Параметров рабочего режима проектируемой машины

 

При расчете пусковых режимов, в которых токи машины в несколь­ко раз превышают номинальный, а частота тока в роторе близка к час­тоте питающей сети, в большинстве случаев приходится учитывать из­менение параметров от насыщения участков магнитопровода полями рассеяния и от влияния эффекта вытеснения тока.

Скос пазов уменьша­ет влияние высших гармонических и улучшает виброакустические ха­рактеристики двигателей, но при скошенных пазах несколько умень­шается ЭДС обмоток. В практичес­ких расчетах уменьшение ЭДС от скоса пазов непосредственно не оп­ределяют, а влияние скоса учитыва­ют увеличением индуктивных сопро­тивлений рассеяния обмоток стато­ра и ротора. С этой целью в соответствующие расчетные формулы вво­дят коэффициент σ _ск. Индуктивное сопротивление обмоток при скошен­ных пазах:

,

где х₁ – индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора, Ом;

х₂ – индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора, Ом.

Приближенное значение коэффи­циента σ _ск можно найти по формуле:

,

где b_ск – скос пазов в линейных размерах.

Скошенные пазы выполняют большей частью лишь в двигателях с короткозамкнутыми роторами с h ≤ 160 мм. При проектировании следует иметь в виду также отрица­тельные последствия применения скоса паза: из-за увеличения индук­тивных сопротивлений рассеяния несколько уменьшается перегрузочная способность и пусковой момент двигателя. Поэтому скос обычно вы­бирают равным не более чем одно­му зубцовому делению ротора, т.е. b_ск ≤ t₂. Лишь в машинах неболь­шой мощности иногда выполняют b_ск ≤ 1, 5·t₂ или b_ск ≤ 2·t_2.

В серии 4А роторы всех двигате­лей с высотой оси вращения h < 160 мм выполняют со скосом па­зов на одно зубцовое деление рото­ра.

Добавочные потери при нагруз­ке асинхронных двигателей возни­кают за счет действия потоков рас­сеяния, пульсаций индукции в воз­душном зазоре, ступенчатости кри­вых распределения МДС обмоток статора и ротора и ряда других при­чин. В короткозамкнутых роторах, кроме того, возникают потери от поперечных токов, т.е. токов между стержнями, замыкающихся через листы сердечника ротора. Эти токи особенно заметны при скошенных пазах ротора. В таких двигателях, как показывает опыт эксплуатации, добавочные потери при нагрузке могут достигать 1 – 2% (а в некото­рых случаях даже больше) от под­водимой мощности. ГОСТ устанав­ливает средние расчетные добавоч­ные потери при номинальной нагруз­ке, равные 0, 5% номинальной мощ­ности. При расчетах потерь и КПД двигателей в режимах, отличных от номинального, значение добавочных потерь пересчитывают пропорцио­нально квадрату токов.

Известно, что с увеличением часто­ты тока в стержнях обмотки короткозамкнутого ротора возникает эффект вытеснения тока, в результате которого плотность тока в верхней части стержней возрастает, а в ниж­ней уменьшается. При этом актив­ное сопротивление ротора увеличи­вается, а индуктивное – уменьша­ется. Изменение сопротивлений ротора влияет на пусковые харак­теристики машины.

В большинстве случаев эффект вытеснения тока в обмотках короткозамкнутых роторов играет поло­жительную роль, увеличивая на­чальные моменты двигателей. Это широко используют при проектиро­вании асинхронных машин, выпол­няя роторы с глубокими прямо­угольными или фигурными пазами или с двойной беличьей клеткой, в которых эффект вытеснения тока проявляется особенно сильно. Одна­ко неравномерное распределение плотности тока по сечению стержня ротора может привести и к нежела­тельным последствиям. Например, при неудачно выбранных размер­ных соотношениях стержней чрез­мерно возрастающая в пусковых режимах плотность тока в их верх­них участках может вызвать нерав­номерное тепловое удлинение стержней и их изгиб. При этом стержни разрывают усики пазов и выгибаются в воздушный зазор, что неизбежно приводит к выходу дви­гателя из строя. В связи с этим правильный учет влияния эффекта вытеснения тока является необходи­мым при проектировании асинхрон­ных машин с короткозамкнутыми роторами.

В разрабатываемой программе предусмотрен целый комплекс проверок исключающих ошибки учета эффекта вытеснения тока (рис. 4.17 – 4.19).

 

Рис. 4.17. Расчет пусковых характеристик с учетом

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: