Розрахунок активного шару ротора

Для асинхронних тягових двигунів прийняті тільки короткозамкнені обмотки роторів.

Вибір числа пазів ротора. Для асинхронних двигунів, не регулюючих по частоті, потребується визначення співвідношення між числом пазів статора і числом пазів ротора . Недотримання цих співвідношень може призвести до істотного зниження момента від дії 5-й і 7-й просторових гармонік поля в процесі пуска. При значному гальмівному моменті пуск може не здійснитися.

Вибір значення для АТД визначається в основному технологією виготовлення стержнів роторної обмотки. Доцільно вибрати меншим ніж . Потрібно мати на увазі, що значне збільшення числа пазів при однакових м.р.с. ротора призведе до суттєвого збільшення відношення висоти паза до його ширини, а отже, до росту пазового потоку розсіяння.

Вибір форми пазів ротора і розріз стержнів ротора. Перш за все треба вибрати розріз стержня ротора. Для цього потрібно із виразу вирахувати приведене значення струму роторної обмотки .

Значення , і повинні бути взяті уточненими по результатам вище приведених розрахунків. Значення поки не встановлено, оскільки не розраховані активний і індуктивний опори роторної обмотки. Однак без більшої погрішності можна прийняти для розрахункового режиму.

Електромагнітний момент може бути вирахуваний виходячи із того, що механічна потужність, підведена до ротора, рівна приблизно (тут - розрахункова потужність на валу). Значить, . Коефіцієнт 1,02 враховуючи збільшення механічної потужності, підведеної до ротора, в порівняні з потужністю на валу із – за механічних і додаткових втрат в роторі при синусоїдальному струмі живлення його.

Приближеність вирахування моменту в даному випадку не має значення, оскільки мова іде про вирахування розрізу стержня ротора, де помилка 0,5% не суттєва. Після визначення параметрів роторної обмотки електромагнітний момент може бути уточнений.

Струм стержня визначається по струму із виразу [7]

, (3.18)

де - коефіцієнт приведення параметрів короткозамкненої обмотки ротора до трьох фазної обмотки статора.

Звичайно рекомендується струм визначати по коефіцієнту , враховуючи співвідношення між струмами в обмотках статора і ротора як , причому значення приводиться у вигляді кривої в залежності від передбаченого коефіцієнта потужності. Однак ця залежність обґрунтовує в основному дослід проектування машин малої і середньої потужності, в рахунок цього краще використовувати перший приведений вище прийом для визначення струму .

Струм стержня ротора можна визначити із приближеної формули [7]

, (3.19)

Де прийнято, що розрахункова потужність приблизно рівна потужності, що передається ротору.

Площа перерізу стержня ротора (тут – щільність струму в стержні). Для мідних стержнів можна орієнтуватися на значення А/мм², для алюмінієвих стержнів А/мм².

Для прямокутних пазів ротора, також як і для пазів статора, бажано передбачити магнітні клини. Для полу закритих пазів з метою зменшення пульсаційних втрат і збільшення коефіцієнта повітряного проміжку ширину шліца вибирають .

Використовуючи один із варіантів конструкції стержнів ротора (дивись рис. 3.3)

Рисунок 3.3 – Форми пазів для роторної обмотки

Струм коротко замикаючого кільця можна визначити із виразу [7]

(3.20)

Площа перерізу коротко замикаючого кільця вибирають такою, щоб щільність струму в них складала 0,6 – 0,8 від щільності струму в стержнях ротора. В цьому випадку короткозамикачі кільця будуть відводити тепло від стержнів, що доцільно при осьовій вентиляції.