10.20.2. Токи короткого замыкания

При расчете механических усилий, воздействующих на лобовые части обмотки статора и на их бандажи, исходят из наибольшего мгновенного значения тока трехфазного короткого замыкания на выводах машины при данном значении возбуждения. Этот ток называется ударным током короткого замыкания.

Согласно ГОСТ 183 синхронная машина должна выдерживать ударный ток короткого замыкания при напряжении холостого хода, равном 105% номинального:

. (10.177)

Коэффициент 1,8 учитывает затухание апериодической составляющей тока короткого замыкания.

Для машин без демпферной обмотки в (10.177) вместо следует подставить.

Практический интерес представляют кратности установившихся токов короткого замыкания. Под этим понимают отношение установившегося тока короткого замыкания к номинальному току обмотки якоря.

Кратность при возбуждении холостого хода, т. е. при возбуждении, которое при номинальной частоте вращения и разомкнутой обмотке якоря дает на выводах машины номинальное напряжение, обозначают ОКЗ (отношение короткого замыкания):

ОКЗ =, (10.178)

где — ЭДС, определяемая по продолжению прямолинейной части характеристики холостого хода при=1.

Кратность при номинальном токе возбуждения

. (10.179)

10.20.3. Пусковые характеристики

Основным методом пуска синхронных двигателей в настоящее время является асинхронный пуск. Для этого в полюсах ротора размещается пусковая обмотка по типу короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя.

Оценку пусковых свойств двигателя производят по пусковым характеристикам, т. е. зависимостям тока в статоре и момента от скольжения . Наибольший интерес на этих характеристиках представляют величины, соответствующиеs=l: начальный пусковой ток и начальный пусковой момент, а также момент при скольженииs=0,05 — входной момент в синхронизм .

При расчете пусковых характеристик необходимо учитывать, что в отличие от ротора обычного асинхронного двигателя ротор синхронного явнополюсного двигателя имеет магнитную и электрическую несимметрии. Если условно подразделить пусковую обмотку на две части, то можно принять, что по продольной оси машины на роторе располагаются две обмотки, одной из которых является обмотка возбуждения, а другой — часть пусковой обмотки, представляющая ее эффект по продольной оси. По поперечной оси на роторе имеется только пусковая обмотка, представляющая ее эффект по поперечной оси. Необходимо также учитывать, что обмотка статора по продольной и поперечной осям имеет неодинаковые индуктивные сопротивления.

На основании сказанного полное сопротивление по продольной оси машины, которое зависит от скольжения s, будет равно:

, (10.180)

где [— по (10.135)].

Полное сопротивление по поперечной оси

. (10.181)

В приведенных формулах значения всех параметров принимают в относительных единицах (здесь и далее звездочка в обозначениях величин в относительных единицах опускается).

Вследствие магнитной и электрической несимметрий машины в статоре кроме тока I' основной частоты протекают токиI'' частоты 2s—1. Значения их могут быть найдены по следующим формулам:

ток якоря частоты

; (10.182)

ток якоря частоты

; (10.183)

действующее значение тока статора

; (10.184)

момент вращения

, (10.185)

где — активная составляющая тока.

Последний член выражения в скобках соответствует моменту, создаваемому током . При скольженияхs > 0,5 этот момент положительный, а при s < 0,5 — отрицательный, в результате чего в кривой могут наблюдаться провалы. Из-за наличия провалов в кривой момента при разгоне двигатель может застрять на промежуточной скорости и не войти в синхронизм. Обычно для уменьшения провала в кривой момента обмотку ротора замыкают на добавочный резистор с сопротивлением, примерно в 10 раз большим сопротивления самой обмотки.

В этом случае при определении и, как уже указывалось, сопротивлениепринимается равным (10-12).

Расчет по приведенным формулам связан с большой вычислительной работой. Его можно упростить, если у машин средней и большой мощности пренебречь активным сопротивлением . Тогда получим

(10.186)

. (10.187)

Погрешность такого расчета по сравнению с расчетом по (10.177) — (10.180) не превышает 4%.

Для построения пусковых характеристик задают ряд значений скольжения s в пределах от 1 до 0,05 и для каждого его значения определяют ток иМ. Иногда можно ограничиться расчетом начального пускового и входного моментов и начального пускового тока.

Промышленность выпускает двигатели со следующими значениями:

Пример расчета трехфазного синхронного двигателя

Проектное задание:

1. Номинальная мощность кВт.

2. Номинальное напряжение (линейное) В.

3. Номинальная частота вращения об/мин.

4. Частота Гц.

5. (опережающий).

6. Кратность максимального момента .

Режим работы — продолжительный. Конструкция — защищенная (IP11) с горизонтальным валом.

Номинальные величины

1. Номинальное фазное напряжение (предполагается, что обмотка статора соединена в звезду)

В.

2. Номинальная полная мощность

В·А

(по табл. 10.3, исходя из номинальных данных машины, определяем ).

3. Номинальный фазный ток

А.

4. Число пар полюсов

.

5. расчетная мощность

В·А.

Размеры статора

6. По рис. 10.8 для кВ·А припредварительно находим внутренний диаметр статорам.

7. Внешний диаметр статора по (10.3)

м.

По табл. 10.7 ближайший нормализованный внешний диаметр статора м (16-й габарит). Высота оси вращениям.

Поскольку найденный диаметр лежит в пределах, задаваемых коэффициентом, то пересчет диаметра не производим.

8. Полюсное деление по (10.4)

м.

9. Расчетная длина статора. По рис. 10.9. для принаходимА/м,Тл. Задаемся. По (10.5) определяем расчетную длину статора:

м.

10. Находим по (10.6):

.

По рис. 10.11 устанавливаем, что найденное значение прилежит в допустимых пределах, ограниченных кривыми.

11. Действительная длина статора по (10.7)

м.

12. Число вентиляционных каналов по (10.8) при м.

.

Принимаем .

13. Длина пакета по (10.9)

м.

14. Суммарная длина пакетов магнитопровода по (10.10)

м.

Зубцовая зона статора. Сегментировка

15. Число параллельных ветвей обмотки статора.

Так как А, то выбираем.

16. По рис. 10.13 (кривая 2) для м находимм;м.

17. Максимальное число пазов (зубцов) магнитопровода статора

.

18. минимальное число пазов (зубцов) магнитопровода статора

.

19. Число пазов магнитопровода статора.

Так как мм, то магнитопровод статора выполняется сегментированным. В диапазоне пазовтребованиям п. 1—4 § 10.6 удовлетворяет числа пазов.

При этом

; м

и

м .

20. Расчет числа проводников в пазу по (10.15), числа сегментови хордыпо (10.20), а также уточненной линейной нагрузкипо (10.16) сводим в табл. 10.15.

Наилучший результат дает вариант 3, который и принимаем для дальнейших расчетов.

м (сегменты штампуются из листов 6001500 мм);м;А/м.

Таблица 10.15. Расчетные значения

№ варианта	Число пазов	Число сегментов	Хорда , м	Число пазов в сегменте	Число пазов на полюс и фазу	Число параллельных ветвей	Число проводников в пазу	Пазовое (зубцовое) деление , м	Линейная нагрузка , А/м
1	81 = =3·3·3·3	9	0,402	9		1	26	0,035	42600
2	90 = =2·5·3·3	5	0,695	18		1	24	0,0314	44000
3	90 = =2·5·3·3	6	0,59	15		1	24	0,0314	44000
4	90 = =2·5·3·3	9	0,402	10		1	24	0,0314	44000

Пазы и обмотка статора

21. Ширина паза (предварительно) по (10.21)

м (12 мм).

22. Поперечное сечение эффективного проводника обмотки статора (предварительно) по (10.22)

м² (11,7 мм²),

где

А/м

—по рис. 10.16, кривая 2.

23. Возможная ширина изолированного проводника по (10.25)

мм.

Изоляция катушек выбрана для класса нагревостойкости B по табл. 3.5. Двусторонняя толщина изоляции мм.

24. Размеры проводников обмотки. Принимаем, что эффективный проводник состоит из одного элементарного мм². Марка провода ПЭТВСД с толщиной двусторонней изоляции 0,5 мм. Ширина голого прямоугольного проводника (предварительная) 7,3…0,5 = 6,8 мм.

По табл. П3.3 размеры медного проводника равны мм (с изоляциеймм),мм (12,42·10^-6 мм²).

25. Ширина паза (уточненная) по (10.27)

мм.

26. Высота паза по (10.28)

мм,

где

мм.

Масштабный эскиз паза дан на рис. 10.44, спецификация паза приведена в табл. 0.16.

Рис. 10.44. Паз статора

Таблица 10.16. Спецификация паза (изоляция класса нагревостойкости B)

Позиция на рис. 10.44	Наименование	Число слоев		Толщина, мм
		по ширине	по высоте	по ширине	по высоте
1	Провод ПЭТВСД мм	1	24	17,6	2(122,3)
2	Лента стеклослюдинитовая ЛС 0,13 мм	6 слоев	Вполнахлеста	4,5	4,5
3	Лента стеклянная ЛЭС (покровная) 0,1 мм	1 слой	Встык	0,2	0,2
	Двусторонняя толщина изоляции одной катушки	—	—	4,7	4,7
4	Стеклотекстолит СТ1 толщиной 1 мм	—	2	—	2
5	Стеклотекстолит СТ1 толщиной 0,5 мм	—	2	—	1
	Общая толщина изоляции на паз	—	—	4,7	12,4
	Разбухание изоляции	—	—	0,05	1,2
	Допуск на укладку	—	—	0,2	0,2
6	Клин	—	—	—	5
	Всего	—	—	12,5	74

27. Уточненное значение плотности тока в проводнике обмотки статора

А/м².

28. Проверка индукции в зубце статора (приближенно) по (10.31):

Тл.

29. Проверка индукции в ярме статора (приближенно) по (10.32):

Тл;

м;

и находят в допустимых пределах.

30. Перепад температуры в изоляции паза по (10.33);

31. Градиент температуры в изоляции паза

⁰ С/м.

Проведенная проверка показала, что размеры паза выбраны удачно.

32. Витки фазы обмотки статора по (10.37)

.

33. Шаг обмотки по (10.38)

(из 1-го в 7-й паз);

.

34. Коэффициент укорочения шага по (10.39)

.

35. Коэффициент распределения обмотки статора по (10.40)

.

Так как дробное, то в формулу вместоподставляется.

36. Обмоточный коэффициент по (10.41)

.

Воздушный зазор и полюсы ротора

37. Исходя из данных отношения , по рис. 10.18. находим.

Приближенное значение воздушного зазора по (10.44)

м;

Тл.

38. Принимаем воздушный зазор под серединой полюса равным 0,0027 м (2,7 мм). Зазор под краями полюса мм. Среднее значение воздушного зазора

м (3,13 мм).

39. Ширина полюсного наконечника определяется по (10.47). Примем (см. § 10.9):

м.

40. Радиус дуги полюсного наконечника по (10.45)

м.

41. Высота полюсного наконечника по табл. 10.9 при м

м.

42. Длина сердечника полюса и полюсного наконечника

м.

43. Расчетная длина сердечника полюса определяется по (10.52). Принимаем м:

м.

44. Предварительная высота полюсного сердечника по (10.48)

м.

45. Коэффициент рассеяния полюсов находится по (10.50). При м,(см. с. 41):

.

46. Ширина полюсного сердечника определяется по (10.51). Задаемся Тл;(полюсы выполнены из стали марки Ст3 толщиной 1 мм):

м.

Выбираем м.

Эскиз полюсов дан на рис. 10.45. Так как

м/с,

то принимаем крепление полюсов шпильками к ободу магнитного колеса.

Рис. 10.45. Полюсы ротора

47. Длина ярма (обода) ротора по (10.53)

м.

Выбрано м.

48. Минимальная высота ярма ротора по (10.54)

м.

Принято Тл;уточняется по чертежу.

Пусковая обмотка

49. Число стержней пусковой обмотки на полюс

50. Поперечное сечение стержня пусковой обмотки по (10.55)

м².

51. Диаметр стержня находим по (10.56), материал стержня — медь: м (11,95 мм).

Вбираем м, тогдам.

52. Зубцовый шаг на роторе определяется по (10.57). Принимаем м:

м (26,6 мм)

53. Проверяем условие (10.60)

м;

.

Пазы выбраны круглые. Полузакрытые.

54. Диаметр паза ротора

м (12,1 мм).

Раскрытие паза мм.

55. Длина стержня по (10.61)

м.

56. Сечение короткозамыкающего сегмента

м² (339 мм²).

По табл. П3.6 выбираем прямоугольную медь мм (сечениемм²).

Расчет магнитной цепи

Для магнитопровода статора выбираем сталь марки 1511 толщиной 0,5 мм. Полюсы ротора выполняют из стали марки Ст3 толщиной 1 мм. Крепление полюсов к ободу магнитного колеса осуществляют с помощью шпилек и гаек. Толщину обода (ярма ротора) принимают мм (см. выше) (см. приложение 1).

57. Магнитный поток в зазоре по (10.62)

.

По рис. 10.21 при инаходими.

58. Уточненное значение расчетной длины статора по (10.64) равно:

м;

м;

.

59. Индукция в воздушном зазоре по (10.63), Тл,

.

60. Коэффициент воздушного зазора статора по (10.67)

.

61. Коэффициент воздушного зазора ротора по (10.67)

.

62. Коэффициент воздушного зазора по (10.66)

.

63. Магнитное напряжение воздушного зазора по (10.65), А,

.

64. Ширина зубца статора на высоте 1/3 от его коронки по (10.70)

м;

м.

65. Индукция в сечении зубца на высоте 1/3 по (10.69), Тл,

.

66. Магнитное напряжение зубцов статора по (10.68), А,

.

67. Индукция в спинке статора по (10.74), Тл,

.

68. Магнитное напряжение спинки статора по (10.72), А,

;

м;

—по рис. 10.22.

69. Высота зубцов ротора по (10.76)

м.

70. Ширина зубцов ротора по высоте от его коронки по (10.78)

71. Индукция в зубце ротора по (10.77), Тл,

.

72. Магнитное напряжение зубцов ротора по (10.75), А,

.

73. Удельная магнитная проводимость рассеяния между внутренними поверхностями сердечника полюсов по (10.81)

.

74. Удельная магнитная проводимость между внутренними поверхностями полюсных наконечников по (10.82)

где

м;

м;

м.

75. Удельная магнитная проводимость рассеяния между торцевыми поверхностями по (10.83)

.

76. Удельная магнитная проводимость для потока рассеяния

.

77. Магнитное напряжение ярма статора, зазора и зубцов полюсного наконечника, А,

.

78. Поток рассеяния полюса по (10.80), Вб,

.

79. Поток в сечении полюса у его основании, Вб,

.

80. Индукция в полюсе по (10.84), Тл,

.

81. Магнитное напряжение полюса по (10.79), А,

,

где

м.

82. Магнитное напряжение стыка между полюсом и ярмом ротора по (10.86), А,

.

83. Индукция в ободе магнитного колеса (ярме ротора), по (10.88), Тл,

.

84. Магнитное напряжение в ободе магнитного колеса по (10.87), А,

,

где

м.

85. Сумма магнитных напряжений сердечника полюса, ярма ротора и стыка между полюсом и ярмом, А,

.

86. Сумма магнитных напряжений всех участков магнитной цепи, А, (10.89)

.

Результаты расчета магнитной цепи сведены в табл. 10.17.

При переводе магнитных напряжений и потоковив относительные единицы за базовые значения соответственно приняты МДСипри.

По табл. 10.17 на рис. 10.46 построена в относительных единицах характеристика холостого хода . На этом же рисунке приведена нормальная характеристика холостого хода.

Рис. 10.46. Характеристика холостого хода:

1 — расчетная характеристика;

2 — нормальная характеристика

Таблица 10.17. Результаты расчета магнитной цепи

Расчетная величина	Единица величины	и
		0,5	1	1,1	1,2	1,3
	В	1734	3468	3814,8	4161,6	4508,4
	Вб	0,0227	0,0454	0,05	0,0545	0,0591
	Тл	0,428	0,86	0,941	1,026	1,112
	А	1231	2462,3	2708,5	2954,7	3201
	Тл	0,8	1,6	1,76	1,92	2,08
	А/м	254	6700	19000	29000	61000
	А	18,8	495,8	1406	2146	4514
	Тл	0,62	1,23	1,35	1,48	1,6
		0,63	0,42	0,4	0,32	0,3
	А/м	156	810	1410	3370	6700
	А	14,3	49,6	82,3	157	293,5
	Тл	0,76	1,53	1,68	1,84	1,99
	А/м	380	2710	6230	13400	26200
	А	5,36	38,21	87,8	188,9	369,4
	А	1269,5	3045,9	4284,6	5446,6	8377,9
	Вб	0,0034	0,0083	0,012	0,015	0,023
	Вб	0,026	0,0537	0,062	0,07	0,082
	Тл	0,73	1,49	1,72	1,93	2,28
	А/м	363	2110	4752	12508	37167
	А/м	64,25	373,5	841	2214	6578
	А	182,5	372,5	430	482,5	570
	Тл	0,622	1,276	1,47	1,63	1,95
	А/м	506	1500	2620	4550	9600
	А	32,8	97,2	169,8	294,8	622
	А	279,5	843,2	1440,8	2991,3	7770
	А	1549	3888	5725	8437,9	16148
	—	0,398	1	1,47	2,17	4,15
	—	0,575	1,18	1,37	1,54	1,81
	—	0,075	0,18	0,27	0,34	0,51
		0,326	0,78	1,1	1,4	2,15
		0,072	0,22	0,37	0,77	2
		1,03	1,24	1,58	1,84	2,62

Примечания.1. При определении магнитного напряжения зубцов в тех случаях, когда (или), учитывалось ответвление потока в паз по коэффициентам:

для статора

для ротора

2. При Тл магнитное напряжение полюса определялось по трем сечениям.

Параметры обмотки статора для установившегося режима

87. Средняя длина витка обмотки статора

м.

88. Длина лобовой части обмотки статора по (9.139)—(9.143) и рис. 9.49

м.

где =0,0071 м — ширина проводника;и— по рис. 9.49.

89. Активное сопротивление обмотки статора по (10.95)

Ом

при =20⁰ С;

Ом

при =75⁰ С.

90. Активное сопротивление обмотки статора в относительных единицах по (10.96)

Ом.

91. Индуктивное сопротивление рассеяния по (10.97)

Ом.

92. Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния по (10.98)

.

Коэффициент магнитной проводимости между стенками паза по табл. 9.24

Размеры паза по рис. 8.50, и 10.44:см;см;см;см.

При по (9.156) и (9.158)и:

;

.

Коэффициент магнитной проводимости по коронкам зубцов по (10.99)

При из рис. 10.26

93. Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния по (9.159)

94. Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния по (10.100)

95. Индуктивное сопротивление рассеяния в относительных единицах

.

96. Индуктивное сопротивление продольной реакции якоря в относительных единицах по (10.102)

где

А

по (10.90); из рис. 10.24. По характеристике холостого хода (см. табл. 10.17) дляМДСА.

Для ЭДС

97. Индуктивное сопротивление поперечной реакции якоря в относительных единицах по (10.103)

по рис. 10.24

98. Синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси в относительных единицах

99. Синхронное индуктивное сопротивление по поперечной оси в относительных единицах

Магнитодвижущая сила обмотки возбуждения при нагрузке

100. По табл. 10.17. на рис. 10.47. построены частичные характеристики намагничивания , а на рис. 10.48 — зависимость.

Рис. 10.47. Частичные характеристики намагничивания

Рис. 10.48. Зависимость

Из векторной диаграммы диаграммы для номинального режима и(рис. 10.49) определяем.

Рис. 10.49. Векторная диаграмма для номинальной нагрузки

Из рис. 10.48 по находим, а затем из рис. 10.25и.

101. Для дальнейшего построение векторной диаграммы определяем МДС:

,

где — базовое значение МДС возбуждения (соответствует).

По найденной МДС из характеристики определяемая ЭДС(см. рис. 10.47), отложив которую на векторной диаграмме, получим направление, а затем и модуль

Находим

Из характеристики поопределяем

102. Полная МДС реакции якоря по продольной оси, А,

По сумме из характеристикиопределяемПоток полюса

Из характеристики по потокуопределяем.

103. Магнитодвижущая сила обмотки возбуждения в относительных единицах при номинальной нагрузке, А,

104. Магнитодвижущая сила обмотки возбуждения, А,

Обмотка возбуждения

Выбираем однорядную обмотку с лобовой частью в виде полуокружности. Изоляция класса нагревостойкости B.

105. Средняя длина витка обмотки возбуждения

где м,м;м.

Для питания обмотки возбуждения по табл. 10.10 выбираем тиристорное возбудительное устройство ТВУ -65-320 (В,А). Напряжение на кольцах с учетом переходного падения напряжения в щеточном контакте принимаемВ.

106. Сечение проводников обмотки возбуждения (предварительное значение) по (10.107)

м²,

где

107. Ток возбуждения по (10.111)

А.

Принимаем А/м².

108. Число витков обмотки возбуждения по (10.112)

109. Меньший размер прямоугольного проводника обмотки возбуждения по (10.114), м,

.

Принимаем м;м. По приложению 3 выбираем проводник с размерамимм (м²).

110. Расстояние между катушками соседних полюсов по (10.116)

111. Плотность тока в обмотке возбуждения (уточненное значение)

А/м².

112. Превышение температуры обмотки возбуждения по (10.119)

;

м/с.

113. Уточненное значение высоты полюса

м.

Так как расхождение с ранее выбранной высотой м составляет 1,5%, то пересчет магнитного напряжения полюса не производим.

114. Активное сопротивление обмотки возбуждения по (10.120)

Ом;

Ом.

115. Напряжение на кольцах обмотки возбуждения при номинальной нагрузке и C по (10.121)

В.

116. Коэффициент запаса возбуждения по (10.122)

.

Параметры и постоянные времени

117. Индуктивное сопротивление обмотки возбуждения по (10.123)

,

где

.

118. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки возбуждения по (10.124)

.

119. Индуктивное сопротивление рассеяния пусковой обмотки по продольной оси находим по (10.125)

По отношению

при из рис. 10.38 определяем.

Из рис. 10.37. находим . Тогда

;

;

;

120. Индуктивное сопротивление рассеяния пусковой обмотки по поперечной оси по (10.126)

,

где

.

121. Активное сопротивление обмотки возбуждения при по (10.135)

.

122. Активное сопротивление пусковой обмотки по продольной оси при по (10.136)

.

123. Активное сопротивление пусковой обмотки по поперечной оси при по (10.137)

Масса активных материалов

124. Масса зубцов статора по (10.147)

кг.

где

м.

125. Масса ярма статора по (10.148)

кг.

126. Масса меди обмотки статора по (10.149)

кг.

127. Масса меди обмотки возбуждения по (10.159)

кг.

128. Масса меди стержней пусковой обмотки по (10.151)

кг.

129. Масса меди короткозамыкающих колец по (10.152)

130. Масса стали полюсов по (10.153)

131. Масса стали обода ротора по (10.154)

132. Полная масса меди по (10.155)

кг

133. Полная масса активной стали по (10.156)

кг.

Потери и КПД

134. Основные электрические потери в обмотке статора по (10.159)

кВт.

135. Потери на возбуждение по (10.161)

кВт.

136. Магнитные потери в ярме статора по (10.162)

кВт.

137. Магнитные потери в зубцах статора по (10.163)

кВт.

138. Механические потери по (10.164)

кВт;

м/с.

139. Поверхностные потери в полюсных наконечниках по (10.165)

где .

140. Добавочные потери при нагрузке

кВт,

где

кВт.

141. Общие потери при номинальной нагрузке по (10.166)

142. Коэффициент полезного действия по (10.168)

.

Превышение температуры обмотки статора

143. Удельный тепловой поток на 1 м² внутреней поверхности статора по (10.169)

Вт/м².

144. Превышение температуры внешней поверхности статора над температурой охлаждающего воздуха по (10.170)

.

145. Плотность теплового потока с внешней поверхности лобовых частей

Вт/м².

Удельная проводимость меди при 75⁰ C Ом/м; периметр паза (без учета клина) по рис. 10.44м .

146. Превышение температуры внешней поверхности лобовых частей обмотки статора над температурой охлаждающего воздуха по (10.172)

.

147. Перепад температуры в пазовой изоляции обмотки статора (см. п. 30)

.

148. Среднее превышение температуры обмотки статора по (10.173)

.

Характеристики двигателя

149. Статическая перегружаемость по (10.176)

.

При МДС обмотки возбуждения по продолжению прямолинейной части характеристики холостого хода находим. По рис. 10.43 при

находим .

150. Угловая характеристика по (10.174)

Построенная по этому уравнению характеристика дана на рис. 10.50.

Рис. 10.50. Угловая характеристика

151. U -образные характеристики построены по векторным диаграммам для трех значений мощностии(за базовое значение мощности принята мощность

кВ·А;

за базовое значение тока якоря принят номинальный ток А).

При векторные диаграммы для трех значений токаипредставлены на рис. 10.51.

Рис.10.51. Векторные диаграммы

(к построению U-образных характеристик)

Расчетные значения, необходимые для построения векторных диаграмм и определения тока возбуждения, сведены в табл. 10.18 (в относительных единицах).

Ток возбуждения , соответствующий номинальному току якоря при, был определен раньше (по рис. 10.49). Для других значений мощностиU-образные харапктеристики строятся аналогично. Характеристики приведены на рис. 10.52.

Рис. 10.52. U-образные характеристики

Таблица 10.18. Расчетные значения, необходимые для построения векторных диаграмм и определения тока возбуждения

0,95	1,05	1,35	0,0024	0,935	0,67	0,30	0,45	1
0,9	1,02	1,25	0,0022	0,94	0,74	0,32	0,47	0,93
0,93	0,98	1,2	0,0021	0,945	0,76	0,34	0,5	0,9

0,80	37	0,619	1,479	0,35	1,35	0,35	1,829
0,72	25	0,51	1,23	0,3	1,23	0,25	1,48
0,64	17	0,42	1,06	0,25	1,15	0,22	1,28

152.Рабочие характеристики приданы на рис. 10.53.

Рис. 10.53. рабочие характеристики двигателя при

Из рис. 10.52. при находим токи якоря:кВтток(57,1 А), для(297 кВт) ток(47 А), для(119 кВт) ток(40 А). Расчет рабочих характеристик приведен в табл. 10.19. При расчете потерьпересчитываются электрические потери в обмотке статора и добавочные потери (пропорцианально). Остальные потери принимаются неизменными.

Таблица 10.19. Расчет рабочих характеристик

	, кВт		, А		, кВт	, кВт	, кВт		, кВт	, Н·м
0,9	535	1	57,1	0,9	8,9	2,67	30,21	0,94	504,79	9641
0,5	297	0,82	47	0,61	6,03	1,81	26,48	0,91	270,52	5167
0,2	119	0,7	40	0,285	4,36	1,31	24,31	0,8	94,69	1808,5

153. Пусковые характеристики. Ранее для пусковой обмотки были выбраны круглые медные стержни. Проведенный расчет пусковых характеристик показал, что в этом случае получается низкий пусковой момент . В целях повышения пускового момента заменяем четыре медных стержня из шести на латунные тогоже размера. Проведем пересчет активных сопротивлений пусковой обмотки.

Активное сопротивление пусковой обмотки по продольной оси по (10.136)

где .

Активное сопротивление пусковой обмотки по поперечной оси по (10.137)

Параметры (в относительных единицах), необходимые для расчета пусковых характеристик,

Расчет пусковых характеристик сведен в табл. 10.20. По данным этой таблицы построены характеристики на рис. 10.54.

Рис. 10.54. Пусковые характеристики

Таблица 10.20. Расчет пусковых характеристик

Параметр	Скольжение
	1	0,5	0,2	0,1	0,05
	0,382—j3,15	0,76—j3,13	1,42—j2,34	1,59—j1,31	1,12—j0,46
	3,75—j5,16	3,68— j2,52	2,03— j0,67	1,06— j0,145	0,54— j0,037
	4,13— j9,15	4,44— j6,49	3,45— j3,74	2,65— j2,295	1,66— j1,34
	0,041+ j0,09	0,07+ j0,105	0,13+ j0,14	0,22+ j0,187	0,36+ j0,29
	0,041+ j0,22	0,07+ j0,235	0,13+ j0,27	0,22+ j0,317	0,36+ j0,42
	1,02- j5,5	1,17- j3,92	1,45- j3	1,49- j2,14	1,2- j1,4
	8- j12,34	8,49- j6,54	4,94- j1,52	2,16- j0,33	1,34- j0,103
	8- j13,76	8,49- j7,98	4,94- j2,96	2,16- j1,77	1,34- j1,54
	0,0316+ j0,0543	0,0625+ j0,058	0,185+ j0,11	0,28+ j0,23	0,32+ j0,37
	0,0316+ j0,1843	0,0625+ j0,188	0,185+ j0,24	0,28+ j0,36	0,32+ j0,5
	0,9- j5,27	1,6- j4,82	2- j2,6	1,35- j1,73	0,9- j1,43
	0,96- j5,385	1,385- j4,37	1,73- j2,8	1,42- j1,93	1,05- j1,41
	-0,03- j0,115	0,107- j0,23	0,14+ j0,1	-0,0035+ j0,1	-0,075- j0,005
	5,47	4,65	3,3	2,4	1,76
	0,119	0,253	0,172	0,105	0,0754
	5,48	4,67	3,31	2,4	1,76
	1,07	1,54	1,92	1,58	1,17

Начальный пусковой момент .

Начальный пусковой ток .

Вывод: спроектированный двигатель удовлетворяет ГОСТ и заданию на проектирование.