Методика поверочных расчетов асинхронных двигателей.

Рассмотрим различные случаи поверочных расчетов асинхронных двигателей. Поверочный расчет при известной индукции в воздушном зазоре. В этом случае известны паспортные данные машины (номинальная мощность, ток, напряжение, скорость)[25], геометрия зубцового слоя статора и ротора, диаметры и длина магнитопровода, а также размеры охлаждающих каналов.По формулам (13.1) и (13.6) определяют расчетную длину активной стали lδ и число эффективных витков обмотки статора ω1. По формуле (13.7) или (13.8) определяют число эффективных проводников в пазу uп1 (с округлением до ближайшего целого, желательно четного). Исходя из коэффициента заполнения паза kм, по формуле (13.10) вычисляют сечение эффективного витка qэф. Зная число элементарных проводов в одном эффективном nэл, определяют сечение элементарного проводника qэл = qэф/nэл . По сортаменту обмоточного провода и его марке подбирают провод, сечение которого близко к qэл , и записывают его размеры d/dиз (диаметры голого и изолированного провода). Проверяют, совпадают ли значения uп1и d/dиз с известными для данной машины. Если получают близкое сов­падение, то расчет этим ограничивается.

Поверочный расчет при неизвестной индукции в воздушном зазоре.

В этом случае известны исходные данные для предыдущего расчета, а также количество элементарных проводников в пазу и в одном эффективном, число параллельных ветвей обмотки, диаметр обмоточного провода. Последовательность расчета следующая.

По формуле определяют расчетную длину сердечника lδ, Определяют зубцовое деление статора t1 и ротора t2 по формулам , а также расчетную высоту ярма статора (по методике [7, 19]), среднюю длину силовой линии в ярме статора La, коэффициент воздушного зазора kδ число эффективных проводов в пазу uп1 по известному числу элементарных проводов в пазу uп1эл и числу элементарных проводов в одном эффективном uп1 = uп1эл/nэл . По формуле находят значение индукции в воздушном зазоре Вδ (остальные величины, входящие в эту формулу, известны).

Определяют индукцию в отдельных участках магнитной цепи двигателя и рассчитывают намагничивающий ток в соответствии с рекомендациями § 13.2. На этом этапе расчета можно считать, что падение магнитного напряжения в ярме и зубцах ротора (Fj+Fz2) составляет примерно 0,9 от падения магнитного напряжения в ярме и зубцах статора (Fa+ Fz1), и не рассчитывать подробно магнитную цепь ротора. Кроме того, при расчете намагничивающего тока обмоточный коэффициент kоб1 если он неизвестен, можно принять равным 0,92.Сравнивают намагничивающий ток с его каталожным значением. Если значения этих токов близки, расчет прекращается. Если расчетный ток существенно отличается от каталожного, то продолжают расчет магнитной цепи, изменяя индукцию в воздушном зазоре. Если расчетный ток меньше (больше) каталожного, то увеличивают (уменьшают) индукцию Вδ и повторяют расчет, предварительно определив по формуле число эффективных проводов в пазу, соответствующее новому значению индукции Вδ.Расчет магнитной цепи продолжается до тех пор, пока не получат близкого совпадения расчетного и каталожного намагничивающего тока.Определяют новое сечение обмоточного привода

(3.69)

и подбирают по нему ближайший стандартный, записывая его параметры (диаметры и сечение).

По полученному сечению эффективного витка (qэл.нов ∙ nэл) определяют плотность тока –∆1 = I1ном/(a1qэф), вычисляют по формуле линейную нагрузку, а затем коэффициент пропорциональности перегрева A1 ∙ ∆1 .

По формулам проверяют коэффициенты заполнения паза kм и kз. Если kз ≤ 0,72÷0,74, расчет считается законченным. Если площадь паза за вычетом площади изоляции S′п неизвестна, то ограничиваются проверкой коэффициента kм, так как при известной геометрии паза его площадь в свету Sп.св нетрудно определить. Рекомендуемые значения kм приведены: в § 13.2.

Поверочный расчет при отсутствии обмоточных и паспортных данных. В этом случае расчет существенно усложняется, поскольку правильность расчета индукции в воздушном зазоре можно окончательно установить лишь после испытаний двигателя на холостом ходу. Для восстановления обмоточных и паспортных данных необходимо перед началом расчета определить исполнение двигателя (способ охлаждения и защиты от воздействия окружающей среды), тип изоляции листов сердечника магнитопровода, марку стали (или ее магнитные характеристики) и все размеры сердечника. Кроме того, должны быть заданы рабочее (номинальное) напряжение, частота питающей сети и частота вращения.Как видно из предыдущего варианта расчета, если величина тока холостого хода отличается от каталожной, то необходимо варьировать величинами Вδ, и числами витков обмотки (с соответствующим изменением их сечения). Для ограничения вариантов расчета можно рекомендовать графоаналитический метод определения оптимального значения индукции Вδ, состоящий в следующем (рис.3.79).Задаются тремя различными значениями индукции в воз­душном зазоре Вδ1 , Вδ2 , Вδ3. Причем Вδ1, Вδ3 –граничные значения индукции согласно данным [7, 19], а Вδ2 –ее среднее значение. По формуле определяют соответствующее этим индукциям количество эффективных проводников в пазу uп1 , uп2 , uп3. не проводя их округления. Число параллельных ветвей a1 принимают равным единице. По формуле определяют число витков фазы ω1 также не проводя его округления до целого. Проводят расчет магнитной цепи (см. § 13.3) для трех выбранных значений индукции в воздушном зазоре, определяя три значения намагничивающего тока Iμ.

Рис.3.79. Графики для расчета оптимального значения индукции асинхронного двигателя при отсутствии его паспортных и обмоточных данных.

Задаваясь средней плотностью тока Ai по [7, 19], определяют номинальный ток I1н = ∆1 ∙ qэф ,а затем относительное значение намагничивающего тока iμ (в %). Задаются средними значениями энергетических показателей и по формуле определяют мощность Р2. Как отмечалось, эти расчеты проводятся для трех значений Вδ. В результате получаем зависимость Вδ→iμ→Р2 , на основании которой строится кривая 1 –iμ = f (P2) (см. рис.3.79). Для трех полученных значений мощности Р2 и известной частоты вращения по [7, 16, 19, 24] находят предельные значения намагничивающего тока и строят зависимость iμпр =f(P2) –кривая 2.Точка К пересечения кривых 1 и 2 определяет мощность Р2опт, при которой удовлетворяется значение допустимого и намагничивающего тока, т. е. магнитные нагрузки двигателя находятся в заданных пределах.Построив зависимости Вδ =f(Р2) и uп=f(Р2) (кривые 3, 4 на рис.3.79), для полученного значения Р2опт определяют оптимальное значение индукции Вδопт (точка М) и соответствую­щее ей число эффективных проводников uп.опт (точка L). Для получения равносекционной двухслойной обмотки ип должно быть четным числом, однослойной –целым. Так как было принято, что а1 = l, то ип округляют до требуемого значения (можно также идти по пути увеличения ai).Еще раз по формуле определяют сечение эффективного проводника при новом значении ип. В случае необходимости этот эффективный проводник разбивают на несколько элементарных (по технологическим соображениям диаметр изолированного провода не должен превышать 1,6—1,8 мм). Окончательно определяют размеры провода (d/dиз) и nэл .По формуле проверяют величину коэффициента заполнения kз (конструкция пазовой изоляции либо известна, либо ей следует задаться).Определяют номинальный ток по формуле I1н = ∆qэфа1 и полезную мощность Р2. На этом расчет заканчивается.В ряде случаев дополнительно проводится построение схемы обмотки и уточняется обмоточный коэффициент kоб1.

ret.deutsch-service.ru refankv.ostref.ru referatsja.nugaspb.ru whf.deutsch-service.ru Главная Страница