4 Расчёт магнитной цепи двигателя
Расчёт магнитной цепи двигателя производится для определения параметров ветви намагничивания.
(4.1)
Тогда
(4.2)
Среднее значение напряженности магнитного поля зубца статора и ротора определяется по формуле Симпсона (формула приближённой квадратуры)
(4.3)
Напряжённости
магнитного поля
,
и
находим по кривой (таблице) намагничивания
стали Э12 после расчёта магнитных индукций
в соответствующих сечениях зубцов
статора и ротора, т.е.
(4.4)
где
Гс
kC
– коэффициент заполнения стали.
Расчётную длину машины определим так
(4.5)
Тогда
Найдем
,
,
для статора и
ротора.
Для статора:
(см.
3.16)
(4.6)
Для ротора:
(4.7)
(4.8)
Определим индукции в зубцах статора, согласно формуле (4.4)
Для статора
Гс
Гс
Гс
Для ротора
Гс
Гс
Гс
Согласно таблице намагничивания сталей (Э12) и чугуна, определим значения напряжённости магнитного поля в соответствующих сечениях пазов статора и ротора
Для статора
А/см
А/см
А/см
Для ротора
А/см
А/см
А/см
Тогда, согласно формуле (4.3) получим, что
Для статора
А/см
Для ротора
А/см
Следовательно, согласно формуле (4.2) определим значения магнитного напряжения зубцов статора и ротора
А
А
Определим магнитное напряжение воздушного зазора, согласно формуле (4.2)
А
Магнитный поток машины
(4.9)
где
- коэффициент полюсного перекрытия.
- полюсное деление
(4.10)
Значит
Тогда
мкс
Вычислим индукцию в ярме статора и ротора
(4.11)
Высота ярма статора
(4.12)
Высота ярма ротора
(4.13)
Значит
мм
мм
Согласно формуле (4.11) получим
Для статора
Гс
Для ротора
Гс
По
таблице намагничивания сталей (Э12) и
чугуна, определим значения напряжённости
магнитного поля для
и
А/см
А/см
Длина силовых линий lC и lP
Для статора
(4.11)
Для ротора
(4.12)
Значит
мм=12,52 см
Тогда, согласно формуле (4.2), найдём значения магнитного напряжения ярма статора и ротора
A
A
Намагничивающая сила магнитной цепи по (4.1)
A
5 Намагничивающий ток
(5.1)
Тогда
А
6 Индуктивное сопротивление взаимной индукции
(6.1)
где
- фазное напряжение статора
В
Значит
Ом
7 Потери холостого хода на фазу двигателя
(7.1)
где
- сумма потерь
двигателя на фазу в номинальном режиме.
(7.2)
- потери в меди двигателя в номинальном
режиме на фазу.
(7.3)
Значит
Вт
Вт
Тогда, из (7.1) следует, что
Вт
8 Активное сопротивление ветви взаимной индукции
(8.1)
Тогда
Ом
Полное сопротивление ветви взаимной индукции
(8.2)
Тогда
Ом
9 Коэффициент рассеяния
(9.1)
Значит
10 Ток холостого хода схемы замещения
(10.1)
Тогда
А
11 Активная и реактивная составляющая тока холостого хода
(11.1)
(11.2)
Значит
А
А
12 Расчёт и построение рабочих характеристик двигателя
Точки рабочих характеристик рассчитаем для 6 значений скольжения в пределах (0.01;0.192).
Расчет и построение рабочих характеристик произведем при помощи Microsoft Excel.
s |
0,011 |
0,033 |
0,050 |
0,066 |
0,083 |
0,099 |
Rкs |
8,630 |
2,927 |
1,958 |
1,502 |
1,210 |
1,026 |
Xк |
0,459 |
0,459 |
0,459 |
0,459 |
0,459 |
0,459 |
Zкs |
8,643 |
2,963 |
2,011 |
1,570 |
1,294 |
1,124 |
I2" |
43,968 |
128,239 |
188,956 |
241,988 |
293,687 |
337,934 |
cos(φ2) |
0,999 |
0,988 |
0,974 |
0,956 |
0,935 |
0,913 |
sin(φ2) |
0,053 |
0,155 |
0,228 |
0,292 |
0,355 |
0,408 |
I"2a |
43,906 |
126,689 |
183,963 |
231,407 |
274,564 |
308,464 |
I"2p |
2,336 |
19,876 |
43,152 |
70,773 |
104,243 |
138,020 |
I1a |
51,376 |
134,159 |
191,433 |
238,877 |
282,034 |
315,934 |
I1p |
61,086 |
78,626 |
101,902 |
129,523 |
162,993 |
196,770 |
I1 |
79,819 |
155,501 |
216,865 |
271,733 |
325,745 |
372,200 |
cos(φ1) |
0,644 |
0,863 |
0,883 |
0,879 |
0,866 |
0,849 |
P1 |
33,908 |
88,545 |
126,346 |
157,659 |
186,142 |
208,516 |
Pm1 |
0,261 |
0,991 |
1,928 |
3,027 |
4,351 |
5,680 |
Pm2 |
0,091 |
0,774 |
1,680 |
2,755 |
4,058 |
5,373 |
Pдоб. |
0,170 |
0,443 |
0,632 |
0,788 |
0,931 |
1,043 |
∑P |
2,116 |
3,802 |
5,834 |
8,165 |
10,933 |
13,689 |
P2 |
31,793 |
84,743 |
120,512 |
149,494 |
175,209 |
194,827 |
η |
0,938 |
0,957 |
0,954 |
0,948 |
0,941 |
0,934 |
М |
0,042 |
0,112 |
0,160 |
0,199 |
0,234 |
0,262 |
n |
741,750 |
725,250 |
712,500 |
700,500 |
687,750 |
675,750 |
Список использованной литературы
1.Сергеев П. С. И др. Проектирование электрических машин. Изд. 3-е, переработ. и доп. М.,”Энергия”,1970.
2.Фаттахов К. М. Методичка. “Контрольные задания по курсу Электрические машины для студентов заочников”.
3.Конспект лекций.