А) Ток холостого хода и сопротивление Z12
Сопротивление Z12 ветви намагничивания (рис. 3-48) найдем, определив реактивную Iср и активную Iса составляющие тока синхронизма Iс.
Реактивная составляющая Iср, которая может быть названа намагничивающим током, практически равна реактивной составляющей Iор тока холостого хода. Для ее определения нужно произвести расчет магнитной цепи машины, т. е. рассчитать н. с. 
, могущую создать поток Ф, необходимый для наведения э. д. с. 
.
Поток Ф находим по (3-77). По потоку Ф, зная сечения зубцов и ярм статора и ротора, определяем индукции в соответствующих участках магнитной цепи. Затем, пользуясь кривыми намагничивания для стали, из которой выполняется статор и ротор, находим для рассчитанных индукций напряженности поля и, умножая их на длины участков, находим магнитные напряжения этих участков.
Наибольшее магнитное напряжение приходится на воздушный зазор, максимальная индукция в котором
, (3-144)
где 
(кривая поля вследствие насыщения главным образом зубцов статора и ротора несколько отличается от синусоиды, поэтому вместо 
берется ); l — длина статора по оси за вычетом радиальных вентиляционных каналов. Для нормальных машин (от 0,6 кВт и выше) 
Гс.
Магнитное напряжение воздушного зазора
, (3-145)
где 
— коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие наличия пазов на статоре и роторе: его значение kd = 1,1÷1,5 (при открытых пазах оно больше, чем при полузакрытых).
Магнитные напряжения стальных участков магнитной цепи при обычных насыщениях составляют в сумме примерно (0,2 
0,5)Fd. Следовательно, мы можем написать:
(3-146)
где kн = 1,2÷1,5 — коэффициент насыщения. Такие значения для kн получаются, если индукции имеют обычные значения для зубцов — 14000 19000 Гс, для ярм — 10000 15000 Гс.
Согласно (3-59) и (3-146) реактивная составляющая
(3-147)
Разделив обе части равенства на I1н, получим относительное значение
(3-148)
Если сюда подставить (3-145) и учесть (3-143), а также равенство 
, то получим:
(3-149)
Уравнение (3-149) показывает, что относительное значение тока I0р зависит главным образом от 
, так как 
для нормальных машин колеблется в сравнительно небольших пределах.
При рассмотрении круговой диаграммы асинхронной машины (§ 3-17) мы увидим, что cosj1 двигателя зависит в основном от тока I0р. Поэтому для улучшения cosj1 воздушный зазор d выбирается по возможности небольшим; при этом приходится считаться с необходимостью получить механически надежную машину, изготовление и установка которой не вызывают больших затруднений. Значения d для нормальных машин приведены в табл. 3-4.
Та6лица 3-4.
Воздушный зазор нормальных асинхронных машин
| Мощность, кВт | До 0,2 | 0,2- -1,0 | 1,0- -2,5 | 2,5- -5 | 5- -10 | 10- -20 | 20- -50 | 50- -100 | 100- -200 | 200- -300 |
| δ, мм при 3000 об/мин | 0,25 | 0,3 | 0,35 | 0,4 | 0,5 | 0,65 | 0,8 | 1,0 | 1,25 | 1,5 |
| δ, мм при 1500 500 об/мин
| 0,2 | 0,25 | 0,3 | 0,35 | 0,4 | 0,4 | 0,5 | 0,65 | 0,8 | 1,0 |
Для тихоходных машин (при большом числе полюсов) величина [см. (3-149)] больше, чем для быстроходных (при малом числе полюсов). Этим и объясняется то, что тихоходные машины имеют более низкие значения cosj1.
Активная составляющая Iс.а тока синхронизма зависит главным образом от потерь в стали статора Pc1, вызванных основным полем, соответствующим главному потоку, и от электрических потерь 
:
(3-150)
Следовательно, ток синхронизма
(3-151)
Теперь мы можем рассчитать Z12 = r12 + jx12:
(3-152)
Указанные параметры целесообразно выразить в относительных единицах, приняв, так же как для трансформаторов (см. § 2-15), за базисную единицу сопротивлений 
. Тогда получим, д.е.:
(3-153)
Для нормальных машин значения 
и 
колеблются в следующих пределах = 0,5÷0,1 д.е. (уменьшается с увеличением Рн и 2p), = 4,5÷1,5 д.е. (уменьшается с увеличением 2р).
При определении тока холостого хода I0 нужно учесть еще его активную составляющую, соответствующую механическим потерям Рмех (на трение вращающихся частей о воздух, в подшипниках и щеток о контактные кольца, если они имеются), а также пульсационным и поверхностным потерям в зубцах ротора и статора Рс.д (при прохождении зубцов ротора под зубцами статора поле в них пульсирует с большой частотой, то же мы имеем для зубцов статора, кроме того, в сравнительно неглубоких поверхностных слоях зубцов ротора и статора получается неравномерное распределение поля из-за наличия пазов на противоположной части, изменяющееся при вращении ротора). Указанные потери покрываются за счет механической мощности, развиваемой ротором.
Таким образом, активная составляющая тока холостого хода
, (3-154)
где 
, и ток холостого хода
. (3-155)
Для нормальных машин в обычных случаях (2p = 2 10)
. (3-156)