Расчет асинхронного электродвигателя

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Исходные данные для расчёта

Тип двигателя4АА50В2У3.

Номинальная мощность….. кВт.

Синхронная частота вращения.. об/мин.

КПД..%.

Коэффициент мощности......

Наружный диаметр статора…....мм.

Внутренний диаметр статора…..мм.

Длина сердечника статора…мм.

Число пазов статора….......

Число пазов ротора…........

Величина воздушного зазора….мм.

Частота питающей сети…....Гц.

Номинальное напряжение..В.

Число фаз…...

Выбор главных размеров

1. Число пар полюсов:

2. Высота оси вращения и наружный диаметр статора:

(мм). (мм).

3. Внутренний диаметр статора:

(мм).

4. Полюсное деление:

(мм).

5. Расчётная мощность:

(Вт)

где

6. Электромагнитные нагрузки:

(А/м) - линейная нагрузка;

(Тл) - магнитная индукция в воздушном зазоре;

7. Обмоточный коэффициент:

.

8. Длина воздушного зазора:

(мм).

9. Число пазов статора:

. .

Обмотка однослойная.

10. Зубцовое деление статора:

(мм).

11. Число эффективных проводников в пазу:

(А).

12. Число витков в обмотке фазы:

.

где - число параллельных ветвей обмотки фазы.

13. Магнитный поток:

(Вб).

где - коэффициент формы поля.

14. Плотность тока в обмотке статора:

(А/мм2).

15. Размеры обмоточного провода

(мм) - номинальный диаметр неизолированного провода.

(мм) - среднее значение диаметра изолированного провода.

(мм2) - площадь поперечного сечения неизолированного провода.

Расчёт размеров зубцовой зоны статора.

16. Принимаем предварительно значение индукции в зубцах статора:

(Тл). (Тл).

Тогда ширина зубца равна:

(мм).

где (м); - коэффициент заполнения сталью

магнитопроводов статора и ротора.

(мм)

17. Размеры паза в штампе:

Высота шлица паза статора: (мм).

Ширина шлица паза статора: (мм).

Ширина основания паза статора: (мм).

Ширина верхней части паза статора: (мм).

Высота паза без учёта высоты шлица паза: (мм).

18. Размеры паза в свету с учётом припуска на сборку:

Припуск на сборку по ширине паза: (мм).

Припуск на сборку по высоте паза: (мм).

(мм).

(мм).

(мм).

Односторонняя толщина изоляции обмотки статора: (мм).

Площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу:

(мм2).

Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников:

(мм2).

где - площадь поперечного сечения прокладок.

19. Коэффициент заполнения паза:

.

где - число элементарных проводников в одном эффективном

Расчёт ротора.

20. Воздушный зазор: (мм).

21. Число пазов ротора: .

22. Внешний диаметр ротора: (м).

23. Длина: (м)

24. Зубцовое деление: (мм).

25. Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник

непосредственно насажен на вал:

(мм).

где - коэффициент для расчёта диаметра вала

26. Ток в стержне ротора:

(А).

- коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания и

сопротивления обмоток на отношение .

- коэффициент приведения токов.

27. Размеры паза ротора:

(мм).

(мм).

Допустимое значение индукции в зубцах ротора при постоянном сечении:

(Тл)

Допустимая ширина зубца:

(м).

(мм).

(мм)

Расстояние между центрами верхнего и нижнего закруглений паза:

(мм).

Полная высота паза: (мм).

Площадь сечения стержня:

(мм2).

28. Плотность тока в стержне:

(А/мм2).

29. Размеры короткозамыкающих колец

Средняя высота кольца: (мм).

Толщина кольца: (мм).

Площадь поперечного сечения кольца: (мм2).

Средний диаметр колец: (мм).

Расчёт намагничивающего тока.

30. Значения индукций:

Индукция в зубцах статора: (Тл).

Индукция в зубцах ротора:

(Тл).

Индукция в ярме статора:

(Тл).

Расчётная высота ярма ротора:

(мм).

Индукция в ярме ротора:

(Тл).

31. Магнитное напряжение воздушного зазора:

(А).

где - коэффициент воздушного зазора;

.

32. Магнитные напряжения зубцовых зон:

---статора:

Для стали 2013: (А/м) при (Тл).

(А)

где (мм).

---ротора:

Для стали 2013: (А/м) при (Тл).

(А).

где (мм).

33. Коэффициент насыщения зубцовой зоны:

.

34. Магнитные напряжения ярм:

---статора:

Для стали 2013: (А/м) при (Тл).

Длина средней магнитной линии ярма статора:

(м).

(А).

---ротора:

Для стали 2013: (А/м) при (Тл).

Высота спинки ротора: (мм).

Длина средней магнитной линии ярма ротора:

(м).

(А).

35. Магнитное напряжение на пару полюсов:

(А).

36. Коэффициент насыщения магнитной цепи: .

37. Намагничивающий ток:

(А).

Относительное значение:

.

Параметры рабочего режима.

38. Активное сопротивление фазы обмотки статора:

Средняя длина витка обмотки:(мм).

Длина проводников фазы обмотки: (м).

Относительное укорочение шага обмотки статора: .

Длина вылета прямолинейной части катушек из паза от торца сердечника до

начала отгиба лобовой части: (м).

Средняя ширина катушки:

(м).

Длина вылета лобовой части катушки:

(м).

Длина лобовой части катушки:

(м).

Для класса нагревостойкости изоляции расчётная . Для меди

(Ом·м)

(Ом).

Относительное значение: .

39. Активное сопротивление фазы обмотки ротора:

Для литой алюминиевой обмотки ротора (Ом·м)

Сопротивление стержня: (Ом).

Сопротивление участка замыкающего кольца, заключённого между соседними стержнями:

(Ом).

(Ом).

Приводим к числу витков обмотки статора:

(Ом).

Относительное значение: .

40. Индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора:

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора:

.

Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния:

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния:

.

.

(Ом).

Относительное значение: .

41. Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора:

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора:

- для рабочего режима.

Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния:

.

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния:

.

 - коэффициент, определяемый по кривой рис.6-39,а на стр.201 в

зависимости от и [1].

.

(Ом).

Приводим к числу витков статора:

(Ом).

Относительное значение: .

Расчёт потерь.

42. Потери в стали основные:

Удельные потери в стали (Вт/кг) и коэффициент .

Коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали неравномерности

распределения потока по сечениям участков магнитопровода и

технологических факторов: и .

Удельная масса стали: (кг/м3)

Масса стали ярма статора:

(кг).

Масса стали зубцов статора:

(кг).

(Вт).

43. Поверхностные потери в роторе:

Коэффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головок зубцов ротора на удельные потери: .

Амплитуда пульсации индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов ротора: .

- коэффициент, определяемый по рис.6-41 на стр.207 в зависимости

от [1].

Удельные поверхностные потери:

(Вт/м2).

Полные поверхностные потери ротора:

(Вт).

44. Пульсационные потери в зубцах ротора:

Амплитуда пульсации индукции в среднем сечении зубцов ротора:

(Тл).

из п.31 расчёта.

Масса стали зубцов ротора:

(кг).

(Вт).

45. Сумма добавочных потерь в стали:

(Вт).

46. Полные потери в стали:

(Вт).

47. Механические потери:

Для двигателей коэффициент .

(Вт).

48. Добавочные потери при номинальном режиме:

(Вт).

49. Холостой ход двигателя:

Электрические потери в статоре при холостом ходе:

(Вт).

Активная составляющая тока холостого тока:

(А).

(А).

Коэффициент мощности при холостом ходе:

.

50. Расчет рабочих характеристик:

(Ом).

(Ом).

.

(А).

.

.

(Ом)

(Ом).

Потери, не меняющиеся при изменении скольжении:

(Вт).

Принимаем и рассчитываем рабочие характеристики, задаваясь

После построения кривых уточняем значение номинального скольжения

.

Номинальные данные поверяемого двигателя:

(кВт); (В); (А); ; ; .

Данные для расчёта рабочих характеристик двигателя:

(кВт); (В); ; (А);

(кВт); (кВт); (А);

(А); (Ом); (Ом);

; (Ом); ; (Ом).

статор электродвигатель индукция обмотка

№ п/п	Расчётная формула	Единица	Скольжение
			0.01	0.02	0.03	0.04	0.05
1		Ом	4334.93	2167	1445	1083.73	866.985
2		Ом	0	0	0	0	0
3		Ом	4361.51	2194	1471.56	1110.31	893.57
4		Ом	81.246	81.25	81.246	81.246	81.246
5		Ом	4362.26	2196	1473.8	1113.28	897.254
6		А	0.05	0.1	0.149	0.198	0.245
7		-	0.99983	0.999	0.9984	0.997	0.9959
8		-	0.01862	0.037	0.0551	0.073	0.091
9		А	0.317	0.367	0.416	0.464	0.511
10		А	0.277	0.28	0.284	0.29	0.298
11		А	0.421	0.462	0.504	0.547	0.592
12		А	0.052	0.104	0.155	0.205	0.255
13		кВт	0.21	0.242	0.275	0.306	0.337
14		кВт	0.0136	0.016	0.02	0.023	0.027
15		кВт	0.00033	0.001	0.0029	0.005	0.00782
16		кВт	0.00101	0.001	0.0014388	0.0016986	0.00198
17		кВт	0.03	0.04	0.04	0.05	0.05
18		кВт	0.18	0.21	0.23	0.26	0.28
19		кВт	0.851	0.855	0.8537	0.849	0.843
20		кВт	0.754	0.795	0.826	0.848	0.864

Расчёт пусковых характеристик.

Данные для расчёта пусковых характеристик двигателя:

(Ом); (Ом); (Ом); (Ом);

(Ом); (Ом); (А); (А); .

№ п/п	Расчётная формула	Единица	Скольжение
			1	0.8	0.6	0.4	0.2
1		-	0.474	0.424	0.367	0.3	0.212
2		-	0.64	0.3	0.15	0.07	0.01
3		-	1.569	1.275	1.159	1.103	1.063
4		-	1.425	1.205	1.119	1.077	1.047
5		Ом	57.365	48.507	45.004	43.338	42.135
6		-	0.82	0.9	0.94	0.97	0.99
7		-	0.974	0.983	0.987	0.99	0.992
8		Ом	45.909	46.317	46.522	46.675	46.777
9		Ом	31.318	33.538	34.289	36.462	44.424
10		Ом	24.686	25.223	25.387	26.001	28.549
11		-	1.032	1.033	1.033	1.034	1.037
12		Ом	84.82	88.236	103.167	137.623	244.119
13		Ом	57.011	59.863	60.809	63.698	74.624
14		А	2.153	2.063	1.837	1.451	0.862
15		А	2.252	2.166	1.934	1.54	0.949
16		-	5.567	5.256	4.694	3.739	2.304
17		-	3.541	3.439	3.375	3.038	2.085

Список литературы

1. Проектирование электрических машин / И.П. Копылов и др. Под ред.

И.П. Копылова, 1980.

2. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А.Э. Кравчик и др. - М.:

Энергоиздат, 1982.

Размещено на Allbest.ru

...