7 Розрахунок втрат

Втрати в асинхронних машинах поділяються на втрати у сталі (основні та додаткові), електричні втрати, вентиляційні, механічні та додаткові втрати при навантаженні.

Основні втрати у сталі в асинхронних двигунах розраховують тільки у статорі, тому що частота перемагнічування ротора, f₂ = s·f₁, у близьких до номінального режимах мала та втрати у сталі ротора невеликі.

7.1 Маса сталі ярма статора:

m_a = ·(D_a–h_a)·h_a·l_ст1·К_C·_C = 3,14·(0,191–0,018)·0,01814·0,122·0,97·7800 =9,088 кг,

де _C = 7800 кг/м³ – питома маса сталі.

7.2 Маса сталі зубців статора:

m_z1 = h_z1·b_z1ср·Z₁·l_ст1·K_c·_с = 0,01436·0,0053·36·0,122·0,97·7800 = 2,529 кг.

7.3 Основні втрати у сталі:

де р_1.0/5.0 = 2,6 Вт/кг питомі втрати у сталі (з таблиці 6-24[1] для сталі 2013);

 = 1,5 – показник степені (з таблиці 6-24 [1] для сталі 2013);

К_Da = 1,6 та К_Dz = 1,8 – коефіцієнти, враховуючі дію на втрати у сталі нерівномірності розподілу потоку по перерізам участків магнітопроводу та технічних факторів.

7.4 Втрати на 1 м² поверхні головок зубців статора та ротора:

де k₀₁ = k₀₂ = 1,5 – коефіцієнт, що враховує вплив обробки поверхні головок зубців ротора;

амплітуда пульсацій індукції в повітряному зазорі над коронками зубців статора та ротора:

В₀₁ = ₀₁·К_·В_ = 0,31·1,429·0,86586 = 0,3836 Тл,

В₀₂ = ₀₂·К_·В_ = 0,42·1,429·0,86585 = 0,52 Тл,

де ₀₁ та ₀₂ – залежать від співвідношення b_Ш/, з рисунка 6-41 [1] для b_Ш2/ = 1,5/0,25 = 6 приймаємо ₀₁ = 0,31 та для b_Ш1/ = 3,5/0,25 = 14 приймаємо ₀₂ = 0,42.

7.5 Поверхневі втрати в статорі та роторі:

,

.

7.6 Амплітуда пульсацій індукції в середньому перерізі зубців статора та ротора:

,

,

де коефіцієнти:

,

.

7.7 Маса сталі зубців ротора:

m_z2 = Z₂·h_z2·b_z2ср·l_ст2·K_c·_с = 34·0,022378·0,0057·0,122·0,97·7800 = 4 кг.

7.8 Пульсаційні втрати в зубцях статора та ротора:

7.9 Сумарні додаткові втрати в сталі:

Р_ст.доб. = +Р_пов2++Р_пул2 = 1,8+10,56+3,85+49,088 = 68,298 Вт.

7.10 Сумарні загальні втрати в сталі:

Р_ст = Р_ст.осн.+ Р_ст.доб. = 131,45 + 68,298 = 199,748 Вт.

7.11 Електричні втрати в обмотці статора:

Р_е1 = m₁·I₁²·R₁ = 3·11,467²·1,365 = 538,46 Вт.

7.12 Електричні втрати в обмотці ротора:

Р_е2 = Z₂·I₂²·R₂ = 34·256,41²·104,958·10^-6 = 234,62 Вт.

7.13 Механічні втрати:

,

де К_T – коефіцієнт, що для короткозамкненого ротора з вентиляційними лопатками на замикаючих кільцях дорівнює К_T = 6.

7.14 Додаткові втрати при номінальному режимі:

.

7.15 Повна потужність, що споживає двигун з мережі:

.

7.16 Коефіцієнт корисної дії двигуна:

,

де - сума усіх втрат у двигуні, що дорівнює:

7.17 Електричні втрати холостого ходу в обмотці статора:

.

7.18 Активна складова стуму холостого ходу:

.

7.19 Струм холостого ходу:

.

7.20 Коефіцієнт корисної дії двигуна при холостому ході:

.

Таблиця 7.1 – Втрати потужності у роторі та статорі

У статорі			У роторі
Рел1, Вт	Рпов1, Вт	Рпул1, Вт	Рел2, Вт	Рпов2, Вт	Рпул2, Вт
538,46	4,8	3,85	234,62	10,56	49,088

Енергетична діаграма АД зображена на рис. 7.1

Рисунок 7.1 – Енергетична діаграма:

Р_ел1=538,46 Вт, Pст=199,748 Вт, Pел2=234,62 Вт, Рмех+Рдоб=59,16 Вт