Пояснения к курсовому проекту по курсу Электрические машины и аппараты Расчет асинхронного короткозамкнутого двигателя с всыпной обмоткой статора Параметры рабочего режима Ассистент каф. ЭКМ: Падалко Дмитрий Андреевич 2015

Параметры рабочего режима Параметрами асинхронной машины называют активные и индуктивные сопротивления обмоток статора и ротора, сопротивление взаимной индуктивности и расчетное сопротивление, введение которого учитывают влияние потерь в стали ротора на характеристики двигателя. Модель сводится к приведению вращающийся машины в неподвижные системы координат. При этом схема замещения выглядит следующим образом. С увеличением нагрузки увеличивается поток рассеяния и в связи с этим из-за возрастания насыщения отдельных участков магнитопровода полями рассеяния уменьшаются индуктивные сопротивления. Увеличение скольжения в двигателях с КЗ ротором приводит к возрастанию действия эффекта вытеснения тока, что вызывает изменение сопротивлений обмотки ротора. Но при расчете диапазона от ХХ до номинального пренебрегают этими изменениями. Однако в пусковом режиме, приходится учитывать изменение параметров от насыщения участков магнитопровода полями рассеяния и от вытеснения тока, из-за высокой частоты тока в роторе, что близка к частоте тока в статоре.

Расчет активного сопротивления Активное сопротивление фазы обмотки статора рассчитывается по формуле 9.132:, где L – общая длина эффективных проводников фазы обмотки, м; q эф – сечение эффективного проводника; q эл – сечение элементарного проводника n эл – число элементарных проводников в одном эффективном; a – число параллельных ветвей обмотки; ρ θ – удельное сопротивление материала обмотки при расчетной температуре (данное значение определяем по таблице стр. 187 кн. Копылова); Kr – коэффициент увеличения активного сопротивления фазы обмотки от действия эффекта вытеснения тока.

Расчет активного сопротивления Так для медных проводников ρ 115 = 1/41*10^-6 Ом*м(расчетная температура может быть взята 75 или 115 град. в зависимости от класса нагревостойкости B или F). Из-за незначительного эффекта вытеснения тока, т.к. малые размеры проводников. Коэффициент kr = 1. Сначала определяют среднюю ширину катушки из выражения: β1 – укорочение шага обмотки, если обмотка однослойная без укорочения шага принимаем равным 1. Исходя из этого средняя ширина катушки: b кт = м. Далее из таблицы 9.23 стр. 399 определяем коэффициенты К л и К выл по числу пар полюсов. И рассчитываем длину и длину вылета лобовой части. Для машин малой и средней мощности достаточно точные для применения эмпирические формулы

Вылет прямолинейной части катушки из паза от торца сердечника до начала отгиба лобовой части, укладываемых в пазы до запрессовки сердечника в станину берут В = 0.01 м, укладываемые после запрессовки в станину В = м. Таким образом длина лобовой части всыпной обмотки: l л = К л *b кт +2В = м Вылет лобовой части обмотки: l выл = К выл *b кт +В = 0,065 м при К выл = 0,26. Средняя длина витка обмотки: При длине пазовой части равной длине сердечника машины. l ср = 0.79 м. Длина проводников фазы обмотки: L 1 = l ср * w 1 = м. При числе витков w 1 = 180.

По приведенной формуле на стр.3 найдем активное сопротивление фазы обмотки статора, при t = 115 град. Цельсия: r 1 = Ом. Относительное значение активного сопротивления: r 1 =r 1 *(I 1n /U 1n ) = Сопротивление стержня и участка замыкающего кольца рассчитываются см. по формулам , в этих выражениях lc – полная длина стержня, равная расстоянию между замыкающими кольцами, м. Dкл.ср. - средний диаметр замыкающих колец, а qc – сечение стержня. Получаем следующие рассчитанные значения: При литой алюминиевой обмотки ротора: ρ 115 = 1/22*10^-6 Ом/м, Dкл.ср. = 0.07 м. r c = 1,42*10^-4 Ом – сопротивление стержня r кл = 1,955*10^-6 Ом– сопротивление участка замыкающего кольца. И тогда по формуле сопротивление фазы коротко замкнутого ротора: r 2 = 1,994*10^-4 Ом.

Приведем r2 к числу витков обмотки статора по формуле 9.172: r 2 = 2.82 Ом. Относительное значение активного сопротивления фазы обмотки ротора: r 2 * = 0,061 Индуктивные сопротивления рассчитывается по формуле 9.152: Для которой требуется значения коэффициента магнитной проводимости лобового рассеяния, дифференциального рассеяния, рассеяния пазов обмотки статора для их нахождения используем таб. 9.26, ф.9.159, ф Рассчитанные величины магнитных проводимостей составили: λ п =1.379 λ л =1.35 λ д =1.06(с учетом скоса) Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора: x 1 = 3.25 Ом, а относительное значение x 1 * = 0.09.

Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора по ф : Находим коэффициенты магнитной проводимости пазового рассеяния, лобового рассеяния, дифференциального рассеяния ротора: λ п =1.52 λ л =0.52 λ д =1.88(при закрытых пазах Δz=0) Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора: x 2 = 2.6*10^-4 Ом Приводим к числу витков обмотки статора: x 2 =3.27 Ом Относительное значение: x 2 *=0.1 Перевод абсолютных величин в относительные делается для удобства сопоставления параметров машин и упрощения расчета характеристик. Относительные значения индуктивности должны находится в диапазоне: х 1 * = и х 2 *= Рассчитанные значения находятся в рекомендуемых пределах, а значения активных сопротивлений составляют адекватную величину, что позволяет сказать о верном расчете.