Расчет пусковых характеристик

Известно, что с увеличение частоты тока в стержнях обмотки короткозамкнутого ротора возникает эффект вытеснения, в результате которого плотность тока в верхней части стержня возрастает, а в нижней уменьшается, при этом активное сопротивление ротора увеличивается, а индуктивное уменьшается. Изменение сопротивления ротора влияет на пусковые характеристики машины.

Определим ряд величин для нахождения активного сопротивления обмотки ротора

Высота стержня в пазу

Для , используем формулы для литой алюминиевой обмотки ротора [1, 9.244]

Так как полученное значение < 1, то воспользовавшись [1, Рис. 9.57] рассчитаем .

по [1, Рис 9.58] найдем значение

Рисунок 22. Зависимость φ ' от " приведенной высоты"

Глубина проникновения тока.

Так как , то найдем площадь сечения обмотки ротора на глубине по формуле [1, 9.253], для этого предварительно определим следующие величины:

где

Определим коэффициент по общей формуле [1, 9.252]

Коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора под влиянием эффекта вытеснения тока

Приведенное активное сопротивления фазы обмотки ртора с учетом вытеснения тока

Индуктивное сопротивления обмотки ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока для и

Для определения коэффициента, характеризующего изменение индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока, найдём коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния с учётом этого эффекта

Тогда коэффициент, характеризующий изменение индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока

Индуктивное сопротивление обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока

Индуктивное сопротивление взаимной индукции с уменьшением насыщения магнитопровода увеличивается, поэтому оно может быть найдено

При этих допущениях коэффициент

Для расчёта токов с учётом влияния эффекта вытеснения тока, прежде найдём активные и реактивные сопротивления из эквивалентной схемы замещения

Тогда ток в обмотке ротора

Ток в обмотке статора

Р_2ном = 0, 8 кВт; U₁ =220 / 380 В; 2р = 4; I_1н = 1.828 A;

I_2н = 1.468 A; Sкр=0, 96;

Таблица 11. Расчет токов в пусковом режиме асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом влияния эффекта вытеснения тока

Для непосредственного расчёта пусковых характеристик с учётом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния необходимо задаться предполагаемой кратностью увеличения тока k_нас, обусловленной уменьшением индуктивного сопротивления из-за насыщения зубцовой зоны. Ориентировочно для расчёта пусковых режимов принимают k_нас =1, 25–1, 4. Произведем подробный расчёт для s = 1, k_нас = 1.2.

Индуктивные сопротивления обмоток.

Средняя МДС обмотки, отнесённая к одному пазу обмотки статора

Для расчёта фиктивной индукции потока рассеяния в воздушном зазоре определим следующий коэффициент

фиктивная индукция потока рассеяния в воздушном зазоре

По полученному значению индукции определяем отношение потока рассеяния при насыщении к потоку рассеяния ненасыщенной машины, характеризуемое коэффициентом k, значение которого находят по кривой [1, Рис. 9.61]

Рисунок 23. Функция K_s в зависимости от фиктивной индукции В_{δ φ}

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учётом влияния насыщения

Вызванное насыщением от полей рассеяния уменьшение коэффициента магнитной проводимости рассеяния для полузакрытого паза

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния при насыщении для статора

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учётом влияния насыщения

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учётом влияния насыщения

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора с учётом влияния насыщения и вытеснения тока

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора с учётом влияния насыщения

Приведённое индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения

Расчёт токов и моментов

Активное сопротивления с учетом насыщения

Реактивное сопротивления с учетом насыщения

Токи

Кратность пускового тока с учётом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения

Кратность пускового момента с учётом влияния вытеснения тока и насыщения

Критическое скольжение

Расчет пусковых характеристик с учетом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния.

кВт; В; ;

Таблица 12. Пусковые характеристики с учетом эффекта вытеснения тока и эффектом насыщения

Рисунок 24. Зависимость тока и момента от скольжения