Проектирование асинхронных двигателей

Проектирование асинхронных двигателей

С короткозамкнутым ротором

Учебное пособие к выполнению

курсового и дипломного проекта

для студентов специальностей

120200, 120100, 181300, 100400, 101600
Глава первая

ПРОЕКТИРОВАНИЕ АСИНХРОННЫХ МАШИН

СЕРИИ АСИНХРОННЫХ МАШИН

 

В 1946—1949 гг. была создана первая в мировой практике единая серия асинхронных двигателей общего назначения, объединенных общими конструктивными решениями, общей технологией, с широкой унификацией различных узлов и деталей и основанной на единых шкалах мощностей, габаритных, присоединительных и установочных размеров. Эта серия, заменившая восемь существовавших ранее, была названа единой серией А. Она охватывала диапазон мощностей от 0,6 до 100 кВт. Двигатели имели два основных исполнения по способу защиты от воздействия окружающей среды: защищенное (обозначение А) и закрытое обдуваемое (обозначение АО).

Появление новых электроизоляционных материалов и успехи в изучении электромагнитных и тепловых процессов в электрических машинах позволили в 1957—1959 гг. создать новую единую серию асинхронных двигателей того же диапазона мощностей — серию А2, значительно превосходящую первую серию А по своим технико-экономическим и массогабаритным показателям. Эта серия также имела два основных исполнения: защищенное А2 и закрытое обдуваемое АО2.

В 1952— 1956 гг. была разработана единая серия двигателей мощностью от 100 до 1000 кВт, названная серией А—АК (асинхронные двигатели с короткозамкнутыми и фазными роторами). В последующие годы модернизированные отрезки этой серии получили наименование серии A3.

Следующая серия 4А была спроектирована в 1969—1971 гг. Она базируется на рекомендациях МЭК по шкале мощностей и установочных размеров и на рекомендациях СЭВ по увязке мощностей и установочных размеров.

В основу построения серии положены не габаритные диаметры сердечников статора, как в прежних сериях, а высоты оси вращения h, т. е. расстояния от оси вращения ротора до установочной поверхности.

В табл. (1.1)—(1.4) приведены данные по увязке мощностей с высотой оси вращения асинхронных двигателей, выпускаемых нашей промышленностью в настоящее время.

Серия 4А охватывает диапазон мощностей от 0,06 до 400 кВт и выполнена на 17 стандартных высотах оси вращения (шкала высот оси вращения приведена в табл. П.39). На каждой из высот, кроме h =225 мм, выпускаются двигатели двух разных длин, различные по мощности. С высотой оси вращения h =225 мм выпускают двигатели только одной длины. Таким образом, шкала мощностей серии содержит 33 ступени.

Коэффициент нарастания мощностей меняется от 1,5—1,4 у двигателей с высотами оси вращения h =50¸80 мм до 1,25—1,2 у двигателей с h =280¸355мм.

В серии приняты следующие обозначения двигателей:

4А0₁0₂0₃000₄0₅0₆0₇00₈:

4 — Порядковый номер серии (четвертая)

А — Род двигателя (асинхронный)

0₁ – Исполнение по способу защиты от окружающей среды: буква Н - защищенное, отсутствие знака - закрытое обдуваемое исполнение

0₂ – Исполнение ротора двигателя: буква К - ротор фазный, отсутствие знака - ротор короткозамкнутый

0₃ – Исполнение двигателя по материалу станины и щитов: А - станина и щиты алюминиевые; Х - станина и щиты алюминиевые или чугунные в любом сочетании материалов; отсутствие знака - станина и щиты чугунные или стальные

000₄ – Высота оси вращения, мм (две или три цифры)

0₅ — Установочный размер по длине станины S, Н или L (меньший, средний или больший)

0₆ — Длина сердечника А (меньшая) или В (большая) при определенном установочном размере; отсутствие знака означает, что при данном установочном размере (S, М или L) выполняются сердечники только одной длины

0₇ – Число полисов (одна или две цифры)

00₈ — Климатическое исполнение и категория размещения (по ГОСТ 15150-69)

Примеры обозначения двигателей

4А180М4У3 — асинхронный двигатель 4-й серии, закрытого обдуваемого исполнения с короткозамкнутым ротором, с чугунными станиной и щитами, высотой оси вращения h =180 мм, средним (M) установочным размером по длине станины, четырехполюсный, климатического исполнения У, категории размещения 3

4АН315S10У3 — асинхронный двигатель 4-й серии защищенного исполнения с короткозамкнутым ротором, стальными станиной и щитами, высотой оси вращения 315 мм, со средним (S) установочным размером, десятиполюсный, климатического исполнения У и категории размещения 3

4АНК315510УЗ — то же, что в предыдущем примере, но двигатель с фазным ротором

4А315S10УЗ — то же, что и ранее, но двигатель закрытого обдуваемого исполнения с короткозамкнутым ротором.

 

 

Таблица 1.1

Увязка мощностей с высотой оси вращения для низковольтных асинхронных двигателей (серия 4А) исполнения IP44

Высота оси вращения h, мм	Обозначение длины	Мощность, кВт, при числе полюсов 2 p
	—	0,18;	0,12;	—	—	—	—
		0,25	0,18
	—	0,37;	0,25;	0,18;	—	—	—
		0,55	0,37	0,25
	—	0,75;	0,55;	0,37;	0,25	—	—
		1,1	0,75	0,55
	—	1,5;	1,1;	0,75;	0,37;	—	—
		2,2	1,5	1,1	0,55
	L	3,0	2,2	1,5	0,75;	—	—
					1,1
	S	4,0	3,0	—	—	—	—
	L	5,5	4,0	2,2	1,5	—	—
	M	7,5	5,5	3,0;	2,2;	—	—
				4,0	3,0
	S	—	7,5	5,5	4,0	—	—
	M			7,5	5,5	—	—
	S				7,5	—	—
	M	18,5	18,5			—	—
	S			—	—	—	—
	M			18,5		—	—
	M				18,5	—	—
	L					—	—
	M					—	—
	S					—	—
	M					—	—
	S					—	—
	M					—	—
	S
	M
	S
	M

Таблица 1.2

Увязка мощностей с высотой оси вращения для низковольтных асинхронных двигателей (серия 4А) исполнения IP23

Высота оси вращения h, мм	Обозначение длины	Мощность, кВт, при числе полюсов 2 p
	S		18,5		7,5	—	—
	M					—	—
	S			18,5		—	—
	M				18,5	—	—
	M					—	—
	L					—	—
	M					—	—
	S					—	—
	M					—	—
	S					—	—
	M					—	—
	S	—
	M
	S
	M

 

Закрытые обдуваемые двигатели выпускаются в диапазоне высот оси вращения от 50 до 355 мм; двигатели защищенного исполнения — в диапазоне высот от 160 до 355 мм. В двигателях этой серии несколько увеличен объем активной части за счет увеличения наружного диаметра сердечника статора при той же высоте оси вращения, одновременное применение изоляции класса нагревостойкости F и новых сортов электротехнической стали (серия рассчитана на стали 2013 и 2312) дало возможность повысить электромагнитные нагрузки. Это позволило увеличить мощность двигателей при тех же высотах оси вращения.

Таблица 1.3

Увязка мощностей с высотой вращения для асинхронных двигателей серии А3 низкого напряжения мощностью свыше 100 кВт

Высота оси вращения h, мм

Обозначение длины

Мощность, кВт

Степень защиты IP23

Степень защиты IP44

Ротор короткозамкнутый

Ротор короткозамкнутый и фазный

Ротор короткозамкнутый

2 p =2

S

132;

M

S

M

S

M

 

Таблица 1.5

Группы конструктивного исполнения асинхронных двигателей серии 4А и способы защиты от воздействия окружающей среды

 

Степень защиты двигателей от воздействия окружающей среды (по ГОСТ 17494-72)	Высота оси вращения, мм	Группы конструктивного исполнения двигателей по СТ СЭВ 246-76
IP23	160-355	IMI^*
	50-250	IM1, IM2, IM3
IP44		IM1^*, IM2^*
		IM3^**
	315-355	IM1^*, IM2^*

 

^* По способу монтажа только с горизонтальным расположением вала.

^** По способу монтажа только с вертикальным расположением вала.

 

Двигатели выполняются на следующие номинальные напряжения: 220/380 В — при мощностях от 0,06 до 0,37 кВт, 220/380 и 380/660 В — при мощностях от 0,55 до 110 кВт, 380/660 В — при мощностях более 132 кВт. Исполнение двигателей по степени защиты от воздействия окружающей среды и способу монтажа в зависимости от высоты оси вращения соответствует указанному в табл. 1.5.

Двигатели с высотами оси вращения 50 и 63 мм (мощность 0,06—0,37 кВт) выполняются с литыми алюминиевыми станинами и подшипниковыми щитами. Более мощные двигатели выполняются с литыми чугунными станиной и щитами, а двигатели 4АН с h ³280 мм (мощностью 132 кВт и больше) — со стальной сварной станиной и литыми чугунными щитами

В статорах всех двигателей с h £160 мм выполняют однослойную обмотку. В остальных двигателях всей серии обмотки двухслойные.

Во всех двигателях с h £250 мм и в двигателях с 2 р ³10 при h ³280 мм обмотка статора выполняется из круглого обмоточного провода. В двигателях h ³280 мм при 2 р £8 обмотка полужесткая из прямоугольного провода, укладываемая в полуоткрытые пазы.

 

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ. ВЫБОР БАЗОВОЙ КОНСТРУКЦИИ

 

Техническое задание на учебное проектирование асинхронного двигателя содержит номинальные данные проектируемой машины, указания о режиме ее работы, конструктивной форме исполнения, степени защиты от воздействия окружающей среды, системе охлаждения. В отношении требований, не оговоренных в задании, спроектированная машина должна удовлетворять соответствующим ГОСТ.

Проектирование новой машины начинают с выбора базовой модели. При проектировании асинхронных двигателей общего назначения малой и средней мощности (до 400 кВт) в качестве базовой модели следует выбирать конструкцию двигателей серии 4А предусмотренного в техническом задании исполнения.

Требования к пусковым характеристикам машин с короткозамкнутым ротором следует обязательно учитывать при выборе конфигурации пазов ротора. Так, узкие и глубокие пазы с сужающейся верхней частью обеспечивают большое увеличение расчетного активного сопротивления ротора при пуске и большие пусковые моменты, но одновременно при таких пазах возрастает индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора и уменьшаются перегрузочная способность двигателя и коэффициент мощности при номинальном режиме.

Перед началом расчета следует детально изучить конструкцию базового двигателя, критически оценить принятые в ней соотношения размеров, уровни электромагнитных нагрузок и другие данные и лишь после этого приступить к расчету.

 

ВЫБОР ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА

 

Воздушный зазор d во многом определяет энергетические показатели асинхронного двигателя. Чем меньше воздушный зазор, тем меньше его магнитное сопротивление и магнитное напряжение. Поэтому уменьшение зазора приводит к соответственному уменьшению МДС магнитной цепи и намагничивающего тока двигателя, благодаря чему возрастает его cos j и уменьшаются потери в меди обмотки статора. Но уменьшение d приводит к увеличению поверхностных и пульсационных потерь. Поэтому КПД двигателей с очень малыми зазорами часто даже становится меньше.

Для двигателей мощностью менее 20 кВт воздушный зазор, м:

при 2 р = 2

d» (0,3 + 1,5 D)×10^-3; (1.52)

при 2 р ³4

d» (0,25 + D)×10^-3. (1.53)

Для двигателей средней и большой мощности

(1.54)

Зависимость воздушного зазора от внутреннего диаметра статора у двигателей серии 4А приведена на рис. 1.21.

Поверхностные и пульсационные потери в двигателях зависят не только от амплитуд, но и от частоты пульсаций индукции в воздушном зазоре. Для уменьшения этого вида потерь d в быстроходных двигателях выполняют большим.

 

 

Рис. 1.21 К выбору воздушного зазора в асинронных двигателях.

 

Воздушный зазор, полученный по эмпирическим формулам или из графиков, следует округлять до 0,05 мм при d <0,5 мм и до 0,1 мм при d >0,5 мм. Например: 0,35; 0,4; 0,45; 0,5; 0,6 мм и т. д.

Далее необходимо провести механический расчет вала проектируемого двигателя. Прогиб вала не должен быть больше 10% воздушного зазора.

 

РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ

Расчет магнитной цепи проводят для режима холостого хода двигателей, при котором для асинхронных машин характерно относительно сильное насыщение стали зубцов статора и ротора. Насыщение зубцовых зон приводит к уплощению кривой поля в воздушном зазоре (рис. 1.32). Поэтому за расчетную индукцию принимается не амплитудное значение, a B_pacч = B_max сos y»0,82 В_mах. По B_расч следует определить Н_расч по основной кривой намагничивания и увеличить затем результат в k =1/0,82 раз, приводя напряженность к амплитудному значению индукции. Для воздушного зазора, имеющего линейную зависимость H = f (B), эта операция равносильна непосредственному определению магнитного напряжения зазора по B_d. При определении магнитных напряжений участков магнитной цепи с нелинейными магнитными характеристиками влияние уплощения учитывается специальными кривыми намагничивания для зубцов и ярм асинхронных двигателей, построенными по основной кривой намагничивания с учетом указанных зависимостей. При этом принимают a_d =2/ p и k_в =1,11.

 

 

Рис. 1.32 Кривые индукции в воздушном зазоре асинхронной машины.

1 - синусоидаl; 2 - уплощенная кривая.

 

Расчет магнитной цепи проводится в нижеследующей последовательности. Используя рассчитанные по (1.22) и (1.23) соответственно поток полюса и индукцию в воздушном зазоре, находят индукцию в зубцах статора и ротора:

(1.104)

При переменном сечении зубцов рассчитывают либо три значения индукции B_zmax, B_zmin и B_zср соответственно в наибольшем, наименьшем и среднем сечении зубца либо индукцию в сечении на расстоянии 1/3 высоты от узкой части зубца. Расчетную ширину зубцов определяют по формулам, приведенным в § 1.5 и 1.7, в зависимости от конфигурации пазов.

Расчетные размеры зубцов короткозамкнутых роторов с фигурными пазами отличной от рассмотренных в § 1.7 конфигурации (рис. 1.33), а также зубцов двухклеточных роторов (рис. 1.34) могут быть определены по формулам табл. 1.17 и 1.18.

 

 

Таблица 1.17

Размеры зубцов ротора асинхронных двигателей с фигурными пазами

 

Размер	Рис. 1.33,а	Рис. 1.33,б	Рис. 1.33,в	Рис. 1.33,г
b zBmax
b zBmin
h zB				0,9 d + h ш
b zНmax       b zНmax				—
b zН	h Н	h Н-0,1 b Н	0,9 b Н	—

 

Таблица 1.18

Размеры зубцов двойной клетки короткозамкнутых роторов асинхронных двигателей

 

Размер	Рис. 1.34,а	Рис. 1.34,б	Рис. 1.34,в
b zB,ср
h zB
b zНmax	—		—
b zНmin	—		—
b zН,ср
h zН	0,9 b Н

 

Индукция в ярме статора Ва, Тл,

(1.105)

где — расчетная высота ярма статора, м:

(1.106)

где d_к1 и m_к1 — диаметр и число рядов аксиальных вентиляционных каналов в статоре. При отсутствии каналов m_к1 =0.

Индукция в ярме ротора В_j, Тл,

(1.107)

где — расчетная высота ярма ротора, м.

При этом для роторов с посадкой сердечника на втулку или на оребренный вал (крупные асинхронные машины) расчетная высота ярма ротора

(1.108)

где d_к2 — диаметр аксиальных каналов ротора;

m_к2 — число рядов аксиальных каналов.

 

 

Рис. 1.33 Фигурные пазы короткозамкнутых роторов.

 

 

Рис. 1.34 Пазы двухклеточных роторов.

 

При посадке сердечника непосредственно на вал в двигателях с 2 р =2 и 4 необходимо учитывать, что часть магнитных линий потока замыкается через вал. При этом расчетная высота ярма ротора

(1.109)

Для двигателей с 2 р ³6 с непосредственной посадкой сердечника ротора на вал определяют по (1.108).

Магнитное напряжение воздушного зазора, А,

(1.110)

В этой формуле k_d — коэффициент воздушного зазора по

d — воздушный зазор, м; m₀ ==4p×10^-7 Гн/м.

Магнитное напряжение зубцовой зоны статора, А,

(1.111)

где h_z1 — расчетная высота зубца статора, м.

При переменном сечении зубцов

(1.112)

или .

Значения напряженности поля в зубцах H_z, А/м, находят в соответствии с индукциями B_z, по кривой намагничивания для зубцов для принятой марки стали (см. приложение II).

Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора, А,

F_z2 = 2 h_z2H_z2, (1.113)

где h_z2 — расчетная высота зубца, м.

При переменном и плавно изменяющемся сечении зубца

(1.114)

или

(1.115)

Значения H, А/м, определяются по кривой намагничивания для зубцов для принятой марки стали (см. приложение II).

Если при расчете зубцов с переменным сечением H_z1max / H_zmin >2, то необходимо подразделить зубец по высоте на две равные части и определить напряженности в каждой из них в отдельности. В этом случае расчетная ширина зубца берется на высоте 0,2 и 0,7 всей высоты зубца от его наиболее узкой части:

(1.116)

(1.117)

Магнитное напряжение зубцовой зоны

(1.118)

При фигурных пазах ротора или двойной беличьей клетке рассчитываются раздельно магнитные напряжения верхней (F_{z 2в}) и нижней (F_z2н) частей зубцов (см. табл. 1.17 и 1.18).

Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора в этих случаях равно:

(1.119)

Коэффициент насыщения зубцовой зоны

(1.120)

Если k_z >1,5¸1,6, имеет место чрезмерное насыщение зубцовой зоны; если k_z <1,2, то зубцовая зона мало использована или воздушный зазор взят слишком большим. В обоих случаях в расчет должны быть внесены соответствующие коррективы.

Магнитное напряжение ярма статора, А,

F_a = L_aH_a, (1.121)

где L_a — длина средней магнитной линии ярма статора, м:

(1.122)

Н_а — напряженность поля при индукции В_а по кривой намагничивания для ярма принятой марки стали, А/м.

Магнитное напряжение ярма ротора, А,

F_j = L_jH_j, (1.123)

где H_j — напряженность поля при индукции В_j по кривой намагничивания ярма для принятой марки стали, А/м;

L_j — длина средней магнитной линии потока в ярме ротора, м. Для всех двигателей, кроме двухполюсных с непосредственной посадкой на вал,

(1.124)

где высота спинки ротора

(1.125)

Для двигателей с 2 р =2, сердечник ротора которых непосредственно насажен на вал, длина средней магнитной линии определяется по формуле

L_j = 2 h_j. (1.126)

Суммарное магнитное напряжение магнитной цепи машины (на пару полюсов), А,

(1.127)

Коэффициент насыщения магнитной цепи

(1.128)

Намагничивающий ток

(1.129)

I_m выражается также в процентах или долях номинального тока:

(1.130)

Если при проектировании четырехполюсного двигателя средней мощности расчет показал, что I_{m *}<0.20¸0,18, то размеры машины выбраны завышенными и активные материалы недоиспользованы. Такой двигатель может иметь высокие КПД и cos j, но большую массу и габариты.

Если же в аналогичном двигателе I_{m *}>0,30¸0,35, то двигатель будет иметь низкие КПД и cos j.

В небольших двигателях мощностью менее 2—3 кВт I_{m *} может достигать значения 0,5—0,6, несмотря на правильно выбранные размеры и малое насыщение магнитопровода. Это объясняется относительно большим значением магнитного напряжения воздушного зазора, характерным для двигателей малой мощности.

 

ПОТЕРИ И КПД

Потери в асинхронных машинах подразделяют на потери в стали (основные и добавочные), электрические потери, вентиляционные, механические и добавочные потери при нагрузке. Основные потери в стали в асинхронных двигателях рассчитывают только в сердечнике статора, так как частота перемагничивания ротора, равная f₂ = sf₁, в режимах, близких к номинальному, очень мала и потери в стали ротора даже при больших индукциях незначительны.

В пусковых режимах электрические потери в обмотках во много раз превышают потери номинального режима, поэтому пренебрежение потерями в стали ротора при больших скольжениях не вносит сколько-нибудь заметной погрешности в расчет.

Основные потери в стали статоров асинхронных машин определяют по следующей формуле

(1.183)

где b — показатель степени и р_1,0/50 — удельные потери, Вт/кг, по данным [12] берут из табл. 1.24;

k_да и k_дz — коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участков магнитопровода и технологических факторов. Для машин мощностью меньше 250 кВт приближенно можно принять k_да =1,6 и k_дz =1,8; для машин большей мощности k_да =1,4 и k_дz =1,7

В_a и В_zср — индукция в ярме и средняя индукция в зубцах статора, Тл;

m_а, m_z1 — масса стали ярма и зубцов статора, кг:

(1.184)

(1.185)

h_а — высота ярма статора, м:

h_a = 0,5 (D_а - D) – h_п1;

h_z1 — расчетная высота зубца статора, м;

b_z1ср — средняя ширина зубца статора, м:

g_с — удельная масса стали; в расчетах принимают g_с =7,8×10² кг/м³.

Добавочные потери в стали, возникающие при холостом ходе, подразделяют на поверхностные (потери в поверхностном слое коронок зубцов статора и ротора от пульсации индукции в воздушном зазоре) и пульсационные потери в стали зубцов (от пульсации индукции в зубцах).

Вначале находят амплитуду пульсации индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов статора и ротора, Тл,

B ₀₁₍₂₎ = b ₀₁₍₂₎ k_dB_d. (1.186)

Для зубцов статора b ₀₁ зависит от отношения ширины шлица пазов ротора к воздушному зазору b ₀₁= f (b_ш2 / d), для зубцов ротора — от отношения ширины шлица пазов статора к воздушному зазору b ₀₂= f (b_ш1 / d). Зависимость b ₀= f (b_ш / d) приведена на рис. 1.41. По В₀ и частоте пульсаций индукции над зубцами, равной Z₂n для статора и Z₁n для ротора, рассчитывают удельные поверхностные потери, т. е. потери, приходящиеся на 1 м² поверхности головок зубцов статора и ротора:

для статора

(1.187)

для ротора

(1.188)

В этих выражениях k ₀₁₍₂₎ — коэффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головок зубцов статора (ротора) на удельные потери; если поверхность не обрабатывается (двигатели мощностью до 160 кВт, сердечники статоров которых шихтуют на цилиндрические оправки), то k ₀₁=1,4¸1,8, при шлифованных поверхностях (наружная поверхность роторов машин средней и большой, мощности и внутренняя поверхность статора двигателей P₂ >160 кВт) k ₀₁₍₂₎=1,7¸2,0;

n = n_c (1—s)» n_с — частота вращения двигателя, об/мин.

Полные поверхностные потери статора, Вт,

(1.189)

Полные поверхностные потери ротора, Вт,

(1.190)

Для определения пульсационных потерь вначале находится амплитуда пульсаций индукции в среднем сечении зубцов В_пул, Тл:

для зубцов статора

(1.191)

для зубцов ротора

(1.192)

В этих формулах В_z1ср и В_z2ср — средние индукции в зубцах статора и ротора, Тл;

(1.193)

При открытых пазах на статоре или на роторе при определении g ₁ и g ₂ в (1.193) вместо b_ш1 или b_ш2 подставляют расчетную ширину раскрытия паза, равную

(1.194)

индекс 1 — при расчете , индекс 2 — при расчете .

Значения коэффициента c_d в зависимости от отношения b_п / d для открытых пазов приведены на рис. 1.42.

Пульсационные потери в зубцах статора

(1.195)

пульсационные потери в зубцах ротора

(1.196)

В этих формулах m_z1 — масса зубцов стали, кг, определяется по (1.185);

m_z2 — масса стали зубцов ротора, кг:

(1.197)

где h_{z 2} — расчетная высота зубца ротора, м;

b_{z 2 ср} — средняя ширина зубца ротора, м:

b_{z 2 ср} = (b_{z 2 max} + b_{z 2 min} )/2.

 

 

Рис. 1.41 К расчету поверхностных потерь в асинхронной машине. а - зависимость b0= f (b Ш/d); б - пульсации индукции в воздушном зазоре.

Рис. 1.42 К определению расчетной ширины шлица паза.

 

Таблица 1.24

Удельные потери в стали асинхронных двигателей и значения b при толщине листов 0,5 мм

 

Марка стали	p1,0/50, Вт/кг	b
2013, 2011, 2211	2,5-2,6	1,5
	1,75	1,4
	1,6	1,3

 

Таблица 1.25

К расчету механических потерь двигателей большой мощности

 

2p
Kn	3,65	1,5	0,7	0,35	0,2	0,2

 

Поверхностные и пульсационные потери в статорах двигателей с короткозамкнутыми или фазными роторами со стержневой обмоткой обычно очень малы, так как в пазах таких роторов мало b_ш2 и пульсации индукции в воздушном зазоре над головками зубцов статора незначительны. Поэтому расчет этих потерь в статорах таких двигателей не производят.

Таким образом, добавочные потери в стали

(1.198)

и общие потери в стали асинхронных двигателей

(1.199)

Обычно Р_ст,доб — приблизительно на порядок меньше по сравнению с Р_ст,осн.

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

Электрические потери во всех фазах обмотки статора, Вт,

(1.200)

Электрические потери в обмотке короткозамкнутого ротора, Вт,

(1.202)

или

(1.203)

Механические и вентиляционные потери. 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,

(1.204)

К_т =5 при 2 р =2, К_т =6 при 2 р ³4 для двигателей с D_a £0,25 м;

K_т =6 при 2р=2; K_т =7 при 2 p ³4 для двигателей с D_a >0,25 м.

В двигателях с внешним обдувом (0,1£ D_a £0,5 м)

(1.205)

K_т =1 для двигателей с 2 р =2 и К_т =1,3 (1— D_a) при 2 р ³4.

В двигателях с радиальной системой вентиляции средней и большой мощности

(1.206)

где n_к — число радиальных вентиляционных каналов; при отсутствии радиальных каналов n_к =0.

В двигателях с аксиальной системой вентиляции

(1.207)

где D_вент — наружный диаметр вентилятора, м; в большинстве конструкций можно принять D_вент» D_a;