2.17. Расчет потерь и КПД

 

    В ВИД можно выделить потери в электронном преобразователе и потери в индукторном двигателе. На этапе эскизного проектирования потерями в электронном преобразователе можно пренебречь, уделив внимание детальному рассмотрению потерь в ИД.

    Разделим все потери, имеющие место в ВИД, на электрические, магнитные и механические.

    Пренебрегая потерями в соединительных проводах, электрические потери в обмотках ВИД

P_ЭЛ = I_К² R_K Z_S         Вт ,                                (2.86)

 

где  R_К – активное сопротивление катушки обмотки, Ом;  Z_S – число зубцов статора (фактически число катушек обмотки).

    Магнитные потери состоят из потерь на гистерезис (из-за перемагничивания стали) и потерь на вихревые токи. Определение магнитных потерь в ВИД встречает большие сложности из-за несинусоидальности изменения магнитной индукции. Вместе с тем для приближенной оценки магнитных потерь в ВИД можно воспользоваться формулами, применяемыми при расчете потерь в традиционных ЭМ [3], с уточнением входящих в эти формулы коэффициентов исходя из имеющегося опыта проектирования ВИД.

    Определяем индукцию в стальных участках магнитопровода:

- в ярме статора

   Тл ;                                     (2.87)

- в зубцах ротора

   Тл ;                                       (2.88)

- в ярме ротора

        Тл  .                                   (2.89)

    Потери в стали статора

          Вт ,      (2.90)

где  k_da = 1,8  и  k_dZ = 2,0  – коэффициенты, учитывающие увеличение потерь в стали ярма и зубцов ВИД вследствие влияния технологических факторов;   p_уд – удельные потери для выбранной марки стали, Вт/кг;  В_и ,  f_и – индукция и частота при определении потерь.

 

    Потери в стали ротора

        Вт .      (2.91)

    Потери в стали

  .                                       (2.92)

    Механические потери представляют собой потери на трение в подшипниках, на трение вращающихся частей о воздух, на преодоление аэродинамического сопротивления в системе охлаждения двигателя. Они могут быть рассчитаны по рекомендациям, приведенным в [3]. В рамках учебного проектирования механические потери P_мех можно принять равными нулю.

    Суммарные потери в ВИД

 

.                                 (2.93)

 

    Коэффициент полезного действия ВИД рассчитываем по формуле

  .                                         (2.94)

    Ток на входе инвертора (окончательно)

          А .                          (2.95)