Расчет двигателя с короткозамкнутым ротором

Проектирование трехфазного асинхронного двигателя с коротко замкнутым ротором. Расчетная длина воздушного зазора. Плотность тока в обмотке статора. Размеры паза в штампе. Ток в стержне ротора. Размеры замыкающих колец. Расчет намагничивающего тока.

Рубрика Физика и энергетика
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 08.12.2012
Размер файла 248,0 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/

1. Расчет двигателя с короткозамкнутым ротором

Техническое задание:

Спроектировать трехфазный асинхронный двигатель с коротко замкнутым ротором:

P2 =24 кВт, n1 = 1500 об/мин; U=220/380 В; конструктивное исполнение IM1001; исполнение по способу зашиты от воздействия окружающей среды IP44; категория климатического исполнения УЗ.

1. Число пар полюсов р=60f/n1 = 6050/1500=2.

Выбор главных размеров

2. Высота оси вращения (предварительно) по рис. 6-7, а h=164 мм.

Из табл. 6-6 принимаем ближайшее меньшее значение h=160 мм и Da = 0.272 м

3. Внутренний диаметр статора D= KDDa=0,66-0,272=0,1795? 18•10-3 м

[KD= 0,66 по табл. 6-7]

4. Полюсное деление

м

5. Расчетная мощность по (6-4)

Вт

[ - по рис. 6-8; и cosц - по рис. 6-9, а],

6. Электромагнитные нагрузки (предварительно) по рис. 6-11, а

А = 33103 А/м; Вд =0,765 Тл.

7. Обмоточный коэффициент для однослойной, обмотки (предварительно)

8. Расчетная длина воздушного зазора по (6-6)

м

Щ=2рn1/60=2р1500/60=157 рад/с.

9. Отношение

Полученное значение выше рекомендуемых пределов (рис. 6-14, а), поэтому принимаем следующую большую из стандартного ряда (табл. 6-6) высоту оси вращения h=180 мм. Повторяем расчеты по пп. 2-9:

Da = 0.313 м

D= KDDa=0,66-0,313=0,206 м

м

kВт

[ - по рис. 6-8; и cosц - по рис. 6-9, а],

Электромагнитные нагрузки (предварительно) по рис. 6-11, а

А = 35103 А/м; Вд =0,77 Тл.

Расчетная длина воздушного зазора

м

Отношение

Значение л=0.9 находится в рекомендуемых пределах.

Определение Ж1, щ1 и сечения провода обмотки статора

10. Предельные значения t1 (по риc.6-15) мм. мм.

11. Число пазов статора по (6-16)

Z1min =рD/t1max=3.140.206/0.0145=44.6

Z1max =рD/t1min=3.140.206/0.0125=51.7

Принимаем Z1=48, тогда Обмотка однослойная.

12. Зубцовое деление Статора (окончательно)

м.

13. Число эффективных проводников в пазу [предварительно, при условии а=1 по (6-17)]:

14. Принимаем a==2, тогда по (6-19).

15. Окончательные значения по (6-20)

[по (6-21)

по (6-22)

[для однослойной обмотки с q=4 по табл. 3-13: ; Da=313 мм по рис. 6-8, kE=0,978]

Тл [по (6-23)].

Значения A и Вд находятся в допустимых пределах.

16. Плотность тока в обмотке статора (предварительно) по (6-25)

[(АJ1) =185 109 А23 по рис. 6-16, б].

17. Сечение эффективного проводника (предварительно) по (6-24)

мм2;

принимаем nэл=3, тогда мм2. Обмоточный провод ПЭТМ (по табл. П-28): dэл=1,32 мм; qэл= 1,368 мм2, qэф= 1,368 3=4.1 мм2, dиз= 1,405 мм.

18. Плотность тока в обмотке статора (окончательно) по (6-27)

Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

Паз статора - по рис. 6-19, а с соотношением размеров, обеспечивающим параллельность боковых граней зубцов.

19. Принимаем предварительно по табл. 6-10: BZ1=1,8 Тл; Bа=1,5 Тл, тогда по (6-39)

мм

[По табл. 6-11 для оксидированных листов-стали];

по (6-28)

мм.

20. Размеры паза в штампе принимаем bш1=3,7 мм; hш1=1 мм. при большой мощности двигателя

по (6-40)

мм;

по (6-41)

мм;

по (6-42)

мм;

по (6-45), (6-46)

мм;

21. Размеры пава в свету с учетом припуска на cборку по (6-47):

Площадь поперечного сечения паза, для размещения проводников по (6-51)

мм2;

Площадь поперечного сечения прокладок Sпр=0

Площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу

мм2;

где односторонняя толщина изоляции в пазу мм; по табл. 3-8.

22. Коэффициент заполнения паза

Расчет ротора

25. Воздушный зазор (по рис. 6-21) д=0,6 мм.

26. Число пазов ротора (по табл. 6-15) Z2=38

27. Внешний диаметр D2=D-2д=0.206-20.610-3=0.2048 м.

28. Длина м.

29. Зубцовое деление

мм.

30. Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник непосредственно насажен на вал, по (6-101)

м = 72 мм; ( по табл. 6» - 16)

31. Ток в стержне ротора по (6-60)

А

[ по рис. 6-22;no (6-68)].

Пазы выполняются без скоса

32. Площадь поперечного сечения стержня по (6-69)

м2=217,4 мм2;

[плотность тока в стержне литой клетки принимаем А/м2].

33. Паз ротора - по рис. 6-27, б. Принимаем bш2=1,5 мм; hш=0,7 мм; мм.

Допустимая ширина зубца по (6-77)

мм.

по табл. 6-10

Размеры паза: по (6-74)

мм

по (6-75)

мм;

по (6-76)

мм

Принимаем (см. рис. 1) b1=8.2 мм; b2 = 2.5 мм; h1 = 34.5 мм.

Полная высота паза

мм

Сечение стержня по (6-78)

мм2.

34. Плотность тока в стержне

А/м2.

35. Короткозамыкающие кольца (см. рис. 6-26). Площадь поперечного сечения по (6-73)

мм2

A.

Где - по (6-71) и (6-72);

А/м2.

Размеры замыкающих колец:

мм;

мм;

мм2;

мм.

Расчет намагничивающего тока

36. Значения индукций; по (6-104)

ток двигатель асинхронный ротор

Тл;

пo (6-104)

Тл;

по (6-105)

Тл;

по (6-107),

Тл

[расчетная высота ярма ротора по (6-109)

мм

37. Магнитное напряжение воздушного зазора

по (6-110)

38. Магнитные напряжения зубцовых зон: статора

по (6-111)

А;

ротора по (6-113) А

[по табл. П-17, а для стали 2013A/M при Тл; мм мм].

39. Коэффициент насыщения зубцовой зоны по (6-120)

40. Магнитные напряжения ярм статора и ротора:

по (6-121)

А;

по - (6-123). А

[по табл. П-16 Ha=520 А/м при Вa = 1.5 Тл; Hj =185 А/м при Bj = 1 Тл]

по (6-122)

м;

по (6-124)

м,

где по (6-125)

мм

41. Магнитное напряжение на пару полюсов по (6-127)

А.

42. Коэффициент насыщения магнитной цепи по (6-128)

43. Намагничивающий ток по (6-129)

A;

относительное значение по (6-130)

o.e

Параметры рабочего режима

44. Активное сопротивление фазы обмотки статора по (6-131)

Ом.

Для класса нагревостойкости изоляции F расчетная расч=115°С.

Для меди = Омм.

Длина проводников фазы обмотки

по (6-133)

м

[по (6-134): м;

м; м,

где В=0,01 м; по табл. 6-19; Kл = 1,3;

м

Длина, вылета лобовой части катушки

м = 82 мм,

где по табл. 6-19 Kвыл=0.4,

Относительное значение

o.e

45. Активнoе сопротивление фазы обмотки ротора

по (6-164)

Ом

[по (6-165)

Ом

по (6-166)

Ом;

где для литой алюминиевой обмотки ротора Ом-м.]

Приводим г2 к числу витков обмотки статора по (6-169):

Ом.

Относительное значение

о.е

46. Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора по (4-42)

Ом,

где пo (6-155).

по табл. 6-22 (рис. 6-38, ж)

коэффициент магнитной проводимости пазового расстояния:

где (см. рис. 6-66)

мм, мм, , ,

По (6-154) коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния:

по (6-170) коэффициент магнитной проводимости деффиринциального рассеяния

по (6-172) для полузакрытых пазов с учётом скоса паза:

для,по рис. 6-39д.

Относительное значение

о.е.

47, Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора по (6-173)

Ом,

Где по табл. 6-23 (рис. 6-40, а, и)

мм.мм

(для рабочего режима)

м - по (6 - 156);

по (6-176)

по (6-174)

по (6-175

,

так как и

Приводим х2 к числу витков статора по (6-178):

Ом

Относительное значение

о.е.

Расчет потерь

48, Потери в стали основные по (6-183)

Вт

[Вт/кг и в=1,5 для стали 2013 по табл. 6-24];

по (6-184)

кг,

Где кг/м3;

по (6-185)

кг.

;

49. Поверхностные потери и роторе по (6-190)

Вт;

по (6-188)

Вт/м2

Где

по (6-186)

для по рис. 6-41

50. Пульсационные потери в зубцах ротора по (6-196)

Вт

[пo (6-192)

Тл;

из п. 37 расчёта;

по (6-197)

кг.

51. Сумма добавочных потерь в стали по (6-198):

Вт.

52. Полные потери в стали по (6-199)

Вт.

53. Механические потери по (6-205)

Вт

[для двигателей: 2 р=4 коэффициент Кт= 1,3 (l-Da) = 1,3 (1-0,313) =0,893].

54. Добавочное потери при номинальном режиме

Вт.

55. Холостой ход Двигателя:

по (6-212)

A

по (6-213)

где по. (6-214)

Вт;

по. (6-215)

Расчет рабочих характеристик

56. По (6-179)

Ом;

по (6-180)

Ом;

по (6-218)

[используем приближенную формулу, так как lгl<l°;

по (6-217)

по (6-222)

А;

по (6-223)

;

;;.

Потери, не меняющиеся при изменении скольжения;

Вт=0.7443 кВт.

Принимаем и рассчитываем рабочие характеристики, задаваясь s = 0,0037; 0,007; 0,011; 0,015; 0,0185; 0,022.

После построения кривых уточняем значение номинального скольжения sн=0.0195.

Результаты расчета приведены в табл. 1. Характеристики представлены на рис. 3.

Номинальные данные спроектированного двигателя: Р2H=24 кВт; U1H = 220/380 В;

I = 44.4А; соsц = 0,91; ; sH=0,0.185

Данные для расчёта рабочих характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором:

2 р=4; Ioa =0.78 A; Iop=Iм=10.5 A; c1=1.027; r1=0.213 Oм; r'2=0.092 Ом; Рдоб,н=0,133 кВт;

Рстмех=0,744 кВт; а=0,218; а'=1,054; b=1.332; b'=0

Расчётная формула

Скольжение

Единица

0.0037

0.007

0.011

0.015

0.0185

0.022

0.0195

26.2

13.8

8.8

6.46

5.24

4.4

4.97

Ом

0

0

0

0

0

0

0

Ом

26.41

14.02

8.822

6.68

5.46

4.62

5.19

Ом

1.332

1.332

1.332

1.332

1.332

1.332

1.332

Ом

26.46

14.08

8.92

6.81

5.62

4.8

5.36

Ом

8.32

15.62

24.66

32.3

39.1

45.83

41.04

А

0.998

0.995

0.989

0.981

0.971

0.96

0.968

-

0.05

0.094

0.15

0.195

0.237

0.277

0.248

-

9.08

16.32

25.16

32.46

38.74

44.77

40.5

А

10.91

11.96

14.199

16.8

19.76

23.19

20.67

А

14.2

20.23

28.9

36.54

43.48

50.42

45.47

А

8.54

16

25.32

33.17

40.15

47

42.14

А

6

10.77

16.6

21.42

25.5

29.5

26.7

кВт

0.128

0.26

053

0.85

1.2

1.62

1.32

кВт

0.02

0.07

0.176

0.3

0.44

0.61

0.49

кВт

0.013

0.027

0.056

0.09

0.127

0.17

0.139

кВт

0.9

1.1

1.5

1.98

2.5

3.1

2.69

кВт

5.1

9.67

15.1

19.44

23

26.4

24

кВт

0.85

0.89

0.909

0.907

0.901

0.89

0.887

-

0.639

0.8

0.87

0.88

0.89

0.88

0.89

-

57. Расчёт пусковых характеристик. Рассчитываем точки характеристик, соответствующие скольжениям s=l; 0,8; 0,5; 0,2; 0,1

Подробный расчет приведен для скольжения s = l. Данные расчета других точек сведены в табл. 2. Пусковые характеристики спроектированного двигателя представлены на рис. 4.

Расчётная формула

Скольжение

Единица

1

0,8

0,5

0,2

0,1

2.54

2.27

1.8

1.14

0.8

-

1.5

1.15

0.65

0.12

0.04

-

3.38

3.44

2.97

2.74

2.78

-

3.06

2.77

2.43

2.27

2.3

-

0.28

0.255

0.22

0.2

0.21

Ом

0.6

0.67

0.82

0.94

0.97

-

0.72

0.744

0.792

0.83

0.838

-

0.517

0.534

0.568

0.596

0.6

Ом

0.34

0.37

0.44

0.56

0.6

Ом

0.445

0.45

0.48

0.54

055

Ом

1.016

1.016

1.017

1.019

1.02

-

0.5

0.53

0.66

1.23

2.35

Ом

0.79

0.82

0.92

1.11

1.16

Ом

235.3

225

194

133

84

А

238

228

197

135.7

86

А

5.36

5.13

4.43

3

1.93

-

1.7

1.92

2

2.2

1.8

-

Параметры с учётом вытеснения тока

(): по (6-235)

, по рис. 6-46 находим ц=1,5; по рис 6-47

Активное сопротивление обмотки ротора:

По (6-236)

м =16 мм.

По (6-243)

мм2

Где мм

По (6-237)

По (6-247)

Приведённое активное сопротивление ротора с учётом действия эффекта вытеснения тока (п. 45)

Индуктивное сопротивление обмотки ротора: по табл. 2 и рис. 6-40, а. (также п. 47 расчёта)

[при s=l предварительно принимаем ];

по (6-251)

по (6-250)

Ом,

Ток ротора приближенно без учета влияния насыщения по (6-269), принимая с=1,

А.

58. Учет влияния насыщения на параметры. Принимаем для s=l коэффициент насыщения и и приводим расчет для

А,

По (6-252)

А.

пo (6-253)

Тл

где по (6-254)

По рис. 6-50 для Тл находим

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения: по (6-255)

мм;

по (6-258)

по (6-261)

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения по (6-263)

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учетом влияния насыщения

по (6-264)

7

где

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ротора с учетом влияния насыщения и вытеснения тока:

по (6-260)

где по (6-259)

мм;

по (6-262)

= 1,74 - 0,38 «1,36,

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора с учетом влияния насыщения

по (6-263)

Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротору с учетом влияния вытеснения тока и насыщения

по (6-265)

0 м,

где

Сопротивление взаимной индукции обмоток в пусковом режиме:

по (6-266)

\

по (6-267)

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды

по (6-328)

Расчёт вентиляции Требуемый для охлаждения расход воздуха по (6-340)

По (6-341)

m = 2.5 для двиг. с 2 р=4, h ? 160 мм

Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором

.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Данные 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 06.09.2012

  • Определение 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 25.01.2015

  • Проектирование и расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором по заданным исходным характеристикам, установленным в соответствии с требованиями государственных и отраслевых стандартов. Расчет обмоток статора, ротора, намагничивающего тока.

    курсовая работа [229,4 K], добавлен 04.11.2012

  • Размеры, конфигурация, материал магнитной цепи трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Обмотка статора с трапецеидальными полузакрытыми пазами. Тепловой и вентиляционный расчеты, расчет массы и динамического момента инерции.

    курсовая работа [4,0 M], добавлен 22.03.2018

  • 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 10.01.2011

  • Электромагнитный 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 28.04.2014

  • Разработка 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 12.05.2014

  • Выбор главных размеров статора, ротора и короткозамыкающего кольца. Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора с закрытыми пазами. Масса двигателя и динамический момент инерции ротора. Вентиляционный расчет двигателя с радиальной вентиляцией.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 15.10.2012

  • Расчет 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 23.11.2010

  • Выбор 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 14.03.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.