Для некоторых электрических машин с учётом их особенностей могут применяться другие этапы расчёта, а зависимости основных размеров могут быть записаны в иной форме.
1. Расчётная мощность P′. Сначала по номинальной мощности машины с помощью формул (1)–(5) определяется расчётная мощность P′.
Затем по P′ и n — синхронной скорости для машин переменного тока или номинальной скорости для машин постоянного тока — с учётом особенностей проектируемой машины по рекомендуемым данным или кривым выбирают электромагнитные нагрузки A и Bδ. Подстановка в формулу (6) позволяет определить объём якоря D2Lef. Для однослойной обмотки переменного тока с полным шагом предварительно можно принять Kdp=0.96; для двухслойной укороченной обмотки при шаге катушки y=5ι/6 — Kdp=0.92.
P’=KEPN/ηNcosψN………………(1)
Формула (1) применяется для асинхронных машин и синхронных генераторов. Единица P′ — киловольт-ампер.
P’=KEPN/cosψN………………(2)
Формула (2) применяется для синхронных генераторов. Единица P′ — киловольт-ампер.
P’=KEPN………………(3)
Формула (3) применяется для синхронных компенсаторов. Единица P′ — киловольт-ампер.
P’=KgPN………………(4)
Формула (4) применяется для генераторов постоянного тока с параллельным возбуждением. Единица P′ — киловатт.
P’=KmPN/ηN………………(5)
Формула (5) применяется для двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением. Единица P′ — киловатт.
В формулах (1)–(5):
KE — отношение наведённой ЭДС к напряжению на зажимах при номинальной нагрузке;
ηN и cosψN — КПД и коэффициент мощности при номинальной нагрузке;
Kg — коэффициент, учитывающий падение напряжения в якоре генератора и машину с параллельным возбуждением;
Km — коэффициент, учитывающий падение напряжения в якоре генератора и машину с параллельным возбуждением.
nD2Lef/P’=CA………………(6)
2. Расчёт D и Lef
По рекомендуемым данным выбирают подходящее λ, после чего по рассчитанному объёму якоря D2Lef отдельно определяют основные размеры D и Lef.
Для асинхронных и синхронных машин также определяют наружный диаметр статора D1. Для эффективного использования электротехнической стали, сокращения числа типоразмеров штампов и другого оснащения, повышения унификации и обеспечения последовательного увеличения мощностей в серии в Китае установлены стандартные наружные диаметры сердечников статоров машин переменного тока D1 и якорей машин постоянного тока Da.
При D1 или Da более 99 cm следует использовать сегментированные листы.
Следует отметить, что стандартные диаметры были установлены с учётом уровня производства того времени и не являются неизменными. В некоторых новых сериях применяются и другие диаметры.
3. Метод эмпирической аналогии
В производстве накоплен значительный практический опыт, поэтому основные размеры часто определяют методом аналогии.
С учётом конкретных условий проектируемой машины — конструкции, материалов, технико-экономических показателей и технологии — по проектным и испытательным данным ранее выпускавшихся машин того же типа и близких размеров предварительно выбирают основные размеры и другие параметры. Например, для асинхронной машины обычно непосредственно выбирают наружный диаметр статора и соответствующий габарит или высоту оси, внутренний диаметр, длину, воздушный зазор, внутренний диаметр ротора и число пазов статора и ротора.
Если проектируемая машина I и выпускавшаяся ранее машина II одного типа имеют одинаковое число полюсов, но различную номинальную мощность, по формуле (6) длину якоря, сечение проводника и число витков приближённо определяют по отношению PNI/PNII.
Материал не является официальной публикацией и отражает личное мнение автора.