Расчёт пусковых характеристик

а) Расчёт токов с учётом изменения параметров под влиянием эффекта вытеснения тока (без учёта влияния насыщения от полей рассеяния).

Активное сопротивление обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока []. По рисунку 8.76 [1, стр.411]:

Приведём расчёт для При литой алюминиевой обмотке и расчётной температуре.

По рисунку 8.57 [1, стр.366] при находим .

Глубина проникновения тока:

Коэффициент для круглых стержней находим по отношению площадей всего сечения стержня и сечения, ограниченного высотой, то есть:

где площадь сечения, ограниченного высотой :

.

Где Соответственно:

Коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора под влиянием эффекта вытеснения тока:

где.

Приведенное сопротивление ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока:

Индуктивное сопротивление обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока по рис. 8.58 [3, стр. 366] при ,.

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния с учётом эффекта вытеснения тока:

.

Где.

.

.

где коэффициент магнитной проводимости участка паза, занятого проводником с обмоткой.

Следовательно:

Определим изменение индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока:

то есть:

Соответственно:

Учитывая, что индуктивное сопротивление взаимной индукции с уменьшением насыщения магнитопровода увеличивается, в расчете пусковых характеристик для скольжений, оно может быть принято равным:

.

то есть:

Не внося большой погрешности, в расчетных формулах пусковых режимов пренебрегают сопротивлением. Это оправдано при токах, заметно превышающих номинальный, так как электрические потери в обмотках, возрастающие пропорционально квадрату тока, многократно превышают потери в стали, для учета которых в схему замещения введен параметр .

При этом допущениях коэффициент:

Расчёт токов с учётом влияния эффекта вытеснения тока для.

Следовательно:

Аналогично проводим расчёты и для и для критического скольжения, вычисляемого по формуле:

.

Получим.

Данные расчётов пусковых характеристик сведены в таблицу 8:

Таблица 8.

№ п/п.	Расчётные формулы.	Размерность.	Скольжение s.
	0,8.	0,5.	0,2.	0,1.
	;	1,873.	1,676.	1,325.	0,838.	0,592.	0,565.
	;	0,75.	0,48.	0,21.	0,044.	0,011.	0,009.
	мм.
	;	1,497.	1,3.	1,121.	1,018.	0,998.	0,997.
	;	1,27.	1,165.	1,066.	1,01.	0,999.	0,998.
	Ом.	0,311.	0,285.	0,261.	0,247.	0,245.	0,245.
	;	0,77.	0,85.	0,92.	0,97.	0,98.	0,98.
	;	2,636.	2,74.	2,83.	2,89.	2,9.	2,9.
	;	0,956.	0,971.	0,985.	0,994.	0,996.	0,996.
	Ом.	1,376.	1,398.	1,42.	1,432.	1,434.	1,434.
	Ом.	0,694.	0,741.	0,909.	1,633.	2,86.	3,1.
	Ом.	2,656.	2,678.	2,698.	2,712.	2,715.	2,715.
	А.	138,44.	136,76.	133,5.		96,35.	92,142.
	А.	140,47.	138,8.	135,5.	121,89.	97,87.	93,6.

б) Расчёт пусковых характеристик с учётом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния.

Расчёт проводим для точек характеристик, соответствующих, при этом используем значения токов и сопротивлений для тех же скольжений с учётом влияния вытеснения тока (таблица 7).

Данные расчётов сведены в таблицу 8. Подробный расчёт приведём для .

Принимаем, тогда средняя МДС обмотки, отнесённая к одному пазу обмотки статора:

где ток статора, соответствующий расчётному режиму без учёта насыщения; число параллельных ветвей обмотки статора; число эффективных проводников в пазу статора; коэффициент, учитывающий уменьшение МДС паза, вызванное укорочением шага обмотки; коэффициент укорочения шага обмотки.

По средней МДС рассчитываем фиктивную индукцию потока рассеяния в воздушном зазоре:

где коэффициент Следовательно:

По полученному значению определяют отношение потока рассеяния при насыщении к потоку рассеяния ненасыщенной машины, характеризуемое коэффициентом, значение которого находим по кривой рисунка 8.61 [3, стр. 370]: при, .

Значение дополнительного эквивалентного раскрытия пазов статора:

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния при насыщении определяют для статора из выражения:

где проводимость, рассчитанная без учёта насыщения, вызванное насыщением от полей рассеяния уменьшение коэффициента магнитной проводимости рассеяния закрытого паза:

Следовательно:

Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния при насыщении участков зубцов статора:

Индуктивное сопротивление обмотки статора с учётом насыщения от полей рассеяния определяем по отношению сумм коэффициентов проводимости, рассчитанных без учёта и с учётом насыщения от полей рассеяния:

Для короткозамкнутых роторов дополнительное раскрытие рассчитываем по формуле:

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния при насыщении определяют для ротора из выражения:

Где.

Соответственно:

Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния при насыщении участков зубцов ротора:

Для ротора принимаем отношение сумм проводимостей, рассчитанных без учёта влияния насыщения и действия вытеснения тока (для номинального режима) и с учётом этих факторов:

Коэффициент:

Расчёт токов и моментов:

Ток в обмотке ротора:

Соответственно:

Кратность пускового тока с учётом влияния вытеснения тока и насыщения:

Кратность пускового момента с учётом влияния вытеснения тока и насыщения:

Полученный в расчёте коэффициент насыщения:

Таблица 9.

№ п/п.	Расчётные формулы.	Размерность.	Скольжение s.
	0.8.	0.5.	0.2.	0.1.
	——;	1,3.	1,25.	1,2.	1,15.	1,1.	1.3.
	А.
	Тл.	3,427.	3,386.	3,052.	2,631.	2,021.	1,915.
	——;	0,66.	0,68.	0,72.	0,75.	0,87.	0,88.
	мм.	3,74.	3,52.	3,08.	2,75.	1,43.	1,32.
	——;	1,29.	1,3.	1,32.	1,335.	1,412.	1,42.
	——;	1,162.	1,197.	1,267.	1,32.	1,531.	1,549.
	Ом.	1,084.	1,094.	1,112.	1,127.	1,187.	1,192.
	——;	1,012.	1,012.	1,012.	1,012.	1,013.	1,013.
	мм.	5,95.	5,6.	4,9.	4,375.	2,275.	2,1.
	——;	2,263.	2,268.	2,279.	2,288.	2,355.	2,364.
	——;	1,135.	1,17.	1,238.	1,29.	1,496.	1,514.
	Ом.	1,169.	1,177.	1,194.	1,208.	1,267.	1,272.
	Ом.	0,694.	0,739.	0,9.	1,629.	2,861.	3,1.
	Ом.	2,267.	2,285.	2,321.	2,35.	2,47.	2,48.
	А.	160,31.	158,25.	152,48.	132,93.	100,55.	95,59.
	А.	162,35.	160,28.	154,47.	134,69.		96,96.
	——;	1,156.	1,155.	1,14.	1,105.	1,042.	1,036.
	——;	5,24.	5,17.	4,893.	4,345.	3,29.	3,128.
		——;	0,783.	1,9.	1,189.	2,14.	2,42.	2,4.

Рис. 14.

Рис. 15.

Сравнение параметров проектируемого АД, полученных в данном разделе, с теми же параметрами аналога (таблица 10):

Таблица 10.

Величина.
Проектируемый АД.	2,4.	0,783.	5,24.
Аналог.	2,2.	1,4.	7,5.

Анализируя расхождения данных, приведенных в аналоговом двигателе и полученных в результате расчетов, необходимо отметить, что расхождения имеют место в результате приближенного определения электромагнитных нагрузок, приближенного метода расчета, выбора значений по кривым намагничивания, а также из-за различия методик расчета. Как мы увидим далее, при моделировании двигателя будут получены приблизительно такие же результаты, т. е. расчет выполнен верно. Анализируя полученные данные, можно сказать, что проектируемый двигатель не удовлетворяет условиям пуска (мала кратность пускового момента). В связи с этим необходимо наложить ограничение: пуск такого двигателя возможен только на холостом ходу с последующим нагружением. Для увеличения пускового момента нужно принять определенные меры, например, уменьшить сопротивление рот…