Асинхронный двигатель серии 4А

Определение внутреннего диаметра статора и расчетной длины воздушного зазора. Расчет числа эффективных проводников в пазу. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Т-образная схема замещения фазы приведенной асинхронной машины.

Рубрика Физика и энергетика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 24.01.2016
Размер файла 548,9 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.

Iор = I;

Iор = 29,98 А.

Значение коэффициентов а', b', а, b находим по формулам (9.227)

;

;

;

;

;

;

.

Потери, не изменяющиеся при скольжении определяются по формуле (6.5)

Вт.

Принимаем R'2 = 0,0189.

Рассчитаем рабочие характеристики по [1]. Расчёт рабочих характеристик сведён в таблицу 9-1, задаваясь s=0,002; 0,005; 0,008; 0,011; 0,014; 0,017; 0,02.

Уточненное значение скольжения =0,01845.

По данным расчета рабочих характеристик спроектированный двигатель обладает КПД и коэффициентом мощности выше представленных в техническом задании.

Таблица 9-1

Данные расчета рабочих характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Р2н=75кВт, U1н=220В, 2р=4, I1н=135,77А, Вт, Рдобн=403Вт, Iоа=1,377А, Iор=29,98А, r1=0,039Ом, r'2=0,0307Ом, с1=1,019, a'=1,039 Ом, а=0,0403Ом, b'=0, b=0,297Ом.

Расчетная

формула

Ед.

Скольжение

0,002

0,005

0,008

0,011

0,014

0,017

0,02

sн=

=0,01845

Ом

16,007

6,427

4,032

2,943

2,321

1,919

1,637

1,771

Ом

0,297

0,297

0,297

0,297

0,297

0,297

0,297

0,2967

Ом

16,01

6,434

4,043

2,958

2,34

1,941

1,667

1,7958

А

13,745

34,194

54,416

74,367

94,010

113,31

132,23

122,507

-

0,999

0,998

0,997

0,995

0,991

0,988

0,984

0,986

-

0,0185

0,0461

0,0734

0,1003

0,1268

0,1528

0,1783

0,165

А

15,115

35,534

55,646

75,369

94,628

113,35

131,49

122,2

А

30,236

31,558

33,975

37,440

41,900

47,296

53,563

50,22

А

33,804

47,525

65,198

84,156

103,49

122,82

141,98

132,117

А

14,007

34,853

55,465

75,801

95,823

115,49

134,78

124,869

кВт

9,97

23,45

36,73

49,84

62,45

74,82

86,79

80,652

кВт

0,135

0,268

0,504

0,840

1,271

1,79

2,393

2,071

кВт

0,18

0,112

0,283

0,529

0,846

1,23

1,675

1,437

кВт

0,498

0,117

0,183

0,248

0,312

0,374

0,433

403,261

кВт

1,906

2,2

2,675

3,322

4,133

5,097

6,205

5,615

кВт

8.07

21,25

34,05

46,42

58,32

69,72

80,58

75,037

-

0,809

0,906

0,927

0,933

0,934

0,932

0,93

0,930

-

0,473

0,706

0,811

0,86

0,885

0,898

0,907

0,924

10. Расчет пусковых характеристик

Рассчитаем точки характеристик, соответствующих скольжениям s от 1 до значения, соответствующего режиму, близкому к номинальному. Расчет проведем по [2].

Расчёт токов с учётом влияния изменения параметров под влиянием эффекта вытеснения тока (без участия влияния насыщения от полей рассеяния)

Приведём подробный расчёт для s = 1. Данные расчёта остальных точек сведены в таблицу 10-1.

Таблица 10-1

Данные расчёт токов в пусковом режиме асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учётом влияния эффекта вытеснения тока

Расчётная формула

Раз-мер-ность

Скольжение s

1

0,8

0,6

0,4

0,2

0,1

sкр=0,13

-

1,9401

1,7353

1,5028

1,227

0,8676

0,6135

0,4338

-

0,8

0,58

0,33

0,17

0,5

0,126

0,2183

мм

16,9

19,3

22,9

26,1

20,3

27,1

25

-

1,6146

1,4382

1,2415

1,1185

1,3747

1,0852

1,1554

-

1,3968

1,2829

1,1559

1,0765

1,2419

1,055

1,1003

Ом

0,0429

0,0394

0,0355

0,0331

0,0382

0,0324

0,0338

-

0,82

0,85

0,89

0,94

0,97

0,98

0,975

-

3,7

3,7552

3,8288

3,9209

3,9761

3,9945

3,9853

-

0,9514

0,9595

0,9703

0,9838

0,9919

0,9946

0,9932

Ом

0,1421

0,143

0,144

0,147

0,148

0,148

0,148

Ом

0,083

0,089

0,099

0,123

0,232

0,368

0,3

Ом

0,282

0,284

0,285

0,287

0,288

0,289

0,289

А

746,5

738,8

727,3

702,9

592,8

469,9

528,1

А

756,3

748,7

737,1

712,5

601,1

476,7

535,6

Активное сопротивление обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока [, Ом·м; ; Гц];

Для принимаем из рисунка 9.57 [1] .

Глубина проектирования тока hr, мм, определяется по формуле (9.246) [1]

(м) = 16,9 (мм)

Площадь сечения qr, мм2, определяется по формуле (9.253) [1]

(10.1)

Где

;

мм.

По (10.1) получим

мм2;

Коэффициент kr определяется по формуле (9.247) [1]

;

.

Коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора под влиянием эффекта вытеснения тока определяется по формуле (9.257) [1]

(10.2)

где (Ом); Ом.

По (10.2) получим

.

Приведенное сопротивление ротора с учётом влияния вытеснения тока

;

Ом.

Индуктивное сопротивление обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока по рисунку 9.58 [1] для по формуле по (9.262) [1]

. (10.3)

где - коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния с учетом эффекта вытеснения тока

, (10.4)

Здесь

,

.

По (10.4) получим

.

По (10.3) получим

.

Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока , Ом, определяется по формуле (9.261) [1]

;

Ом.

Пусковые параметры по (9.277) [1] и (9.278)[1]

;

Ом;

;

.

Расчёт токов с учётом влияния эффекта вытеснения тока по (9.280) [1] для s=1

;

Ом;

;

Ом.

Ток в обмотке ротора I2п?, А, определяется по формуле (9.281)[1]

А;

Ток в обмотке статора I1п, А, определяется по формуле (9.283)[1]

;

А.

Расчёт пусковых характеристик с учётом влияния вытеснения токов и насыщения от полей рассеяния

Расчёт проводим для точек характеристик, соответствующих s = 1; 0,8; 0,6; 0,4; 0,2; 0,1, при этом используем значения токов и сопротивлений для тех же скольжений с учётом влияния вытеснения тока. Данные расчёта сведены в таблицу 10-2. Подробный расчёт приведен для s=1.

Таблица 10-2

Данные расчёта пусковых характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учётом эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния

Расчётная формула

Раз-мер-ность

Скольжение s

1

0,8

0,6

0,4

0,2

0,1

sкр=

=0,13

-

1,3

1,24

1,18

1,12

1,06

1

1,03

А

4806

4538

4251

3900

3114

2330

2696

Тл

3,549

3,351

3,14

2,88

2,3

1,72

1,991

-

0,65

0,68

0,72

0,74

0,83

0,91

0,87

мм

4,25

3,89

3,4

3,16

2,07

1,09

1,57

-

1,236

1,251

1,27

1,28

1,351

1,42

1,386

-

0,837

0,876

0,92

0,95

1,069

1,17

1,121

Ом

0,114

0,115

0,11

0,11

0,125

0,13

0,128

-

1,010

1,010

1,01

1,01

1,0116

1,01

1,011

мм

3,96

3,62

3,16

2,94

1,92

1,02

1,47

-

3,216

3,284

3,37

3,47

3,601

3,72

3,655

-

0,77

0,806

0,85

0,87

0,983

1,07

1,031

Ом

0,122

0,124

0,12

0,13

0,135

0,14

0,137

Ом

0,082

0,089

0,09

0,12

0,232

0,36

0,299

Ом

0,237

0,24

0,24

0,25

0,262

0,27

0,267

А

746

738

727

702

592

469

528

А

883

862

834

795

635

486

554

-

1,17

1,15

1,13

1,11

1,05

1,02

1,035

-

6,69

6,531

6,31

6,01

4,80

3,68

4,199

-

1,26

1,38

1,55

1,96

2,89

2,87

2,96

Перед началом расчёта задаются примерным значением кратности увеличения тока, обусловленной уменьшением индуктивного сопротивления из-за насыщения зубцовой зоны.

,

где I - ток, рассчитанный для данного режима без учёта насыщения;

Iнас - ток в этом же режиме работы машины при насыщении участков зубцов полями рассеяния.

Ориентировочно принимаем kнас = 1,3.

Средняя МДС обмотки, отнесённую к одному пазу обмотки статора, Fп.ср, А, определяется по формуле (9.263) [1]

;

А.

Индукция потока рассеяния в воздушном зазоре , Тл, определяется по формуле (9.264) [1]

(10.5)

где коэффициент CN определяется по формуле (9.265) [1]

;

.

По (10.5) получим

.

По рисунку 9.61 [1] для Тл находим .

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учётом влияния насыщения c1 определяется по формуле (9.266) [1]

;

мм;

Для полуоткрытого паза определяется по формуле (9.269) [1]

;

;

;

.

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учётом влияния насыщения определяется по формуле (9.274) [1]

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учётом влияния насыщения определяется по формуле (9.275) [1]

;

Ом.

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора с учетом влияния насыщения и вытеснения тока определяется по формуле (9.271) [1]

(10.6)

где коэффициент c2 определяется по формуле (9.270) [1]

;

.

По (10.6) получаем

.

Для ротора определяется по формуле (9.273) [1]

;

.

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора с учётом влияния насыщения определяется по формуле (9.274) [1]

;

.

Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения , Ом, определяется по формуле (9.276) [1]

Ом.

Коэффициент с1п.нас определяется по формуле (9.278) [1]

;

.

Расчёт токов с учётом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния по (9.280) [1] для s=1

;

Ом;

;

Ом;

Ток в обмотке ротора , А, определяется по формуле (9.281)[1]

;

А;

Ток в обмотке статора I1нас, А, определяется по формуле (9.283) [1]

;

А.

Кратность пускового тока с учётом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения

;

.

Кратность пускового момента с учётом влияния вытеснения тока и насыщения определяется по формуле (9.284) [1]

;

.

Полученный в расчёте коэффициент насыщения

;

отличается от принятого менее чем на 15 %.

Для расчёта других точек характеристики задаёмся , уменьшенным в зависимости от тока .

Вид рабочих и пусковых характеристик спроектированного двигателя 4A250S4 с короткозамкнутым ротором представлен в графической части 140604.11.881.23.00 Д.

11. Тепловой расчет

Расчет нагрева производят, используя значения потерь, полученных для номинального режима.

Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя , С, определяется по формуле (9.315) [1]

, (11.1)

где К - коэффициент учитывающий, что часть потерь в сердечнике статора и в пазовой части обмотки передаётся через станину непосредственно вокружающую среду, принимается по таблице 9.35 [1]; К=0,2;

Р'эп1 - электрические потери в обмотке статора в пазовой части при номинальном скольжении =0,01845, Вт;

1-коэффициент теплоотдачи с поверхности по рисунку 9.67, в [1]; 1 =122.

Электрические потери в обмотке статора в пазовой части при номинальном скольжении sн=0,01845 Р'эп1, Вт, определяются по формуле (9.314) [1]

,

где к - коэффициент увеличения потерь для обмоток с изоляцией F; к=1,07;

Вт.

По (11.1) получим

Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора определяется по формуле (9.316)

,

где bиз1 - односторонняя толщина изоляции в пазу, bиз1 = 0,4;

экв - средняя эквивалентная теплопроводность пазовой изоляции; для класса нагревостойкости экв =0,16 Вт·/(м·С);

`экв - среднее значение коэффициента теплопроводности внутренней изоляции катушки всыпной обмотки, определяется по рисунку 9.69; `экв = 1,01 Вт·/(м·С);

Пп1 - расчетный периметр поперечного сечения паза статора; для полузакрытых трапециидальных пазов определяется по формуле (9.317)

;

мм;

С.

Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей вычисляется по формуле (9.319)

,

где bиз.л1-толщина односторонней изоляции лобовой части катушки; bиз.л1 = 0,1;

Пл1 - периметр условной поверхности охлаждения лобовой части катушки; Пл1 = Пп1 = 72,3 мм;

Р'эл1 - электрические потери в обмотке статора в лобовой части, определяются по формуле (9.314)

;

Вт;

С.

Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей обмотки над температурой воздуха внутри машины определяется по формуле (9.315)

;

(С).

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины, определяется по формуле (9.321)

;

(С).

Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды определяется по формуле (9.322)

, (11.2)

где - сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя;

Sкор- эквивалентная поверхность охлаждения корпуса;

в - коэффициент подогрева воздуха, определяемый по рисунку 9.67

в =27 .

Сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя определяется по формуле (9.326)

,

где - сумма всех потерь в двигателе при номинальном режиме и расчетной температуре с учетом их увеличения, определяется по формуле (9.324)

,

где - сумма всех потерь в двигателе при номинальном режиме и расчетной температуре, определяемая по формуле

;

Вт;

Вт; Вт.

Эквивалентная поверхность охлаждения корпуса Sкор определяется по формуле (9.327)

,

где Рр - условный периметр поперечного сечения ребер станины, определяем по рисунку 9.70; Рр = 0,46;

.

По (11.2) получим

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды определяется по формуле (9.328)

;

(С).

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды меньше установленной в таблице 5-1, так как =88,7 < 100 С.

12. Вентиляционный расчет

Требуемый для охлаждения расход воздуха , м3, определяется по формуле (9.340) [1]

,

где km - коэффициент, учитывающий изменение условий охлаждения по длине поверхности корпуса, обдуваемого наружным вентилятором, определяется по формуле (9.341) [1]

,

где mґ=2,5 [1] для двигателей с 2p?4 при h?160 мм

.

Тогда

(м3).

Расход воздуха, который может быть получен при данных размерах двигателя, оценивается эмпирической формулой (9.342)

;

(м3).

Расход воздуха обеспечиваемый конструкцией ротора Q'в = 0,779 м 3/с больше требуемого для охлаждения расхода воздуха = 0,313 м 3/с.

Заключение

Спроектированный мной электрический двигатель 4А250S4 имеет рабочие характеристики примерно равные поставленным в техническом задании. Полученное значение КПД в 93% совпадает со значением поставленном перед нами задании (93%) достигает. Коэффициент мощности вместо представленного значения 0,9 достигает уровня в 0,924. Энергетические показатели данного двигателя выше показателей своего аналога, а нагрев обмоток двигателя находится в допустимых пределах. Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором, больше требуемого для охлаждения.

Данные по заданию

Полученные данные

Погрешность,%

Iпуск/Iном

7,0

6,94

0,09

Мпуск/Mном

1,2

1,27

0,055

Mmax/Mном

2,2

2,96

34,5

Коэффициент мощности

0,9

0,924

0,027

Коэффициент полезного действия

0,93

0,93

0

Библиографический список

1. Копылов И.П. Проектирование электрических машин: Учебник для вузов. 3-е изд., испр. и доп. М.: Высшая школа, 2012. 757 с.: ил.

2. Вигриянов П.Г., Воронин С.Г. Расчет характеристик электрических машин: Учебное пособие по проектированию. Челябинск: ЧПИ, 1986. 42 с.

3. Кравчик А.Э. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник. М. Энергоиздат, 2012. 504 с, ил.

4. Копылов И.П. Справочник по электрическим машинам: Т. 1. М.: Энергоатомиздат, 2008. 456 с.

5. Кокорев А. С. Справочник молодого обмотчика электрических машин. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. школа, 2009. 232 с, ил.

6. Маршак Е. Л. Ремонт всыпных обмоток асинхронных двигателей. М.: Энергия, 1975.

7. Вольдек А. И. Электрические машины. Л., 2004.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • 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

  • 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

  • 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

  • Сечение 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 17.12.2013

  • Определение 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 03.04.2009

  • Выполнение и содержание расчетов. Выбор главных размеров. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Проводниковые материалы, применяемые в асинхронных двигателях. Обмоточные провода, применяемые в асинхронных двигателях.

    реферат [300,8 K], добавлен 12.05.2003

  • Выбор 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 06.09.2012

  • Расчет 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 07.02.2013

  • 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

  • Последовательность 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 18.01.2016

  • Определение главных размеров двигателя, расчет сердечника и обмоток статора, параметров воздушного зазора, полюсов ротора, пусковой обмотки. Определение МДС обмотки возбуждения, ее расчет. Потери мощности, КПД и статическая перегруженность двигателя.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 14.05.2011

  • Расчет 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 04.09.2010

  • 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

  • Выбор внешнего и внутреннего диаметра статора, электромагнитных нагрузок, длины статора и ротора. Расчет магнитной цепи машины, параметров схемы замещения, потерь мощности. Определение параметров для номинальной нагрузки на валу. Выбор системы вентиляции.

    дипломная работа [200,9 K], добавлен 25.03.2012

  • Определение 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 01.06.2015

  • Разработка конструкции двигателя постоянного тока. Число эффективных проводников в пазу. Плотность тока в обмотке якоря. Индукция в расчётных сечениях магнитной цепи. Магнитное напряжение воздушного зазора. Расчёт характеристики намагничивания машины.

    курсовая работа [333,5 K], добавлен 30.04.2009

  • Определение 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 10.09.2012

  • Выбор 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 27.09.2014

  • Определение 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 11.12.2015

  • Расчет конструкции асинхронного двигателя, выбор технических параметров рабочего режима. Расчет обмоток статора и ротора магнитной цепи. Определение пусковых характеристик с учетом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния; тепловой расчет.

    курсовая работа [580,0 K], добавлен 06.05.2014

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.