Асинхронный двигатель 2

--PAGE_BREAK--
где по табл. 8.25 (см. рис. 8.52, а, ж)

где (см. рис. 8.52, а, ж)
h0 = h1 + 0.4b2 = 26.68 мм; b1 = 9.6 мм; bш = 1,5 мм; hш = 0,7 мм; h’ш = 0,3 мм; qс = 249 ммІ;
по (8.178)


так как при закрытых пазах Δz ≈ 0].
Приводим x2 к числу витков статора по (8.172) и (8.183):

Относительное значение


Расчет потерь.
48.  Потери в стали основные по (8.187)

[p1.0/50 = 2.5 Вт/кг для стали 2013 по табл. 8.26;
по (8.188)
ma = π(Da – ha)halст1kс1υc = π(0.45 — 0.0378)0.0378·0.23·0.97·7.8·10і = 85.2 кг;
по (8.189)
mz1 = hz1bz1срZ1lст1kс1υc = 0,0342·0,0067·60·0,23·0,97·7,8·10і = 23,92 кг;
kда = 1,6; kдz = 1.8 (см. §8.10)].
49.  Поверхностные потери в роторе по (8.194)

для bш/δ = 3,7/0,8 = 4,625 по рис. 8.53 β02 = 0,27.
50.  Пульсационные потери в зубцах ротора по (8.200)


Bz2ср = 1,8 Тл из п. 37 расчета; γ1 = 2,22 из п. 35 расчета;
по (8.201)
mz2 = Z2hz2bz2срlст2kc2γc = 52·0.0325·0.0081·0.23·0.97·7800 = 23.82 кг;
hz2 = 32,5 мм из п. 37 расчета; bz2 = 8,1 мм из п. 32 расчета.
51.  Сумма добавочных потерь в стали по (8.202)
Рст.доб = Рпов1 + Рпул1 + Рпов2 + Рпул2 = 56,8 + 160,6 = 217,4 Вт.
52.  Полные потери в стали по (8.203)
Рст = Рст.осн + Рст.доб = 1261 + 217,4 = 1487,4 Вт.
53.  Механические потери по (8.210)
Рмех = Кт(n/10)ІD№a = 0.715(1500/10)І0.45№ = 660 Вт
(для двигателей с 2р = 4 коэффициент Кт = 1,3(1 – Dа) = 0,715).
54.  Холостой ход двигателя:
по (8.217)


Расчет рабочих характеристик.
55.  Параметры:
по (8.184)

[используем приближенную формулу, так как |γ|


Активная составляющая тока синхронного холостого хода:
по (8.226)

Потери, не изменяющиеся при изменении скольжения,
Рст + Рмех = 1478,4 + 660 = 2138,4 Вт.
56.  Рассчитываем рабочие характеристики для скольжений s = 0,005; 0.01; 0.015; 0.02; 0.025; 0.03; 0.035; 0.04. Результаты расчета сведены в табл. 1.
Таблица 1. Рабочие характеристики асинхронного двигателя
Р2ном = 90 кВт; U1 = 380/660 В; 2р = 4; Ioa = 1.2 A; Iop = Iμ = 20 A; Рст + Рмех = 2,1 кВт;
r1 = 0,089 Ом; г’2 = 0,071 Ом; с1 = 1,02; a’ = 1,04; а = 0,091 Ом; b’ = 0; b = 0,8 Ом
№
Расчетная
Размер-
Скольжение s
sном
п/п
Формула
ность
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
0,03
0,035
0,04
0,0135
1
a’г’2/s
Ом
14,77
7,38
4,92
3,69
2,95
2,46
2,11
1,85
5,47
2
R=a+a’г’2/s
Ом
14,86
7,47
5,01
3,78
3,04
2,55
2,2
1,94
5,56
3
X=b+b’г’2/s
Ом
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
4
Z=(RІ+XІ)Ѕ
Ом
14,88
7,51
5,07
3,86
3,14
2,67
2,34
2,1
5,62
5
I’’2=U1/Z
А
25,54
50,6
74,95
98,45
121,02
142,32
162,39
180,95
64,62
6
cosφ’2=R/Z
    —
0,999
0,995
0,988
0,979
0,968
0,955
0,94
0,924
0,989
7
sinφ’2=X/Z
    —
0,054
0,107
0,158
0,207
0,255
0,3
0,342
0,381
0,142
8
I1a=I0a+I’’2cosφ’2
А
26,71
51,55
75,25
97,58
118,35
137,12
153,85
168,4
74,11
9
I1p=I0p+I’’2sinφ’2
А
21,38
25,41
31,84
40,38
50,86
32,7
75,54
88,94
30,19
10
I1=(IІ1a+IІ1p)Ѕ
А
34,21
57,47
81,71
105,6
128,82
150,78
171,39
190,44
80
11
I’2=c1I’’2
А
26,05
51,61
76,45
100,42
123,44
145,17
165,64
184,57
76,45
12
P1=3U1I1a·10ˉі
кВт
30,45
56,77
85,79
111,24
134,92
156,32
175,39
191,98
85,79
13
Pэ1=3I1Іr1·10ˉі
кВт
0,31
0,88
1,78
2,98
4,43
6,07
7,84
9,68
1,78
14
Pэ2=3I’2Іг’2·10ˉі
кВт
0,145
0,567
1,245
2,148
3,246
4,489
5,844
7,256
1,245
15
Pдоб=0,005P1
кВт
0,152
0,284
0,429
0,556
0,675
0,782
0,877
0,96
0,429
16
ΣP=Pст+Pмех+Pэ1+Pэ2+Pдоб
кВт
2,745
3,869
5,592
7,822
10,489
13,479
16,699
20,034
5,592
17
P2=P1-ΣP
кВт
33,2
60,64
91,382
119,06
145,41
169,8
192,09
212,01
90
18
η=1-ΣP/P1
   —
0,91
0,932
0,935
0,93
0,922
0,914
0,905
0,896
0,935
19
cosφ=I1a/I1
   —
0,781
0,897
0,921
0,924
0,919
0,909
0,898
0,884
0,916



   

 


        

Рис. 1. Рабочие характеристики спроектированного двигателя с короткозамкнутым ротором
(Р2ном = 90 кВт, 2р = 4, Uном = 380/660 В, I1ном = 80 А, cos φном = 0,916, ηном = 0,935, sном = =0,0135).
Таблица 2. Сравнение рабочих характеристик. Харак-
Начальные
Данные спроектированного
Отличие, %
теристика
данные
двигателя
sном
0,013
0,0135
3,8
cosφном
0,91
0,916
0,7
 η
0,93
0,935
0,5
Расчет пусковых характеристик.
Расчет токов с учетом влияния изменения параметров под влиянием эффекта вытеснения тока (без учета влияния насыщения от полей рассеяния)
Расчет проводится по формулам табл. 8,30 в целях определения токов в пусковых режимах для дальнейшего учета влияния насыщения на пусковые характеристики двигателя. Подробный расчет приведен для s = 1. 
57.  Активное сопротивление обмотки ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока [vрасч = 115 ˚С, ρ115=10ˉі/20,5 Ом·м, bc/bп=1, f1=50Гц].


по рис. 8.57 для ξ = 2,05 находим φ = 0,95;
по (8.246)


по (8.253), так как b1/2hrh1+b1/2

(по п. 45 расчета г’c и r2). Приведенное сопротивление ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока
58. 
Индуктивное сопротивление обмотки ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока по рис. 8,58 для ξ=2,05 φ΄=kд=0,72; по табл. 8,25, рис. 8,52, а, ж (см. также п. 47 расчета) и по (8,262)


59.  Пусковые параметры по (8,277) и (8,278)


60.  Расчет токов с учетом влияния эффекта вытеснения тока:
по (8.280) для s = 1


Таблица 3. Расчет токов в пусковом режиме асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом влияния эффекта вытеснения тока.
Р2ном = 90 кВт, U1 = 380/660 В, 2р = 4, I1ном = 80 А, I’2ном = 76,45 А, х1 = 0,375 Ом, x’2 = =0,401 Ом, r1 = 0,089 Ом, г’2 = 0,071 Ом, х12п = 27,2 Ом, с1п = 1,014, sном = 0,0135.
№ п/п
Расчетная формула
Размер-
Скольжение
sкр
ность
1
0,8
0,5
0,2
0,1
0,11
1
ξ=63,61hcsЅ
2,05
1,83
1,45
0,92
0,65
0,68
2
  φ(ξ) 
0,95
0,68
0,3
0,06
0,02
0,02
3
hr=hc/(1+φ)
мм
16,5
19,17
27,77
30,38
31,57
31,57
4
kr=qc/qr
1,78
1,54
1,11
1
1
1
5
KR=1+(rc/r2)·(kr-1)
1,44
1,31
1,06
1
1
1
6
г'2ξ=KR·r'2
Ом
0,102
0,093
0,075
0,071
0,071
0,071
7
kд=φ'(ξ)
0,72
0,8
0,9
0,96
0,97
0,97
8
 λп2ξ=λп2-Δλп2ξ
1,92
2,02
2,14
2,22
2,23
2,23
9
 Kx=Σλ2ξ/Σλ2
0,93
0,95
0,97
0,99
0,99
0,99
10
x'2ξ=Kx·x'2
Ом
0,373
0,381
0,389
0,397
0,397
0,397
11
Rп=r1+c1п·(г'2ξ/s)
Ом
0,192
0,207
0,241
0,449
0,809
0,743
12
Xп=x1+c1п·x'2ξ
Ом
0,753
0,761
0,769
0,778
0,778
0,778
13
I'2=U1/(RІп+XІп)Ѕ
А
489
481,8
471,5
423
338,6
353,2
14
I1=I'2[RІп+(Xп+x12п)І]Ѕ/
A
495,6
488,5
478,2
429,1
343,6
358,4
/(c1пx12п)
Расчет пусковых характеристик с учетом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния.
Расчет проводим для точек характеристик, соответствующих s = 1; 0,8; 0,5; 0,2; 0,1, при этом используем значения токов и сопротивлений для тех же скольжений с учетом влияния вытеснения тока (см. табл. 3). Данные расчета сведены в табл. 4. Подробный расчет приведен для s = 1.
61.  Индуктивное сопротивление обмоток. Принимаем kнас = 1,4:
по (8,263)


По рис. 8,61 для ВФδ = 5,08 Тл находим κδ = 0,47.
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения:
по (8.266)

по (8,272)


Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения по (8.274)

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учетом влияния насыщения по (8.275)


Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора с учетом влияния насыщения и вытеснения тока:
по (8.271) (см. п. 47 и 58 расчета)

(для закрытых пазов ротора hш2 = h’ш + hш = 0.7 + 0.3 = 1 мм);
по (8.273)

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора с учетом влияния насыщения по (8.274)

Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом влияния насыщения и вытеснения тока по (8.276)


62.  Расчет токов и моментов:
по (8.280)


Кратность пускового тока с учетом влияния насыщения и вытеснения тока

Кратность пускового момента с учетом влияния насыщения и вытеснения тока по (8.284)

Полученный в расчете коэффициент насыщения


отличается от принятого kнас = 1,4 на 3,6 %.
Для расчета других точек характеристики задаемся kнас, уменьшенным в зависимости от тока I1 (см. табл. 3);
принимаем при
s = 0.8      kнас = 1,3;
s = 0,5      kнас = 1,2;
s = 0,2      kнас = 1,1;
s = 0.1      kнас = 1.
 
63.  Критическое скольжение определяем после расчета всех точек пусковых характеристик (табл. 4) по средним значениям сопротивлений х1нас и х’2ξнас, соответствующим скольжениям s = 0,2 ч 0,1:
по (8.286)

после чего рассчитываем кратность максимального момента: М*max = 2,4 (см. табл. 4).
Таблица 4. Расчет пусковых характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния
Р2ном = 90 кВт, U1 = 380/660 В, 2р = 4, I1ном = 80 А, I’2ном = 76,45 А, х1 = 0,375 Ом, x’2 = =0,401 Ом, r1 = 0,089 Ом, г’2 = 0,071 Ом, х12п = 27,2 Ом, с1п = 1,014, sном = 0,0135, СN = =1.021.
 №
Расчетная формула
Размер
Скольжение s
sкр
п/п
ность
1
0,8
0,5
0,2
0,1
0,11
1
kнас
1,4
1,3
1,2
1,1
1
1,05
2
Fп.ср=0,7(I1kнасuп/а)
A
6643
6080
5494
4519
3290
4053
(k'+ky1kоб1Z1/Z2)
3
BФδ=Fп.ср·10ˉі/1,6δСN
Тл
5,08
4,65
4,2
3,46
2,52
3,1
4
κδ=f(BФδ)
0,47
0,5
0,55
0,65
0,78
0,7
5
сэ1=(tZ1-bш1)(1-κδ)
мм
6,5
6,15
5,54
4,31
2,71
3,69
6
 λп1нас=λп1-Δλп1нас
1,41
1,42
1,44
1,49
1,57
1,51
7
 λд1нас=κδλд1
0,69
0,74
0,81
0,96
1,15
1,03
8
 х1нас=х1Σλ1нас/Σλ1
Ом
0,285
0,289
0,296
0,311
0,332
0,318
9
 с1п.нас=1+х1нас/х12п
1,01
1,011
1,011
1,011
1,012
1,012
10
 сэ2=(tZ2-bш2)(1-κδ)
мм
8,96
8,45
7,61
5,92
3,72
5,07
11
λп2ξнас=λп2ξ-Δλп2нас
1,35
1,45
1,58
1,69
1,75
1,72
12
λд2нас=κδλд2
0,81
0,86
0,95
1,12
1,34
1,2
13
х’2ξнас=х’2Σλ2ξнас/Σλ2
Ом
0,252
0,265
0,282
0,305
0,328
0,314
14
Rп.нас=r1+c1п.насr’2ξ/s
Ом
0,192
0,207
0,241
0,448
0,808
0,742
15
Xп.нас=х1нас+с1п.насх’2ξнас
Ом
0,54
0,56
0,58
0,62
0,66
0,636
16
I’2нас=U1/(RІп.нас+ХІп.нас)Ѕ
А
663
636
605
497
364
389
17
I1нас=I’2нас[RІп.нас+(Хп.нас+x12п)І]Ѕ/  /(c1п.насх12п)
А
669,5
642
611,2
502,9
368,6
393,3
18
k’нас=I1нас/I1
1,35
1,31
1,28
1,17
1,07
1,1
19
I1*=I1нас/I1ном
7,2
6,9
6,6
5,4
4
4,2
20
М*=(I’2нас/I’2ном)ІКR·sном/s
1,3
1,52
1,75
2,05
2,28
2,4
    продолжение
--PAGE_BREAK--