].

  4.8. Площадь  поперечного сечения стержня 

  [плотность  тока в стержне литой клетке  принимаем J₂ = 2,5·10⁶ А/м²].

  4.9. Принимаем размеры паза b_ш = 1,5 мм; h_ш = 0,7 мм; высота перемычки над пазом h_ш' = 0,3 мм.

  Допустимая  ширина зубца

    мм

  [индукция  зубцов ротора B_z2 = 1,8 Тл по табл. 6-10].

  Размеры паза:

    мм;

    мм;

    мм.

  Принимаем b₁ = 7 мм; b₂ = 4 мм; h₁ = 21,7 мм.

  Полная  высота паза

  h_п2 = h_ш' + h_ш + + h₁ + = 0,3 + 0,7 + + 21,7 + = 28,2 мм.

  Сечение стержня

q_с = (b₁² + b₂²) + (b₁ + b₂)h₁ = (7² + 4²) + (7 + 4)·21,7 = 144,86 мм². 

  4.10. Плотность  тока в стержне

    А/м².

  4.11. Короткозамыкающие кольца. Площадь поперечного сечения 

  [ток  в кольце  А,

  где Δ = 2 sin = 2 sin = 0,425;

  плотность тока в замыкающих кольцах

  J_кл = 0,85J₂ = 0,85·2,47·10⁶ = 2,1·10⁶ А/м²].

  Размеры замыкающих колец:

  b_кл = 1,25h_п2 = 1,25·28,2 = 35,25 мм;

    мм.

  Площадь поперечного сечения замыкающих колец

  q_кл = b_клa_кл = 35,25·11,4 = 401,85 мм²;

  D_к.ср = D₂ – b_кл = 195,2 – 35,25 = 159,95 мм.

 

Паз статора

(масштаб  5:1)

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

Рис. 2 

  Паз ротора

  (масштаб  2,5:1) 

    

    

    
 
 
 
 
 
 
 

  

  Рис. 3

 

5. РАСЧЕТ НАМАГНИЧИВАЮЩЕГО  ТОКА

 

  5.1. Значения индукций:

    Тл;

    Тл;

    Тл;

  индукция  в ярме ротора

    Тл

  [расчетная  высота ярма ротора

  ].

  5.2. Магнитное  напряжение воздушного зазора

  F_δ = 1,59·10⁶B_δk_δδ = 1,59·10⁶·0,792·1,279·0,4·10^-3 = 644,2 А

  [коэффициент  воздушного зазора 

  где ].

  5.3. Магнитные  напряжения зубцовых зон: статора

  F_z1 = 2h_z1H_z1 = 2·19,6·10^-3·1520 = 59,58 А;

  ротора

  F_z2 = 2h_z2H_z2 = 2·27,8·10^-3·1520 = 84,51 А

  [по  табл. П-17, напряженности поля в  зубцах для стали 2013 H_z1 = 1520 А/м при B_z1 = 1,8 Тл; H_z2 = 1520 А/м при B_z2 = 1,8 Тл; h_z1 = h_п1 = 19,6 мм,

  h_z2 = h_п2 – 0,1·b₂ = 28,2 – 0,1·4 = 27,8 мм].

  5.4. Коэффициент  насыщения зубцовой зоны

  .

  5.5. Магнитные  напряжения ярм статора и ротора:

F_a = L_aH_a = 0,133·450 = 59,85 А;

F_j = L_jH_j = 0,05·108 = 5,4 А

  [по табл. П-16 напряженность поля ярма H_а = 450 А/м при B_a = 1,45 Тл;

H_j = 108 А/м при B_j = 0,74 Тл; длина средней магнитной линии ярма статора

    м;

  длина средней магнитной линии потока в ярме ротора

    м,

  где высота спинки ротора

    мм]. 
 

  5.6. Магнитное  напряжение на пару полюсов

F_ц = F_δ + F_z1 + F_z2 + F_a + F_j = 644,2 + 59,58 + 84,51 + 59,85 + 5,4 = 853,5 А.

  5.7. Коэффициент  насыщения магнитной цепи 

  5.8. Намагничивающий ток

  7,32 А;

  относительное значение

  .

 

6. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ  РАБОЧЕГО РЕЖИМА

 

  6.1. Активное  сопротивление фазы обмотки статора

    Ом.

  Для класса нагревостойкости изоляции F расчетная температура

υ_расч = 115 ºС. Удельное сопротивление меди ρ₁₁₅ = 10^–6/41 Ом·м.

  Длина проводников  фазы обмотки

  L₁ = l_ср1w₁ = 0,642·135 = 86,67 м

  [средняя  длина витка обмотки l_ср1 = 2(l_п1 + l_л1) = 2(0,143 + 0,178) = 0,642 м;

  длина пазовой  части l_п1 = l₁ = 0,143 м;

  длина лобовой  части l_л1 = К_лb_кт + 2Β = 1,4·0,113 + 2·0,01 = 0,178 м,

  где длина  вылета прямолинейной части катушек из паза B = 0,01 м;

  по табл. 6-19; К_л = 1,4;

  b_кт = м

  относительное укорочение шага обмотки статора  β₁ = 1].

  Длина вылета лобовой части катушки

  l_выл = К_вылb_кт + B = 0,5·0,113 + 0,01 = 0,067 м = 67 мм.

  где по табл. 6-19 К_выл = 0,5.

  Относительное значение

  .

  6.2. Активное  сопротивление фазы обмотки ротора

  64,03·10^–6 Ом

  [сопротивление  стержня ·10^–6 Ом;

  сопротивление участка замыкающего кольца

,

  где для  литой алюминиевой обмотки ротора ρ₁₁₅ = Ом·м].

  Приводим  r₂ к числу витков обмотки статора

    Ом.

  Относительное значение

  .

  6.3. Индуктивное  сопротивление фазы обмотки статора 

2,81 Ом, 
 
 

где по табл. 6-22 коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния

  ,

  где h₃ = 17,1 мм; b = 6,7 мм; h₂ = 0; мм;

  k_β = 1; k_β' = 1; l_δ' = l_δ = 0,143 м.

  Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния

;

коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния 

[;

  для относительного скоса пазов β_ск = 0 и

  t₂/t₁ = 13,9/11 = 1,26 по рис. 6-39, д k_ск' = 1,3].

  Относительное значение

  .

  6.4. Индуктивное  сопротивление фазы обмотки ротора

  x₂ = 7,9f₁l_δ'(λ_п2 + λ_л2 + λ_д2)·10^–6 = 7,9·50·0,143(2,79 + 0,359 + 2,22)·10^–6 =

  = 303,3·10^–6 Ом,

  где по табл. 6-23 
 

  [h₁ = 28,2 – 0,3 – 0,7 – 0,1·4 – 0,5·7= 23,30 мм; b = 7 мм; b_ш = 1,5 мм;

  коэффициент демпфирования k_д = 1 (для рабочего режима)];

  l_δ' = l_δ = 0,143 м;  
 

  [;

  Δ_z = 0,03 по рис. 6-39, а];

  Σλ₂ = λ_п2 + λ_л2 + λ_д2 = 2,79 + 0,359 + 2,22 = 5,369.

  Приводим  x₂ к числу витков статора:

    Ом.

  Относительное значение

  .

 

7. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ

 

  7.1. Потери в стали основные 

  = 2,6(1,6·1,45²·15,85 + 1,8·1,8²·5,73) = 225,52 Вт

  [удельные  потери p_1,0/5,0 = 2,6 Вт/кг и β = 1,5 для стали 2013 по табл. 6-24];

  масса стали  ярма статора

m_a = π(D_a – h_a)h_al_ст1k_cγ_c = π(0,272 – 0,0184)·0,0184·0,143·0,97·7,8·10³ =

= 15,85 кг,

  масса стали  зубцов статора

  m_z1 = h_z1b_z1срZ₁l_ст1k_cγ_с = 19,6·10^–3·5·10^–3·54·0,143·0,97·7,8·10³ = 5,73 кг,

  удельная  масса стали γ_с = 7,8·10³ кг/м³.

  7.2. Поверхностные  потери в роторе

  P_пов2 = p_пов2(t₂ – b_ш2)Z₂l_ст2 = 160,1·13,9·10^–3·44·0,143 = 14,00 Вт;

  удельные  поверхностные потери 

  = 160,1 Вт/м²,

  где k₀₂ = 1,5; амплитуда пульсаций индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов

  B₀₂ = β₀₂k_δB_δ = 0,37·1,279·0,792 = 0,375;

  для по рис 6-41 β₀₂ = 0,37.

  7.3. Пульсационные  потери в зубцах ротора

    Вт

  [амплитуда пульсаций индукции в среднем сечении зубцов

    Тл;

  m_z2 = Z₂h_z2b_z2срl_ст2k_cγ_c = 44·27,8·10^–3·6,31·10^–3·0,143·0,97·7800 = 8,35 кг].

  7.4. Сумма  добавочный потерь в стали

  P_ст.доб = P_пов2 + P_пул2 = 14 + 64,347 = 78,35 Вт.

  7.5. Полные потери в стали

  P_ст = P_ст,осн + P_ст,доб = 225,52 + 78,35 = 303,87 Вт.

  7.6. Механические  потери

    Вт

  [для двигателей 2p = 6 коэффициент

  K_т = 1,3(1 – D_а) = 1,3(1 – 0,272) = 0,946].

  7.7. Добавочные  потери при номинальном режиме

    Вт. 
 
 
 

  7.8. Холостой  ход двигателя:

    А,

  где А,

  P_э1х,х = 3I_μ²r₁ = 3·7,32²·0,598 = 96,13 Вт;

  .

 

8. РАСЧЕТ РАБОЧИХ  ХАРАКТЕРИСТИК

 

  Последовательно включенные сопротивления схемы  замещения

    Ом;

    Ом; 

  [используем приближенную формулу, так как |γ| < 1˚;

  59’  ];

  Активная  составляющая тока синхронного холостого  хода

    А;

  a' = c₁² = 1,033² = 1,067; a = c₁r₁ = 1,033·0,598 = 0,618; b' = 0;