

Реактивная составляющая



А

Фазный

А

Коэффициент мощности



Электрические потери в обмотке статора (Вт)

Вт

Электрические потери в обмотке ротора (Вт)

Вт

Суммарные потери в электродвигателе (Вт)



Вт

Подводимая мощность (Вт)

 Вт

Коэффициент полезного действия (%)

%













Таблица рабочих характеристик

Условные обозначения

Отдаваемая мощность в долях от номинальной P2



0,25·P2

0,5·P2

0,75·P2

P2

1,25·P2

P2, Вт

1000

2000

3000

4000

5000

Pд, Вт

6,25

12,5

18,75

25

31,25

, Вт

1016

2022

3029

4035

5041

Rн, Ом

136,59

64,781

40,079

27,089

18,384

zн, Ом

139,716

68,205

43,832

31,233

23,011

S, о.е.

0,012

0,025

0,040

0,058

0,083

, А

1,575

3,226

5,019

7,044

9,561

Iа1, А

1,564

3,395

5,583

8,264

11,844

Iр1, А

6,596

6,789

7,293

8,195

9,814

I1, А

6,748

7,591

9,185

11,638

15,382

cos φ

0,232

0,447

0,608

0,710

0,770

Pм1, Вт

162,289

205,369

300,674

482,719

843,264

Pм2, Вт

12,316

51,671

125,070

246,353

453,864

P∑, Вт

358,104

446,789

621,743

931,321

1506,627

P1, Вт

1358,104

2446,789

3621,743

4931,321

6506,627

η, %

73,632

81,740

82,833

81,114

76,845



















                                                                                                                                                                                                                                                                          

Максимальный момент

Переменная часть коэффициента статора λп1 при трапецеидальном полузакрытом пазе [1, стр. 179]

 

Состовляющая коэффициента проводимости рассеяния статора, зависящая от насыщения [1, стр. 179]



Переменная часть коэффициента ротора λп2 при овальном полузакрытом пазе [1, стр. 179]



Состовляющая коэффициента проводимости рассеяния ротора, зависящая от насыщения [1, стр. 179]



Индуктивное сопротивление рассеивания двигателя, зависящае от насыщения (Ом) [1, стр. 179]:

Ом

Не зависящае от насыщения [1, стр. 179]



Ом

Ток ротора, соответствующий максимальному моменту (А) [1, стр. 179]









 А

Полное сопротивление схемы замещения (Ом):

При максимальном моменте [1, стр. 180]

Ом

При бесконечно большом скольжении [1, стр. 180]

Ом

Эквивалентное сопротивление схемы замещения при максимальном моменте (Ом) [1, стр. 180]

Ом

Кратность максимального момента [1, стр. 180]



Скольжение при максимальном моменте (о. е.) [1, стр. 180]

 о. е.



Начальный пусковой ток и начальный пусковой момент

Высота стержня клетки ротора (мм) [1, стр. 183]

мм

Приведенная высота стержня ротора [1, стр. 183]



Коэффициент φ по рис 9-23 [1, стр. 183]



Расчетная глубина проникновения тока в стержень (мм) [1, стр. 183]

мм

Ширина стержня на расчетной глубине проникновения тока (мм)              [1, стр. 183]:

мм

Площадь поперечного сечения стержня при расчетной глубине проникновения тока (мм2) [1, стр. 183]

 

мм2

Коэффициент вытеснения тока [1, стр. 184]



Активное сопротивление стержня клетки при 20 ºC для пускового    режима (Ом) [1, стр. 184]

Ом

Активное сопротивление обмотки ротора при 20 ºC, приведенное к обмотке статора (для пускового режима) (Ом) [1, стр. 184]

Ом

Коэффициент ψ по рис 9-23 [1, стр. 183]



Коэффициент проводимости рассеяния паза ротора (при пуске): для овального полузакрытого паза [1, стр. 184]





Коэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора при пуске             [1, стр. 184]



Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя, зависящее от насыщения (Ом) [1, стр. 184]

Ом

Не зависящае от насыщения [1, стр. 184]



Ом

Активное сопротивление к. з. при пуске (Ом) [1, стр. 184]

Ом

Начальный пусковой ток и момент

Ток ротора при пуске для двигателя с полузакрытыми пазами короткозамкнутого ротора [1, стр. 186]





А

Полное сопротивление схемы замещения при пуске (с учетом явлений вытеснения тока и насыщения путей потоков рассеяния) (Ом) [1, стр. 186]

Ом

Индуктивное сопротивление схемы замещения при пуске (Ом) [1, стр. 186]

Ом

Активная состовляющая тока статора при пуске (А) [1, стр. 186]



А

Реактивная состовляющая тока статора при пуске (А) [1, стр. 186]



А

Фазный ток статора при пуске (А) [1, стр. 186]

А

Кратность начального пускового тока [1, стр. 186]



Активное сопротивление ротора при пуске, приведенное к статору, при расчетной рабочей температуре и Г-образной схеме замещения (Ом) [1, стр. 186]

Ом

Кратность начального пускового момента [1, стр. 186]





Тепловой и вентиляционный расчет

Обмотка статора

Потери в обмотке статора при максимальной допускаемой         температуре (Вт) [1, стр. 188]

Вт

Условная внутренняя поверхность охлождения активной части         статора (мм2) [1, стр. 188]

 мм2

Условный периметр поперечного сечения трапециедального полузакрытого паза (мм) [1, стр. 188]

мм

Условная поверхность охлождения (мм2): 

Пазов [1, стр. 188]

 мм2

Лобовых частей обмоток [1, стр. 188]

 мм2

Высота ребра [1, стр. 56]

мм

Число ребер [1, стр. 56]



Двигателей с охлаждающими ребрами на станине [1, стр. 189]



 мм2

Удельный тепловой поток от потерь в активной части обмотки и от потерь в стали, отнесенных к внутренней поверхности охлождения активной части статора (Вт/мм2) [1, стр. 189]



где , табл. 9-25, примем  [1, стр. 188] 





 Вт/мм2

То же, от потерь в активной части обмотки, отнесенных к поверхности охлождения пазов [1, стр. 189]

 Вт/мм2

То же, от потерь в лобовых частях обмотки, отнесенных к поверхности охлождения лобовых частей обмотки [1, стр. 189]

 Вт/мм2

Окружная скорость ротора (м/с) [1, стр. 189]

 м/с

Превышение температуры внутренней поверхности активной части статора над температурой воздуха внутри машины (ºC) [1, стр. 189]



где , рис. 9-24 б [1, стр. 190]

  ºC

Перепад температуры в изоляции паза и катушек из круглых проводов (ºC) [1, стр. 189]

 

где , рис. 9-26 [1, стр. 191]



Вт/(мм·град)

 ºC

Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей обмотки над температурой воздуха внутри машины (ºC) [1, стр. 189]

 ºC

Перепад температуры в изоляции лобовых частей катушек из круглых проводов (ºC) [1, стр. 189]

 ºC

Среднее превышение температуры над температурой воздуха внутри двигателя (ºC) [1, стр. 189]



 ºC

Потери в двигателе со степенью защиты IP44, передаваемые воздуху внутри двигателя, (Вт) [1, стр. 190]



где  – потери в обмотке ротора при максимальной допускаемой температуре (Вт) [1, стр. 192]

Вт





 Вт

Среднее превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой наружного воздуха с охлождающими ребрами на станине (ºC)        [1, стр. 190]



где , рис. 9-25 б [1, стр. 191]

  ºC

Среднее превышение температуры обмотки над температурой наружного воздуха (ºC) [1, стр. 190]

 ºC

Значение ºC не превышает предельно допустимой температуры обмотки машины 125 ºC для класса нагревостойкости изоляции Н [1, стр. 76], следовательно – расчеты выполнены ранее – верны.

Вентиляционный расчет

Наружный диаметр корпуса (мм) [1, стр. 22]



где , рис. 1-3 [1, стр. 23]

мм

Коэффициент, учитывающий измерение теплоотдачи по длине корпуса двигателя [1, стр. 91]



Необходимый расход воздуха (м3/с) [1, стр. 91]



где  – теплоемкость воздуха, Дж/( ºC·м3) [1, стр. 197]

 (м3/с)

Росход воздуха, который может быть обеспечен наружным     вентилятором (м3/с) [1, стр. 91]

(м3/с)

Напор воздуха, развиваемый наружным вентилятором (Па) [1, стр. 91]

 Па



Масса двигателя и динамический момент инерции ротора

Важными техническими показателями асинхронного двигателя является его масса и динамический момент инерции ротора [1, стр. 197].

Масса изоляционных проводов обмотки статора при круглом поперечном сечении (кг) [1, стр. 197]



кг

Масса алюминия короткозамкнутого ротора с литой клеткой (кг)              [1, стр. 198]



где  – количество лопаток [1, стр. 45], примем , 

 – длина лопатки [1, стр. 45] мм,

– высота  [1, стр. 45] мм,

– толщина [1, стр. 197] мм





кг

Масса стали сердечника статора и ротора (кг) [1, стр. 198]



где [1, стр. 145]





кг

Масса изолятора статора при трапециедальных полузакрытых и открытых пазах (кг) [1, стр. 198]



где  – средняя ширина паза  [1, стр. 199]



кг

Масса конструкционных материалов двигателя со степенью защиты IP44, станина и щиты из алюминиевого сплава (кг) [1, стр. 198]



кг

Масса двигателя с короткозамкнутым ротором (кг) [1, стр. 199]



 кг

Приближенное значение динамического момента инерции короткозамкнутого ротора (кг·м2) [1, стр. 197]

 кг·м2



Список литературы

Гольдберг С. Д., Гурин Я. С., Свириденко И. С. Проектирование электрических машин. – М.: Высшая школа, 2001. – 432 с.