ГЛАВА 9 Проектирование асинхронных машин (967515), страница 28

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

Текст из файла (страница 28)

Для уменьшения объема расчета других точек характеристик по­ступают следующим образом.

Учитывая, что обычно насыщение зубцов полями рассеяния не сказывается на параметрах при токах I₁ < (1,5...2)/I_ном, принимают, что при скольжениях, близких к s = 0,1...0,15, изменение х₁ и х^/_2ξ не происходит и k_нас = 1. Далее, для каждого из назначенных боль­ших скольжений задаются первоначальными значениями k_нас, ис­ходя приближенно из линейного его изменения от k_нас = 1 при s = 0,1...0,15 до k_нас при s = 1.

Такой метод задания первоначальных значений k_нас позволяет правильно учесть влияние насыщения уже после первой или второй итерации.

Расчетные формулы для определения пусковых характеристик с учетом влияния насыщения полями рассеяния сведены в формуляр (табл. 9.33).

Расчет величины C_N по (9.265) предлагается выполнить до нача­ла расчета характеристик, так как она остается постоянной при из­менении скольжения.

Максимальный момент двигателя вначале определяют по при­ближенному значению критического скольжения:

S_КР ≈

После расчета всей пусковой характеристики значения s_кр и M_max* уточняют.

Таблица 9.33. Формуляр расчета пусковых характеристик асинхронного

двигатели с учетом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния

Р₂ = ... кВт; U₁ = ... В; 2р = ...; I_1ном = ... A; I'_2ном = ... А;

х₁ = ... Ом; x'₂ = ... Ом; r₁ = ... Ом; r'₂ = ... Ом;

x_12П = ... Ом; s_ном = ...; C_N = ...

№ п/п	Расчетная формула	Едини- цы вели­чины	Скольжение s
			1 0,8 ... s = sкр
1		—
2		А
3		Тл
4		—
5		мм
6		—
7		—
8		Ом
9		—
10		мм
11		—
12		—
13		Ом
14		Ом
15		Ом
16		А
17		A
18		—
19		—
20		—

Примечания: 1. Полученное в п. 18 значение сравнить с принятым k_нас (п. 1); при расхождении более 10—15% скорректировать значение k_нас и повторить расчет для данного скольжения.

2. Ток I₁ (п. 2 и 18) принимается из данных расчета табл. 9.32 (п. 14) для соответ­ствующего скольжения: s = 1 ÷ s_кp.

3. Ток I'_2ном (п. 20) берется из данных расчета рабочих характеристик двигателя (см. табл. 9.30) для s = s_ном.

9.14. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК АСИНХРОННЫХ

ДВИГАТЕЛЕЙ С РОТОРАМИ, ИМЕЮЩИМИ ДВОЙНУЮ БЕЛИЧЬЮ

КЛЕТКУ ИЛИ ФИГУРНЫЕ ПАЗЫ

Необходимость обеспечения высоких пусковых моментов для нормальной работы ряда приводов привела к довольно широкому распространению асинхронных двигателей с роторами, имеющими двойную беличью клетку со вставными стержнями или фигурными пазами, залитыми алюминием. В последние годы получили распространение также двухклеточные роторы с литыми обмотками. Кон­фигурация и размеры пазов с литыми обмотками не связаны каки­ми-либо ограничениями, налагаемыми сортаментами профильной меди или латуни, поэтому они могут быть выполнены более рацио­нально с точки зрения использования зубцовой зоны ротора и обеспечения высоких пусковых характеристик по сравнению со сварны­ми клетками.

Расчет магнитной цепи двигателей с фигурными стержнями или двойной клеткой на роторе не отличается от расчета обычных асинхронных машин. Некоторая особенность расчета магнитного напряжения зубцовой зоны ротора учтена в расчетных формулах, приведенных в § 9.9.

Здесь и далее фигурный стержень литой обмотки ротора будем рассматривать как двойную клетку ротора, причем к пусковой клет­ке отнесем верхнюю (прямоугольную или полуовальную — в зави­симости от формы фигурного паза) часть стержня, а к рабочей клет­ке — его нижнюю часть.

Расчет параметров двухклеточного ротора встречает существен­ные затруднения, так как распределение токов между стержнями верхней и нижней клеток определяется как соотношением их актив­ных сопротивлений, так и частотой тока в роторе. В то же время при больших скольжениях распределение плотности токов в пределах сечений каждого из стержней также неравномерно из-за действия эффекта вытеснения тока.

При расчете параметров двухклеточных роторов применяют приближенные методы, позволяющие получить общее выражение для активного и индуктивного сопротивлений обеих обмоток рото­ра r₂ и х₂ с учетом распределения токов между стержнями верхней и нижней клеток в зависимости от скольжения ротора. Это дает воз­можность проводить расчет рабочих и пусковых характеристик дви­гателей по формулам, применяемым для расчета характеристик ма­шин с одноклеточными роторами.

Рассмотрим один из таких приближенных практических методов расчета параметров двухклеточного ротора.

Схема замещения фазы двухклеточного ротора представлена на рис. 9.63. Как видно, сопротивления рабочей и пусковой клеток включены параллельно. Ветвь а—б—в содержит

Рис. 9.63. Схема замещения фазы корот- Рис. 9.64. Поток рассеяния в пазу двух-козамкнутого ротора асинхронного дви- клеточного ротора

гателя с двойной беличьей клеткой

сопротивление вер­хней (пусковой) клетки, ветвь а—г—в сопротивления нижней (рабо­чей) клетки [6].

Схеме замещения соответствует система уравнений

(9.287)

В этих уравнениях и на схеме замещения , — токи в стерж­нях верхней и нижней клеток; R_в(s) и R_н(s) — активные, а Х_в и Х_н - индуктивные сопротивления соответственно верхней и нижней кле­ток; х_н.в = х_в.н — сопротивление взаимной индукции между стержня­ми верхней и нижней клеток; Z_0(S) — общее для обеих параллельных ветвей сопротивление.

Анализируя картину поля потока рассеяния в пазу двухклеточного ротора (рис. 9.64), видим, что часть потока пазового рассеяния Ф_σ12 сцеплена только со стержнем нижней клетки (участок паза 1-2), Оставшаяся часть потока Ф _σ23, магнитные линии которого проходят через паз выше нижнего стержня (участок паза 2-3), сцеплена со стержнями и верхней, и нижней клеток. Поэтому индуктивное со­противление стержня нижней клетки определяется проводимостью всего потока рассеяния паза, а сопротивление индуктивности верх­него стержня и взаимная индуктивность верхнего и нижнего стерж­ней определяются проводимостью потока Ф_σ23, так как только эта часть потока сцеплена одновременно и с верхним, и с нижним стер­жнями.

Исходя из этого, примем следующие обозначения: х_п.в — ин­дуктивное сопротивление пазового рассеяния стержня верхней клетки, определяемое проводимостью верхней часта паза λ_п.в с учетом потокосцепления с верхним стержнем (поток Ф _σ23 создается МДС и верхнего, и нижнего стержней); (х_н + х_в) — индуктивное сопротивление пазового рассеяния стержня нижней клетки, причем х_н определяется проводимостью потоку рассеяния Ф_σ12 нижней части паза с учетом изменяющегося по высоте паза потокосцепления с нижним стержнем, а х_в — проводимостью потоку рассеяния Ф_σ23 верхней части паза. Потокосцепление потока Ф_σ23 с нижним стержнем постоянно.

Кроме того, учтем, что сопротивление взаимной индукции х_в.н = x_н.в определяется также проводимостью верхней части паза потоку Ф_σ23..

Детальный анализ потоков рассеяния и математическое выраже­ние коэффициентов магнитной проводимости, определяющих указанные выше сопротивления, показывают, что для принятых в электромашиностроении конфигураций и размерных соотношений пазов верхней и нижней клеток без большой погрешности в уравне­ниях (9.287) можно принять X_в ≈ х_н.в ≈ х_в.н, так как эти сопротивле­ния обусловлены проводимостью верхней части паза и

Х_н = х_в + х_н.

При принятом допущении система уравнений (9.287) может быть записана следующим образом:

(9.288)

Системе уравнений (9.288) соответствует схема замещения, приведенная на рис. (9.288), которая может служить исходной для определения параметров двухклеточного ротора. Практические формулы дня расчета r₂ и х₂ роторов с общими и раздельными замыкающими кольцами несколько различаются.

Рассмотрим вначале метод расчета r₂ и x₂ роторов с общими за­мыкающими кольцами. Для таких роторов коэффициенты при неиз­вестных токах в уравнениях (9.288) обозначают следующие сопро­тивления: R_B(s) + r_B / s — активное со­противление стержня верхней клетки; R_Н(s) = r_Н / s — активное сопро­тивление стержня нижней клетки; x_в = х_п.в — индуктивное сопротивле­ние пазового рассеяния стержня вер­хней клетки; х_н = х_п.н — индуктив­ное сопротивление пазового рассея­ния стержня нижней клетки;

Z_0(S) = Z_кл(s) + j x_д

Характеристики

Список файлов книги