2.Электромагнитный расчёт

Выбран проводник с размерами мм (мм²).

2.10.6 Расстояние между катушками соседних полюсов

мм.

Полученная величина больше 7 мм, значит, по [1], обмотка возбуждения сконструирована правильно.

2.10.7 Плотность тока в обмотке возбуждения (уточненное значение)

А/м².

2.10.8 Превышение температуры обмотки возбуждения

где м/с.

Для однорядных обмоток с оголенными поверхностями допустимое превышение температуры согласно ГОСТ 183-74 для изоляции класса нагревостойкости В равно 90⁰ С. При расчете машин допустимое превышение температуры следует принимать на 10-15 ⁰ С меньше по сравнению с рекомендованной ГОСТ [1]. Превышение температуры находится в допустимых пределах.

2.10.9 Уточнение значения высоты полюса

мм.

Так как расхождение с раннее выбранной высотой м составляет 0.6%, то пересчет магнитного напряжения полюса не производим.

2.10.10 Активное сопротивление обмотки возбуждения при С

Ом.

Активное сопротивление обмотки возбуждения при С

Ом.

2.10.11 Напряжение на кольцах обмотки возбуждения при номинальной нагрузке и С

В.

2.10.12 Коэффициент запаса возбуждения

.

Коэффициент запаса возбуждения находится в допустимых пределах [1].

2.11 Параметры обмотки возбуждения

2.11.1 Индуктивное сопротивление обмотки возбуждения в о.е.

,

где .

2.11.2 Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки возбуждения в о.е.

.

2.11.3 Индуктивное сопротивление рассеяния пусковой обмотки по продольной оси в о.е.

где - коэффициент проводимости пазового рассеяния;

- коэффициент проводимости дифференциального рассеяния;

- коэффициент проводимости короткозамыкающих колец по продольной оси;

- коэффициент, по рекомендации [1] при .

.

;

,

где - коэффициент, по рекомендации [1] .

2.11.4 Индуктивное сопротивление рассеяния пусковой обмотки по поперечной оси в о.е.

где - коэффициент проводимости короткозамыкающих колец по поперечной оси.

где - коэффициент, по рекомендации [1] .

2.11.5 Активное сопротивление обмотки возбуждения при С в о.е.

.

2.11.6 Активное сопротивление пусковой обмотки по продольной оси при С в о.е.

где - отношение удельных сопротивлений материала стержня и кольца к удельному сопротивлению меди.

2.11.7 Активное сопротивление пусковой обмотки по поперечной оси при С в о.е.

2.12 Масса активных материалов

2.12.1 Масса зубцов статора

кг,

где м.

2.12.2 Масса ярма статора

кг.

2.12.3 Масса меди обмотки статора

кг.

2.12.4 Масса меди обмотки возбуждения

кг.

2.12.5 Масса меди стержней пусковой обмотки

кг.

2.12.6 Масса меди короткозамыкающих колец

2.12.7 Масса стали полюсов

2.12.8 Масса стали обода ротора

2.12.9 Полная масса меди

кг.

2.12.10 Полная масса активной стали

кг.

2.13 Потери и КПД

2.13.1 Основные электрические потери в обмотке статора

кВт.

2.13.2 Потери на возбуждение

кВт.

2.13.3 Магнитные потери в ярме статора

кВт,

где - коэффициент, учитывающий увеличение потерь из-за частичного замыкания листов вследствие наличия заусенцев, а также изменения структуры стали при штамповке по [1],

Вт/кг - удельные потери при индукции 1 Тл и частоте 50 Гц для стали марки 2511.

2.13.4 Магнитные потери в зубцах статора

кВт,

где - коэффициент, учитывающий увеличение потерь из-за частичного замыкания листов вследствие наличия заусенцев, а также изменения структуры стали при штамповке.

2.13.5 Механические потери

кВт.

2.13.6 Поверхностные потери в полюсных наконечниках

где - коэффициент при полюсах толщиной 1 мм;

- амплитуда пульсации индукции в воздушном зазоре, Тл.

Тл.

2.13.7 Добавочные потери при нагрузке

кВт,

где - активная мощность, подводимая к двигателю при номинальной нагрузке, кВт.

кВт.

2.13.8 Общие потери при номинальной нагрузке

кВт.

2.13.9 Коэффициент полезного действия

2.14 Характеристики двигателя

2.14.1 Статическая перегружаемость

где при МДС обмотки возбуждения определяется по продолжению прямолинейной части характеристики холостого хода;

- коэффициент, по рекомендации [1] при .

2.14.2 Угловая характеристика

Угловая характеристика - это зависимость момента, развиваемого двигателем, от угла нагрузки .

где - угол между осью полюсов и осью результирующего магнитного поля.

Угловая характеристика представлена на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5. Угловая характеристика.

Таблица 2.4. К расчёту угловой характеристики.

, град	0	20	40	60	80	100	120	140	160	180
	0	0.972	1.758	2.226	2.332	2.12	1.658	1.147	0.574	0

2.14.3 U - образные характеристики

U-образные характеристики – это зависимость тока якоря от тока возбуждения при . Строятся методом Потье при помощи характеристики холостого хода и векторных диаграмм. Построения произведены для трёх значений мощности: Р^*₁ = (0.9, 0.5, 0.2)∙Р_1н.

Таблица 2.5. К построению векторных диаграмм.

Таблица 2.5.1

0.95	1,05	1,4	0.0025	0.93	0.62	0.26	0.45	0,97
0.9	1,02	1,32	0.0024	0.96	0.7	0.28	0.49	0,91
0.93	0,99	1,28	0.0022	0.964	0.74	0.3	0.52	0,86

Продолжение Таблица 2.5.1

0,72	42	0,62	1,34	0,32	1,29	0,37	1,71
0,64	29	0,51	1,15	0,3	1,21	0,3	1,45
0,56	21	0,42	0,98	0,27	1,13	0,2	1,18

Таблица 2.5.2

0.55	1,01	1,31	0.00236	0.94	0.63	0.25	0.43	0,96
0.5	1	1,3	0.0023	0.95	0.67	0.27	0.46	0,92
0.53	0,98	1,25	0.002	0.97	0.72	0.31	0.55	0,84

Продолжение Таблица 2.5.2

0,7	44	0,6	1,3	0,3	1,26	0,35	1,65
0,62	26	0,53	1,15	0,28	1,2	0,25	1,4
0,54	15	0,4	0,94	0,22	1,06	0,23	1,17

Таблица 2.5.3

0.25	1,01	1,31	0.0024	0.94	0.63	0.25	0.43	0,97
0.2	1	1,3	0.0023	0.95	0.67	0.27	0.46	0,9
0.23	0.992	1,27	0.0022	0.96	0.74	0.3	0.52	0,85

Продолжение Таблица 2.5.3

0,71	53	0,63	1,34	0,32	1,29	0,33	1,67
0,62	25	0,5	1,12	0,29	1,19	0,25	1,37
0,55	3	0,41	0,96	0,25	1,1	0,2	1,16

Рисунок 2.6. Векторные диаграммы (к построению U-образны[ характеристик).

U-образные характеристики представлены на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7. U-образные характеристики .

2.14.4 Рабочие характеристики

Рабочие характеристики синхронного двигателя – это зависимости тока якоря, входной мощности, момента, коэффициента мощности и КПД η от нагрузки f(P₂) при , и f = const. Из рисунка 2.7 при номинальном токе возбуждения находятся токи якоря. Расчет рабочих характеристик представлен в таблице 2.6 . При расчете потерь пересчитываются электрические потери в обмотке статора и добавочные потери (пропорционально ). Остальные потери принимаются неизменными.

Формулы для расчёта рабочих характеристик:

1) .

2) .

3) .

4) .

5) .

6) .

7) .

8) .

9).

10) .

Таблица 2.6. Рабочие характеристики.

P1* , о.е.	0.9	0.5	0.2
P1 , кВт	421.5	234.15	93.66
I^*1, о.е.	1	0.76	0.56
I1 , А	57.79	43.85	32.31
cosφ, о.е.	0.902	0.659	0.358
Pэл1 , кВт	10.7	6.18	3.35
Рдоб , кВт	2.7	2.05	1.51
ΣР, кВт	40.16	35	31.63
Р2 , кВт	500.7	265.5	88.6
η, о.е.	0.926	0.884	0.737
М, Н·м	12750	6761	2255