Расчет асинхронного двигателя с фазным ротором

P_пов1 = р_пов1(t_z1 – b_Ш1)Z₁l_ст1 = 825,4•(13,55 – 3,3) • 10^-3 • 48 • 0,151 = 61,3 Вт,

где по (9.192)

р_пов1 =0,5 k₀₁ 0,5 • 1,8 Вт/м²

[по (9.190 В₀₂ = β₀₂ k_δ B_δ = 0,425 • 1,4 • 0,7998 = 0,476 Тл; по рис. 9.53, б для b_ш1/δ = 8,3/0,6 = 13,8 находим β₀₂ = 0,425].

  51. Пульсационные потери в зубцах ротора и статора по (9.200)

P_пул2 ≈ 0,11 = 31,9 Вт

[по (9.201)

m_z2=Z₂h_z2b_z2срl_ст2k_c2γ_c= 36• 27,1 • 10^-3• 0,007295• 0,151• 0,97• 7,8• 10³ = 8,13 кг,

где

= 7,295 мм;

по (9.196)

В_пул2 = = 0,083 Тл, 

где γ₁ = 2,88 из п. 35 расчета; B_z2ср = 1,73 из п. 37 расчета].

P_пул1 ≈ 0,11 = 144,2 Вт

[m_z1 = 8,5 кг из п. 49 расчета

по (9.196)

В_пул1 = = 0,23 Тл, 

где γ₂ = 5,42 из п. 35 расчета; B_z1ср = 1,88 из п. 36 расчета]. 

  52. Сумма добавочных потерь в  стали по (9.202)

Р_ст.доб = P_пов1 + Р_пул1 + Р_пов2 + Р_пул2 =61,3+144,2+21,5+31,9 =258,9 Вт;

полные  потери в стали по (9.203)

Р_ст = Р_ст.осн + Р_ст.доб = 415,8 + 258,9 = 674,7 Вт.

   53.  Механические потери по (9.210)

Р_мех = К_т (n /10)² D⁴_a = =192,2 Вт;

[для  двигателей с 2р = 4 коэффициент  К_т = 1,3(1 - D_a) = 1,3(1 - 0,313) = 0,89].

  54.  По (9.214)

Р_тр.щ = К_тр ρ_щ  S_щ υ_к = 0,16 • 20 • 10³ • 0,5 • 10^-3 • 7,85 = 12,56 Вт

(по  табл. П 4.2 выбираем щетки МГ, для которых р_щ = 20 • Па, J_ш.доп = 20 А/см²,  v_к.доп = 20 м/с; ΔU_щ = 0,2В, К_тр = 0,16).

  55.  Площадь щеток на одно кольцо

S'_щ = I₂/J_щ = 86,9/20 = 4,345 см²;

по табл. П 4.1 принимаем l_щ = 20 мм, b_щ = 12,5 мм; число щеток на одно кольцо

= 1,74 ≈ 2

Уточняем  плотность тока под щеткой:

= 17,38 А/см²

Принимаем диаметр кольца D_к = 0,1 м, тогда линейная скорость кольца

= 7,85 м/с.

  56.  Сумма потерь

Р_ст + Р_мех + Р_тр.щ = 674,7 + 192,2 + 12,56 = 879,46 Вт.  

Холостой  ход 

  57. Холостой ход двигателя по (9.217)

= 13,52 А

[ I_х.х.р = I_μ = 13,44 А — из п. 42 расчета;

 по (9.218)

I_х.х.а = = 1,49 А                  

где Р_э1х.х = 3 r₁ = 3 • 13,44² • 0,2129 = 115,4 Вт

(r₁ = 0,2129 из п.43 расчета)]

  58.  По (9.221)

cos φ_х.х = I_х.х.а/I_х.х = 1,49/13,52 = 0,11.

  59.  По (9.184)

r₁₂ = P_cт.осн  / (m I²_μ) = = 0,77 Ом;

r_12* = r₁₂ I_1ном /U_1ном = 0,77 • 55,4/220 = 0,1939.

  60.  По (9.185)

=220/13,44 - 0,043=16,33 Ом;

x_12* = x₁₂I_1ном/U_1ном = 16,33 • 55,4/220 = 4,11. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчет  рабочих характеристик 

  61.  По (9.223)

= 1,003.

По (9.227)

а' = = 1,003² = 1,005; b' = 0;

а = с₁r₁ = 1,003 • 0,2129 = 0,2135;

b = с₁(х₁ + с₁x'₂) = 1,003(0,043 +1,003 • 0,0366) = 0,08.

По (9.226)

= 0,8 A.

Данные расчета  рабочих характеристик для скольжении s = 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,03 и S_ном=0,04 сведены в таблицу 2.

  Номинальные данные спроектированного двигателя: Р₂ = 28 кВт; U₁ = 220/380 В; 2р = 4; η = 0,88; cos φ = 0,87.

  Для расчета максимального момента  определяем критическое скольжение:

= 0,216; 

M_max* находим по  1—5-й и 11-й строкам табл. 9.41 для s = s_кр;      

R = a + a' r'₂/s_кр = 0,2135 + 1,005•0,17202/0,216 = 0,8 Ом;

Х = b + b' r'₂/s_кр = 0,08 Ом;

= 274,5 A. 
 

Т а б  л и ц а 2. Расчет рабочих характеристик

асинхронного  двигателя с фазным ротором

Р₂ = 28 кВт; U₁ = 220/380 В; 2р =4; r₁ = 0,2129 Ом;

 r'₂ = 0,17202 Ом; Р_ст + Р_мех + Р_тр.щ = 879,46 Вт; I_0а = 0,8 А;

I_0р = I_μ = 13,44 А; c₁ = 1,003; a' = 1,005;

а = 0,2135 Ом; b' = 0; b = 0,08 Ом 

 

M_max* =

= 5,66. 

  Для более точного определения s_кр и М_max следует построить зависимость М = f (s) для диапазона изменения s = 0,1..1 и при этом учесть влияние насыщения полями рассеяния головок зубцов на индуктивные сопротивления обмоток статора и ротора по формулам § 9.13.

  Вывод: по техническим данным спроектированный двигатель удовлетворяет требованиям ГОСТ и технического задания.