ОБМОТКА КОРОТКОЗАМКНУТОГО РОТОРА

Короткозамкнутая обмотка (клетка) ротора асинхронных дви­гателей с высотой оси вращения h≤355 мм выполняется из алюми­ния путем заливки сердечника ротора. Поэтому размеры и форма стержней этой обмотки определяются размерами и формой пазов сердечника ротора (см. рис. 2.5,а-г ).

Номинальный ток в обмотке ротора, А,

(4.1)

где cosφ₁ принимается по рис. 1.1.

4.1 Рабочий ток в стержне ротора

При короткозамкнутой обмотке ротора m₂ = z₂; ω₂ = 0,5; k_o62= 1 и ток в стержне ротора, A в номинальном режиме равен

(4.2)

4.2. Плотность тока в стержне ротора

(4.3)

где q_ст — сечение стержня, мм², равное площади паза ротора в штампе, q_cт = =S_П2=35,63 (см.п.2.27)

Плотность тока в стержне короткозамкнутой обмотки ротора при заливке пазов алюминием не должна превышать ∆₂ = 2,5÷3,5 А/мм² для двигателей закрытого обдуваемого исполнения или ∆₂ = 3,0÷4,0 А/мм² для двигателей защищенного исполнения. Здесь меньшие значения ∆₂ относятся к двигателям большей мощ­ности.

4.3 Размеры короткозамыкающего кольца литой клетки ротора (рис. 4.1) определяются выражениями:

поперечное сечение кольца, мм

(4.4)

высота кольца

h_кл=(1,1-1.13) h_z2 (4.5)

h_кл=1.13 h_z2=1.13х10.41=11.8мм

длина кольца

(4.6)

средний диаметр кольца

D_кл,ср= D₂ -h_кл (4.7)

D_кл,ср= D₂ -h_кл= 69.5-11.8=57.7мм

Овальные полузакрытые и закрытые пазы (рис 2.5, а — в).

4.4 Ак­тивноесопротивление стержня клетки ротора, Ом, приведенное к расчетной рабочей температуре,

(4.8)

где p_A1— удельное электрическое сопротивление литой алюминие­вой клетки при расчетной рабочей температуре, Ом-м (см. табл.4.1);

Коэффициент k_B,Tпредставляет собой отношение площади попе­речного сечения стержня q_CTк площади сечения стержня при рас­четной глубине проникновения тока q_гп:

(4.9)

Расчет коэффициента k_B,Tведется лишь для пускового режима, так как в рабочем режиме частота тока в клетке ротора незначи­тельна и поэтому q_гп = q_ст и k_B,T= 1.

Глубина проникновения тока в стержень (рис. 4.2), мм,

(4.10)

где φ — коэффициент, определяется по кривым рис. 4.3 в зависи­мости от значений коэффициента ξ, который характеризует степень повышения активного сопротивления клетки ротора.

При f₁ = 50 Гц для алюминиевой литой клетки значения ξ при расчетных температурах 75 и 115°С соответственно равны

(4.11)

где s— скольжение.

Для определения φ рассчитаем коэффициент ξ. В начальный момент пуска (s=1) для алюминиевой литой клетки при рабочей температуре 115˚С (4.11)

по рис.4.3 φ=1,0, тогда h_г,п= 9.51/1=9.51мм;

Ширина стержня на расчетной глубине проникновения тока, мм

(4.12)

Площадь поперечного сечения стержня при расчетной глубине проникновения тока, мм²,

(4.13)

Коэффициент

Активное сопротивление стержня клетки при s=1 с учетом вытеснения тока

r _ст= r_ст*k_в,т =24.13*10^-6 Ом

4.5. Активное сопротивление участка короткозамыкающего кольца между двумя соседними стержнями при расчетной рабочей темпе­ратуре, Ом,

(4.14)

где p_A1 принимается по табл. 4.1 для литой алюминиевой клетки, Ом*м.

4.6. Активное сопротивление колец, приведенное к току стержня, Ом,

(4.15)

k_пр2 — коэффициент приведения тока кольца к току стержня:

при Z₂/2p<6

k_пр2=2sin(180⁰ p/Z₂) (4.16)

при Z₂/2p≥6

k_пр2=2πp/Z₂=2π∙1/20=0,314 (4.17)

где k_пр2 –коэффициент приведенный при Z₂/2p=/4≥6

4.7. Коэффициент скоса пазов ротора k _CKопределяется по централь­ному углу скоса α _CK (табл. 4.2), рад,

(4.18)

где β_ск — скос пазов в долях зубцового деления t₂

Для двигателей с 2р = 2 при скосе пазов ротора на одно зубцовое деление статора принимают k_ск = 1.

где β_ск= t₁/t₂=9.16/12.12=0.76

4.8.Коэффициент скоса пазов (табл. 4.2)

k_ск=0,998

4.9 Коэффициент приведения сопротивления обмотки ротора к об­мотке статора

(4.19)

4.10. Активное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмот­ке статора, Ом,

в рабочем режиме

(4.20)

в относительных единицах

(4.21)

д

(4.22)

4.11. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора обуслов­лено следующими видами рассеяния: пазовым, лобовым, диффе­ренциальным и рассеянием скоса пазов.

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ро­тора:

овального полузакрытого паза (см.рис.2.5,а)

(4.23)

овального закрытого паза (см. рис. 2.5, б, в)

(4.24)

где (4.25)

Коэффициент ψ, учитывающий уменьшение проводимости пазо­вого рассеяния при вытеснении тока в процессе пуска, определяют по рис. 4.3. Для номинального режима ψ = 1.

в начальный момент пуска с учетом вытеснения тока [ξ₇₅=1,02; φ=0,96(см. рис. 4.3)]

4.12. Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рас­сеяния

(4.26)

где k_Д2— коэффициент дифференциального рассеяния ротора, оп­ределяют по рис. 4.4 в зависимости от q₂.

(4.27)

где k_д2 = 0,008по рис. 4.4 при q₂ = 20/3*2=3,33

4.13. Коэффициент магнитной проводимости рассеяния короткозамыкающих колец клетки ротора

(4.28)

4.14. Коэффициент магнитной проводимости рассеяния скоса пазов ротора

(4.29)

где k'_μ — предварительное значение коэффициента насыщения маг­нитной цепи, принимают равным 1,2—1,4.

4.15. Коэффициент магнитной проводимости рассеяния обмотки ротора

λ₂= λ_п2+λ_д2+ λ_кл+ λ_ск (4.30)

в номинальном режиме

λ₂1.42+1.9+0.3+1.74=5.36

в начальный момент пуска

λ ^/₂=5.12+1.9+0.3+1.74=9.06

4.16. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора:

х₂=7,9f₁ l₂ λ₂10^-9 (4.31)

в номинальном режиме

х₂=7,9f₁ l₂ λ₂10^-9=7,9*50*40*5.36*10^-9 =0.085*10^-3 Ом

в начальный момент пуска

х_2п=7,9f₁ l₂ λ₂ ^/10^-9=7,9*50*40*9.06*10^-9 =0.143*10^-3 Ом

4.17. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора, приведенное к обмотке статора:

х^/₂=k_пр1 *х₂ (4.32)

в номинальном режиме

х^/₂=k_пр1 *х₂=2453.4*10³*0.85*10^-3=208.54

в начальный момент пуска

х^/_2п= k_пр1*х_2п=2453.4*10³*0.143*10^-3=350.84

де k_пр1 определяют по (4.19); в относительных единицах

(4.33)

Поиск по сайту: