Активное сопротивление обмотки статора.

Сопротивление одной параллельной ветви при температуре 100 °С:

Сопротивление фазы обмотки статора при температуре 100 °С:

Размеры катушек.

Длина одной параллельной ветви обмотки статора:

где - удельная электрическая проводимость меди при расчетной температуре 100 °С.

Средняя длина витка:

Осевая длина (вылет) лобовой части обмотки:

где τ - полюсное деление, выраженное в единицах длины,

 

 

Размеры пазов и зубцов статора.

Зубцовое деление статора:

 

Для четырехполюсных двигателей с двухслойной всыпной обмоткой рекомендуется применять трапецеидальную форму паза статора (рис.4),при которой обеспечивается постоянство ширины зуба и магнитной ин­дукции во всех сечениях по высоте зуба.

Приняв ширину зуба

 

и определив площадь паза по формуле

,

 

Рис. 4

где k _п =0,4 - коэффициент заполнения паза с учетом пазовой изоляции, изоляционных прокладок и клипа, определяем глубину паза (высоту зуб­ца) по формуле:

 

 

Основной магнитный поток машины.

где коэффициент k_с = 0,965 — отношение ЭДС фазы обмотки статора к фазному напряжению,

k_о1 = 0,925 - обмоточный коэффициент статора.

 

Высота ярма статора и наружный диаметр статора.

Высота ярма статора:

где k_с= 0,97 - коэффициент, учитывающий изоляционные прослойки ме­жду листами стали; В_а1 - магнитная индукция в ярме статора, значение которой находится в пределах 1,5... 1,7 Тл. Примем B_а1 = 1,6 Тл.

Наружный диаметр статора:

 

 

Расчет ротора

Число пазов ротора.

Практикой установлено определенное соотношение между числом пазов статора и ротора, при котором снижаются дополнительные потери мощности, уменьшаются тормозные моменты, снижается шум машины. В табл. 4.1 приведены рекомендуемые числа пазов ротора четырехполюсного асинхронного двигателя. Выбираем Z2= 38.

Таблица 4.1

Соотношение пазов статора и ротора

 

Число пазов статора	Число пазов ротора
	17 26 44 34 38 50 70

Расчет обмотки ротора.

Ток стержня ротора.

,

где k1= 0,92 - коэффициент, учитывающий влияние намагничивающего I на соотношение между токами статора и ротора.

Ток в замыкающем кольце:

,

где

Сечение стержня обмотки ротора:

где - плотность тока в стержне.

Сечение замыкающего кольца:

где — плотность тока в кольце.

 

Размеры элементов ротора.

Принимаем величину воздушного зазора δ = 0,5 мм.

Наружный диаметр ротора:

Зубцовое деление ротора:

Для короткозамкиутой обмотки ротора применяется закрытый гру­шевидный паз (рис. 5) с шириной зубца.

где — магнитная индукция в воздушном зазоре,

— магнитная индукция в зубцах ротора;

Рис. 5

Размеры паза ротора определяются по формулам

где - высота усика; - высота мостика;

Высота замыкающего кольца:

Ширина замыкающего кольца:

Высота ярма ротора:

Магнитная индукция в ярме ротора рекомендуется в пределах 0,8...0,85 Тл. Принимаем Ba2 = 0,83 Тл.

Диаметр вала под посадку железа ротора:

 

 

Схема замещения двигателя

Параметры схемы.

Г-образная схема замещения с вынесенной на зажимы намагничивающей ветвью

(рис. 6) используется для анализа режимов работы двигателяс помощью круговой

диаграммы.

 

Рис. 6

Параметрами схемы являются:

r1 – активное сопротивление фазы обмотки статора;

x1 – индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора;

r m – активное сопротивление, мощность которого соответствует потерям мощности в стали статора;

x m – основное индуктивное сопротивление намагничивающей ветви;

r2 – приведенное активное сопротивление фазы обмотки ротора;

x2 – приведенное индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки ротора;

Rм – активное сопротивление, мощность которого равна полной механи­ческой

мощности двигателя.

 

Токи схемы замещения:

I₀ – ток холостого хода двигателя;

I₂' – приведенный ток ротора;

I₁ – фазный ток статора.

Ток холостого хода Iо содержит активную Iо_а и реактивную

(намагничивающую) Iμ составляющие.

5.2. Основной магнитный поток машины создается намагничивающим током в катушке с индуктивным сопротивлением:

где kδ = 1,2 - коэффициент, учитывающий неравномерное распределение магнитной индукции в воздушном зазоре вследствие зубчатости статора;

kμ = 1,3 - коэффициент насыщения, учитывающий нелинейность кривой

намагничивания.

Реактивная составляющая тока холостого хода (намагничивающий ток):

где Е1 – ЭДС фазы обмотки статора,

Индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора:

 

В режиме холостого хода имеют место потери в стали статора и ме­ханические потери, которые остаются практически неизменными во всех режимах работы машины. Эти потери называют потерями холостого хода:

Активная составляющая тока холостого хода:

Ток холостого хода:

что составляет 20% от номинального тока двигателя и является допусти­мым.

Коэффициент мощности в режиме холостого хода:

где

Приведенный ток ротора:

Приведенное активное сопротивление фазы обмотки ротора при t =100 "С:

Приведенное индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки ротора:

Сопротивление, мощность которого равна потерям мощности в ста­ли статора:

5.3. Намагничивающая (магнитодвижущая) сила, необходимая для создания основного магнитного потока машины:

Намагничивающая сила воздушного зазора:

 

Коэффициент насыщения стали:

 

Значение этого коэффициента обычно находится в пределах 1,2,..., 1,5