Проектирование специальных электрических машин переменного тока - Балагуров В.А.
Скачать (прямая ссылка):
T1 = P2ZP1-IOO.
Скольжение (%)
s=(PM2- WO)I(P2+Ямех+Рм2).
158
Частота вращения
й=лс(100 —s)/100. Максимальный вращающий момент двигателя
M Чакс = LTtTlM — Мямех-
Пусковой момент двигателя (H-м)
Мпуск=ВРтм-Ток в стержне короткозамкнутого ротора
/с r = [2Ot1 V2 (1 + ka )>ф1 km ] fz2.
Ток в короткозамкнутом кольце
Лс=Л:ї/(2>іп np/Z2).
Плотность тока в обмотке статора (А/мм2)
JaI = IlI(Sa^a2).
Линейная нагрузка статора (А/см)
А = 2/га1/1гиф1/(я?)). Плотность тока в стержне короткозамкнутого ротора (А/мм2)
ус і ^сг/^сг*
Плотность тока в короткозамкнутом кольце
Jk = IJSk-
С помощью круговой диаграммы можно рассчитать и построить характеристики асинхронного двигателя. Для этого на круговой диаграмме строится шкала скольжений (рис. 4.16) одним из указанных ниже способов.
Первый способ. На окружности круговой диаграммы выбирается точка P (полюс), которая соединяется с точкой холостого хода О' (5 = 0), с точкой короткого замыкания В (s= 100%) и с точкой С (s = OO).
Между линиями О'Р и О'С параллельно линии PC вписывается отрезок, который делится на 100 частей (шкала скольжения).
Вписываемый отрезок проходит через точку пересечения линий ОС и PB. Удобная делимость вписанного отрезка достигается выбором точки P (полюса).
Второй способ. За полюс выбирается точка холостого хода О'. Шкала скольжений вписывается параллельно линии моментов между линией полезной мощности и перпендикуляром к линии центра в точке холостого хода Пересечение отрезка (или его продолжения) вторичного тока I2" какой-либо нагрузочной точки со шкалой определит на шкале соответствующее этой точке скольжение.
159
После построения шкалы скольжений окружность круговой диаграммы разбивается на ряд точек. По этим точкам определяются следующие величины: Ix, coscpa и Мэ. Для получения момента на валу из электромагнитного момента M3 вычитается момент механи-\ ческих потерь -
M=M3-M жх.
После определения Ix, соэфд и M строятся кривые зависимостей A = cos 9,=9 (s), M=^(S).
Рис. 4.16. Круговая диаграмма и шкалы скольжений для расчета и построения характеристик асинхронного двигателя
§ 4.9. ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ И КПД В АСИНХРОННОЙ МАШИНЕ
В асинхронной машине происходят следующие потери энергии: в обмотках статора и ротора РМ\, Рм2, в стали статора и ротора г оті И гст2, МЄХаНИЧЄСКИЄ "мех, добавочные Рдоб, в возбуждающих и регулирующих устройствах Рв р.
Суммарные потери
I1P = PMi + Рм2+Яст1 + Яст2+P мех+Р.об + Л,р- (4.61)
В генераторном режиме имеются потери РВр. Потери в обмотках статора и ротора, обусловленные протекающими по этим обмоткам токами, соответственно
Pm=mxI\rx, P,s2=m2I\r2 = mxr22r'Y (4.62)
Потери в стали статора определяются как сумма потерь в зубцах PzI, СПИНКе ЯКОрЯ Р,Х И ПуЛЬСаЦИОННЫХ ПОТерЬ Рпульсь
160
Per — Pz\ ~\~ PJl ~\~ ^п^льо
Pгі = K [W./400 + (/,/400)2] Bllcp Mzx, (4.63)
Pn = kT[krorfi/400 + kBoB(f ,/40Of]B^Mn, (4.64)
Япу,мі = *г°.(ЛіЯп1/100 )2 Жг1, (4.65)
где kt — технологический коэффициент, /гт?»2 для зубцов якоря и &т«1,4 для ярма якоря; стГ и ств — коэффициенты, зависящие от марки стали и толщины листа (см. табл. 6.6); kT—коэффициент, учитывающий неравномерность распределения магнитной индукции по толщине листа; при частоте 400 Гц магнитная индукция практически не изменяется по толщине листа и поэтому можно принять Аг=1; ?zicp и B3I — магнитные индукции соответственно в зубце и в спинке якоря статора; Вщ — амплитуда пульсаций магнитной индукции в зубцах статора,
ВЛ = У^ВК9І{2ІЛ Чнн), где Yz2= -~T^-; М* и М*~ масса
зубцов и спинки якоря статора.
Пульсационные потери Ллульс возникают вследствие зубчатого строения ротора.
Для подсчета потерь в стали ротора можно применить те же формулы, что и для статора; в этих формулах, однако, вместо fi необходимо подставить частоту тока ротора /г- Так как частота /г мала, то потери в роторе при нормальной частоте вращения обычно малы, вследствие чего этими потерями обычно пренебрегают.
К механическим относятся потери от трения в подшипниках и вентиляционные потери. Относительное значение механических потерь зависит от частоты вращения и мощности машины. При уменьшении частоты вращения и увеличении мощности асинхронной машины относительное значение ее механических потерь уменьшается. У асинхронных двигателей при частоте 400 Гц и мощности от 0,5 до 5 кВт относительные значения механических потерь
Ржах! Pjiom = 0,1 -г-0,03.
Потери от трения в подшипниках качения асинхронных машин, потери трения о воздух и потери на вентилятор можно подсчитать по формулам (2.303) — (2.306). Величину механических потерь для асинхронных генераторов можно принимать от 0,03—0,02 до 0,015—¦ 0,01 от номинальной активной мощности. Первые величины потерь характерны для генераторов мощностью, измеряемой единицами кВ-А, а вторые — для генераторов мощностью в десятки кВ-А частотой 400 Гц.
Добавочные потери обусловлены высшими гармониками МДС, пульсациями главного магнитного потока, наличием массивных деталей в конструкции и др. Добавочные потери обычно принимаются равными 0,01 от активной мощности генератора.
