b'_ш1(2) = (9.198)
(индекс 1 при расчете b'_ш1, индекс 2 при расчете b'_ш2).

Значения коэффициента k_δ в зависимости от отношения δ_п/δ для открытых пазов приведены на рис. 9.54.

Пульсационные потери в зубцах статора
P_пул1 ≈ 0,11 ; (9.199)
пульсационные потери в зубцах ротора
P_пул2 ≈ 0,11 ; (9.200)


Рис. 9.54. К расчету пульсационных потерь

в асинхронных машинах


В этих формулах m_z1 — масса стали зуб­цов статора, кг, определяется по (9.189); m_z2 — масса стали зубцов ротора, кг:
m_z2 = Z₂h_z2b_z2срl_ст2k_c2γ_c (9.201)
где h_z2 — расчетная высота зубца ротора, м; b_z2cp — средняя ширина зубца ротора, м:
b_z2cp = (b_z2max + b_z2min) / 2.
Поверхностные и пульсационные потери в статорах двигателей с и короткозамкнутыми или фазными роторами со стержневой обмоткой обычно малы, так как в пазах таких роторов b_ш2 мало и пульса­ции индукции в воздушном зазоре над головками зубцов статора незначительны. Поэтому расчет этих потерь в статорах таких двигателей не проводят.

В общем случае добавочные потери в стали
Р_стдоб = Р_пов1 + Р_пул1 + Р_пов2 + Р_пул2 (9.202)
и полные потери в стали асинхронных двигателей
P_ст = Р_ст.осн + Р_ст.доб. (9.203)
Обычно Р_ст.доб приблизительно в 5—8 раз меньше, чем Р_ст.осн.

Электрические потерн в асинхронных двигателях рассчитывают раздельно в обмотках статоров и роторов.

Электрические потери во всех фазах обмотки статора, Вт,
P_э1 = m₁ r₁. (9.204)
Электрические потери во всех фазах обмотки фазного ротора, Вт,
Р_э2 = m₂

---

r₂ = m₁ . (9.205)
Электрические потери в обмотке короткозамкнутого ротора, Вт,
P_э2 = m₂ r₂ = Z₂ r₂ (9.206)
или
Р_э2 = m₁ . (9.207)
Электрические потери в щеточном контакте Р_э.ш, Вт, фазных ро­торов асинхронных двигателей, не имеющих приспособлений для подъема щеток и замыкания накоротко контактных колец при но­минальном режиме работы,
Р_э.щ = m₂ΔU_щI_к.к, (9.208)
где ΔU_щ — падение напряжения в скользящем контакте щетка — коль­цо, В; принимается в зависимости от марки щеток по табл. П 4.2; I_к.к — ток в кольце, А; при соединении обмотки ротора в звезду I_к.к = I₂ ; при соединении обмотки ротора в треугольник (при m₂ = 3) I_к.к = I₂.

Механические и вентиляционные потери в асинхронных двигате­лях рассчитывают по приближенным формулам, полученным из опыта проектирования и эксплуатации двигателей. Коэффициент трения (К_т) учитывает конструкцию, скорость вращения, число пар полюсов, мощность двигателя. Его размерность изменяется в зависимости от вида формулы для определения Р_мех (9.209 — 9.213).

Потери на трение в подшипниках и вентиляционные потери в двигателях с радиальной системой вентиляции без радиальных вен­тиляционных каналов, с короткозамкнутым ротором и вентиляци­онными лопатками на замыкающих кольцах, Вт,
Р_мех ≈ К_т (n / 1000)² (10D)³ ; (9.209)
К_т = 5 при 2р = 2; К_т = 6 при 2р ≥ 4 для двигателей с D_a ≤ 0,25 м;

К_т = 6 при 2р = 2; К_т = 7 при 2р ≥ 4 для двигателей с D_a > 0,25 м.

В двигателей с двигателях с внешним обдувом (0,1 ≤ D_a ≤ 0,5 м)
Р_мех = К_т (n /10)²D⁴_a ; (9.210)
К_т = 1 для двигателей с 2р = 2 и К_т = 1,3(1 - D_a) при 2р ≥ 4.

В двигателях с радиальной системой вентиляции средней и боль­шой мощности
Р_мех = 1,2 2 р τ

---

³ (n_к +1,1) 10³(9.211)
где n_к — число радиальных вентиляционных каналов; при отсутствии радиальных каналов n_к = 0.

В двигателях с аксиальной системой вентиляции
Р_мех = К_т(n/1000)² (10 D_вент)³, (9.212)
где D _вент — наружный диаметр вентилятора, м; в большинстве кон­струкций можно принять D_вент ≈ D_a; K_т = 2,9 для двигателей с D_a ≤ 0,25 м; К_т = 3,6 для двигателей с D_a = 0,25...0,5 м.

В двигателях большой мощности (0,5 < D_a < 0,9 м)
Р_мех = К_т (10D_a)³ (9.213)
В этом выражении коэффициент К_т принимается по табл. 9.29.

Таблица 9.29. К расчету механических потерь

двигателей большой мощности

2p	2	4	6	8	10	12
Кт	3,65	1,5	0,7	0,35	0,2	0,2

Потери на трение щеток о контактные кольца, Вт, рассчитывают для двигателей с фазными роторами при отсутствии приспособле­ний для подъема щеток и закорачивания контактных колец в номи­нальном режиме работы:
Р_тр.щ = К_тр ρ_щ S_щ υ_к, (9.214)
где К_тр — коэффициент трения щеток о контактные кольца (обычно принимается равным 0,16—0,17); ρ_щ — давление на контактной поверхности щеток, кПа (см. табл. П 4.2); S_щ — общая площадь контакт­ной поверхности всех щеток, м²; v_k — линейная скорость поверхности контактных колец, м/с.

Добавочные потери при нагрузке асинхронных двигателей возникают за счет действия потоков рассеяния, пульсаций индукции в воздушном зазоре, ступенчатости кривых распределения МДС об­моток статора и ротора и ряда других причин. В короткозамкнутых роторах, кроме того, возникают потери от поперечных токов, т. е. токов между стержнями, замыкающихся через листы сердечника ротора. Эти токи особенно заметны при скошенных пазах ротора. В

---

таких двигателях, как показывает опыт эксплуатации, добавоч­ные потери при нагрузке могут достигать 1...2 % (а в некоторых слу­чаях даже больше) от подводимой мощности. ГОСТ устанавливает редкие расчетные добавочные потери при номинальной нагрузке, равные 0,5 % номинальной потребляемой мощности. При расчетах потерь и КПД двигателей в режимах, отличных от номинального, значение добавочных потерь пересчитывают пропорционально квадрату токов:
Р_доб = Р_{доб.ном} (I₁/I_1ном)². (9.215)
Коэффициент полезного действия двигателя
η = Р₂ /P₁ = 1 - / P₁, (9.216)
где — сумма всех потерь в двигателе, Вт.

Ток холостого хода двигателя
(9.217)
При определении активной составляющей тока холостого хода принимают, что потери на трение и вентиляцию и потери в стали при холостом ходе двигателя такие же, как и при номинальном ре­жиме. При этом условии
I_х.х.а = (9.218)
Электрические потери в статоре при холостом ходе приближен­но принимаются равными:
Р_э1х.х = mI²_μr₁. (9.219)
Реактивная составляющая тока холостого хода
I_х.х.р ≈ I_μ (9.220)
Коэффициент мощности при холостом ходе
cosφ_х.х = I_х.х.а / I_х.х. (9.221)
9.12. РАСЧЕТ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК
Рабочими характеристиками асинхронных двигателей называют зависимости P₁, I₁, cosφ, η, s₁ = f (P₂). Часто к ним относят также за­висимости М = f (P₂) и I₂ или = (P₂) [6].

Методы расчета характеристик базируются на системе уравне­ний токов и напряжений асинхронной машины, которой соответст­вует Г-образная схема замещения (рис. 9.55). Г-образная схема полу­чена из Т-образной схемы замещения (см. рис. 9.47), в которой ветвь, содержащая параметр Z₁₂, вынесена на вход схемы. Т-образ­ная и Г-образная схемы идентичны для данной конкретной ЭДС, для которой рассчитывают комплексный коэффициент

---

, равный взятому с обратным знаком отношению вектора напряжения фазы к вектору ЭДС —

В асинхронных двигателях при изменении тока от синхронного холостого хода до номинального изменяется незначительно. Поэ­тому для получения рабочих характеристик коэффициент , рассчи­тывают для синхронного холостого хода и принимают его значение неизменным. Это не вносит заметных погрешностей в расчет харак­теристик, так как значение коэффициента , во всем диапазоне изме­нения нагрузки от Р₂ = 0 до Р₂ = Р_2ном изменяется лишь в третьем или четвертом знаке.

Корректировку коэффициента , обычно производят лишь при расчете пусковых характеристик или режимов работы двигателя с большими скольжениями, при которых ток статора существенно превышает номинальный.

Для расчета рабочих характеристик коэффициент определяют из выражения


Рис. 9.55. Г-образная схема замещения асинхронной машины (а)

и соответствующая ей векторная диаграмма (б)
где
(9.222)
В асинхронных двигателях мощностью более 2 — 3 кВт, как пра­вило, | γ | ≤ 1°, поэтому реактивной составляющей коэффициента с₁, можно пренебречь, тогда приближенно
(9.223)
При более точных расчетах определяют и активную, и реактив­ную составляющие c₁ по следующим формулам:
(9.224)
Полное значение
(9.225)
Как видно, выражение (9.223) может быть получено из (9.225) при условии r₁₂ << х₁₂ и r₁ << х₁₂, что практически всегда имеет место в асинхронных машинах мощностью Р

---

Смотрите также файлы

• Контрольная работа по дисциплине Мировая экономика Вариант 3 Магнитогорск 2021 г. Проблемы интеграции в мировой торговле.docx

• Кратко расскажите о революции в России 1917 г., ее причинах и последствиях.docx

• Аутизм. Особенности работы с детьми с расстройством аутистического спектра. Видео Мир глазами аутиста.pdf

• Первая помощь содержание, объем, организационные и юридические основы, общие принципы оказания.doc

• Результат попытки теста.docx