ГЛАВА 9 Проектирование асинхронных машин (967515), страница 19

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 19)

H_Z2 = (H_Z2max + 4 H_Z2cp + H_Z2min) / 6, (9. 110)

где H_Z2max, H_Z2min, и H_Z2cp — напряженности поля в наибольшем, наи­меньшем и среднем сечениях зубца, определяемые по индукциям в этих сечениях зубцов В_Z2max, В_Z2min, и В_Z2cp = 0,5 (В_Z2max + B_Z2min).

Индукции B_z2max и B_z2min рассчитывают по (9.109), подставляя в эту формулу вместо размера b_Z2 соответственно наименьшее (b_z2min) и наибольшее (B_z2mах) значения ширины зубца, полученные по фор­мулам табл. 9.20.

При расчете магнитного напряжения по напряженности поля в сечении на 1/3 высоты зубца ротора находят индукцию В_Z1/3, под­ставляя в формулу (9.109) вместо b_z2 ширину зубца _bz1/3 (табл. 9.20). В этом случае расчетная напряженность

Если при расчете магнитного напряжения зубцов с переменным сечением H_Z2max > 2 H_Z2min, то более точные результаты дает деление зубца по высоте на две равные части и определение средних напряженностей в каждой из них в отдельности. В этом случае расчетная ширина зубца принимается на высоте 1/3 каждой части, т. е. на вы­соте, приблизительно равной 0,2 и 0,7 всей высоты паза от его наи­более узкой части:

(9.111)

Определив индукцию B_z0,2 и B_z0,7 в этих сечениях зубца, находят соответствующие им напряженности поля H_Z0,2 и H_Z0,7. Магнитное напряжение зубцовой зоны, А, в этом случае

F_z2 = h_z2 (H_z0,2 + H_z0.7), (9.112)

Необходимо отметить, что для всех сечений зубцов, расчетная индукция в которых превышает 1,8 Тл, необходимо определить действительную индукцию, т. е. учесть уменьшение потока в зуб­це за счет ответвления части потока зубцового деления в паз, как это указано в расчете зубцового напряжения зубцовой зоны ста­тора.

Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора с фигурными паза­ми и с двойной беличьей клеткой. При фигурных пазах ротора или двойной беличьей клетке рассчитывают раздельно магнитные на­пряжения верхней и нижней частей зубцов, А:

(9.113)

где h_z2В и h_z2H — расчетные высоты верхней и нижней частей зубца, м, определяемые по формулам табл. 9.21 и 9.20; H_z2B и H_z2H — расчетные напряженности верхней и нижней частей зубца, А/м.

Расчет индукции для определения расчетных напряженностей Н_z2В и Н_z2H проводят по формулам, аналогичным приведенным выше для одноклеточных роторов, формулы для определения шири­ны зубцов в различных сечениях приведены в табл. 9.21 и 9.22 в зависимости от конфигурации пазов (рис. 9.45 и 9.46).

Магнитное напряжение зубцовой зоны роторов с фигурными пазами или с двойной беличьей клеткой, А/м,

F_Z2 = 2 (F_z2B, + F_z2H). (9.114)

Учет ответвления потока в паз при индукциях выше 1,8 Тл при расчете магнитного напряжения так же обязателен, как и при расче­те зубцовых зон с другими конфигурациями пазов.

После расчета магнитных напряжений F_δ, F_z1 и F_z2 определяют коэффициент насыщения зубцовой зоны:

(9.115)

Полученное значение k_z позволяет предварительно оценить пра­вильность выбранных размерных соотношений и обмоточных дан­ных проектируемой машины. Если k_z > 1,5...1,6, имеет место чрезмерное насыщение зубцовой зоны; если k_Z < 1,2, то зубцовая зона мало

Таблица 9.21. Размеры зубцов роторов асинхронных двигателей с фигурными пазами

Размер	Форма пазов ротора по рис. 9.40
	9.45, а	9.45, 6	9.45, в	9.45, г
bZmax
bZmin
hZB	h'B	h'B	h'B	0,9 + hШ
bZн max		=		—
bZн min		=
hZн	hH	hH – 0,1 bH	0,9 bH	—

Таблица 9.22. Размеры зубцов двойной клетки короткозамкнутых

роторов асинхронных двигателей

Размер	Форма пазов ротора по рис. 9.45
	9.46,а	9.45, 6	9.45, в
bZ в.ср
hZв	0,9 bВ + hШ
bZн max	—		—
bZн min	—		—
bZн ср
hZ Н	0,9 bH	h'H – h0	h'H – h0 – 0,1 bH2

Рис. 9.45. Обозначение размеров зубцовой зоны короткозамкнутых роторов

с фигурными пазами: а —г — различные формы пазов ротора

Рис. 9.46. Обозначения размеров зубцовой зоны

короткозамкнутых роторов с двойной беличьей клеткой:

а — в — различные конфигурации пазов двухклеточных роторов

использована или воздушный зазор взят слишком большим. В обоих случаях в расчет должны быть внесены соответствующие коррективы.

При дальнейшем расчете магнитной цепи определяют магнит­ные напряжения ярм статора и ротора.

9.9.4. Магнитное напряжение ярм статора и ротора.

Намагничивающий ток

Магнитное напряжение ярма статора, А,

F_a = L_a H_a, (9.116)

где L_a — длина средней магнитной силовой линии в ярме статора, м; Н_а — напряженность поля при индукции В_а по кривой намагничива­ния для ярма, принятой при проектировании стали, А/м.

Индукция в ярме статора, Тл,

В_а = Ф / (2h'_a l_ст1 k_c1 ), (9.117)

где h'_а — расчетная высота ярма статора, м:

(9.118)

где d_k1 и m_k1 — диаметр и число рядов аксиальных вентиляционных каналов в сердечнике статора; при отсутствии каналов m_k1 = 0.

Длина средней магнитной силовой линии в ярме статора, м,

L_a = (D_a - h_a) / (2p), (9.119)

где h_a — высота ярма статора, м:

h_a = (D_a - D) / 2 – h_п1. (9.120)

Магнитное напряжение ярма ротора, А,

F_j = L_j H_j (9.121)

где H_j — напряженность поля в ярме при индукции B_j по кривой намагничивания для ярма принятой при проектировании стали. Индукция в ярме ротора, Тл,

В_j = Ф / (2 h'_j l_ст2 k_c2 ), (9.122)

где k_с2 — коэффициент заполнения сталью ярма ротора (по табл. 9.13); h'_j — расчетная высота ярма ротора, м.

Для роторов с посадкой сердечника на втулку или на оребрен­ный вал (крупные асинхронные двигатели) расчетная высота ярма статора (см. рис. 9.43), м,

(9.123)

В двигателях с непосредственной посадкой сердечника ротора на вал внутренний диаметр ротора равен диаметру вала: D_j = D_B. B таких двигателях с 2р = 2 или 4 учитывают, что часть магнитных силовых линий потока замыкается через вал. Поэтому в двигателях с 2р = 2 расчетную высоту ярма ротора, м, определяют из выра­жения

. (9.124)

и длина силовых линий в ярме, м,

L_j = 2 h_j, (9.125)

где высота ярма ротора, м,

h_j = (D₂ - D_в) / 2 - h_п2. (9.126)

В двигателях с 2р = 4 с непосредственной посадкой сердечника ротора на вал, имеющих размерные соотношения, при которых , расчетную высоту ярма ротора определяют по (9.124), при других размерных соотношениях — по (9.126).

Длина средней магнитной силовой линии в ярме ротора всех двигателей, кроме двухполюсных, с непосредственной посадкой сер­дечника ротора на вал, м,

L_j = π(D_j + h_j) / (2p), (9.127)

где

h_j = (D₂ — D_j) / 2 — h_пa.

На этом расчет магнитных напряжений участков магнитной цепи двигателя заканчивается. Суммарное магнитное напряжение магнитной цепи (на пару полюсов), А,

F_u = F_δ + F_z1 + F_z2 + F_a + F_j. (9.128)

Коэффициент насыщения магнитной цепи

k_μ = F_u / F_δ. (9.129)

Намагничивающий ток, А,

I_μ ≈ (9.130)

Намагничивающий ток выражается также в процентах или в до­лях номинального тока двигателя:

(9.131)

Относительное значение I^*_μ служит определенным критерием правильности произведенного выбора и расчета размеров и обмот­ки двигателя. Так, если при проектировании четырехполюсного двигателя средней мощности расчет показал, что I^*_μ < 0,20.. .0,18, то в большинстве случаев это свидетельствует о том, что размеры машины выбраны завышенными и активные материалы недоиспользо­ваны. Такой двигатель может иметь высокие КПД и cosφ, но плохие показатели расхода материалов на единицу мощности, большие массу и габариты.

Характеристики

Список файлов книги