Расчет параметров двигателя для номинального режима

Параметрами асинхронной машины называют активные и индуктивные сопротивления обмоток статора x₁, r₁, ротора x₂, r₂, сопротивление взаимной индуктивности х₁₂ и расчётное сопротивление r₁₂, введением которого учитывают влияние потерь в стали статора на характеристики двигателя.

Известные из общей теории электрических машин схемы замещения фазы асинхронной машины, основанные на приведении процессов во вращающейся машине к неподвижной. Физические процессы в асинхронной машине более наглядно отражает схема, изображённая на рисунке 12(а).

Рисунок 12. Схемы замещения фазы обмотки приведённой асинхронной машины.

Но для расчёта оказалось удобнее преобразовать её в схему, показанную на рисунке 12(б).

Параметры схемы замещения не остаются неизменными при различных режимах работы машины. С увеличением нагрузки увеличивается поток рассеяния, и в связи с этим из-за возрастания насыщения отдельных участков магнитопровода полями рассеяния уменьшаются индуктивные сопротивления х₁ и х_2.

Увеличение скольжения в двигателях приводит к возрастанию действия эффекта вытеснения тока, что вызывает изменение сопротивлений обмотки ротора r₂ и х₂. При расчёте рабочих режимов машины в пределах изменения скольжения от холостого хода до номинального эти изменения незначительны и ими обычно пренебрегают.

Активное сопротивление обмотки статора

(для класса нагревостойкости изоляции B расчетная температура ; для медных проводников Ом*м).

Длина проводников фазы обмотки

, где

Длина вылета лобовой части катушки

где по [1, Таблице 9.23]

Таблица 7. К расчету размеров лобовых частей катушек всыпной обмотки

.

Относительное значение

Активное сопротивление фазы короткозамкнутого ротора определяется следующим образом. За фазу обмотки, выполненной в виде беличьей клетки принимают один стержень и два участка замыкающих колец. Токи в стержнях и замыкающих кольцах различны, поэтому их сопротивления при расчёте общего сопротивления фазы должны быть приведены к одному току. Таким образом, сопротивление фазы короткозамкнутого ротора является расчётным, полученным из условия равенства электрических потерь в сопротивлении r₂ от тока I_c и суммарных потерь в стержне и участках замыкающих колец реальной машины.

Активное сопротивление фазы медной обмотки ротора

где для литой алюминиевой обмотки ротора

Приводим к числу витков обмотки статора

здесь ,

Относительное значение

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора

, где

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания

, где

Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния для обмотки статора

, где при полузакрытых пазах статора с учетом скоса пазов равен

для и по [1, Рисунок 9.51], д .

Рисунок 13

Относительное значение

Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора

где по [1, Таблица 9.27]

Таблица 8. Расчетные формулы для определения коэффициентов магнитной проводимости пазового рассеяния короткозамкнутых роторов

где

При условии, что ротор будет с литыми обмотками при замыкающих кольцах, прилегающих к торцам сердечника ротора [рисунок 14] для расчета коэффициента магнитной проводимости лобового рассеяния используем формулу

Рисунок 14. Размеры замыкающего кольца короткозамкнутого ротора с литой обмоткой.

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния для обмотки ротора

, где

так как пазы закрытые.

Приведенное к числу витков первичной обмотки индуктивное сопротивление рассеяния фазы ротора

Относительное значение

Перевод относительных параметров асинхронного двигателя в относительные значения делается для удобства сопоставления параметров отдельных машин и упрощения расчёта характеристик.

Так, относительные значения индуктивных сопротивлений рассеяния обмотки статора и приведённого сопротивления обмотки ротора большей частью находятся в пределах х₁^*=0.08¸ 0.14 и х₂^*=0.1¸ 0.16.

Относительные значения активных сопротивлений обмотки статора и приведённого сопротивления обмотки ротора близки друг к другу и обычно составляют несколько сотых долей.

Полученные значения параметров обмотки статора и ротора находятся в рекомендуемом пределе.