Расчет асинхронного двигателя
Особенности расчета асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Выбор размеров, определение числа пазов, витков и сечения провода обмотки статора, расчет размеров зубцовой зоны и воздушного зазора. Параметры рабочего режима, рабочие характеристики.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.05.2017 |
| Размер файла | 755,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Анотация
асинхронный двигатель обмотка
Приведен расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором серии 4АIM1001У3 мощностью 22 кВт, включающий в себя: выбор главных размеров, определение числа пазов,витков и сечения провода обмотки статора, расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора, расчет ротора, расчет намагничивающего тока, параметры рабочего режима, расчет потерь, расчет рабочих характеристик,расчет пусковых характеристик, тепловой расчет, расчет вентиляции.
Тип машины - асинхронный двигатель 4АIM1001У3
1. Номинальная мощность,…………………….22 кВт
2. Номинальное фазное напряжение,…………….220 В
3. Число полюсов, …………………………………2р = 8
4. Степень защиты, ………………………………..IP44
5. Синхронная частота вращения , об /мин,….750
6. Кратность начального пускового момента,…...1,4
7. Кратность начального пускового тока, ……….6,5
8. Коэффициент полезного действия, ……………..з = 0,9
9. Коэффициент мощности, ………………………..cosц = 0,83
10. Исполнение по форме монтажа,………………... 4АIM1001У3
11. Воздушный зазор, ……………………………….д = 0,163 м
12. Частота сети f, …………………………………….50 Гц
13.Обозначения длины станины,…………………….L
14.Класс нагревостойкости изоляции,………………F
Введение
Асинхронный двигатель является преобразователем электрической энергии в механическую и составляет основу большинства механизмов использующихся во всех отраслях народного хозяйства.
В настоящее время асинхронные двигатели потребляют более 40% вырабатываемой электрической энергии, на их изготовление расходуется большое количество дефицитных материалов: обмоточные меди, изоляции, электрической стали и других затрат.
На ремонт и обслуживание асинхронных двигателей в эксплуатации средства составляют более 5% затрат из обслуживания всего установленного оборудования.
Поэтому создание серии высокоэкономичных и надежных асинхронных двигателей является важнейшей народно-хозяйственной задачей, а правильный выбор двигателей, их эксплуатации и высококачественный ремонт играют первоочередную роль в экономике материалов и трудовых ресурсов.
В серии 4А за счет применения новых электротехнических материалов и рациональной конструкции, мощность двигателей при данных высотах оси вращения повышена на 2-3 ступени по сравнения с мощностью двигателей серии А2, что дает большую экономию дефицитных материалов.
Серия имеет широкий ряд модификации, специализированных исполнений на максимальных удовлетворительных нужд электропривода.
Рис.1. Асинхронный двигатель серии 4А со степенью защиты IP44, h = 200 мм: 1, 2 - сердечники статора и ротора; 3 - коротко-замыкающее кольцо обмотки ротора; 4 - обмотка статора; 5, 9 - подшипниковые щиты; 6 - вентилятор; 7 - кожух вентилятора; 8 - подшипники; 10 - вал; 11 - коробка выводов; 12 - отверстия для входа воздуха в кожух вентилятора.
Габаритные размеры асинхронного двигателя степени защиты IP44
1. Выбор главных размеров
К главным размерам относятся наружный и внутренний диаметры и осевая длина сердечника статора. Высота оси вращения и диаметры машины при заданной мощности зависят от числа полюсов и степени защиты.
Рисунок 1.1 Сердечник статора и его главные размеры
Число пар полюсов: Число полюсов:
2P=2•4=8
Высота оси вращения:
( по рис.2.5)
Рис. 2.5. Высота оси вращения h двигателей различных мощности и частоты вращения: а -- со степеью защиты
Таблица 1.1 Высота оси вращения и соответствующие ей наружные диаметры статора асинхронных двигателей серии 4А
|
h,мм |
Da,м |
h,мм |
Da,м |
|
|
56 |
0,089 |
160 |
0,272 |
|
|
63 |
0,100 |
180 |
0,313 |
|
|
71 |
0,116 |
200 |
0,349 |
|
|
80 |
0,131 |
225 |
0,392 |
|
|
90 |
0,149 |
250 |
0,437 |
|
|
100 |
0,168 |
280 |
0,530 |
|
|
112 |
0,191 |
315 |
0,590 |
|
|
132 |
0,225 |
355 |
0,660 |
Наружный диаметр Da = 0,349 м (стр.23.,таб.2.4.)
Внутренний диаметр статора:
=0.74 (по таб.2.5.)
Таблица 2.5.Значения коэффициента KD в зависимости от числа полюсов 2p
|
2P |
2 |
4 |
6 |
8-12 |
|
|
Kd |
0.52-0.57 |
0.64-0.68 |
0.70-0.72 |
0.74-077 |
Полюсное деление:
Расчетная мощность, Вт (по.2.2):
где, =0,955 по рис.2.6 ; з=0,9 ;соs?= 0,82 по рис. 2.8.
Рис.2.6. Значение коэффициента в зависимости от
Рис 2.8. Примерные значения КПД и соs? асинхронного двигателя серии 4А со степенью защиты IP 44
Электромагнитные нагрузки (предварительно) по рис.2.9.
Линейная нагрузка А=34• A/м
Индукция в воздушном зазоре Тл
Рис.2.9
Обмоточный коэффициент для двухслойной обмотки предварительно определяем по п.2.3.7. стр. 27
?-синхронная угловая скорость вала двигателя, рад/с;
Расчетная длина воздушного зазора с учетом значений и по( 2.1), м;
==1,11
Критерий правильности выбора главных размеров двигателя
Отношение значение находится в рекомендуемых пределах (с.28.,рис 2.14)
Рис 2.14
Отношение ? асинхронного двигателя серии 4А со степенью защиты IP44
2. Расчет статора
По таблице 2.6. определяем тип обмотки и форму паза статора
Таблица 2.6.
|
Высота оси вращения h,мм |
Форма паза |
Тип обмотки |
|
|
50-160 |
Трапециидальная полузакрытая |
Однослойная всыпная концентрическая |
|
|
180-250 |
То же |
Двухслойная или одно-двухслойная всыпная |
|
|
280-315(2р=10,12) |
То же |
То же |
|
|
280-355(2р=10,12) |
Прямоугольная полу открытая |
Двухслойная из жестких катушек |
|
|
355(2р=10,12) 400-450 |
То же |
То же |
Количество пазов статора по (2.3)
=2p••=8•3•3=72
Где =3 - число пазов на полюс и фазу по табл. 2.7.
-количество фаз статора
Таблица 2.7
|
Число полюсов |
Количество пазов на полюс и фазу при различных значениях h, мм |
|||
|
50 ч 132 |
160 ч 225 |
250 ч 450 |
||
|
2 4 6 8 10 12 |
3; 4 2; 3 2; 3 1; 2 - - |
5; 6 3; 4 3; 4 2; 3 - - |
7; 8 4; 5 4; 5 3; 4 2; 3 2; 2,5 |
Зубцовое деление статора,м:
Число эффективных проводников в пазу
Где - номинальный ток обмотки статора, А
Принимаем а=4,тогда
Число витков в фазе обмотки окончательно:
С учетом полученных а, , окончательные значения:
1. линейная токовая нагрузка;
2. коэффициент распределения обмотки статора;
== = 0.96
3. коэффициент укорочения шага обмотки
По формуле стр.30
Sin(0.8•=0.95
обмоточный коэффициент
По формуле стр.30
==0,96•0,95=0,91
4. магнитный поток,
5. индукция в воздушном зазоре,
Значения А и находятся в допустимых пределах (рис.2.9.)
Плотность тока в обмотке статора,
где Аj=212• по рис.2,15
Рис.2,15
Сечение эффективного провода (предварительно)
Принимаем число элементарных проводов =2. Выбираем обмоточный провод ПЭТ-115 (табл.П.1)
Таблица П.1 Диаметр площади поперечного сечения круглых медных эмалированных проводов марок ПЭТВ и ПЭТ-115
|
Номинальный диаметр неизолированного провода, мм |
Среднее значение диаметра изолированного провода, мм |
Площадь поперечного сечения неизолированного провода, мм2 |
Номинальный диаметр неизолированного провода, мм |
Среднее значение диаметра изолированного провода, мм |
Площадь поперечного сечения неизолированного провода, мм2 |
|
|
0,08 0,09 0,10 0,112 0,125 0,132 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,20 0,212 0,224 0,236 0,25 0,265 0,28 0,30 0,315 0,335 0,355 0,375 0,40 0,425 0,50 0,53 0,56 |
0,10 0,11 0,122 0,134 0,147 0,154 0,162 0,18 0,19 0,20 0,21 0,22 0,23 0,242 0,259 0,271 0,285 0,300 0,315 0,335 0,350 0,370 0,395 0,415 0,44 0,465 0,545 0,585 0,615 |
0,00502 0,00636 0,00785 0,00985 0,01227 0,01368 0,01539 0,01767 0,0201 0,0227 0,0255 0,0284 0,0314 0,0353 0,0394 0,0437 0,0491 0,0552 0,0616 0,0707 0,0779 0,0881 0,099 0,1104 0,1257 0,1419 0,1963 0,221 0,246 |
0,45 0,475 0,60 0,63 0,67 0,71 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 1,06 1,12 1,18 1,25 1,32 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00 2,12 2,24 2,36 2,50 |
0,49 0,515 0,655 0,69 0,73 0,77 0,815 0,865 0,915 0,965 1,015 1,08 1,14 1,20 1,26 1,33 1,405 1,485 1,585 1,685 1,785 1,895 1,995 2,095 2,22 2,34 2,46 2,60 |
0,1590 0,1772 0,283 0,312 0,353 0,396 0,442 0,503 0,567 0,636 0,709 0,785 0,883 0,985 1,094 1,227 1,368 1,539 1,767 2,011 2,27 2,54 2,83 3,14 3,53 3,94 4,36 4,91 |
Стр .30.
Плотность тока в обмотке статора
3. Расчет зубцовой зоны статора и воздушного зазора
Принимаем трапецеидальную форму паза статора с углом наклона граней клиновой части в= (рис.2.16.).
Рис.2.16
Материал сердечника статора - сталь марки 2013, оксидированные листы ,=0,97 ; =1.75 ; =1,4 (табл.2.8.)
Таблица 2.8. Допустимые значения индукции на различных участках магнитной цепи, Тл
|
Участки магнитной цепи |
Обозначение величины |
Исполнения по степени зашиты |
||||||||||
|
IP44 |
IP23 |
|||||||||||
|
Число пар полюсов |
Число пар полюсов |
|||||||||||
|
2 |
4 |
6 |
8 |
10,12 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10,12 |
|||
|
Ярмо статора |
1,4-1,7 |
1,4 - 1,6 |
1,1 -1,3 |
1,2 -1,4 |
1,45-1,6 |
1,2 -1,4 |
1,1 -1,3 |
|||||
|
Зубцы статора при постоянном сечении |
1,75 - 1,9 |
1,6 -1,8 |
1,9 -2,1 |
1,8-2,0 |
2,0 |
|||||||
|
Зубцы статора в наиболее узком сечении |
1,75 - 1,95 |
1,9 -2,1 |
1,7 - 2,0 |
|||||||||
|
Зубцы ротора (грушевидные пазы) |
1,75 - 1,95 |
1,8 - 1,95 |
||||||||||
|
Ярмо статора |
1,45 |
1,25 |
1,15 |
0,85 |
1,55-1,35 |
1,25 |
0,95 |
|||||
|
Зубцы ротора в наиболее узком сечении |
- |
1,5 - 1,7 |
1,45 - 1,6 |
- |
1,6 -1,8 |
1,55 - 1,70 |
Ширина зубца статора , мм
=0,0053?5,3•
=- длина сердечника статора
Высота ярма, мм
=
Размеры паза в штампе, мм:
высоту шлица паза принимаем =0,5
ширину шлица паза принимаем как =+(1,5:2,5)=1,2+2,5=3,7
- берем из таблице П.1
Размеры паза в свету с учетом на шихтовку и сборку, припуск по ширине паза, мм (по таб.2.9.)
Таблица 2.9 Припуски на шихтовку и сборку сердечников
|
Высота оси вращенияh, мм |
Припуски, мм |
||
|
По ширине паза |
По высоте паза |
||
|
50 - 132 160 - 250 280 - 355 400 - 560 |
0,1 0,2 0,3 0,4 |
0,1 0,2 0,3 0,3 |
Площадь корпусной изоляции, мм (по табл.2.10.)
Таблица 2.10 Среднее значение односторонней толщины пазовой изоляции
|
Высота оси вращения h, мм |
Толщина изоляции bиз, мм |
Высота оси вращения h, мм |
Толщина изоляции bиз, мм |
|
|
5080 90132 |
0,20 0,25 |
160250 260315 |
0,40 0,58 |
где - односторонняя толщина изоляции в пазу.
Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников,
Площадь поперечного сечения прокладок:
-(стр.35.,п.2.4.20.). = 0,4 +0.9=0.4•8.3+0.9•6.1=8.8
Коэффициент заполнения паза
Принимаем механическую укладку обмотки.
4. Расчет ротора
Значение воздушного зазора =0,50 выбираем из таблицы 2.11.
Таблица 2.11 Значения воздушного зазора
|
Высота оси вращения |
, мм, при различных значениях 2р |
||||
|
2 |
4 |
6 и 8 |
10 и 12 |
||
|
50 56 63 71 и 80 90 100 112 132 160 180 200 225 250 280 315 355 400 450 |
0,25 0,30 0,35 0,35 0,40 0,45 0,50 0,60 0,80 1,00 1,00 1,00 1,20 1,30 1,50 1,80 2,00 2,00 |
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,30 0,35 0,50 0,50 0,70 0,85 1,00 1,00 1,00 1,20 1,40 1,40 |
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,30 0,30 0,35 0,50 0,45 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,20 1,20 |
- - - - - - - - - - - - - 0,70 0,80 0,90 1,00 1,00 |
Число пазов статора (пазы со скосом)=56 (табл.2.12.)
Таблица 2.12 Рекомендуемые числа пазов короткозамкнутых асинхронных двигателей
|
Число пар полюсов 2р |
Число пазов статора |
Число пазов ротора |
||
|
Пазы без скоса |
Пазы со скосом |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
2 |
12 18 24 30 36 42 48 |
9*, 15* 11*, 12*, 15*, 21*, 22* 15*, (16), 17, 19, 32 22,38 26, 28, 44, 46 32, 33, 50, 52 38, 40, 56, 58 |
- 14*, (18), 19*, 22*, 26 18, 20, 26, 31,33, 34 (18), 20, 21, 24, 37, 40 25, 27, 29, 43, 45, 47 - 37, 39, 41, 55, 57, 59 |
|
|
4 |
12 18 24 36 42 48 60 |
9* 10*, 14* 15*, 16*, 17, (32) 26, 44, 46 (50), 52, 54 34, 38, 56, 58, 62, 64 50, 52, 68, 70, 74 |
15* 18*, 22* 30, 33, 34, 35, 36 (24), 27, 28, (32), 45, 48 (38), (51), 53 (39), 40, (44), 57, 59 48, 56, 64, 69, 71, 49, 51 |
|
|
6 |
36 54 72 90 |
26, 46, (48) 44, 64, 66, 68 56, 58, 62, 82 74, 76, 78, 80, 100 |
28*, 33, 47, 49 42, 43, 51, 65, 67 57, 59, 60, 61, 87, 90 75, 77, 79, 101, 103 |
|
|
8 |
48 72 84 96 |
(34), 36, 44, 62 56, 58, 86 66, (68), 70, 98 78, 82, 110 |
35, 44, 61 56, 57, 59, 85 (68), (69), (71), (97) 79, 80, 81,, 83 |
|
|
10 |
60 90 |
44, 46, 74, 76 68, 72, 74, 76, 104 |
57, 69, 77, 78, 79 70, 71, 73, 87, 93, 107 |
Внешний диаметр сердечника, м
Длина, м
м
Зубцовое деление, м
Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник непосредственно насажен на вал, мм
Ток в стержне ротора, А
Где =0.86 (по рис.2.17.)
Рис 2.17.
Коэффициент приведенных токов;
Площадь поперечного сечения стержня.
где - плотность тока в стержне литой клетки, А/ =3•
Выбираем полузакрытые пазы грушевидной формы (рис.2.18.)
Рис.2.18.
По таблице 2.14. принимаем:
Таблица 2.14. Размеры шлица паза ротора, мм
|
Высота оси вращения |
Ширина шлица |
Высота шлица |
Высота перемычки |
|
|
80 - 100 112 - 132 160 - 250 |
1,0 1,5 1,5 |
0,50 0,75 0,70 |
- - 0,3(2p?4), 1,0(2p=2) |
Ширина шлица паза, мм ; Высота шлица паза, мм
Определяем допустимую ширину зубца
где =1,75 (из табл.2.8.)
Определяем размеры паза, мм
Полная высота паза, мм
Принимаем (cтр.40. табл. 2.14.)
Таблица 2.14. Размеры шлица паза ротора, мм
|
Высота оси вращения |
Ширина шлица |
Высота шлица |
Высота перемычки |
|
|
80 - 100 112 - 132 160 - 250 |
1,0 1,5 1,5 |
0,50 0,75 0,70 |
- - 0,3(2p?4), 1,0(2p=2) |
Сечение стержня, м
Плотность тока в стержне, А/
Короткозамыкающее кольцо ротора.Токи в короткозамыкающим кольце, А
===868.764
?=2sin=2sin=0.445
Плотность тока в кольце, А/
Площадь поперечного сечения
= = =338,6
Размеры замыкающих колец (рис 2.19.), мм
= 1,25• = 1.25•22.5 = 28.125 мм
= = 12.03
- = 257 - 28.125 = 228.875
5. Расчет магнитной цепи
Рассчитываем значения индукции.
Индукция в зубцах ротора, Тл;
Индукция в ярме ротора, Тл;
Где - расчетная высота ярма ротора, мм (стр.42.)
Магнитное напряжение воздушного зазора, А
где д - воздушный зазор (по табл.2.11.)
Где
= =1,29
г = = = 7,2
Магнитное напряжение зубцовых зон, А
Статора, А
где = 1330 А/м при = 1.75 Тл (табл.П.5.,стр.83.), = = 26.5
ротора
где =1330 А/м при = 1.75 Тл (табл.П.5.,стр.83.), = - 0.1= 2.5-0.1•5.2=21.98 мм
Таблица П.5. Кривая намагничивания для зубцов асинхронных двигателей Сталь 2013
|
В, Тл |
0 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
|
|
Н, А/м |
|||||||||||
|
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 |
124 154 188 223 256 286 324 370 424 486 586 709 850 1150 1520 2070 3150 5140 8920 14400 |
127 157 191 226 259 290 329 375 430 495 598 722 878 1180 1570 2160 3320 5440 9430 15100 |
130 160 194 229 262 293 333 380 436 504 610 735 906 1220 1620 2250 3500 5740 9940 15800 |
133 164 198 233 265 297 338 385 442 514 622 749 934 1250 1670 2340 3680 6050 10460 16500 |
136 167 201 236 268 301 342 391 448 524 634 763 962 1290 1720 2430 3860 6360 10980 17200 |
138 171 205 240 271 304 346 396 455 533 646 777 990 1330 1770 2520 4040 6670 11500 18000 |
141 174 208 243 274 308 350 401 461 563 658 791 1020 1360 1830 2640 4260 7120 12000 18800 |
144 177 212 247 277 312 355 406 467 574 670 805 1050 1400 1890 2760 4480 75750 12600 19600 |
147 180 216 250 280 316 360 411 473 584 683 820 1080 1440 1950 2890 4700 8020 13200 20500 |
150 184 220 253 283 320 365 417 479 585 696 835 1110 1480 2010 3020 4920 8470 13800 21400 |
Коэффициент насыщения зубцовой зоны:
Магнитные напряжения ярма статора ,А
= • = 0.13•400 = 52 A
где = 400 А/м при = 1.4 Тл (табл.П.4.,стр.82.) ; - длина средней магнитной линии ярма статора, м:
Магнитные напряжения ярма ротора, А
= • = 0.057•52=2.964 A
где = 52 А/м при = 0.4 Тл (табл.П.4.,стр.82.) ; - длина средней магнитной линии ярма ротора, м:
Таблица П.4 Кривая намагничивания для ярма асинхронных двигателей Сталь 2013
|
В, Тл |
0 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
|
|
Н, А/м |
|||||||||||
|
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 |
52 64 80 100 124 152 185 221 262 320 400 520 750 1150 2000 3570 5770 |
53 65 81 102 126 155 188 225 267 327 410 542 788 1220 2160 3800 6000 |
54 66 83 104 129 158 191 229 272 334 420 564 826 1290 2320 4030 6300 |
55 67 85 106 132 161 195 233 277 341 430 586 864 1360 2490 4260 6600 |
56 69 87 108 135 164 199 237 283 349 440 608 902 1430 2650 4490 7000 |
58 71 89 111 138 168 203 241 289 357 450 630 940 1500 2810 4720 7400 |
59 72 91 113 140 171 206 245 295 365 464 654 982 1600 2960 4930 7900 |
60 74 93 115 143 174 209 249 301 373 478 678 1020 1700 3110 5140 8400 |
61 76 95 118 146 177 213 253 307 382 492 702 1070 1800 3270 5350 9000 |
62 78 97 121 149 181 217 257 313 391 506 726 1110 1900 3420 5560 9700 |
- высота спинки ротора,м
Магнитное напряжение на пару полюсов, А
Коэффициент насыщения магнитной цепи:
Намагничивающий ток:
Относительное значение намагничивающего тока
6. Расчет параметров рабочего режима
Активное сопротивление фазы обмотки статора, Ом
где для меди = 11С, длина проводников фазы обмотки, м
= • = 0.704•102 = 71.81
= 2(+= 2• (0,198+0,154) = 0,704
= ,м,
= 0,198
= •+2B = 1.5•0.089+2•0.01=0.154
B=0.01 м и =1,3 (табл.2,15.),
Таблица 2.15 К расчету лобовой части катушек всыпной обмотки
|
Число полюсов 2р |
Лобовая часть катушки статора |
||||
|
Неизолированная |
Изолированная |
||||
|
2 4 6 8 |
1,20 1,30 1,40 1,50 |
0,26 0,40 0,50 0,5 |
1,45 1,55 1,75 1,90 |
0,44 0,50 0,62 0,72 |
= = 0.8 = 0.089
Длина вылета лобовой части катушки для всыпной обмотки, м
(табл.2.15.)
Относительное значение активного сопротивления
Активное сопротивление фазы обмотки ротора, Ом
где сопротивление стержня, Ом
= = • = 75.424•
Здесь =Ом•м - удельное сопротивление литого алюминия при =С.
Сопротивление участка замыкающего кольца, заключенного между двумя стержнями, Ом
где = - = 0,257-0,0281= 0,2289 (стр.45.)
Приводим к числу витков обмотки статора, Ом
Относительное значение:
Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора: (стр.46.)
где - коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания для полузакрытых пазов статора
Смотрим по формуле стр.46,47.
- коэффициент магнитной проводимости лобового рассеивания для однослойной обмотки
где в= = = 0,8
коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания
берем = 1,29, д = 0,35 - стр.66.
здесь
смотрим данные =0.014 (стр.62.); =00113 (стр.58.); =0,91(стр.59.)
по формуле (стр.47.) = = = 1.2 ; = = = 1 ;
=2,5 при =1.2 (стр. 48., рис.2,20).
Относительное значение:
Где = 45,2
Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора, Ом
Для овального закрытого паза коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания
а) - полузакрытые б) закрытые
b == 7
=1,5 (стр. 63.)
где kд=1 -для рабочего режима ;
Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания
т.к. = = 14 > 10 следовательно о = 1
приводим к числу витков обмотки статора , Ом
Относительное значение
7.Расчет потерь
Потери в стали основные, Вт
где удельные потери в стали, Вт/кг =2.5 (табл. 2.16) ,
в = 1,5 (табл. 2.16)
Коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участков магнитопровода и технологических факторов.
= 1,6 и = 1.8 ;
масса стали зубцов статора, кг,
масса стали ярма, кг,
Высота ярма статора, м,
= 0.5(0.349-0.258) - 0.0265 = 0.019
Поверхностные потери в роторе
где удельные поверхностные потери ротора, Вт/
= 1.5 - коэффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головок зубцов ротора; - амплитуда пульсации индукции над зубцами ротора, Тл
где = 0,2 по рис.2.22 для = = 3 ? 0,2
Рис. 2.22. Зависимость
Пульсационные потери в зубцах ротора, Вт.
где - амплитуда пульсации индукции в среднем сечении зубцов ротора, Тл
- масса стали зубцов ротора, кг
Сумма добавочных потерь в стали, Вт
Полные потери в стали
Механические потери, Вт
Добавочные потери при номинальном режиме, Вт
Ток холостого хода двигателя, А
Активная составляющая тока холостого хода, А
где - электрические потери в статоре при холостом ходе, Вт
при этом реактивная составляющая тока холостого хода равна току намагничивания, А
==12.1
Коэффициент мощности при холостом ходе
8.Расчет рабочих характеристик
Расчетные сопротивления, Ом
Коэффициент определяется по приближенной формуле, т.к./г/ ?
г = arctg = =arctg=
= arctg 0.0096=?
Активная составляющая тока холостого хода с учетом тока, A
Расчетные величины
=,
==1,096
а=•=1,047•0,222=0,232
b=(+)=1.047(0.821+1.047•0.65)=1.572
Потери, не изменяющиеся при изменении скольжения, Вт
Принимаем и рассчитываем рабочие характеристики, задаваясь S=0,005; 0,01; 0,015; 0,027; 0,03.
Результаты расчета приведены в табл.3.1. Характеристики предоставлены на рис.2.23.
Порядок расчета рабочих характеристик АД
|
Расчетная формула |
Един-ица |
Скольжение |
|||||||
|
0,005 |
0,001 |
0,015 |
0,02 |
0,025 |
Sном=0,03 |
||||
|
1. |
Ом |
38,14 |
19,07 |
12,71 |
9,54 |
7,63 |
6,36 |
||
|
2. |
Ом |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
|
3. |
Ом |
38,72 |
19,3 |
12,94 |
9,77 |
7,86 |
6,59 |
||
|
4. |
Ом |
1,572 |
1,572 |
1,572 |
1,572 |
1,572 |
1,572 |
||
|
5. |
Ом |
38,75 |
19,36 |
13,04 |
9,9 |
8,02 |
6,77 |
||
|
6. |
А |
5,68 |
11,36 |
16,87 |
22,22 |
27,43 |
32,5 |
||
|
7. |
- |
0,999 |
0.997 |
0.992 |
0.987 |
0.98 |
0.973 |
||
|
8. |
- |
0.041 |
0.081 |
0.121 |
0.159 |
0.196 |
0.232 |
||
|
9. |
А |
6,49 |
12,14 |
17,55 |
22,75 |
27,7 |
32,44 |
||
|
10. |
А |
12,33 |
13,02 |
14,14 |
15,63 |
17,48 |
19,64 |
||
|
11. |
А |
13,93 |
17,8 |
22,54 |
27,6 |
32,75 |
37,92 |
||
|
12. |
А |
5,95 |
11,89 |
17,66 |
23,26 |
28,72 |
34,03 |
||
|
13. |
кВт |
4.28 |
8.01 |
11.58 |
15.02 |
18.28 |
21.41 |
||
|
14. |
кВт |
0.13 |
0.21 |
0.34 |
0.51 |
0.71 |
0.96 |
||
|
15. |
кВт |
0.02 |
0.07 |
0.16 |
0.28 |
0.43 |
0.6 |
||
|
16. |
кВт |
0.01 |
0.02 |
0.03 |
0.05 |
0.06 |
0.09 |
||
|
17. |
кВт |
0.82 |
0.96 |
1.19 |
1.5 |
1.86 |
2.31 |
||
|
18. |
кВт |
3.46 |
7.05 |
10.39 |
13.52 |
16.42 |
19.1 |
||
|
19. |
кВт |
0.808 |
0.88 |
0.897 |
0.9 |
0.898 |
0.892 |
||
|
20. |
- |
0.466 |
0.682 |
0.779 |
0.824 |
0.846 |
0.855 |
После построения кривых уточняем значения номинального скольжения при =0,03. Для этого наносим вертикальную штрихпунктирную линию в точке =22кВт. Уточняем точку пересечения этой линии с другими характеристиками.
9.Расчет механической и пусковой характеристик
Критическое скольжения
Критический максимальный момент на валу
Вращающий момент, Н•м двигателя при скольжении S=0,05 определяется на основании формулы Клооса
а частота вращения ротора при этом скольжении =(1-S)= = 750(1-0.05)=712.5 об/мин.
Вращающие моменты и частота вращения двигателя для других скольжений определяются аналогичным образом , а результаты расчета сведены в табл. 3.5.
Вращающий момент и частота вращения двигателя табл.3.5.
|
S |
0.05 |
0.1 |
0.2 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
1 |
||
|
,об/мин |
712,5 |
675 |
600 |
450 |
300 |
150 |
0 |
661,5 |
|
|
М, Н•м |
451,67 |
619,43 |
551,51 |
340,77 |
238,15 |
181,45 |
172,38 |
628,72 |
По результатам расчетов, предоставленных в табл. 3.2,строим график механической характеристики =?(М) (рис.3.1.)
Краткость максимального момента
= = = 3,6
Здесь = 9,55 = 9,55 = 170,1 Н•м
= (1-) = 750 (1-0,03)= 727,5
Кратность пускового момента
= = = 1,01
Кратность пускового тока
= = ? 5
Здесь
Список литературы
1. Гольдберг О.Д., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин: Учебник. / Под ред. О.Д. Гольдберга. 3-е изд., перераб. - М.:Высш.шк., 2006, - 430с.: ил.
2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т. 1 - 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: «Машиностроение», 2001. - 920с.
3. Антонов М.В. Технология производства электрических машин: Учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1993. - 592с.: ил.
4. Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. /Под ред. П.Н. Учаева - 3-е изд., испр. - М.: «Машиностроение», 1988. - 560с.: ил.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет рабочих характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Определение числа пазов статора, витков в фазе обмотки сечения провода обмотки статора. Расчёт размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Расчёты основных потерь.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 10.01.2011Данные двигателя постоянного тока серии 4А100L4УЗ. Выбор главных размеров асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Расчет зубцовой зоны и обмотки статора, конфигурация его пазов. Выбор воздушного зазора. Расчет ротора и магнитной цепи.
курсовая работа [4,8 M], добавлен 06.09.2012Выбор главных размеров трехфазного асинхронного электродвигателя. Определение числа пазов, витков и сечения провода обмотки статора. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Расчет короткозамкнутого ротора, намагничивающего тока.
курсовая работа [285,6 K], добавлен 14.03.2009Электромагнитный расчет трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Выбор главных размеров, определение числа пазов статора и сечения провода обмотки. Расчет размеров зубцовой зоны статора, ротора, намагничивающего тока.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 28.04.2014Последовательность выбора и проверка главных размеров асинхронного двигателя. Выбор конструктивного исполнения обмотки статора. Расчёт зубцовой зоны, воздушного зазора, ротора и магнитной цепи, потерь и рабочих характеристик. Параметры рабочего режима.
курсовая работа [548,6 K], добавлен 18.01.2016Определение внутреннего диаметра статора и длины магнитопровода, предварительного числа эффективных проводников в пазу. Плотность тока в обмотке статора. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Магнитное напряжение воздушного зазора.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 25.01.2015Расчет площади поперечного сечения провода обмотки статора, размера его зубцовой зоны, воздушного зазора, ротора, магнитной цепи, параметров рабочего режима, потерь, пусковых характеристик с целью проектирования трехфазного асинхронного двигателя.
курсовая работа [945,2 K], добавлен 04.09.2010Выбор основных размеров асинхронного двигателя. Определение размеров зубцовой зоны статора. Расчет ротора, магнитной цепи, параметров рабочего режима, рабочих потерь. Вычисление и построение пусковых характеристик. Тепловой расчет асинхронного двигателя.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 27.09.2014Выбор конструкции асинхронного двигателя и его основных размеров. Расчет зубцовой зоны и обмотки статора. Коэффициенты, необходимые для расчёта воздушного зазора: магнитная проницаемость и напряжение. Расчет параметров машины, потерь и КПД двигателя.
реферат [2,0 M], добавлен 06.09.2012Определение размеров и выбор электромагнитных нагрузок асинхронного двигателя. Выбор пазов и типа обмотки статора. Расчет обмотки и размеры зубцовой зоны статора. Расчет короткозамкнутого ротора и магнитной цепи. Потери мощности в режиме холостого хода.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 10.09.2012Выбор главных размеров асинхронного электродвигателя. Определение числа пазов, числа витков в фазе и поперечного сечения проводов обмотки статора. Расчет ротора, магнитной цепи. Параметры рабочего режима. Расчет рабочих и пусковых характеристик.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 08.06.2015Сечение провода обмотки статора. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора; магнитной цепи и намагничивающего тока. Требуемый расход воздуха для охлаждения. Превышение температуры наружной поверхности изоляции лобовых частей обмотки.
курсовая работа [174,5 K], добавлен 17.12.2013Определение главных размеров электромагнитных загрузок, числа пазов статора и ротора, витков в фазе обмотки и зубцовой зоны. Расчет магнитной цепи статора и ротора. Параметры асинхронного двигателя. Определение потерь и коэффициента полезного действия.
курсовая работа [956,2 K], добавлен 01.06.2015Определение допустимых электромагнитных нагрузок и выбор главных размеров двигателя. Расчет тока холостого хода, параметров обмотки и зубцовой зоны статора. Расчет магнитной цепи. Определение параметров и характеристик при малых и больших скольжениях.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 11.12.2015Расчет основных размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора, ротора и намагничивающего тока. Расчет параметров схемы замещения. Индуктивное сопротивление фазы обмотки. Учет влияния насыщения на параметры. Построение пусковых характеристик.
курсовая работа [894,9 K], добавлен 07.02.2013Разработка проекта трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором по заданным данным. Электромагнитный и тепловой расчет. Выбор линейных нагрузок. Обмоточные параметры статора и ротора. Параметры рабочего режима, пусковые характеристики.
курсовая работа [609,5 K], добавлен 12.05.2014Сущность z1, w1 и площади поперечного сечения провода обмотки статора. Особенности расчета ротора, магнитной цепи и зубцовой зоны. Расчёт пусковых характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учётом влияния эффекта вытеснения тока.
курсовая работа [676,7 K], добавлен 04.12.2011Определение Z1, W1 и площади поперечного сечения провода обмотки статора. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Напряжение на контактных кольцах ротора при соединении обмотки ротора в звезду. Сечение проводников обмотки ротора.
реферат [383,5 K], добавлен 03.04.2009Расчет параметров обмотки статора и ротора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Расчет механической характеристики асинхронного двигателя в двигательном режиме по приближенной формуле М. Клосса и в режиме динамического торможения.
курсовая работа [827,2 K], добавлен 23.11.2010Конструкция асинхронного двигателя и определение главных размеров. Электромагнитные потери, рабочие и пусковые характеристики. Построение круговой диаграммы, тепловой, вентиляционный и механический расчет. Экономическая выгода и технология сборки.
курсовая работа [701,8 K], добавлен 01.08.2010
