- •9.1. Общие сведения
- •9.2. Особенности двигателей серии 4а
- •9.3. Особенности двигателей серии аи и аир
- •9.4. Новая серия ра
- •9.5. Задание на проектирование.
- •9.6. Расчет размеров зубцовой зоны статора
- •9.7. Выбор воздушного зазора
- •9.8. Расчет ротора
- •9.8.1. Фазные роторы
- •9.8.2. Короткозамкнутые роторы
- •9.8.3. Сердечники роторов
- •9.9. Расчет магнитной цепи
- •9.9.7. Магнитное напряжение воздушного зазора
- •9.9.2. Магнитное напряжение зубцовой зоны статора
- •9.9.3. Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора
- •9.9.4. Магнитное напряжение ярм статора и ротора.
- •9.10. Параметры асинхронной машины
- •9.10.1. Активные сопротивления обмоток статора и фазного ротора
- •9.10.2. Индуктивные сопротивления обмоток двигателей
- •9.10.3. Сопротивления обмоток двигателей с короткозамкнутыми роторами
- •9.10.4. Относительные значения параметров
- •9.11. Потери и кпд
- •9.12. Расчет рабочих характеристик
- •9.13. Расчет пусковых характеристик
- •9.14. Особенности расчета характеристик асинхронных
- •9.15. Особенности теплового и вентиляционного
- •9.16. Примеры расчета
- •9.16.1 Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
- •9.16.2. Расчет асинхронного двигателя с фазным ротором
9.9.7. Магнитное напряжение воздушного зазора
Расчет магнитного напряжения воздушного зазора, как и всех последующих участков магнитной цепи, рекомендуется проводить на два полюса машины, т.е. вдоль замкнутой силовой линии потока полюса. Возможен также расчет на один полюс, при этом полученные по расчетным формулам данного параграфа магнитные напряжения участков цепи Fi, необходимо уменьшить в 2 раза, а при определении намагничивающего тока (см. ниже) суммарное магнитное напряжение всей цепи соответственно увеличить в 2 раза. Окончательный результат от этого не меняется.
Магнитное напряжение воздушного зазора, А,
Fδ = (9.103)
где Bδ — индукция в воздушном зазоре, Тл, рассчитанная по (9.23) по окончательно принятому числу витков в фазе обмотки w1 и обмоточному коэффициенту kоб1 определенному для принятой в машине обмотки; δ – воздушный зазор, м; kδ – коэффициент воздушного зазора, рассчитанный по (4.15) или (4.16); μ0 — магнитная проницаемость: μ0 = 4 • 10-7 Гн/м.
9.9.2. Магнитное напряжение зубцовой зоны статора
Общая формула для расчета магнитного напряжения зубцовой зоны статора
FZ1 = 2hz1 Hz1, (9.104)
где hz1 — расчетная высота зубца статора, м; Hz1 — расчетная напряженность поля в зубце, А. Напряженность поля в зубце определяют по кривым намагничивания для зубцов принятой при проектировании марки стали (см. Приложения 1 и 2).
Расчетную высоту зубцов hz1 и расчетную напряженность поля Hz1 определяют по-разному в зависимости от конфигурации зубцов, связанной с формой пазов статора.
Зубцы с параллельными гранями (в статорах с грушевидными или трапецеидальными пазами по рис. 9.29). Индукция в зубце
BZ1 = (9.105)
где hZ1 — расчетная ширина зубца, м, определяется по формулам табл. 9.15; если размеры b'Z1 и b"Z1 одинаковы, то bz1 = b'z1 = b"z1; если размеры b'Z1 и b"z1 различаются менее чем на 0,5 мм, то bz1 = 0,5(b'z1 + b"z1). При различии, превышающем 0,5 мм, следует либо скорректировать размеры паза, либо определить расчетную напряженность поля Hz1 как для зубцов с изменяющейся площадью поперечного сечения (см. ниже); kс1 — коэффициент заполнения сталью сердечника статора (см. табл. 9.13).
Расчетная напряженность поля, А/м, Hz1 = f (Bz1).
Расчетная высота паза hz1 определяется по табл. 9.17.
Магнитное напряжение зубцовой зоны
FZ1 = 2hZ1 HZ1. (9.105a)
Зубцы с изменяющейся площадью поперечного сечения (в статорах с прямоугольными пазами по рис. 9.28). Расчетная высота зубца hZ1 = hП. Расчетная напряженность поля
Hz1 = (HZ1max + 4HZ1ср + HZ1min ) / 6, (9.106)
где Hz1max, Hz1min и Hz1ср — напряженности поля в наименьшем, наибольшем и среднем сечениях зубца, определяемые по индукциям в этих сечениях : BZ1max, BZ1min и Bz1cp = 0,5(BZ1max + ВZ1min).
Индукции Вz1max и Вz1min рассчитывают по (9.105), подставляя в формулу вместо размера bz1 соответственно наименьшее и наибольшее значения ширины зубца, м, рассчитанные по формулам табл. 9.15.
Магнитное напряжение зубцовой зоны, А,
Fz1 = 2hz1 Hz1. (9.107)
Практикуют также определение расчетной напряженности по индукции в поперечном сечении зубца на расстоянии 1/3 высоты от его наиболее узкой части. В этом случае в (9.105) вместо bz1 подставляют значение bz1/3 (см. табл. 9.15). Расчетная напряженность поля в зубце Hz1 = Н z1/3 = f B z1/3 .
Если индукция в каком-либо одном или в нескольких сечениях зубца окажется больше 1,8 Тл, то необходимо учесть ответвление части потока зубцового деления Фtz = Bδ tz1 lδ в паз, при котором действительная индукция в зубце уменьшается по сравнению с рассчитанной по (9.105). Метод определения действительной индукции изложен в гл. 4. При его использовании коэффициенты kП рассчитывают для каждого из сечений зубца, в котором индукция превышает 1,8 Тл, и соответствующего ему по высоте сечения паза. По значению kП и расчетной индукции определяют действительную индукцию в данном сечении зубца.
В зубцах с параллельными гранями при индукции выше 1,8 Тл коэффициент kП рассчитывают по соотношению площадей поперечных сечений зубца и паза на середине высоты зубца. В зубцах с изменяющейся площадью поперечного сечения при определении расчетной напряженности по B z1/3 коэффициент kП рассчитывают по соотношению площадей поперечных сечений зубца и паза на высоте 1/3 наиболее узкой части зубца. Это приводит к некоторой погрешности в определении расчетной напряженности поля в зубце, но при средних уровнях индукций, характерных для зубцовой зоны статора, эта погрешность не оказывает заметного влияния на результаты расчета.