- напряженность  магнитного поля при 2р≥4 и В_с2=0,58 Тл определяем из Приложения 5 [1].

     В_с2≤0,58 Тл

     Н_с2=0,68 А/см 

- средняя длина  пути магнитного потока:

     L_с2= =21,83 мм

- МДС для спинки  ротора:

     F_с2=0,1·Н_с2·L_с2=0,1·0,68·21,83=1,48 А

Параметры магнитной цепи

 

- суммарная МДС магнитной цепи на один полюс:

     F_Σ=F_б+F_з1+F_з2+F_c1+F_c2=257+37,2+32,7+29,1+1,48=357,5 А

- коэффициент  насыщения магнитной цепи:

     К_нас= =1,39

- намагничивающий  ток:

     I_м= =5,7 А

- намагничивающий  ток в относительных единицах:

     I_м*= =0,4

- ЭДС холостого  хода:

     Е=К_н·U₁=0,96·220=211,2 В

- главное индуктивное  сопротивление:

     X_м= =37,1 Ом

- главное индуктивное  сопротивление в относительных единицах:

X_м*= =2,4 

Активные  и индуктивные  сопротивления обмоток 

- активное сопротивление  обмотки фазы при t=20ºС:

     r₁= =0,54 Ом

где ρ_м20 – удельная электрическая проводимость меди при 20ºС =57 

- активное сопротивление  обмотки фазы при t=20ºС в относительных единицах:

     r_1*= =0,035

Проведём проверку правильности определения r_1*:

     r_1*= =0,035

- коэффициент  проводимости рассеяния для трапецеидального  полузакрытого паза:

       λ_n1= =0,48

     где h_к1=0,7; h₂=0,6; h₃=h₄=0    Табл. 9-21 [1]

     

- коэффициент  учитывающий влияние открытия  пазов статора на проводимость  дифференциального рассеяния:

     К_ш1= =0,879

- коэффициент  проводимости дифференциального рассеяния:

     λ_д1= =1,44

     где  К_р1=0,8 (Табл. 9-22 [1]) при q1=3, Z/p=18;

     К_д1=0,0141 (Табл. 9-23 [1])

 

- коэффициент  проводимости рассеяния лобовых  частей обмотки:

     λ_л1= =0,57

- коэффициент  проводимости рассеяния обмотки статора:

     λ₁=λ_n1+λ_д1+λ_л1=0,48+1,44+0,57=2,49

- индуктивное  сопротивление обмотки фазы статора:

     х₁= = 0,91 Ом

- индуктивное  сопротивление обмотки фазы статора  в относительных единицах:

     х_1*= 0,058

Проверка правильности определения х_1*:

     х_1*= =0,058 

Сопротивление обмотки короткозамкнутого  ротора с овальными  полузакрытыми пазами 

- активное сопротивление  стержня клетки при t=20ºС:

     r_ст= =3,9·10^-5 Ом

     где ρ_а20=27

- коэффициент  приведения тока кольца к току  стержня:

     К_пр2= =0,37

- сопротивление  короткозамыкающих колец, приведенное  к току стержня при 20ºС:

     r_кл= =6,5·10^-6 Ом

- центральный угол скоса пазов:

     α_ск= =0,35 рад.

По графику (Рис. 9-16 [1]) определим коэффициент скоса пазов ротора:

      принимаем K_ск=0,98

- коэффициент  приведения сопротивления обмотки  ротора к обмотке статора:

     К_пр1= =4681,95

- активное сопротивление обмотки ротора при 20ºС приведенное к обмотке статора:

      =0,213 Ом

- активное сопротивление  обмотки ротора при 20ºС приведенное  к обмотке статора, в относительных единицах:

      =0,014

- ток стержня ротора для рабочего режима:

     I₂= =179,7 А

- коэффициент  проводимости рассеяния для овального  полузакрытого паза ротора:

λ_п2= =

=1,8 

- количество  пазов ротора на полюс и  фазу:

     q₂= =2,83≈3

- коэффициент дифференциального рассеяния ротора определим по графику (Рис. 9-17 [1])

Принимаем К_д2=0,015 

- коэффициент  проводимости дифференциального  рассеяния:

     λ_д2= =2,14

- коэффициент  проводимости рассеяния короткозамыкающих  колец литой клетки:

     λ_кл= =0,196≈0,2

- относительный  скос пазов ротора в долях  зубцового деления ротора:

     β_ск2= =0,95

- коэффициент  проводимости рассеяния скоса  пазов:

     λ_ск= =1,41

- коэффициент  проводимости рассеяния обмотки ротора:

     λ₂= λ_п2+ λ_д2+ λ_кл+ λ_ск=1,8+2,14+0,2+1,41=5,55

- индуктивное  сопротивление обмотки ротора:

     х₂=7,9·f₁·l₂·λ₂·10^-9=7,9·50·200·5,55·10^-9=4,4·10^-4 Ом

- индуктивное  сопротивление обмотки ротора, приведенное  к обмотке статора:

      =2,1 Ом

- индуктивное  сопротивление обмотки ротора, приведенное  к обмотке статора, в относительных  единицах:

      =0,13

- проверка правильности  определения  :

     

      =0,5 

Сопротивление обмоток преобразованной  схемы замещения  двигателя (с вынесенным на зажимы намагничивающим  контуром) 

Активные сопротивления  статора и ротора приводим к расчётной  рабочей температуре, соответствующей  классу нагревостойкости применённых изоляционных материалов и обмоточных проводов.

- коэффициент  рассеяния статора:

     τ₁= =0,025

- коэффициент  сопротивления статора:

     ρ₁= =0,02

     где m_Т=1,22 для изоляции класса нагревостойкости В.

- найдём преобразованные  сопротивления обмоток:

      =0,66 Ом

      =0,94 Ом

      =0,27 Ом

      =2,2 Ом

Так как К_нас<1,7 (1,34) и τ₁<0,05 (0,02), необходимость пересчёта магнитной цепи отсутствует.

3. Расчёт режимов холостого хода и номинального

Режим холостого хода

 

Так как ρ₁≤0,1, то при расчёте режимов считаем, что (ρ₁)²≈0.

- реактивная  составляющая тока статора при  синхронном вращении:

     I_с.р.= =5,8 А

- электрические потери в обмотке статора при синхронном вращении:

     Р_с.м1= =66,61 Вт

- расчётная масса  стали зубцов статора при трапецеидальных пазах:

     m_з1=7,8·Z₁·b_Z1·h_n1·l₁·K_c·10^-6=7,8·54·3,43·21,03·200·0,97·10^-6=5,9 кг

- магнитные потери  в зубцах статора (для стали 2013):

     Р_з1=4,4 ·(В_з1ср)²·m_з1=4,4·(1,85)²·5,9=88,85 Вт

- масса стали  спинки статора:

     m_с1=7,8·π·(D_н1-h_с1)·h_с1·l₁·K_c·10^-6=7,8·3,14·(226-12,11)·12,11·200·0,97·10^-6=12,31 кг

- магнитные потери  в спинке статора (для стали  2013):

     Р_с1=4,4·(В_с1ср)²·m_c1=4,4·1,5²·12,31=121,87 Вт

- суммарные магнитные  потери в сердечнике статора,  включающие добавочные потери  в стали:

     Р_сΣ= =280,91 Вт

- механические  потери при степени защиты 1Р44 и способе охлаждения 1СО141 без  радиальных вентиляционных каналов:

     Р_мхε= =26,09 Вт

     где К_мх=1 при 2р³4

- активная составляющая  тока холостого хода:

     I_0а= =0,57 А

- ток холостого  хода:

     I₀= =5,8 А

- коэффициент  мощности при холостом ходе:

     cosφ₀= =0.098

Расчёт  параметров номинального режима работы

 

- активное сопротивление  КЗ:

     r_к= =0,93 Ом

- индуктивное  сопротивление КЗ:

     х_к= =3,14 Ом

- полное сопротивление  КЗ:

     z_к= =3,27 Ом

- добавочные  потери при номинальной нагрузке:

     Р_д= =33,95 Вт

- механическая  мощность двигателя:

      =5,56·10³ Вт

- эквивалентное  сопротивление схемы замещения:

     R_н= =23,81 Ом

- полное сопротивление схемы замещения:

     Z_н= =24,94 Ом

- проверка правильности  определения Z_н и R_н:

      =0,038 Ом^-1

      =0,037 Ом^-1

- скольжение  (в относительных единицах):

     S_н= =0,011

- активная составляющая тока статора при синхронном вращении:

     I_с.а= =0,53 А

- ток ротора:

      =8,8 А

- ток статора,  активная составляющая:

     I_а1= =9,30 А

- ток статора,  реактивная составляющая:

     I_p1= =6,58 А

- фазный ток  статора:

     I₁= =11,4 А

- коэффициент  мощности:

     cosφ= =0.816

- линейная нагрузка статора:

     А₁= =196,55 А/см

- плотность тока  в обмотке статора:

     j₁= =3,36 А/мм²