三相异步电动机改极计算

2019-09-12作者：电工小雨我要评论

(1) 改极计算时应考虑的问题及简单计算方法。

① 为防止堵转时产生同步附加转矩,要使下面不等式成立,即

Z_r≠Z_s

Z_r≠6pk

② 为防止电动机运行时产生同步附加转矩,要使下面不等式成立,即

Z_r≠Z_s+2p

Z_r≠Z_s+p

Z_r≠6pk+p

③ 为防止电磁制动运转时产生同步附加转矩,要使下面不等式成立,即

Z_r≠Z_s-2p

Z_r≠Z_s-p

Z_r≠6pk-p

④ 为防止产生电磁振动和噪声,要使下面不等式成立,即

Z_r≠Z_s±i

Z_r≠Z_s±2p±i

Z_r≠Z_s±p±i

Z_r≠6pk±i

Z_r≠6pk±2p±i

式中:Z_r为转子槽数;Z_s为定子槽数;i为1,2,3;p为电动机极对数;k为自然整数,如1,2,3…n。

按上面给出的不等式进行验证,如不符合要求,还要按经验数据查槽配合。因此,上面介绍的校验条件不是绝对的,这种是因为每台电动机结构不尽相同,同时还有直槽和斜槽之别。为了便于确定正确的槽数比,在表3-13中介绍了槽数比推荐值,可供参考。

表3-13　三相异步电动机定、转子槽数

(续表)

注:圆括号内的槽数具有较坏的启动性能,方括号内的槽数不能在制动情况下进行。

(2) 改变电动机转速时,不宜使改极前后电动机转速相差过大,尤其是提高转速的改制。例如,不宜将6极电动机改为2极,否则改制后定子轭部磁通密度将显著增加;也不宜将4极电动机改为10极,因改制后电动机功率和定子轭部磁通密度都将显著减小。

(3) 提高电动机转速时,应考虑转子和转轴的机械强度是否容许,轴承是否会过热等,必要时要进行验算。

① 转子圆周速度按下式计算。

式中:v为转子圆周速度(m/s);D_r为转子外径(mm);n为转子转速(r/min)。笼型异步电动机v为40～60 m/s。

② 电动机转矩按下式计算。

T′_N＝T_N

式中:T′_N为改极后电动机额定转矩(N·m);T_N为改极前电动机额定转矩(N·m);P′_N为改极后电动机额定输出功率(kW);P_N为改极前电动机额定输出功率(kW);n′_N为改极后电动机额定转速(r/min);n_N为改极前电动机额定转速(r/min)。改极时,如保持输出功率不变,则电动机的额定转矩与转速成反比。

(4) 增加电动机转速,线圈节距增大,端部轴向长度增大,这时应考虑是否能保证线圈与端盖之间的绝缘距离。对于低压电动机,这段距离要求7～10 mm。

(5) 降低转速时,由于通风冷却条件变坏,要考虑电动机散热问题,最好将风扇结构作相应的改变。

(6) 改极简易计算方法。对于20世纪60年代以后国内外生产的异步电动机,如果旧绕组数据齐全,在改极时不必进行复杂重绕计算,只要按表3-14所给出的计算公式进行简易计算,便可获得重绕数据。

表3-14　改极简单计算公式

(续表)

表3-14中K_W为绕组因数,K_W2表示2极时的绕组因数,K_W4表示4极时的绕组因数……

【例】J02-72-6型22 kW老式电动机,已知U_N＝380 V,三角联结,I_N＝43.2 A,Z_s/Z_r＝54/44,a₁＝2,y₁＝1～9槽,线圈匝数N_c＝14,线规:2-∅1.2 mm并绕。要求改为4极,试求新绕组数据。

【解】(1) 查定、转子槽数表3-13,由于表内没有此推荐值,所以利用以下的公式校验,校验后均符合要求,说明允许改4极运行。44≠54;44≠12k;44≠54+4;44≠54+2;44≠12k+2;44≠54-4;44≠54-2;44≠12k-2;44≠54±i;44≠54±4±i;44≠54±2±i,44≠12k±i;44≠12k±4±i。

(2) 计算K_W6、K_W4、a₆和a₄。

① 计算K_W6和a₆。

每极每相槽数

q₆＝＝＝3