Задача определения допустимого числа включений подряд глубокопазнных асинхронных двигателей является весьма актуальной и наиболее точно может быть решена на основе расчета полей температур в обмотках при пусках. Способ расчета, изложенный в работе [б], пригоден лишь для определения средних превышений температур по высоте стержня ротора, что приемлемо лишь для двигателей с простой геометрией паза ротора (с малым влиянием вытеснения тока). В глубокопазных роторах во время переходного процесса превышения температур по высоте стержня резко изменяются из-за неравномерной плотности потерь (например, при коротком замыкании разница превышений температур верхней и нижней части стержня достигает 80—100 °С [4]). Поэтому для достижения достаточной точности расчета в математической модели необходимо учесть реальные зависимости изменения пусковых потерь в обмотках статора и ротора от времени пуска и изменения плотности потерь по высоте стержня ротора.
При пуске электромагнитные параметры двигателя, плотность потерь в обмотках и теплоотдача с их поверхностей изменяются во времени по нелинейным зависимостям. Поэтому целесообразно разделить время пуска на ряд интервалов, в пределах каждого из которых указанные величины могут быть представлены их средними значениями. Это позволит рассчитывать нагревы обмоток статора и ротора на каждом интервале скольжения с усредненными значениями параметров схем замещения. Тепловые схемы замещения статора и ротора составляют таким образом, чтобы можно было непосредственно определить нагревы наиболее теплонапряженных участков обмоток и железа сердечников. На рис. 1 [1] показаны тепловые схемы замещения статора (а) и ротора (б). Особенностью первой схемы является наличие четырех узлов, моделирующих изоляцию вдоль секции (расчетная точка на середине толщины изоляции), а во второй схеме — стержень обмотки по высоте моделируется четырьмя участками с постоянной (условно) на каждом участке плотностью потерь в пределах интервала времени изменения скольжения на . Расчет начинается с вычисления средней величины тока статора и потерь энергии, выделяемой в обмотках статора и ротора на данном интервале скольжения.Тепловые схемы замещения описываются системами обыкновенных дифференциальных уравнений, при этом в главных коэффициентах матрицы проводимостей учитывается изменение греющих потерь при изменении температуры [I]. Тепловые проводимости конвективно-го теплообмена рассчитываются по средним значениям частоты вращения на каждом интервале скольжения. За время выбега после отключения указанные проводимости рассчитываются по средней частоте вращения, а во время паузы учитывается естественная конвекция и лучеиспускание. Затем проводится расчет нагрева обмоток статора и ротора. Результаты расчета нагрева обмотки статора за время пуска фиксируются и сравниваются с допустимым превышением температуры. Если превышения температуры всех узлов меньше допустимых, то производится расчет кривой остывания (во время паузы), расчет следующего пуска и т. д. При достижении допустимого превышения температуры во время очередного пуска расчет заканчивается, при этом фиксируется число пусков и кривая нагрева. После расчета нагрева ротора на первом интервале времени пуска фиксируются превышения температур, далее производится расчет распределения потерь по высоте при новом распределении превышений температур, выполняется расчет нагрева на следующем интервале времени и т. д. до завершения пуска; максимальное превышение температуры сравнивается с ‘допустимым .