ГЛАВА XXXII
РАСЧЕТ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
§ 271. Расчетные варианты.
Задаваясь различными величинами Ф и определяя из уравнения (270,1), соответственные значения N, мы будем получать различные варианты проекта электрической машины на данную величину Е1.
Можно, например, задаться большой величиной Ф, тогда при данном диаметре ротора D (приблизительно равном внутреннему диаметру статора) получится малое N и наоборот, при малом Ф получится большое N. Таким образом мы можем получить два варианта, характеризуемые нижеследующей таблицей.
| № га- ба- ри- тов |
Внеш- ний диа- метр ста- тора D1 |
Число полю- сов 2р |
Вну- трен- ний диа- метр ста- тора D в mm |
По- люс- ное деле- ние т в cm |
Воз- душ- ный зазор δ в mm |
Вну- трен- ний диа- метр рото- ра в mm |
Число пакетов (длина железа) |
  |
AS | Плот- ность тока обмотки статора в A/mm2 |
Средня индук- ция в воздуш- ном зазоре Bср |
Напря- жение в kV |
Мощность в kW |
|||
|
Размер паза штампованного в mm |
|
Размер паза штампованного в mm |
|||||||||||||
| 11 | 560 560 560 560 560 |
4 6 8 10 12 |
350 390 415 415 415 |
27,5 20,4 16,3 13 0 10,85 |
0,9 0,8 0,75 0,75 0,75 |
160 215 250 250 250 |
4—5—6 5—6 4—5 4—5—6 4—5 |
4/48 3.5/63 4/96 3/90 2,5/90 |
11,2X48 9,8X42 6,8X38 7,2X43 6,9X47 |
5/60 4,5/81 3/72 4/120 3/108 |
4,8X37,5 5,7X37,5 3,7X37,5 4,0x37,5 |
430 350 365 395 360 |
5,4 5,8 3,9 3,4 |
5 600 5 400 5 500 5 500 5 600 |
3,0 3,0 0,5 0,5 0,5 |
100—125—150 75—95 55—70 40—52—65 32—40 |
| 12 | 650 650 650 650 650 |
4 6 8 10 12 |
420 460 495 495 495 |
33 0 24,1 19,5 15,5 12,95 |
1,0 0,9 0,8 0,8 0,8 |
195 280 325 325 325 |
5—6 4—5—6 4—5 4—5 4—5—6 |
5/60 4/72 4/96 3/90 3/108 |
11,2X48 10,1X46 8,4X30 8,5X44 7,2X47 |
6/72 5/90 5/120 4/120 4/144 |
5,6X38,5 4,6X43,5 4,4X40,0 3,7X40,0 |
450 435 420 430 400 |
5,4 5,75 4,3 4,2 3,6 |
5 500 5 400 5 500 5 500 5 500 |
3,0 3,0 0,5 0,5 0,5 |
175—210 100—130—160 90—110 70—85 50—65—80 |
| 13 | 730 730 730 730 730 |
4 6 8 10 12 |
475 525 545 545 545 |
37,35 27,5 21,4 17,1 14,25 |
1,1 1,0 0,9 0,9 0,8 |
220 325 370 370 370 |
5—6 5—6 4—5—6 4—5—6 5—6 |
6/60 4/72 4/96 3/90 3/108 |
12,5X50 11,6X49 9,0X49 9,5X50 7,7X52 |
6/72 5/90 3/72 4/120 4/144 |
6,2X41 7,5X41 5,0X40 4,0X42,5 |
500 475 400 395 450 |
5,4 5,6 4,9 3,7 |
5 500 5 400 5 500 5 500 5 700 |
3,0 3,0 3,0 3,0 0,5 |
250—300 190—225 100—140—170 80—100—125 90—115 |
| 14 | 850 | 4 | 545 | 42,8 | 1,2 | 260 | 5—6—7—8 | 5/60 | 13,1X60 | 6/72 | 475 | 5,3 | 6 000 | 3,0 | 350—410— 480—550 |
|
| 850 | 6 | 605 | 31,7 | 1,1 | 365 | 5—6—7 | 4/72 | 11,8X50 | 5/90 | 6,75X45 | 470 | 5,5 | 5 800 | 3,0 | 250—300—350 | |
| 850 | 8 | 640 | 25,1 | 1,0 | 445 | 5—6—7 | 4/96 | 10,0X50 | 5/120 | 5,75X42 | 400 | 5,2 | 5 600 | 3,0 | 195—235—275 | |
| 850 | 10 | 640 | 20,1 | 0,9 | 445 | 5—6—7 | 3/90 | 11,0X56 | 4/120 | 5,75X42 | 395 | 4,9 | 5 600 | 3,0 | 150—185—210 | |
| 850 | 12 | 640 | 16,8 | 0,8 | 445 | 5—6—7 | 3/108 | 8,8X55 | 4/144 | 4,8X45 | 390 | 4,8 | 5 600 | 3,0 | 140—170—200 | |
| 850 | 14 | 640 | 14,35 | 0,8 | 445 | 4—5 | 3/126 | 7,5x50 | 4/168 | 4,4x37,5 | 430 | 4,1 | 5 800 | 0,5 | 80—105 | |
| 15 | 990 | 6 | 705 | 36,8 | 1,4 | 430 | 5—6—7 | 5/90 | 11,7X65,0 | 6/108 | 6,5X55,0 | 500 | 4 | 5 700 3,0 | 375—460—550 | |
| 990 | 8 | 750 | 29,4 | 1,2 | 530 | 5—6—7 | 4/96 | 11,7X58,5 | 5/120 | 7,0X45,0 | 460 | 4,1 | 5 600 3,0 | 300—370—430 | ||
| 990 | 10 | 750 | 23,5 | 1,1 | 530 | 5—6—7 | 3/90 | 12,3X66,0 | 4/120 | 6,5X45,0 | 460 | 3,5 | 5 650 | 3,0 | 235—280—330 | |
| 990 | 12 | 780 | 20,4 | 1,0 | 600 | 5—6—7 | 3/108 | 11,3X62,0 | 4/144 | 6,5X45,0 | 455 | 3,7 | 5 500 | 3,0 | 180—225—270 | |
| 990 | 14 | 780 | 17,5 | 1,0 | 600 | 4—5—6 | 3/126 | 9,5X65,0 | 4/168 | 5,5x45,5 | 450 | 3,9 | 5 600 | 3,0 | 125—155—190 | |
| 990 | 16 | 780 | 15,3 | 1,0 | 600 | 4—5—6 | 3/144 | 8,5x66,0 | 4/192 | 4,8x45,0 | 425 | 4 | 5 500 | 3,0 | 100—125—150 | |
| 16 | 1160 | 6 | 800 | 41,9 | 1,5 | 460 | 5—6—7— 8—10—12 |
5/90 | 12,5X75 | 6/108 | 7,5X55 | 600 | 3,8 | 6 100 | 3,0 | 625—750— 875—1 000— 1 250—1 500 |
| 1160 | 8 | 860 | 33,8 | 1,3 | 590 | 5—6—7—8 | 5/120 | 10,5X65 | 6/144 | 6,0X60 | 530 | 4,6 | 6 000 | 3,0 | 475—560— 650—750 |
|
| 1 160 | 10 | 860 | 27,0 | 1,3 | 590 | 5—6—7—8 | 4/120 | 10,5X80 | 5/150 | 6,0X60 | 525 | 3,5 | 6 000 | 3,0 | 390—470— 550—625 |
|
| 1 160 | 12 | 920 | 24,1 | 1,1 | 700 | 5—6—7—8 | 3,5/126 | 11,0X56 | 5/180 | 6,0X45 | 460 | 4,7 | 5 900 | 3,0 | 310—375— 440—500 |
|
| 1 160 | 14 | 920 | 20,7 | 1.1 | 700 | 4—5—6— 7—8 |
3/126 | 11,0X65 | 4/168 | 6,5X45 | 470 | 4,2 | 5 900 | 3,0 | 210—270—320— 375—430 |
|
| 1 160 | 16 | 920 | 18,0 | 1,1 | 700 | 4—5—6 | 2,5/120 | 11,5X70 | 3/144 | 7,5X45 | 460 | 4,2 | 5 900 | 3,0 | 165—200—250 | |
| 1 160 | 18 | 920 | 16,05 | 1,1 | 700 | 4-5 | 2,5/135 | 10,0X75 | 3/162 | 6,5x45 | 465 | 4,3 | 6 000 | 3,0 | 130—175 | |
| 1160 | 20 | 920 | 14,5 | 1,1 | 700 | 4—5 | 2,5/150 | 9,0X77 | 3/180 | 6,0x45 | 460 | 4,1 | 6 200 | 3,0 | 130—165 | |
| 17 | 1400 | 8 | 1 040 | 40,9 | 1,7 | 690 | 5—6—7— 8—10—12 |
4,5/108 | 12,5X75 | 6/144 | 7,0X65 | 560 | 4,1 | 6 200 | 3,0 | 800—950—1 100— 1 210—1 550—1 850 |
| 1400 | 10 | 1 100 | 34,6 | 1,5 | 810 | 5—6—7— 8—10—12 |
4,5/135 | 12,0X65 | 6/180 | 7,0X55 | 535 | 4,5 | 6 000 | 3,0 | 650—750—880— 1 000—1 500 |
|
| 1 400 | 12 | 1 100 | 28,8 | 1,5 | 810 | 5—6—7— 8—10 |
4/144 | 11,0X75 | 5/180 | 7,0X55 | 520 | 3,9 | 6 100 | 3,0 | 525—650—750— 850—1 050 |
|
| 1400 | 16 | 1 160 | 22,8 | 1,3 | 930 | 4—5—6— 7—8 |
3/144 | 12,0X59 | 4/192 | 7,0X45 | 460 | 4,8 | 5 900 | 3,0 | 290—360—430— 500—575 |
|
| 1 400 | 18 | 1 160 | 20,2 | 1,3 | 930 | 4—5 | 3/162 | 10,5X65 | 4/216 | 6,0X45 | 450 | 4,5 | 6 000 | 3,0 | 220—280—350 | |
| 1 400 | 20 | 1 160 | 18,2 | 1,3 | 930 | 4—5 | 3/180 | 9,0X70 | 4/240 | 5,5X45 | 440 | 4,0 | 6 000 | 3,0 | 200—260 | |
| 1400 | 24 | 1 160 | 15,2 | 1,3 | 930 | 4—5—6 | 2,5/180 | 9,0X77 | 3/216 | 6,5X45 | 435 | 3,65 | 6 000 | 3,0 | 150—190—230 | |
| 18 | 1 700 | 10 | 1 340 | 42,1 | 1,9 | 980 | 7—8—10— 12 |
4,5/135 | 12,8X75 | 6/180 | 7,8X67 | 625 | 4,2 | 6 300 | 3,0 | 1 600—1 850— 2 300—2 750 |
| 1 700 | 12 | 1 390 | , 36.4 | 1,7 | 1 080 | 7—8—10 | 4,5/162 | 12,3X66 | 6/216 | 7,5X55 | 570 | 4,5 | 6 100 | 3,0 | 1 350—1 550—1 900 | |
| 1 700 | , 14 | 1 390 | 31,2 | 1,7 | 1080 | 4—5—6—7 | 4,5/189 | 10,0X75 | 6/252 | 6 5 X 55 | 590 | 4,6 | 6 200 | 3,0 | 560—750— 950—1 150 |
|
| 1 700 | 16 | 1390 | 27,3 | 1,7 | 1 080 | 5—6—7 | 4,5/216 | 9,0X85 | 6/238 | 5,7x55 | 560 | 4,3 | 6 200 | 3,0 | 650—780—900 | |
| 1 700 | 18 | 1 450 | 25,3 | 1,4 | 1 200 | 4—5—6— 7—8 |
4/216 | 10,0X62,5 | 5/270 | 7,0X50 | 530 | 4,9 | 6 000 | 3,0 | 440—550—660— 770—880 |
|
| 1 700 | 20 | 1 450 | 22,6 | 1,4 | 1 200 | 4—5—6— 7—8 |
3/180 | 12,0X65 | 4/243* | 7,5X50 | 530 | 4,5 | 5 800 | 3,0 | 320—425—530— 650—750 |
|
| 1 700 | 24 | 1 450 | 19,0 | 1,4 | 1 200 | 4—5—6— 7—8 |
3/216 | 10,2X72 | 4/288 | 6,5X50 | 520 | 4,2 | 5 800 | 3,0 | 280—365—450— 525—600 |
|
| 19 | 2 130 | 12 | 1 750 | ; 45,8 | 2,2 | 1 380 | 6—7—8— 10—12 |
5,5/198 | 11,0X70 | 7/252 | 7,5X55 | 580 | 4,6 | 6 600 | 3,0 | 2 000—2 300— 2 650—3 300—4 000 |
| 2 130 | 14 | 1 750 | J 39,3 | 2,2 | 1 380 | 5—6—7— 8—10—12 |
5/120 | 11,0X85 | 6/252 | 7,5X55 | 600 | 4,1 | 6 400 | 3,0 | 1 400—1 700—2 000— 2 300—2 850—3 450 |
|
| 2 130 | 16 | 1 810 | 35,5 | 1,9 | 1 500 | 5—6—7— 8—10—12 |
4,5/216 | 11,5X70 | 6/288 | 7,0X55 | 560 | 4,5 | 6 200 | 3,0 | 1 100—1 350—1 600— 1 800—2 250—2 700 |
|
| 2 130 | 18 | 1 810 | 31,6 | 1,9 | 1 500 | 5—6—7— 8—10—12 |
4/216 | 11,5X75 | 5/270 | 7,5X55 | 570 | 4,3 | 6 200 | 3,0 | 1 000—1 200—1 400— 1 600—2 000—2 400 |
|
| 2 130 | 20 | 1 810 | 28 45 | 1,9 | 1 500 | 5—6—7— 8—10 |
4/240 | 10,5X80 | 5/300 | 7,0X55 | 585 | 4,2 | 6 300 | 3,0 | 900—1 050—1 250— 1 450 |
|
| 2 130 | 24 | 1 880 | 24,6 | 1,5 | 1 690 | 5—6—7— 8—10 |
3,5/252 | 10,5X60 | 4,5/324 | 7,0X50 | 475 | 4,5 | 6 100 | 3,0 | 700—800—950— 1 100—1 350 |
|
| 2 130 | 32 | 1 880 | 18,5 | 1,5 | 1 690 | 4—5—6— 7—8 |
3/288 | 9,0X70 | 4/384 | 6,0X50 | 500 | 4,5 | 6 200 | 3,0 | 350—475—575— 680—780 |
|
| 2 130 | 36 | 1880 | 16,4 | 1,5 | 1690 | 4—5—6—7 | 2,5/270 | 9,5X75 | 3/224 | 7,5X50 | 525 | 4,2 | 6 200 | 3,0 | 320—420— 510—600 |
|
Примечание. Пакет включает железо шириной 40 mm и канал шириной 10 mm.
При первом варианте мы получаем машину с малым относительно количеством медных проводов N в роторе и статоре (малый общий вес меди Cu в роторе), но с магнитной цепью относительно больших сечений Fe (большой вес железа магнитной цепи); при втором варианте, наоборот, у нас получается большое количество меди (Cu) в статоре и роторе, но относительно малые размеры железной магнитной цепи (Fe).
 |
| Фиг. 322. Размеры машины по I и II вариантам. |
ТАБЛИЦА 29
Вариант I |
Вариант II |
Ф большое N малое |
Ф малое N большое |
На фиг. 322 показаны в виде примерных эскизов вышеуказанные 2 варианта.
Вариант I будет, таким образом, характеризоваться относительно малым весом меди в роторе и статоре, но большим весом железа статора и ротора; вариант II, наоборот, будет отличаться относительно большим весом меди, но малым весом железа статора и ротора.
Несмотря на то, что вес меди в варианте II получается относительно большим, размеры железа статора и ротора, а в связи с этим внешние размеры и общий вес машины, получаются в этом варианте в общем меньшими.
Так как стоимость машины при известных допущениях является функцией всего веса машины, то отсюда ясно, что при варианте II (много Cu и мало Fe) получаются, вообще говоря, машины дешевле, чем при варианте I.
Поэтому современные заводы при разработке нормальных проектов машин часто стремятся приблизиться к варианту II,
При сравнении между собой вариантов I и II следует обратить еще внимание на следующие 2 обстоятельства:
1) при варианте II ток холостого хода машины I0 вообще будет меньше, чем при варианте I;
2) ток короткого замыкания Ik будет больше для варианта I, так как кажущееся сопротивление обмоток статора и ротора при этом варианте будет меньше. Таким образом предельный момент устойчивости для варианта I будет, вообще говоря, больше, чем для варианта II.
Прежде чем переходить к выводу основного уравнения, которое дает возможность найти размеры машины, дадим понятие о тех величинах, которые затем при расчете машин часто будут встречаться (см. следующий параграф).