270 (28)

270 8. Obliczanie wymiarów uzwojeń i obwodu magnetycznego maszyn

W tym etapie obliczeń rezystancja R,, reaktancja rozproszeniowa X„ uzwojenia wirnika, jak również poślizg s silnika nie są znane. Uwzględniając, że moc w obwodzie wirnika (moc wewnętrzna silnika)

270 8. Obliczanie wymiarów uzwojeń i obwodu magnetycznego maszyn

P, = P+P_r

m, Uri cos <p_r

(8.17)

mm

otrzymuje się prąd

(8.18)

/.=

P+P.

IUrl/rfCOSp,

przy czym: P, — suma strat mocy w wirniku; m, — liczba faz uzwojenia wirnika; ę, — kąt fazowy między napięciem a prądem w wirniku.

Suma strat mocy

P_r = P»r + P,p6 + P^ + P_m    (8-19)

przy czym: P„ — straty mocy w uzwojeniu wirnika; P_lpb — straty mocy wywołane prądem w zestyku ślizgowym; P_łdr — straty mocy w rdzeniu wywołane strumieniami wyższych harmonicznych; P_m — suma strat mocy tarcia w łożyskach, w zestyku ślizgowym oraz w układzie wentylacyjnym (p. 11.4; 11.5). Straty mocy w obwodzie elektrycznym wirnika

P-+Pi» = sP_l

przy czym moc pola wirującego w szczelinie

P, = P+P_r

(8.20a)

mm

Zależność (8.18) można zatem przekształcić do postaci P+P«,+P_m , P

m,UM - s)cos ę_r    ¹ m_rU,

przy czym

k, —

1

(1—s)cosą>_f

1 +

P^+P.

(8.20b)

Współczynnik k, zależy od wielkości jeszcze w tej fazie obliczeń nie znanych. W przybliżeniu jego wartość można przyjąć wg zależności

k,K

1,015 (1 -s)

(8.20c)

przy czym s — poślizg przy obciążeniu znamionowym.

W dalszej fazie obliczeń sprawdza się, wg wzoru (8.20a), trafność doboru wartości współczynnika k, i przy stwierdzeniu rozbieżności większych niż

uznane za dopuszczalne, np.: mniejszej niż —5% lub większej niż + 2%, obliczenia się ponawia. Jeżeli otrzymana wartość prądu

K > 2,5Urt

to należy zastosować uzwojenie o większej liczbie N, zwojów szeregowych.

W tym celu najpierw rozpatruje się możliwość zwiększenia liczby żłobków Q, w wirniku, a jeśli to nie wystarcza — zwiększa się liczbę zwojów w cewce.

Pole powierzchni przekroju przewodu oblicza się na podstawie założonej gęstości prądu J_r w uzwojeniu (tabl. 7.6)

S-r-j    (8.21)

Zwykle w uzwojeniu wirnika nie stosuje się drutów równoległych. Z katalogu dobiera się średnicę lub wymiary boków drutu o najbardziej zbliżonym polu powierzchni przekroju do otrzymanego z zależności (8.21) i oblicza skorygowaną wartość gęstości prądu J_r. Stosunek wymiarów drutu o przekroju prostokątnym dobiera się odpowiednio do przewidywanego kształtu żłobka i dopuszczalnej jego szerokości ze względu na indukcję w zębie — p. 8.5. Przy obliczaniu pola powierzchni żłobka S_Qr postępuje się tak, jak w p. 8.1. Obliczenie średniej długości zwoju podano w p. 10.2.

8.2.2. Silnik o wirniku klatkowym

Napięcie U_rt w prętach uzwojenia klatkowego oblicza się z zależności (8.15) uwzględniając, że N_r = i oraz k_WT= 1, a więc

U_rM

i

2N,k„

(8.22)

Prąd J_r w uzwojeniu fazowym oblicza się ze wzoru (8.20), podstawiając liczbę faz m_r wg zależności (6.18). Uzwojenie fazowe składa się z t = NWD (Q_r; p) równolegle połączonych prętów. Zatem prąd w pręcie

%

t_=fc_L_ t ins

(8.23)

W silniku dwuklatkowym jest to suma prądów w pręcie klatki rozruchowej oraz w pręcie klatki pracy. Jeżeli pręty obu klatek są umieszczone tak, jak np. na rys. 7.18a, c, f, to oba prądy przy obciążeniu znamionowym są praktycznie ze sobą w fazie i można je sumować algebraicznie.

Jeśli natomiast rozwarcia żłobkowe klatek są względem siebie przesunięte, jak na rys. 7.18b, c, d, g, h, to prąd klatki rozruchowej jest przesunięty

względem prądu klatki pracy o kąt fazowy p ~~ i prądy trzeba sumować geometrycznie.