Активная мощность, потребляемая двигателем из сети.

Суммарные потери мощности:

Потери мощности в магнитопроводе статора возникают вследствие перемагничивания и действия вихревых токов, пульсаций магнитной ин­дукции в воздушном зазоре и зубцах статора:

Электрические потери в обмотке статора при t = 100 °С:

 

Электрические потери в обмотке ротора при I = 100°С:

Механические и вентиляционные потери:

2.3. Энергетическая диаграмма приведена на рис. 2. Она дает на­глядное представление о распределении (преобразовании) мощности (энергии) в двигателе.

 

 

P,Bt

 

Рис.2

Используя энергетическую диаграмму, можно определить электро­магнитную и механическую мощности машины.

Электромагнитная мощность - это мощность, передаваемая от ста­тора к ротору:

Механическая мощность:

Скольжение.

Частота вращения магнитного потока статора:

Угловая скорость вращения магнитного потока статора:

Частота вращения ротора:

Угловая скорость вращения ротора:

Электромагнитный момент:

 

Полезный момент на налу двигателя:

Размеры двигателя.

Главными размерами машины являются внутренний диаметр стато­ра (диаметр расточки) D1, наружный диаметр статора Da1 и длина статора l 1. Наружный диаметр статора определяет высоту оси вращения ротора над опорным основанием машины. Размеры D1и l 1 взаимосвязаны и оп­ределяются электромагнитной нагрузкой машины. Их можно изменять, но так, чтобы произведение l 1D1оставалось неизменным. Практикой проек­тирования асинхронных двигателей установлено оптимальное отношение:

,

при котором достигаются высокие технико-экономические показатели двигателя. Для четырехполюсных асинхронных двигателей это отношение находится в диапазоне 0,7... 1,0. В расчете примем λ =0,85.

Диаметр расточки статора D1 определяется по формуле:

где kф =1,11 - коэффициент формы кривой поля.

Длина статора:

 

Расчет статора

Обмотка статора.

Число витков одной фазы обмотки статора w1 зависит от линейной нагрузки А, представляющей собой сумму токов всех проводников обмот­ки статора, приходящуюся на единицу длины окружности расточки стато­ра:

Здесь 2w1 - число проводников (сторон) одной фазы обмотки;

N = 2w1 т1=6w1 - число проводников трех фаз обмотки.

Число витков:

Линейная нагрузка в диапазоне мощности 10...40 кВт линейно зави­сит от диаметра расточки статора и рассчитывается по формуле:

Тогда

Число витков в катушке, катушечной группе и фазе должно быть це­лым. Кроме того, для двухслойных обмоток число проводников в пазу N_п должно быть четным. Этим условиям отвечает ближайшее к полученному число витков w1 = 64, которое принимаем для дальнейших расчетов.

Предварительное число пазов статора четырехполюсного асинхрон­ного двигателя определяется по формуле:

Предварительное число пазов на полюс и фазу:

Ближайшее целое значение q1 = 4.

Окончательное число пазов статора:

Фаза обмотки статора состоит из катушек. Катушки соединяются в катушечные группы, каждая из которых содержит q1последовательно включенных катушек. Между собой катушечные группы могут соединять­ся в параллельные ветви. Параллельное соединение катушечных групп не­обходимо при больших токах статора, когда поперечное сечение провод­ников превышает 2,5... 3,0 мм², при котором намотка катушек затруднена.

Четырехполюсная асинхронная машина может иметь две (а = 2) или четыре (а = 4) параллельные ветви. При а =1 все катушечные группы включены последовательно.

В решаемой задаче принимается а = 2.

Полюсное деление, выраженное числом пазов:

В четырехполюсных асинхронных двигателях применяются двух­слойные петлевые равнокатушечные обмотки с укороченным шагом. Ко­эффициент укорочения, равный отношению шага обмотки, выраженному числом пазов, к полюсному делению.

выбирается так, чтобы устранить высшие гармонические, вызнанные несинусоидальностью магнитного поля в воздушном зазоре машины. Он со­ставляет 0,8... 0,85.

Примем у = 10. Тогда коэффициент укорочения шага.

,

что находится в пределах рекомендованного диапазона.

Каждая издвух параллельных ветвей обмотки содержит по w1 = 64 витков,

объединенныхв две катушечные группы по четыре (q1 = 4) катуш­ки в каждой. Число

витков в катушечной группе.

Число витков в катушке:

Число проводчиков впазу двухслойной обмотки:

3.2. Площадь поперечного сечения проводника обмотки статора оп­ределяется величиной тока статора, числом параллельных ветвей обмотки и плотностью тока.

Плотность тока в обмотке статора определяется по формуле:

Площадь поперечного сечения проводника одной параллельной ветви: