Проектирование трехфазного асинхронного двигателя

Размещено на http://www.allbest.ru/

Первыми сериями асинхронных машин, созданными в 1920-1930 гг. были серии ДАО, ДАО-2, и (разработка и выпуск завода “Электросила”) серии Т и ТМ (разработка и выпуск ХЭМЗ). Позднее были созданы серии асинхронных двигателей И2, АД, МА-200, АМ и ряд других.

В 1946-1949 гг. была создана первая в мировой практике единая серия асинхронных двигателей общего назначения, отвечающая этим требованиям. Эта серия, заменившая восемь существовавших ранее, была названа единой серией А. Она охватывала диапазон мощностей от 0.6 до 100 кВт. Двигатели имели два основных исполнения по способу защиты от воздействия окружающей среды: защищенные и закрытое обдуваемое.

Серия 4А была спроектирована в 1969-1971 гг. и в настоящее время внедрена в производство. Она базируется на рекомендациях МЭК по шкале мощностей и установочных размеров, и на рекомендации СЭВ по увязке мощностей и установочных размеров. В основу построения серии положены не габаритные диаметры сердечников статора, как в прежних сериях, а высоты оси вращения h, т.е. расстояние от оси вращения ротора до установочной поверхности.

Серия 4А охватывает диапазон мощностей от 0.06 до 400кВт и выполнена на 17 стандартных высотах оси вращения. На каждой из высот, кроме h=255мм, выпускаются двигатели двух разных длин, различные по мощности. С высотой оси вращения h=255мм выпускаются двигатели только одной длины. Таким образом, шкала мощностей серии содержит 33 ступени. Основными исполнениями являются закрытое обдуваемое (4А) и защищенное (4АН).

Закрытые обдуваемые двигатели выпускаются во всем диапазоне высот оси вращения от 50 до 355 мм; двигатели защищенного исполнения - в диапазоне от 160 до 355 мм. Новые конструктивные решения рода узлов, позволили в двигателях этой серии несколько увеличить объем активной части за счет увеличения наружного диаметра сердечника статора при той же высоте оси вращения по сравнению с двигателями предыдущих серий. В то же время применение изоляции класса нагревостойкости F и новых сортов электротехнической стали (серия рассчитана на стали 2013 и 2312) дало повысить электромагнитные нагрузки. Это позволило увеличить мощность двигателей при тех же высотах оси вращения, что и в прежних сериях, и улучшить их технико-экономические показатели.

Асинхронные машины - это машины, в которых угловая скорость вращения ротора не равна угловой скорости вращения поля статора. Асинхронные машины - чаще всего машины с неявновыраженными полюсами (воздушный зазор равномерный и магнитные сопротивления во всех направлениях одинаковы, обмотка возбуждения распределена по различным пазам). Магнитопроводы выполняются шихтованными.

Проектирование электрической машины сводится к многократному расчету зависимостей между основными показателями, заданных в виде системы формул, эмпирических коэффициентов, графических зависимостей, которые можно рассматривать как уравнения проектирования. Оптимальное проектирование электрических машин может представляться как поиск оптимальных параметров путем решения этой системы уравнений. Показатели экономической эффективности электрической машины могут быть установлены на основании анализа приведенных затрат, которые включают затраты на изготовление и эксплуатацию машины.

Повышение надежности и улучшение КПД должны достигаться без заметного увеличения затрат на изготовление электрической машины. Сокращение расходов на электротехническую сталь и обмоточные провода может дать существенное уменьшение себестоимости электрической машины.

Техническое задание:

Спроектировать асинхронный трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором: Р2=15 кВт , U=220/380 B , 2p=2 ; конструктивное исполнение IM1001; исполнение по способу защиты IP44; способ охлаждения…………; климатическое исполнение и категория размещения У3, класс нагревостойкости изоляции F.

Номинальная мощность, кВт	7.5
Синхронная частота вращения, об/мин	3000
Номинальное (В) и схемы соединения обмотки статора	220/380
Высота оси вращения, мм	160
Степень защиты двигателя	IР44
Число полюсов (пар)	8(4)
Частота сети, Гц	50
Климатическое исполнение	У3
Класс нагревостойкости изоляции асинхронный	F

Выбор главных размеров электродвигателя.

Высота оси вращения.

h=0,160 м.

Выбираем внешний диаметр статора Da по (1,т. 9.8, с 344)

Da=0,272 м.

Внутренний диаметр статора:

D=KDDA (1,ф. 9.2, с 344)

KD=0,55 по (1,т. 9.9, с 344)

м.

Полюсное деление (1,ф. 9.3, с 344) , где р- число пар полюсов

символы в формулах - 14 кеглем, как и текст, в одном масштабе 100% где

- частота в сети.

n1=3000 об/мин- синхронная частота вращения.

м.

4. Расчетная мощность.

(1,ф. 9.4, с 344), где

кВт - номинальная мощность на валу двигателя,

- отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, определено по (1,р. 9.20, с 345);

- КПД двигателя по (1,р. 9.21 а, с 345);

- коэффициент мощности по (1,р. 9.21 а, с 345);

Вт.

5. Электромагнитные нагрузки (предварительно).

А/м, Тл.

Определены по (1,р. 9.22 б, с 346)

6. Обмоточный коэффициент для однослойной обмотки (предварительно).

. Определен по (1, с 348)

Расчетная длина магнитопровода.

(1,ф. 9.6, с 348), где

А/м - линейная нагрузка,

Тл - индукция в воздушном зазоре.

синхронная угловая частота вращения вала двигателя (1,ф. 9.5, с 348)

рад/с.

м.

Отношение

полученное значение соответствует допускаемому определенному по (1,р. 9.25, с 348).

Расчет зубцовой зоны и обмотки статора.

Предельные значения определены по (1,р. 9.26, с 351)

м; м.

Число пазов статора.

по (1,ф. 9.16, с 351)

Принимаем , тогда по (1, с 351), где - число фаз.

Принимаем однослойную обмотку.

Зубцовое деление статора (окончательно).

(1, с 352)

м.

12. Число эффективных проводников в пазу статора при условии, что параллельные ветви в обмотке отсутствуют ().

(1,ф. 9.17, с 352), где

 - номинальный ток в обмотке статора (1,ф. 9.18, с 352).

- фазное напряжение.

А.

.

13. Число эффективных проводников в пазу статора.

(1,ф. 9.19, с 352)

Принимаем .

.

Удовлетворяет условию: целое число.

14. Окончательные значения:

Число витков в фазе по (1,ф. 9.20, с 352)

Линейная нагрузка (окончательно)

 (1,ф. 9.21, с 353)

А/м.

Обмоточный коэффициэнт: по (1,т. 3.16, с 112) для однослойной обмотки с

q=6

Магнитный поток

(1,ф. 9.22, с 353)

Вб.

Индукция в воздушном зазоре (окончательно).

(1,ф. 9.23, с 353)

Тл.

Значения линейной нагрузки и индукции в воздушном зазоре соответствуют допускаемым. Определены по (1,р. 9.22 б, с 346).

15. Плотность тока в обмотке статора(предварительно).

А2/м3- находим по (1,р. 9.27, с 355).

 А/м2. (1,ф. 9.25, с 353), где

16. Площадь поперечного сечения эффективного проводника.

(1,ф. 9.24, с 354), где

- плотность тока в обмотке статора, А/м2.

мм2.

17. Сечение эффективного проводника. Принимаем число элементарных проводников , тогда

мм2.

Выбираем по (1,п. 3.1, с 713) обмоточный провод ПЭТВ с параметрами:

мм; мм2; мм2; мм.

18. Плотность тока в обмотке статора (окончательно).

(1,ф. 9.27, с 356)

А/м2.

Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

Паз статора определяем по (1,р. 9.29 а, с 361) с соотношением размеров, обеспечивающих параллельность боковых граней

19. Принимаем предварительно:

Тл. Определена по (1,т. 9.12, с 357)

Тл. Определена по (1,т. 9.12, с 357).

Ширина зубца.

(1,ф. 9.37, с 362), где

- коэффициент заполнения сердечника сталью, определен по

(1,т. 9.13, с 358) ,для оксидированной стали марки 2013.

мм.

- Высота ярма статора

(1,ф. 9.24, с 354)

мм

20. Размеры паза в штампе.

(1,ф. 9.31, с 358)

мм.

 (1,ф. 9.39, с 362)

(1,ф. 9.40, с 362),где

- высота шлица паза;

bш =4 мм- ширина шлица в пазу.

мм.

мм.

По формулам (1,ф. 9.42-9.45, с 365) найдем:

мм.

Паз статора показан на рис.1

21. Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку.

(1,ф. 9.42, с 365)

(1,ф. 9.42, с 365)

(1,ф. 9.42, с 365),

мм. (1,т. 9.14, с 360)

мм.

мм.

мм.

Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников.

(1,ф. 9.48, с 365), где

- площадь корпусной изоляции по (1,ф. 9.46, с 365)

мм - односторонняя толщина изоляции в пазу по (1,т. 3.1, с 77).

Принимаем Sпр=0 т.к. высота h=160

мм2.

мм2.

22. Коэффициент заполнения паза.

(1, с 366)

Полученное значение лежит в допускаемых пределах: . [1.с.366]

Расчет зубцовой зоны и обмотки ротора.

Воздушный зазор

(1,ф. 9.49, с 367)

мм.

Принимаем д=0,5мм.

24. Число пазов ротора.

Выбираем по (1,т. 9.18, с 373). Принимаем.

25. Внешний диаметр.

мм.

Длинна магнитопровода, м.

Зубцовое деление ротора.

мм.

Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, т.к. сердечник ротора непосредственно насаживается на вал.

(1,ф. 9.102, с 385)

по (1,ф. 9.19, с 385)

мм.

Принимаем мм.

Ток в обмотке ротора по (1,ф. 9.57, с 370)



где - коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания и сопротивления обмоток на отношение , по (1,ф. 9.58, с 370).

-пазы ротора выполняем без скоса.

- коэффициент приведения токов, (1,ф. 9.66, с 374).

А.

Площадь сечения стержней.

(1,ф. 9.68, с 375) , где

- плотность тока в стержнях ротора.

мм2.

Паз ротора определяем по (1,р. 9.40 б, с 380).

Принимаем мм, мм, мм - размеры шлица.

-Ширина зубцов ротора.

Тл. Выбираем по (1,т. 9.12, с 357)

 (1,ф. 9.75, с 380), где

- полная конструктивная длина ротора, длина стали сердечника ротора и соответственно.

мм

- Размеры паза.

(1,ф. 9.76, с 380)

(1,ф. 9.77, с 380)

(1,ф. 9.78, с 380), где

мм.

мм.

мм.

уточняем ширину зубцов ротора по формулам (1,т. 9.20, с 389)

мм.

мм.

мм.

33. Площадь сечения стержня (окончательно).

(1,ф. 9.79, с 380)

мм2.

Рис. 1.1. Пазы спроектированного двигателя с короткозамкнутым ротором

- Плотность тока в стержнях.

(1,ф. 9.68, с 375)

А/м2.

34. Ток в замыкающих кольцах.

(1,ф. 9.70, с 376), где

(1,ф. 9.71, с 376).

А.

- Плотность тока в замыкающих кольцах.

(1 , с 376)

А/м2.

- Площадь поперечного сечения замыкающих колец.

(1,ф. 9.72, с 376)

мм2.

- Размеры короткозамкнутых колец.

(1 , с 377)

 (1,ф. 9.73, с 377)

(1,ф. 9.74, с 377)

мм.

мм.

мм.

Расчет магнитной цепи и намагничивающего контура.

Магнитопровод из стали 2013; толщина листов 0,5мм.

35. Магнитное напряжение воздушного зазора:

(1,ф. 9.103, с 386),где

- коэффициент воздушного зазора (1,ф. 4.15, с 174).

- коэффициент по (1, с 174)

.

.

А.

36. Магнитное напряжение зубцовой зоны статора:

(1,ф. 9.104, с 387), где

мм - расчетная высота зубца статора.

А/м- напряженность поля в зубцах статора.

Определена по (1,п 1.7, с 698).

А.

(1,ф. 9.105, с 387)

Тл.

- Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора.

(1,ф. 9.108, с 388), где

- расчетная высота зубца ротора, м.

А/м - напряженность поля в зубцах ротора.

Определена по (1,п 1.7, с 698).

мм.

А

 (1,ф. 9.109, с 390)

Тл.

38. Коэффициент насыщения зубцовой зоны

(1,ф. 9.115, с 391)

.

Полученное значение лежит в допускаемых пределах: (1.с.391)

39. Магнитное напряжения ярма статора.

(1,ф. 9.116, с 394), где

-длина средней магнитной линии ярма статора (1,ф. 9.119, с 394).

А/м2 - напряженность поля в ярме статора.

Определена по (1,п 1.7, с 698).

(1,ф. 9.117, с 394), где

- расчетная высота ярма статора (1,ф. 9.120, с 394),м.

- диаметр, число рядов аксиальных вентиляционных каналов в статоре.

мм.

Тл.

м.

А.

40. Магнитное напряжение ярма ротора.

(1,ф. 9.121, с 395), где

- длина средней магнитной линии потока в ярме ротора

(1,ф. 9.125, с 395)м;

- высота спинки ротора (1,ф. 9.126, с 395), м;

мм

А/м- напряженность поля в ярме ротора, определена

по (1,п 1.7, с 698)м.

мм.

А.

(1,ф. 9.122, с 395), где

- расчетная высота ярма ротора (1,ф. 9.124, с 395), м.

мм.

Тл.

41. Магнитное напряжение магнитной цепи машины (на пару полюсов).

(1,ф. 9.128, с 396)

А.

42. Коэффициент насыщения магнитной цепи.

(1,ф. 9.129, с 396)

43. Намагничивающий ток.

(1,ф. 9.130, с 396)

А.

- относительное значение тока намагничивания.

(1,ф. 9.131, с 396)

- относительное значение тока лежит в рекомендуемых пределах 0,2 - 0,35.

Параметры рабочего режима.

44. Активное сопротивление обмоток статора.

(1,ф. 9.132, с 397), где

- удельное сопротивление меди для класса нагревостойкости F;

- коэффициент увеличения активного сопротивления фазы обмотки от действия эффекта вытеснения тока;

- общая длина эффективных проводников фазы обмотки (1,ф. 9.134, с 398)м.

- средняя длина витка обмотки (1,ф. 9.135, с 398), м;

м - длина пазовой части витка.

- длина лобовой части витка (1,ф. 9.136, с 398), м;

-вылет лобовых частей обмотки (1,ф. 9.137, с 398)

- средняя ширина катушки (1,ф. 9.138, с 398)м;

м - длина вылета прямолинейной части катушек из паза от торца сердечника до начала отгиба лобовой части (1, с 399)

- коэффициент по (1,т. 9.23, с 399)

мм.

мм.

мм.

мм.

Ом.

- Относительное значение активного сопротивления обмоток статора.

45. Активное сопротивление обмоток ротора.

(1,ф. 9.168, с 406), где

- сопротивление стержня (1,ф. 9.169, с 406), Ом;

- сопротивление участка замыкающего кольца, заключенного между двумя соседними стержнями (1,ф. 9.170, с 406), Ом;

м- полная длина стержня.

Ом*м - удельное сопротивление алюминия для изоляции класса F. электродвигатель статор магнитный ток

- коэффициент увеличения активного сопротивления стержня от действия эффекта вытеснения тока;

Ом.

Ом.

Ом.

- Приведенное значение активного сопротивления обмоток ротора.

(1,ф. 9.172-9.173, с 406)

Ом.

- Относительное значение

.

46. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора.

 (1,ф. 9.152, с 402), где

- коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния [1.т. 6-22, с 200];

- коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния [1.ф. 6-154, с 199];

- коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния [1.ф. 6-170, с 202].

- коэффициент по [1.ф. 6-151, с 199];

м;

мм.

м.

- коэффициент по (1,ф. 9.176, с 407).

- коэффициент скоса пазов;

- коэффициент по (1,р. 9.51 д, с 405).

.



.

Ом.

- относительное значение индуктивного сопротивления

.Полученное значение удовлетворяет условию

=0,08ч0,14.

47. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора.

(1,ф. 9.177, с 407),где

- коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния (1,ф. 9.176, с 407)

- коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния (1,ф. 9.178, с 409)

- коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния (1,ф. 9.180, с 409)

мм.

мм.

.

.

по формуле (1,ф. 9.181, с 409) при без заметной погрешности можно принять о=1

.

Ом.

- Приведенное индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора.

(1,ф. 9.183, с 409)

Ом.

- Относительное значение приведенного индуктивного сопротивления

(1,ф. 9.186, с 411)

Расчет потерь.

48. Основные потери в стали статора.

(1,ф. 9.187, с 412), где

- коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участка магнитопровода и технологических факторов.

; .

Вт/кг- удельные потери в стали по (1,т. 9.28, с 412).

- показатель степени по (1, с 412).

- масса стали ярма статора (1,ф. 9.188, с 412), кг;

кг/м3 - удельная масса стали.

- масса зубцов статора (1,ф. 9.189, с 412), кг;

кг.

кг.

Вт.

49. Поверхностные потери в роторе.

(1,ф. 9.194, с 414)

(1,ф. 9.192, с 413)

(1,ф. 9.190, с 413),где

- коэффициент по (1,р. 9.53, с 413).

Тл.

=1,4

;

Вт.

50. Пульсационные потери в зубцах ротора.

(1,ф. 9.196, с 414), где

- коэффициент из п. 35.

Тл.

(1,ф. 9.200, с 414), где

 - масса стали зубцов ротора [(1,ф. 9.201, с 414), кг.

кг.

Вт.

51. Добавочные потери в стали.

(1,ф. 9.202, с 415)

Вт.

52. Общие потери в стали.

(1,ф. 9.203, с 415)

Вт.

53. Механические потери.

(1,ф. 9.196, с 414), где

- коэффициент по (1.с 416).

Вт.

54. Ток холостого хода двигателя.

 (1,ф. 9.217, с 417), где

- активная составляющая тока холостого хода (1,ф. 9.218, с 417), А; электрические потери при холостом ходе двигателя (1,ф. 9.219, с 417), Вт.

Вт.

А.

А.

- Коэффициент мощности при холостом ходе.

(1,ф. 9.221, с 417)

Расчет рабочих характеристик.

55. Активное сопротивление взаимной индукции.

(1,ф. 9.184, с 410)

Ом.

- Реактивное сопротивление взаимной индукции.

 (1,ф. 9.185, с 410)

Ом.

По (1,ф. 9.222, с 419)

- Коэффициент по (1,ф. 9.223, с 419)

(1,ф. 9.227, с 420)

(1,ф. 9.227, с 420)

(1,ф. 9.227, с 420)

(1,ф. 9.227, с 420)

По (1,ф. 9.226, с 420)

- Потери не изменяющиеся при изменении скольжения.

Вт.

56. Расчёт данных для построения рабочих характеристик:

расчёт приведён для скольжения 0,01, результаты остальных вычислений сведены в таблицу 1.

По формулам (1,т. 9.30, с 421)

Ом

Ом

Ом

А

А

А

А

кВт

Вт

Вт

Вт

Вт

Вт

Рассчитываем рабочие характеристики задаваясь S=0,0005-0,05

Таблица 1- Расчет рабочих характеристик

						Sном=
№ п/п	S=	0,005	0,01	0,015	0,02	0,025	0,03	0,0265
1	a'r'2/s'	42,955	21,478	14,318	10,739	8,591	7,1592	8,1047
2	R=	43,305	21,828	14,668	11,089	8,9411	7,5093	8,4548
3	X=	1,41	1,41	1,41	1,41	1,41	1,41	1,41
4	Z=	43,328	21,873	14,736	11,178	9,0516	7,6405	8,5716
5	I''2=	5,0775	10,058	14,929	19,681	24,305	28,794	25,666
6	cosф'2=	0,9995	0,9979	0,9954	0,992	0,9878	0,9828	0,9864
7	sinф'2=	0,0325	0,0645	0,0957	0,1261	0,1558	0,1845	0,1645
8	I1a=	5,461	10,423	15,247	19,91	24,395	28,686	25,703
9	I1p=	6,4052	6,8884	7,6685	8,7226	10,026	11,554	10,462
10	I1=	8,4172	12,494	17,067	21,737	26,375	30,925	27,75
11	I'2=	5,1992	10,299	15,287	20,153	24,887	29,484	26,281
12	P1=	3604,3	6879,4	10063	13141	16100	18932	16964
13	Pэ1=	72,671	160,11	298,76	484,64	713,49	980,93	789,87
14	Pэ2=	16,608	65,169	143,58	249,53	380,55	534,09	424,36
15	Pдоб=	18,021	34,397	50,315	65,704	80,502	94,662	84,819
16	?Р=	707,3	859,67	1092,7	1399,9	1774,5	2209,7	1899,1
17	Р2=	2897	6019,7	8970,4	11741	14326	16723	15065
18	з=	0,8038	0,875	0,8914	0,8935	0,8898	0,8833	0,8881
19	cosф=	0,6488	0,8343	0,8934	0,916	0,9249	0,9276	0,9262

Рабочие характеристики.



Пример расчета пусковых характеристик для скольжения . Результаты других вычислений в таблице 2.

57. Активное сопротивление обмотки ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока (нрасч = 115оС, с115 =10-6/20,5 Ом·м; bc=bп )

по (1,р. 9.73, с 458)



- Приведенная высота стержня.

(1,ф. 9.245, с 427), где

- скольжение. - Глубина проникновения тока.

(1,ф. 9.246, с 427), где

- коэффициент по (1,р. 9.57, с 428).

мм.

Коэффициент .

(1,ф. 9.252, с 429), где

 - площадь сечения, ограниченного высотой

(1,ф. 9.253, с 429),м2.

По (1,ф. 9.253, с 429)

м

м.мм2.

.

Коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора.

(1,ф. 9.257, с 430)

.

(1,ф. 9.260, с 431)

Ом.

58.Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом эффекта вытеснения тока.

(1,ф. 9.261, с 431), где

- коэффициент изменения индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока (1,ф. 9.262, с 430).

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

- коэффициент приведенной высоты по (1,ф. 9.58, с 428).

.

(1, с 431)

.

Ом.

59. Пусковые параметры:

(1,ф. 9.277, с 437)

Ом

(1,ф. 9.278, с 437)

60. Расчет токов с учетом влияния эффекта вытеснения тока

(1,ф. 9.280, с 437)

 Ом

(1,ф. 9.280, с 437)

Ом

По (1,ф. 9.281, с 437)

А

По (1,ф. 9.283, с 437)

А

Таблица 2. Расчет токов в пусковом режиме с учетом влияния эффекта вытеснения тока.

							SH=
№ п/п	S=	1	0,8	0,5	0,2	0,1	0,0265
1	о=	1,545723	1,382537	1,092991	0,691268	0,488801	0,251625
2	ф(о)=	0,38	0,24	0,2	0,020322	0,005081	0,000357
3	hr=	0,017609	0,019597	0,02025	0,023816	0,024177	0,024291
4	kr=	1,24004	1,142296	1,114924	1	1	1
5	KR=	1,12002	1,071148	1,057462	1	1	1
6	r'2о=	0,237444	0,227083	0,224182	0,212	0,212	0,212
7	kд=	0,88	0,91	0,96	0,975	0,99	0,99
8	лП2о=	1,741398	1,783549	1,853799	1,874875	1,89595	1,89595
9	Kx=	0,970678	0,978008	0,990226	0,993891	0,997556	0,997556
10	X'2о=	0,504753	0,508564	0,514918	0,516823	0,518729	0,518729
11	Rп=	0,580009	0,62692	0,793206	1,411448	2,482896	8,4264
12	Хп=	1,350204	1,354057	1,360479	1,362405	1,364332	1,364332
13	I'2П=	149,7097	147,4387	139,6979	112,1467	77,65482	25,77279
14	I1П=	151,0138	148,7326	140,9414	113,1659	78,40026	26,21243

Расчет пусковых характеристик с учетом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния.

61. Индуктивные сопротивления обмоток. Принимаем Кнас=1,35

(1,ф. 9.263, с 432), где

А

- фиктивная индукция потока рассеяния в воздушном зазоре.

Тл (1,ф. 9.264, с 433)где

по (1,ф. 9.265, с 433).

По (1,р. 9.61, с 432) находим Кд=0,48

- Дополнительное раскрытие пазов статора.

(1,ф. 9.266, с 433), где

- Дополнительное раскрытие пазов ротора.

(1,ф. 9.270, с 434)

- Уменьшение коэффициента проводимости рассеяния полузакрытого паза статора по (1,ф. 9.269, с 434)

мм.

- Уменьшение коэффициента проводимости рассеяния закрытого паза ротора.

(1,ф. 9.271, с 434)

- Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния для статора.

(1,ф. 9.272, с 434)

- Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния для ротора.

(1,ф. 9.273, с 434)

- Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния при насыщении участков зубцов статора.

(1,ф. 9.274, с 434)

- Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния при насыщении участков зубцов ротора.

 (1,ф. 9.274, с 434)

Индуктивное сопротивление обмотки статора с учетом насыщения от полей рассеяния.

(1,ф. 9.275, с 434)

Ом.

- Приведенное индуктивное сопротивление обмотки ротора с учетом насыщения от полей рассеяния.

(1,ф. 9.276, с 435)

- Коэффициент .

(1,ф. 9.285, с 438)

62. Расчет токов и моментов.

Ом (1,ф. 9.280, с 437)

[1.ф. 6-268, с 222]

-Ток в обмотке ротора.

(1,ф. 9.281, с 437)

- Ток обмотки статора (1,ф. 9.283, с 437).

- Относительное значение пускового тока.

(1,ф. 9.285, с 437)

- Относительное значение пускового момента.

(1,ф. 9.284, с 437)

Расчет пусковых характеристик для других значений скольжения производится аналогично. Данные расчёта других точек сведены в таблице 3.

Кратности пускового и максимального моментов спроектированного двигателя соответствуют требованиям ГОСТ 19523-74.

Таблица 3. Расчет пусковых характеристик.

							SH=
№ п/п	S=	1	0,8	0,5	0,2	0,1	0,0265
1	kнас=	1,35	1,3	1,2	1,1	1,05	1,0003
2	Fп.ср=	4071,175	3861,17	3377,453	2485,865	1643,903	523,6087
3	BФд=	5,071724	4,810108	4,20751	3,096802	2,047916	0,652293
4	кд=	0,48	0,5	0,565	0,73	0,86	0,98
5	с1=	0,006009	0,005778	0,005026	0,00312	0,001618	0,000231
6	лП1нас=	1,211692	1,217384	1,237532	1,30358	1,378903	1,480667
7	лд1нас=	0,673488	0,70155	0,792752	1,024263	1,206666	1,375038
8	Х1нас=	0,718395	0,72244	0,735783	0,771439	0,802322	0,834692
9	с1п=	1,009229	1,009281	1,009453	1,009911	1,010307	1,010723
10	с2=	0,004737	0,004555	0,003963	0,00246	0,001275	0,000182
11	лП2онас=	1,372317	1,417529	1,499207	1,565664	1,660505	1,836686
12	лд2нас=	0,6864	0,715	0,80795	1,0439	1,2298	1,4014
13	х'2онас=	0,40467	0,411345	0,427138	0,454486	0,479875	0,511326
14	Rп.нас=	0,579636	0,626489	0,792602	1,410505	2,481852	8,425785
15	Хп.нас=	1,1268	1,137603	1,166958	1,230429	1,287143	1,351501
16	I'2нас=	173,6187	169,3998	155,9535	117,5365	78,69034	25,78078
17	I1нас=	174,526	170,3004	156,8172	118,2416	79,21439	26,09661
18	k'нас=	1,155696	1,14501	1,112641	1,044852	1,010384	0,995581
19	I1*=	5,946573	5,802595	5,343186	4,028812	2,699049	0,889182
20	M*=	1,29543	1,474282	1,973695	2,650396	2,375954	0,962369

Пусковые характеристики.



Тепловой расчет.

64. Электрические потери в пазовой части обмотки статора.

(1,ф. 9.313, с 449)

Вт

- коэффициент увеличения потерь для класса изоляции F находим по(1, с 449)

- Превышение температуры внутри поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри машины.

(1,ф. 9.315, с 449),где

- коэффициент, учитывающий, что часть потерь в сердечнике статора и в пазовой части обмотки передается через станину непосредственно в окружающую среду по (1,ф. 9.35, с 450)

град С- коэффициент теплоотдачи с поверхности по (1,р. 9.67, с 450)

градС.

- Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора.

(1,ф. 9.316, с 450),где

- расчетный периметр поперечного сечения паза статора по (1,ф. 9.317, с 451)м.

град С - средняя эквивалентная теплопроводность пазовой изоляции

град С - средняя теплопроводность внутренней изоляции катушек по (1,р. 9.69, с 449) .

град С.

66. Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей.

 (1,ф. 9.319, с 452)где

м - периметр условной поверхности охлаждения лобовой части одной катушки.

(1,ф. 9.313, с 449)

град С.

67. Превышение температуры обмотки наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри двигателя.

(1,ф. 9.320, с 452)

68. Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри двигателя.

(1,ф. 9.321, с 455)

град С.

69. Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды.

 (1,ф. 9.322, с 455),где

- сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя(1,ф. 9.326, с 453)Вт.

по(1,ф. 9.324, с 455)

Вт.

Вт.

- эквивалентная площадь охлаждения корпуса по (1,ф. 9.327, с 455), м2.

м - условный периметр поперечного сечения ребер станины, по (1,р. 9.70, с 453). Вт/м2*0С - коэффициент подогрева воздуха, по (1,р. 9.67, с 450).

м2.

град С.

70. Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды.

(1,ф. 9.328, с 453)

град С.

71. Требуемый расход воздуха для охлаждения.

 (1,ф. 9.340, с 456), где

, m' по(1, с 456)

м3/с.

- Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором.

(1,ф. 9.342, с 456)

м3/с.

Нагрев частей двигателя находиться в допустимых пределах.

Вентилятор обеспечивает необходимый расход воздуха.

Заключение

Спроектированный асинхронный двигатель удовлетворяет требованиям ГОСТ как по энергетическим показателям (КПД и ), так и по пусковым характеристикам.

Нагрев частей двигателя находится в допустимых пределах.

Вентилятор обеспечивает необходимый расход воздуха.

Вывод: спроектированный двигатель отвечает поставленным в техническом задании требованиям.

Библиографический список

1. Проектирование электрических машин:Учеб. пособие для вузов/ Копылов И.П., Клоков Б. К., Морозкин В. П., Токарев Б. Ф.; Под ред. И.П., Копылова.-М.: Энергия, 2002.-757с.,ил.

2. Электрические машины: Учебник для вузов. Копылов И.П.-3-изд., испр.-М.Высшая школа, 2002.-607 с.

3. Проектирование асинхронного двигателя. Бондарев Б. П., Методические указания. -Ухта: У.И.И. 1995-27 с.

4. Расчет и конструирование электрических машин:Учебное пособие для техникумов-Энергоатомиздат, 1984 г

Размещено на Allbest.ru

...