13.Рабочие характеристики ад и порядок их расчета
Рабочими характеристиками АД называют зависимости: Р1, I1, cos φ, η, S=f(P2).
Методы расчета характеристик базируются на системе уравнений токов и напряжений АД, которой соответствует Г-образная схема замещения.
Перед началом расчета выписываем значения постоянных, не зависящих от скольжения величин: Р2н, U1H, 2p, I1H, Pдоб, I0a, I0p, r1, r2, c1, a’, a, b’, b. А так же задаемся скольжением S.
Напишем эти формулы в том порядке, в каком рекомендуется производить расчеты, причем в скобках укажем, как рассчитываются отдельные величины по опытным данным:
1)
;
2)
,
где
;
(
;
r1 измеряется
при постоянном токе;. rк
и хк определяются по данным
опыта короткого замыкания);
3)
;
;
4)
;
5)
(можно принять
;
);
6)
;
;
7) активный ток статора
;
8) реактивный ток статора
;
9)
;
;
10) электрическая мощность статора P1 = m1U1I1cosφ1;
11) электрические потери в обмотках статора и ротора
;
;
12) потери холостого хода за вычетом электрических потерь
;
13) добавочные потери при нагрузке
;
14) сумма всех потерь
;
15) мощность на валу
;
16) к.п.д.
.
17)
При расчете по приведенным формулам
нужно задаваться значениями скольжения
примерно в пределах s
= (0,2
1,3),
где номинальное скольжение sн
предварительно может быть взято из
кривой. Достаточно произвести расчеты
для пяти-шести значений скольжения,
выбирая их приблизительно через равные
интервалы.
14. Главные размеры двигателя постоянного тока...
Наружный диаметр якоря D, расчетная длина якоря l.По заданной мощности шкале увязки определяется высота оси вращения, по h определяется D. Предварительное значение электромагнитной мощности, Вт,
;
-
Расчетная длина воздушного зазора(основное уравнение), м,
где nном – номинальная частота вращения двигателя, об/мин;
– коэф. полюсного перекрытия;
ведет к полюсной дуги b, следовательно, межполюсное окно, что приводит к проникновению основного потока в межполюсное окно и ухудшению коммутации.
A - линейная нагрузка.
При А (при постоянной геометрии листа якоря) число проводников обмотки якоря N, число витков секции WC, сечение проводника J –плотность тока, сопротивление якоря потери и КПД, ухудшается тепловой режим машины, с WC ухудшаются показатели коммутации (возрастают реактивная ЭДС ер и ЭДС вращения ев). Для улучшения коммутации необходимо увеличивать МДС дополнительных полюсов.
B - маг.инд. в воздушном зазоре – характеристика магнитной цепи.
С B (при постоянной геометрии листа якоря) BZ1 F Fz- растёт суммарная МДС F обмотки возбуждения, число витков ОВ, добавочные и основные потери в стали. Значение B определяется значение Вqd что приводит к ухудшению коммутации. Кроме того при увеличении индукции в воздушном зазоре насыщаются отдельные участки магнитной цепи.
Основное ур. проектирования - определяет связь гл размеров ЭМ с номинальными данными машины и нагрузками.
;
-
ЭДС обмотки статора (якоря)
;
-
основной магнитный поток в зазоре
Постоянная Арнольда
Она показывает использование активной части машины на единицу мощности.
Электромагнитные нагрузки показывают эффективность использования активной части машины. А-линейная нагрузка определяется отношением тока всех витков обмотки к длине окружности. Её значение показывает какой ток приходится в среднем на единицу длины окружности зазора машины. Является характеристикой пазовой части магнитопровода статора (якоря). Определяет активное сопротивление, площадь пазов, плотность тока, КПД, тепловой режим, cosφ. Вδ- индукция в воздушном зазоре, определяет поток машины при данном диаметре по зазору и числу полюсов и уровень индукции в отдельных частях магнитопровода. Чем выше нагрузки тем больше коэффициент использования. Индукция определяет МДС которая необходима для наведения заданной ЭДС в обмотках. Влияет на использование магнитной цепи, КПД, cosφ, нагрев.