Главная Коллекция "Otherreferats" Физика и энергетика Проектирование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором общего назначения

Проектирование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором общего назначения

Расчет размеров трехфазного асинхронного двигателя. Конструирование обмотки статора. Расчет параметров асинхронного двигателя. Сравнение рассчитанного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и аналогичного серийного асинхронного двигателя.

Рубрика	Физика и энергетика
Вид	дипломная работа
Язык	русский
Дата добавления	11.05.2017
Размер файла	675,4 K

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

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.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проектирование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором общего назначения

Введение

асинхронный двигатель обмотка

Номинальный режим работы S1 - работа машины при неизменной нагрузке Р и потерях Рv достаточно длительное время для достижения установившейся (неизменной) температуры всех её частей (Иmax). Номинальная мощность электродвигателей основного исполнения и многоскоростных, указанная в таблицах раздела "Технические данные электродвигателей", соответствует длительному режиму работы S1.

Степень защиты IP23 - на корпусах приборов многих фирм указывается степень защиты с помощью букв IP (Internal Protection, "внутренняя защита") и последующих двух цифр, например IP20 или IP65. Первая цифра дает представление о защите от прикосновения человеком к токоведущим частям и о защите от попадания в изделия посторонних предметов.

Вторая цифра определяет степень защиты корпуса от проникновения воды.

Первая цифра 2 - защита от проникновения твердых размером более 12 мм; пальцев рук или других предметов длинной не более 80 мм, или твердых предметов.

Вторая цифра 3 - защита от попадания капель или струй, объектов падающих сверху под углом к вертикали не более 60° (оборудование в нормальном положении).

Способ охлаждения ICA01 - IC (International Cooling). Вид хладагента обозначают прописной буквой A - воздух. Устройство цепи для циркуляции хладагента обозначают первой характеристической цифрой (от 0 до 9), например: 0 - свободная циркуляция (хладагент свободно попадает в машину из окружающей среды и свободно возвращается в эту среду); 1 - вентиляция при помощи входной трубы или входного канала (хладагент попадает в машину не из окружающей среды, а из другого источника через входную трубу или канал и затем свободно возвращается в окружающую среду). Способ перемещения хладагента обозначаю второй характеристической цифрой (от 0 до 9), например: 0 - свободная конвекция (движение хладагента осуществляется за счет разницы температур, вентилирующее действие ротора незначительно); 1 - самовентиляция (движение хладагента осуществляется либо вследствие вентилирующего действия ротора, либо при помощи специального устройства, смонтированного на валу ротора машины). ICA01 - защищенный электродвигатель с самовентиляцией; вентилятор расположен на валу машины. Упрощенное обозначение - IC01 или IC0 (опущены обозначение хладагента -воздуха (А) и для случая самовентиляции -вторая характеристическая цифра (1)).

Исполнение по способу монтажа IM1001 - Условное обозначение конструктивного исполнения и способа монтажа электрических машин регламентируется ГОСТ 2479-79 и состоит из латинских букв IM (по СТ СЭВ 246-76 и Публикации МЭК 34-7-72 г.) или М (для конструктивных исполнений, не оговоренных в СТ СЭВ 246-76 и Публикации МЭК 34-7-72 г., но установленных данным стандартом) и четырех цифр.

1 - машины на лапах с подшипниковыми щитами; с пристроенным редуктором;

2 - машины на лапах с подшипниковыми щитами, с фланцем на подшипниковом щите(илищитах);

3 - машины без лап с подшипниковыми щитами, с фланцем на одном подшипниковом щите (или щитах); с цокольным фланцем;

4 - машины без лап с подшипниковыми щитами, с фланцем на станине;

5 -машины без подшипниковых щитов; 6 - машины на лапах с подшипниковыми щитами и со стояковыми подшипниками; 7 - машины на лапах со стояковыми подшипниками (без подшипниковых щитов);

8 - машины с вертикальным валом, кроме машин групп от IM 1 до IM 4; 9 - машины специального исполнения по способу монтажа.

Класс нагревостойкости изоляции F определяет предел стойкости изоляции при нагреве электрической машины. F - температура 155 °C. Материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с синтетическими связующими и пропитывающими составами, которые соответствуют данному классу нагревостойкости.

1.Расчет главных размеров трехфазного асинхронного двигателя

Определение предварительных значений величин

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

1.1

Предварительная высота оси вращения h_пред=ѓ(P_2H,2p,IP) Определяется по рис.1.1 стр.26 1]. Найденное из графиков значение округляется до ближайшего из стандартного ряда.

h_пред

180

мм

1.2

Предварительное значение наружного диаметра магнитопровода статора D_а.пред=ѓ(h_пред) Определяется по таблице 1.1 стр.271]. Определяется по таблице соответствия наружных диаметров статоров асинхронных двигателей и высот оси вращения электрических машин.

D_а.пред

0.313

м

1.3

Коэффициент, характеризующий отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению K_E=ѓ(2p,D_а.пред) Определяется по рис.1.2 стр.27 1].

K_E

0.97

1.4

Коэффициент, характеризующий отношение внутреннего диаметра статора к наружному (D/D_a) K_D= ѓ(2p) Определяется по таблице 1.2 стр.28 1].

K_D

0.66

1.5

Предварительное значение номинального КПД з_н.пред=ѓ(P_2H,2p,IP) Определяется по рис.1.3 стр.30 1].

з_н.пред

0.875

о.е.

1.6

Предварительное значение коэффициента мощности cosц_н.пред= ѓ(P_2H,2p,IP) Определяется по рис.1.4 стр.31 1].

cosц_н.пред

0.86

1.7

Предварительное значение индукции в магнитном зазоре B_д._пред= ѓ(IP,2p,h_пред,D_а.пред) Определяется по рис.1.5 стр.33 1].

B_д._пред

0.79

Тл

1.8

Предварительное значение линейной нагрузки A_пред= ѓ(IP,2p,h_пред,D_а.пред) Определяется по рис.1.6 стр.341].

A_пред

42000

А/м

1.9

Идентификатор 2-х слойной обмотки Ид.обм.= ѓ(2p,h_пред)

Ид.обм.

2

1.10

Предварительное значение обмоточного коэффициента k_{об.1.пред}= ѓ(2p,Ид.обм.) Обмоточный коэффициент задается по аналитическим правилам исходя из данных двигателя

k_{об.1.пред}

0.91

1.11

Верхняя граница критерия л л_max= ѓ(2p,IP,h_пред) Определяется по рис.1.7 стр.37 1].

л_max

1,2

1.12

Нижняя граница критерия л л_min= ѓ(2p,IP,h_пред) Определяется по рис.1.7 стр.37 1].

л_min

0.6

Параметры расчетов :

· P_2H= 22 кВт - Номинальная мощность

· 2p = 4 - Число полюсов

· IP = IP23 - Степень защиты

Расчет главных размеров двигателя и их проверка

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

1.13

Предварительное значение внутреннего диаметра магнитопровода статора D_пред= K_DD_а.пред= 0.660.313 = 0.206 м

D_пред

0.206

м

1.14

Предварительное значение полюсного деления _пред= рD_пред/(2p) = р0.207/(4) = 0.162 м

_пред

0.162

м

1.15

Расчетная мощность P' = (K_EP_2H)/(з_н.предcosц_н.пред) = (0.9722)/(0.8750.86) = 28,36 кВЧА

P'

28,35

кВЧА

1.16

Синхронная угловая скорость вращения (скорость вращения магнитного поля в воздушном зазоре) Щ = 2рf₁_н/p = 2р60/2 = 188,5 c^-1

Щ

188,5

c-1

1.17

Предварительное значение расчетной длины воздушного зазора l_д._пред= (P'10³)/(1.11D_пред²Щk_{об.1.пред}A_предB_д._пред) = =(283510³)/(1.110.206²188.50.91420000.79) = 0.105 м

l_д_.пред

0.105

м

1.18

Заготовительная масса электротехнической стали для изготовления магнитопровода m_c= k_cг_c (D_а.пред+0.01)²l_д._пред = 0.977800(0.313+0.01)²0.105 = 83.04 кг

m_c

83.04

кг

1.19

Критерий правильности выбора главных размеров л= l_д._пред/_пред = 0.105/0.162=0.648 Величина критерия должна находиться в диапазоне между найденными л_min и л_max.

л

0.648

Параметры расчетов :

· K_D= 0.66 - Коэффициент, характеризующий отношение внутреннего диаметра статора к наружному (D/D_a)

· D_а.пред= 0.313 м - Предварительное значение наружного диаметра магнитопровода статора

· 2p = 4 - Число полюсов

· K_E= 0.97 - Коэффициент, характеризующий отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению

· P_2H= 22 кВт - Номинальная мощность

· з_н.пред= 0.875 о.е. - Предварительное значение номинального КПД

· cosц_н.пред= 0.86 - Предварительное значение коэффициента мощности

· f₁_н= 60 Гц - Частота сети

· p = 2 - Число пар полюсов

· k_{об.1.пред}= 0.91 - Предварительное значение обмоточного коэффициента

· A_пред= 42000 А/м - Предварительное значение линейной нагрузки

· B_д._пред= 0.79 Тл - Предварительное значение индукции в магнитном зазоре

· k_c= 0.97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования

· г_c= 7800 кг/мі - Удельная масса стали

Величина критерия правильности выбора главных размеров л, приближается к нижней границе оптимальной зоны. Асинхронные двигатели, у которых л лежит в нижней части оптимальной зоны, характеризуются лучшими условиями охлаждения и облегченной технологией сборки и укладки обмотки статора в пазы.

2.Конструирование обмотки статора

Данные, выбранные для дальнейшего расчета варианта главных размеров двигателя

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

2.1

Высота оси вращения двигателя

h

180

мм

2.2

Наружный диаметр магнитопровода статора

D_а

0.313

м

2.3

Коэффициент, характеризующий отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению K_E= ѓ(2p,D_а.пред) Определяется по рис.1.2 стр.27 1].

K_E

0.97

2.4

Предварительное значение номинального КПД з_н.пред= ѓ(P_2H,2p,IP) Определяется по рис.1.3 стр.30 1].

з_н.пред

0.875

о.е.

2.5

Предварительное значение индукции в магнитном зазоре B_д._пред=ѓ(IP,2p,h_пред,D_а.пред) Определяется по рис.1.5 стр.33 1].

B_д._пред

0.79

Тл

2.6

Предварительное значение линейной нагрузки A_пред= ѓ(IP,2p,h_пред,D_а.пред) Определяется по рис.1.6 стр.34 1].

A_пред

42000

А/м

2.7

Идентификатор обмотки Ид.обм.=ѓ(2p,h_пред)

Ид.обм.

2

2.8

Внутренний диаметр магнитопровода статора

D

0.206

м

2.9

Расчетная длина воздушного зазора

l_д

0.105

м

2.10

Полюсное деление

0.162

м

Параметры расчетов :

· 2p = 4 - Число полюсов

· D_а.пред= 0.313 м - Предварительное значение наружного диаметра магнитопровода статора

· P_2H= 22 кВт - Номинальная мощность

· IP = IP23 - Степень защиты

· h_пред= 180 мм - Предварительная высота оси вращения

Предварительное значение зубцового деления статора

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

2.11

Предварительное максимальное значение зубцового деления статора t_1пред^max=ѓ(Обм.стат.,ф,h) Определяется по рис.2.1 стр.44 1].

t_1пред^max

0.0142

м

2.12

Предварительное минимальное значение зубцового деления статора t_1пред^min=ѓ(Обм.стат.,ф,h) Определяется по рис.2.1 стр.44 1].

t_1пред^min

0.012

м

2.13

Предварительное минимальное число пазов статора Z_1пред^min= рD/t_1пред^max = р0.206/0.0142 = 45.7 0

Z_1пред^min

45.70

2.14

Предварительное максимальное число пазов статора Z_1пред^max=рD/t_1пред^min = р0.206/0.0142 = 54.08

Z_1пред^max

54.08

Параметры расчетов :

· Обм.стат.= Всыпная - Тип обмотки статора

· = 0.162 м - Полюсное деление

· h = 180 мм - Высота оси вращения двигателя

· D = 0.206 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора

Выбор чисел пазов статора и ротора

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

2.15

Число пазов статора Z₁= ѓ(2p,Паз,Z_1пред^min,Z_1пред^max) Определяется по таблице 2.1 стр.46 1].

Z₁

48

2.16

Число пазов ротора Z₂= ѓ(2p,Z₁) Определяется по таблице 2.1 стр.46 1].

Z₂

34

2.17

Значение зубцового деления статора t₁= рD1000/Z₁ = р0.2061000/48 = 13.52 (мм)

t₁

13

мм

2.18

Проерка правильности размера зубцового деления статора Дt₁= t₁6 = 13-6= 7 (мм)

Дt₁

7

мм

2.19

Число пазов статора на полюс и фазу q = Z₁/(2pm₁) = 48/(43) = 4 паз.

q

4

паз.

Параметры расчетов :

· 2p = 4 - Число полюсов

· Паз = без скоса - Тип паза

· Z_1пред^min= 48 - Предварительное минимальное число пазов статора

· Z_1пред^max= 34 - Предварительное максимальное число пазов статора

· D = 0.206 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора

· m₁= 3 - Число фаз обмотки статора

Варианты значений параллельных ветвей обмотки статора

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

2.20

Количество катушечных групп в фазе КГ_ф=ѓ_КГф(Ид.обм.) В однослойных концентрических обмотках принимается равным p, а для двуслойных 2p.

КГ_ф

4

2.21

Максимальное число параллельных ветвей обмотки a_max= КГ_ф= 4 В дальнейшем возможные варианты числа параллельных ветвей отбираются по условию 2р/a - целое число.

a_max

4

2.22

Вариант №1 значения параллельных ветвей обмотки a₁= ѓ(КГ_ф) Должно выполнятся условие КГ_ф/a₁ - целое число (4/1=4).

a₁

4

2.23

Вариант №2 значения параллельных ветвей обмотки a₂= ѓ(КГ_ф) Должно выполнятся условие КГ_ф/a₂ - целое число (4/2=2).

a₂

2

2.24

Вариант №2 значения параллельных ветвей обмотки a₂= ѓ(КГ_ф) Должно выполнятся условие КГ_ф/a₂ - целое число (4/4=1).

a₄

1

2.25

Предварительное значение фазного тока статора I_1н.пред= (P_2H10³)/(m₁U_1Hз_н.предcosц_н.пред) = (2210³)/(32400.8750.86) = 40.61 А

I_1н.пред

40.61

А

2.26

Вариант №1 предварительного значения эффективных проводников u_п1= (рDA_пред)/(I_1н.предZ₁) = (р0.20642000)/(40.6148) = 13.99

u_п1

13.99

2.27

Вариант №2 предварительного значения эффективных проводников u_п2= a₂u_п1 = 213.99=27.98

u_п2

27.98

2.28

Вариант №3 предварительного значения эффективных проводников u_п4= a₄u_п1 = 413.99.=55.94

u_п4

55.94

Параметры расчетов :

· Ид.обм. = 2 - Идентификатор обмотки

· P_2H= 22 кВт - Номинальная мощность

· m₁= 3 - Число фаз обмотки статора

· U_1H= 240 В - Номинальное фазное напряжение обмотки статора

· з_н.пред= 0.875 о.е. - Предварительное значение номинального КПД

· cosц_н.пред= 0.86 - Предварительное значение коэффициента мощности

· D = 0.206 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора

· A_пред= 42000 А/м - Предварительное значение линейной нагрузки

· Z₁= 48 - Число пазов статора

Выбор чисел параллельных ветвей и эффективных проводников обмотки статора

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

2.29

Рациональное число эффективных проводников в пазу статора u_п= ѓ(Ид.обм.,u_п1,u_п2) Величина u_п должна быть целым числом для однослойной обмотки или целым четным числом для двухслойной обмотки. Определяется подбором из предварительных значений эффективных проводников наиболее близкого у заданному условию, с последующим округлением.

u_п

14

2.30

Число параллельных ветвей обмотки статора a = ѓ(u_п) Определяется по выбранному варианту значения u_п.

a

1

2.31

Число катушечных групп в одной параллельной ветви KГ_в=КГ_ф/a = 4/1 = 4

KГ_в

4

2.32

Число катушек в одной катушечной группе K_гр= q = 4 кат.

K_гр

4

кат.

2.33

Полюсное деление в пазах _п= Z₁/2p = 48/4 = 12

_п

12

2.34

Смещение фаз обмотки статораотносительно друг друга в пазах C_ф= 2_п/3 = 212/3 =8

C_ф

8

Параметры расчетов :

· Ид.обм. = 2 - Идентификатор обмотки

· u_п1= 13.99 - Вариант №1 предварительного значения эффективных проводников

· u_п2= 27.98 - Вариант №2 предварительного значения эффективных проводников

· u_п4= 55.94 - Вариант №2 предварительного значения эффективных проводников

· КГ_ф= 4 - Количество катушечных групп в фазе

· q = 4 паз. - Число пазов статора на полюс и фазу

· Z₁= 48 - Число пазов статора

· 2p = 4 - Число полюсов

Расчет трехфазной обмотки статора

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

2.35

Смещение катушечных групп фазы относительно друг друга C_гр= _п = 12 = 12 паз. Вид формулы зависит от идентификатора обмотки

C_гр

12

паз.

2.36

Предварительное значение шага обмотки y_пред= 0,8_п = 0,812 = 9.6 паз. Используется при идентификаторе обмотки равном 2

У_пред

9.6

паз.

2.37

Шаг обмотки y= 10 паз. Используется при идентификаторе обмотки равном 2

y

10

паз.

2.38

Относительный шаг обмотки в₁= у/_п = 10/12 = 0,83 паз. Вид формулы зависит от идентификатора обмотки.

в₁

0,83

паз.

2.39

Коэффициент укорочения шага обмотки k_у1= sin(в₁90°) = sin(0,890°) = 0,96

k_у1

0,96

2.40

Коэффициент распределения обмотки k_р1= 0.5/(qsin(30°/q)) = 0.5/(4sin(30°/4))=0.95

k_р1

0.95

2.41

Обмоточный коэффициент k_об1= k_у1k_р1= 0,960.95 = 0.925

k_об1

0.925

Параметры расчетов :

· _п= 12 - Полюсное деление в пазах

· q = 4 паз. - Число пазов статора на полюс и фазу

Данные обмотки статора

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

2.42

Число витков в фазе статора W₁= (u_пZ₁)/(2am₁) = (1448)/(213) = 112 вит

W₁

112

вит

2.43

Расчетное значение линейной нагрузки A = (2I_1н.предW₁m₁)/(рD) = (240.611123)/(р0.206) = 42045.04 А/м

A

42045.04

А/м

2.44

Отклонение расчетного значения линейной нагрузки о ранее принятой ДA = (AA_пред)/A100 = (42045.0442000)/ 42045.04100 = 0.11 %

ДA

0.11

%

2.45

Расчетное значение магнитного потока Ц = (K_EU_1H)/(4.44W₁k_об1f₁_н) = (0.97240)/(4.441120.92560) = 0.0084 Вб

Ц

0.0084

Вб

2.46

Расчетное значение индукции в воздушном зазоре B_д= (2pЦ)/(2Dl_д) = (40.0084)/(20.2060.105) = 0.776 Тл

B_д

0.776

Тл

2.47

Отклонение расчетного значения индукции в воздушном зазоре ДB_д= (B_дB_д._пред)/B_д100 = (0.7760.79)/0.776100 = -1.77 %

ДB_д

-1.77

%

Параметры расчетов :

· u_п= 14 - Рациональное число эффективных проводников в пазу статора

· Z₁= 48 - Число пазов статора

· a = 1 - Число параллельных ветвей обмотки статора

· m₁= 3 - Число фаз обмотки статора

· I_1н.пред= 40.61 А - Предварительное значение фазного тока статора

· D = 0.206 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора

· A_пред= 42000 А/м - Предварительное значение линейной нагрузки

· K_E= 0.98 - Коэффициент, характеризующий отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению

· U_1H= 240 В - Номинальное фазное напряжение обмотки статора

· k_об1= 0.925 - Обмоточный коэффициент

· f₁_н= 60 Гц - Частота сети

· 2p = 4 - Число полюсов

· l_д= 0.105 м - Расчетная длина воздушного зазора

· B_д._пред= 0.79 Тл - Предварительное значение индукции в магнитном зазоре

Значение произведения линейной нагрузки на плотность тока в обмотке статора

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

2.48

Значение произведения линейной нагрузки на плотность тока в обмотке статора (AJ₁) = ѓ(2p,h,D_а,IP) Определяется по рис.2.2 стр.62 1].

(AJ₁)

291

Ч10⁹ AІ/мі

2.49

Значение ширины шлица паза статора b_ш(1)= ѓ(2p,h) Определяется по таблице 2.2 стр.63 1].

b_ш(1)

3.7

мм

2.50

Предварительное значение плотности тока в обмотке статора J_1.пред= ((AJ₁) 10⁹/A) 10^-6= (29110⁹/42045.04)10^-6=6.92 А/ммІ

J_1.пред

6.92

А/ммІ

2.51

Предварительное значение площади поперечного сечения эффективного проводника q_{эф.пред}= I_1н.пред/(aJ_1.пред) = 40.61/(16.18) = 5.87ммІ

q_{эф.пред}

5.87

ммІ

2.52

Коэффициент эффективного проводника K_ф= q_{эф.пред}/2.22 = 5.87/2.22 = 2.643

K_ф

2.643

Параметры расчетов :

· 2p = 4 - Число полюсов

· h= 180 мм - Высота оси вращения двигателя

· D_а= 0.313 м - Наружный диаметр магнитопровода статора

· IP = IP23 - Степень защиты

· A = 42045.04 А/м - Расчетное значение линейной нагрузки

· I_1н.пред= 40.61 А - Предварительное значение фазного тока статора

· a= 1 - Число параллельных ветвей обмотки статора

Выбор стандартного обмоточного провода

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

2.52

Число элементарных проводников в одном эффективном n_эл= ѓ(q_{эф.пред},K_ф)

n_эл

3

2.53

Предварительное значение площади поперечного сечения элементарного проводника q_{эл.пред}= q_{эф.пред}/n_эл = 5.87/3 = 1.97 ммІ

q_{эл.пред}

1.97

ммІ

2.54

Площадь поперечного сечения неизолированного стандартного провода q_эл= ѓ(q_{эл.пред}) Определяется по приложению 3. стр.373-374 1]. Произведение q_элn_эл? q_{эф.пред} (2.063 = 6.18 ?5.18)

q_эл

2.06

ммІ

2.55

Диаметр стандартного изолированного провода d_из= ѓ(q_эл) Определяется по приложению 3. стр.373-374 1].

d_из

1.705

мм

2.56

Номинальный диаметр неизолированного провода d = ѓ(q_эл) Определяется по приложению 3. стр.373-374 1].

d

1.62

мм

2.57

Тип провода для намотки статора

ТипПроводаСтатора

ПЭТ-155А

2.58

Разность диаметра провода Дd = 1.765d_из= 1.7651.705 = 0.06 мм

Дd

0.06

мм

2.59

Разность ширины шлица паза статора Дb_ш= b_ш(1)d_из = 3.71.705 = 1.995 мм

Дb_ш

1.995

мм

2.60

Площадь поперечного сечения эффективного проводника q_эф= q_элn_эл = 2.063 = 6.18 ммІ

q_эф

6.66

ммІ

Параметры расчетов :

· q_{эф.пред}= 5.87 ммІ - Предварительное значение площади поперечного сечения эффективного проводника

· K_ф= 2.643- Коэффициент эффективного проводника

· b_ш(1)= 3.7 мм - Значение ширины шлица паза статора

Плотность тока в обмотке статора

№ п/п	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения	Обозна- чение	Вели- чина	Размер- ность
2.62	Расчетная плотность тока в обмотке статора J₁= I_1н.пред/(aq_эф) = 40.61/(16,18) = 6.57 А/ммІ	J₁	6.57	А/ммІ
2.63	Отклонение расчетной плотности тока от ранее выбранной ДJ₁= (J₁J_1.пред)/J₁100 = (6.576.92)/6.57100 = -5.34 %	ДJ₁	-5.34	%
2.64	Минимально допустимое значение плотности тока в обмотке статора J_1.min= 0.91J_1.пред = 0.916.92 = 6.30 А/ммІ	J_1.min	6.30	А/ммІ
2.65	Минимально допустимое значение плотности тока в обмотке статора J_1.max= 1.1J_1.пред = 1.106.92 = 7.61 А/ммІ	J_1.max	7.61	А/ммІ

Параметры расчетов :

· I_1н.пред= 40.61 А - Предварительное значение фазного тока статора

· а = 1 - Число параллельных ветвей обмотки статора

· q_эф= 6.18 ммІ - Площадь поперечного сечения эффективного проводника

· J_1.пред= 6.92 А/ммІ - Предварительное значение плотности тока в обмотке статора

Минимальные и максимальные значения индукции в ярме и зубцах статора

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

2.66

Минимальное значение индукции в ярме статора B_a.min= ѓ(IP,2p) Определяется по таблице 2.4 стр.71 1].

B_a.min

1.45

Тл

2.67

Максимальное значение индукции в ярме статора B_a.max= ѓ(IP,2p) Определяется по таблице 2.4 стр.71 1].

B_a.max

1.6

Тл

2.68

Минимальное значение индукции в зубцах статора B_Z1.min= ѓ(IP,2p) Определяется по таблице 2.4 стр.71 1].

B_Z1.min

1.7

Тл

2.69

Максимальное значение индукции в зубцах статора B_Z1.max= ѓ(IP,2p) Определяется по таблице 2.4 стр.71 1].

B_Z1.max

1.95

Тл

Параметры расчетов :

· IP = IP23 - Степень защиты

· 2p = 4 - Число полюсов

Предварительные значения индукции в ярме и зубцах статора

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

2.70

Предварительное значение индукции в ярме статора B_a.пред= ѓ(B_a.min, B_a.max)

B_a.пред

1.5

Тл

2.71

Предварительное значение индукции в зубцах статора B_Z1.пред= ѓ(B_Z1.min, B_Z1.max)

B_Z1.пред

1.8

Тл

Параметры расчетов :

· B_a.min= 1.45 Тл - Допустимое минимальное значение индукции в ярме статора

· B_a.max= 1.6 Тл - Допустимое максимальное значение индукции в ярме статора

· B_Z1.min= 1.7 Тл - Допустимое минимальное значение индукции в зубцах статора

· B_Z1.max= 1.95 Тл - Допустимое максимальное значение индукции в зубцах статора

Стандартные размеры паза статора и значения припусков

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

2.72

Высота шлица статора h_ш(1)= ѓ(h)

h_ш(1)

1

мм

2.73

Припуск по ширине паза статора Дb_п= ѓ(h)

Дb_п

0.2

мм

2.74

Припуск по высоте паза статора Дh_п= ѓ(h)

Дh_п

0.2

мм

2.75

Односторонняя толщина корпусной изоляции класса нагревостойкости F. b_из= ѓ(Ид.обм.,h)

b_из

0.4

мм

2.76

Длина магнитопровода статора l_ст.1= l_ст.2= l_д l_ст.1= l_ст.2= l_д = 0.105 м

l_ст.1

l_ст.2

0.105

м

2.77

Предварительное значение ширины зубца статора b_Z(1)^пред= (B_дt₁)/(B_Z1.предk_c) 10³= (0.77613.52)/(1.80.97)10³= 6.01 мм

b_Z(1)^пред

6.01

мм

2.78

Высота ярма статора h_a(1)= Ц/(2k_cB_a.предl_ст.1) 10³ = 0.0084/(20.971.50.105)10³= 27.6 мм

h_a(1)

27.6

мм

2.79

Высота паза статора в штампе h_п(1)= 0.5(D_аD) 10³h_a(1) = 0.5 (0.3130.206)10³27.6 = 25.6 мм

h_п(1)

25.6

мм

2.80

Ширина паза статора в штампе b₂₍₁₎= р(D10³+2h_п(1))/Z₁b_Z(1)^пред = р(0.20610³+225.6)/486.01 = 10.9 мм

b₂₍₁₎

10.9

мм

2.81

Ширина паза статора в штампе, соответствующая углу в=45° b₁₍₁₎= р(D10³+2h_ш(1) b_ш(1))Z₁b_Z(1)^пред]/(Z₁р) = р(0.20610³+213.7) 486.01]/(48р) = 7.9 мм

b₁₍₁₎

7.9

мм

2.82

Высота клиновой части паза статора h_к(1)= 0.5(b₁₍₁₎ b_ш(1)) = 0.5(7.93.7) = 2.1 мм

h_к(1)

2.1

мм

2.83

Высота паза статора под укладку проводов h_п.к.(1)= h_п(1)(h_ш(1)+h_к(1)) = 25.6(1+2.1) = 22.5 мм

h_п.к.(1)

22.5

мм

2.84

Высота зубца статора h_Z(1)= h_п(1)= 25.6 мм

h_Z(1)

25.6

мм

Параметры расчетов :

· h =180 мм - Высота оси вращения двигателя

· Ид.обм.= 2 - Идентификатор обмотки

· l_д= 0.105 м - Расчетная длина воздушного зазора

· B_д= 0.776 Тл - Расчетное значение индукции в воздушном зазоре

· t₁= 13.52 мм - Значение зубцового деления статора

· B_Z1.пред= 1.8 Тл - Предварительное значение индукции в зубцах статора

· k_c= 0.97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования

· Ц = 0.0084 Вб - Расчетное значение магнитного потока

· B_a.пред= 1.5 Тл - Предварительное значение индукции в ярме статора

· D_а= 0.313 м - Наружный диаметр магнитопровода статора

· D = 0.206 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора

· Z₁= 48 - Число пазов статора

· b_ш(1)= 3.7 мм - Значение ширины шлица паза статора

Оценка расчета размеров паза статора и значений припусков

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

2.85

Межзубцовое расстояние по наружному радиусу статора b'_Z(1)= р(D10³+2(h_ш(1)+h_к(1)))/Z₁b₁₍₁₎= р(0.20610³+2(1+2.1))/487.9 = 6.03 мм

b'_Z(1)

6.03

мм

2.86

Межзубцовое расстояние по внутреннему радиусу статора b''_Z(1)= р(D10³+2h_п(1))/Z₁b₂₍₁₎ = р(0.20610³+225.6)/4810.9 = 5.97 мм

b''_Z(1)

5.97

мм

2.87

Разность межзубцовых расстояний по внутреннему и внешнему радиусу статора Дb_Z(1)= b''_Z(1)b'_Z(1)= 6.03-5.97= 0,06 мм

Дb_Z(1)

0,06

мм

2.88

Ширина зубца статора b_Z(1)= 0.5(b'_Z(1)+b''_Z(1)) = 0.5(6.03+5.97) = 6.00 мм

b_Z(1)

6.00

мм

2.89

Отклонение от предварительной ширины зубца Дb'_Z(1)= b_Z(1)b_Z(1)^пред = 6.006.01 = 0.01 мм

Дb'_Z(1)

0.01

мм

Параметры расчетов :

· D = 0.206 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора

· h_ш(1)= 1 мм - Высота шлица статора

· h_к(1)= 2.1 мм - Высота клиновой части паза статора

· Z₁= 48 - Число пазов статора

· b₁₍₁₎= 7.9 мм - Ширина паза статора в штампе, соответствующая углу в=45°

· h_п(1)= 25.6 мм - Высота паза статора в штампе

· b₂₍₁₎= 10.9 мм - Ширина паза статора в штампе

· b_Z(1)^пред= 6.01 мм - Предварительное значение ширины зубца статора

Размеры паза в свету с учетом припусков на шихтовку и сборку

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

2.90

Площадь поперечного сечения паза статора в штампе S_п= 0.5(b₁₍₁₎+b₂₍₁₎)h_п.к.(1) = 0.5(7.9+10.9)22.5 = 211.50 ммІ

S_п

211.50

ммІ

2.91

Коэффициент заполнения паза медью k_м= q_эфu_п/S_п= 6.18 14/211.50 = 0.41 Среднее значение коэффициента заполнения паза медью для всыпных обмоток k_м? 0.3ч0.4.

k_м

0.41

2.92

Ширина паза статора в свету, соответствующая углу в=45° b'₁₍₁₎= b₁₍₁₎Дb_п= 7.90.2 = 7.7 мм

b'₁₍₁₎

7.7

мм

2.93

Ширина паза статора в свету b'₂₍₁₎= b₂₍₁₎Дb_п= 10.90.2 = 10.7 мм

b'₂₍₁₎

10.7

мм

2.94

Высота паза статора в свету под укладку проводов h'_п.к.(1)= h_п.к.(1)Дh_п = 22.50.2 = 22.3 мм

h'_п.к.(1)

22.3

мм

Параметры расчетов :

· b₁₍₁₎= 7.9 мм - Ширина паза статора в штампе, соответствующая углу в=45°

· b₂₍₁₎= 10.9 мм - Ширина паза статора в штампе

· h_п.к.(1)= 22.5 мм - Высота паза статора под укладку проводов

· q_эф= 6.18 ммІ - Площадь поперечного сечения эффективного проводника

· u_п= 14 - Рациональное число эффективных проводников в пазу статора

· Дb_п= 0.2 мм - Припуск по ширине паза статора

· Дh_п= 0.2 мм - Припуск по высоте паза статора

Площади поверхностей в статоре

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

2.95

Площадь корпусной изоляции S_из= b_из(2h_п(1)+b₁₍₁₎+b₂₍₁₎) = 0.4(225.6+7.9+10.9) = 28.00 ммІ

S_из

28.00

ммІ

2.96

Площадь прокладок в пазу статора S_пр= 0.4b₂₍₁₎+0.9b₁₍₁₎ = 0.410.9+0.97.9 = 11.21 ммІ Вид формулы зависит от индетификатора обмотки.

S_пр

11.21

ммІ

2.97

Площадь поперечного сечения паза статора, остающаяся для размещения проводников обмотки S'_п= 0.5(b'₁₍₁₎+b'₂₍₁₎)h'_п.к.(1)S_изS_пр=0.5(7.7+10.7)22.328.0011.21=165.95 ммІ

S'_п

165.95

ммІ

Параметры расчетов :

· b_из= 0.4 мм - Односторонняя толщина корпусной изоляции класса нагревостойкости F

· h_п(1)= 25.6 мм - Высота паза статора в штампе

· b₁₍₁₎= 7.9 мм - Ширина паза статора в штампе, соответствующая углу в=45°

· b₂₍₁₎= 10.9 мм - Ширина паза статора в штампе

· b'₁₍₁₎= 7.7 мм - Ширина паза статора в свету, соответствующая углу в=45°

· b'₂₍₁₎= 10.7 мм - Ширина паза статора в свету

· h'_п.к.(1)= 22.3 мм - Высота паза статора в свету под укладку проводов

Контроль правильности размещения обмотки в пазах магнитопровода статора

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

2.98

Коэффициент заполнения паза обмоточным проводом k_з= (d_из²u_пn_эл)/S'_п = (1.705²143)/165.95 = 0.736 При правильном размещении обмотки в пазах k_з= 0.72ч0.74 для двигателей с 2p = 4.

k_з

0.736

2.99

Проверка правильности расчета геометрических размеров зубцовой зоны статора t'_1пр= р(D103+2(h_к(1)+h_ш(1)))/Z1)= р(0.206103+2(1+2.1))/48 = 13,9 мм t''_1пр= b_Z(1)+b₁₍₁₎=6+7,9=13,9 ?t_1пр =t'_1пр -t''_1пр=13,9-13,9=0

t'_1пр t''_1пр

13,9 13,9

2.100

Если геометрические размеры зубцовой зоны рассчитаны правильно, то ?t_1пр =0

0

Параметры расчетов :

· d_из= 1.705 мм - Диаметр стандартного изолированного провода

· u_п= 14 - Рациональное число эффективных проводников в пазу статора

· n_эл= 3 - Число элементарных проводников в одном эффективном

· S'_п=165.95 ммІ - Площадь поперечного сечения паза статора, остающаяся для размещения проводников обмотки

· b₁₍₁₎= 7.9 мм - Ширина паза статора в штампе, соответствующая углу в=45°

· D = 0.206 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора

· h_ш(1)= 1 мм - Высота шлица статора

· h_к(1)= 2.1 мм - Высота клиновой части паза статора

· b_Z(1)= 6.00 мм - Ширина зубца статора

· Z₁= 48 - Число пазов статора

На коэффициент заполнения паза обмоточным проводом k_з наложены жесткие пределы из-за того, чтобы обмотка в пазы была наложена не больше и не меньше.

Если k_збудет меньше, то М_эм возникающие в обмотке будет разрушать изоляцию, что приведет к короткому замыканию;

Если k_збудет больше, то обмотка не влезет в пазы, и ротор будет стирать изоляцию, что также приведет к короткому замыканию.

Расчет воздушного зазора и геометрических размеров зубцовой зоны ротора

Выбор величины воздушного зазора

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

3.1

Предварительная величина воздушного зазора д_пред= ѓ(2p,h,D) Определяется по рис.3.1 стр.89 1].

д_пред

0.65

мм

3.2

Величина воздушного зазора д = ѓ(д_пред) Найденное ранее по графикам значение округляется до ближайшего целого из ряда 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1 и т.д

д

0.7

мм

3.3

Внешний диаметр ротора D₂= D2д10^-3 =0.20620.710^-3= 0.205 м

D₂

0.205

м

3.4

Зубцовое деление ротора t₂= рD₂10³/Z₂ = р0.20510³/34 =18.96 мм

t₂

18.96

мм

Параметры расчетов :

· 2p = 4 - Число полюсов

· h =180 мм - Высота оси вращения двигателя

· D = 0.206 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора

· Z₂= 34 - Число пазов ротора

Расчет внутреннего диаметра сердечника ротора

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

3.5

Коэффициент для расчета внутреннего диаметра сердечника ротора K_в= ѓ(2p,h) Определяется по таблице 3.1 стр.91 1].

K_в

0.23

3.6

Диаметр вала D_в= K_вD_а = 0.230.313 = 0.072 м

D_в

0.072

м

3.7

Внутренний диаметр сердечника ротора D_j= D_в = 0.072 м

D_j

0.072

м

Параметры расчетов :

· 2p = 4 - Число полюсов

· h= 180 мм - Высота оси вращения двигателя

· D_а= 0.313 м - Наружный диаметр магнитопровода статора

Расчет предварительного сечения стержня обмотки ротора

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

3.8

Плотность тока в стержнях ротора J_2.пред= ѓ(IP) Для степени защиты IP23 J_2.пред= 2.8ч4 А/ммІ.

J_2.пред

3

А/ммІ

3.9

Коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания K_I= 0.2+0.8cosц_н.пред = 0.2+0.80.86 = 0.888

K_I

0.888

3.10

Коэффициент приведения тока ротора v_I= 2m₁W₁k_об1/Z₂ = 231120.925/34=18.283

V_I

18.283

3.11

Предварительное значение номинального фазного тока ротора I_2н.пред= K_Iv_II_1н.пред= 0.88818.28340.61 = 659.24 А

I_2н.пред

659.24

А

3.12

Предварительное значение сечения стержня обмотки ротора q_с.пред= I_2н.пред/J_2.пред = 659.24/3 =219.75 А/ммІ

q_с.пред

219.75

А/ммІ

Параметры расчетов :

· IP = IP23 - Степень защиты

· cosц_н.пред= 0.86 - Предварительное значение коэффициента мощности

· m₁= 3 - Число фаз обмотки статора

· W₁=112 вит - Число витков в фазе статора

· k_об1= 0.925 - Обмоточный коэффициент

· Z₂= 34 - Число пазов ротора

· I_1н.пред= 40.61 А - Предварительное значение фазного тока статора

Расчет предварительного значения ширины зубца ротора

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

3.13

Предварительное значение индукции в зубцах ротора B_Z(2)пред= ѓ(IP) Для степени защиты IP23 B_Z(2)пред=1.75ч2.0 Тл.

B_Z(2)пред

1.75

Тл

3.14

Предварительное значение ширины зубца ротора b_Z(2)пред= (B_дt₂)/(k_cB_Z(2)пред) = (0.77618.96)/(0.971.75) =8.67 мм

b_Z(2)пред

8.67

мм

Параметры расчетов :

· IP = IP23 - Степень защиты

· 2p = 4 - Число полюсов

· B_д= 0.776 Тл - Расчетное значение индукции в воздушном зазоре

· t₂= 18.96 мм - Зубцовое деление ротора

· k_c= 0.97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования

Выбор формы паза ротора

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

3.15

Идентификатор формы паза Ид.форм.паза = ѓ(h) При высоте оси вращения h = 160ч250 мм , применяются трапецеидальные (грушевидные) закрытые пазы (идентификатор формы паза 3).

Ид.форм.паза

3

Параметры расчетов :

· h = 180 мм - Высота оси вращения двигателя

Расчет геометрических размеров зубцовой зоны ротора

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

3.16

Ширина шлица b_ш(2)= ѓ(Ид.форм.паза,h)

b_ш(2)

1.5

мм

3.17

Высота шлица h_ш(2)= ѓ(Ид.форм.паза,h)

h_ш(2)

0.7

мм

3.18

Высота перемычки над пазом ротора h'_ш(2)= ѓ(Ид.форм.паза) Для закрытого трапецеидального паза ротора (идентификатор 3) и 2р=2 высота перемычки над пазом лежит в диапазоне 1,0ч1,5 мм

h'_ш(2)

0.3

мм

3.19

Диаметр закругления верхней части ротора b₁₍₂₎= р(D₂10³2h_ш(2)2h'_ш(2))Z₂b_Z(2)пред]/(р+Z₂) = =р(0.20510³20.720.3)348.67]/(р+34) = 9.2 мм

b₁₍₂₎

9.2

мм

3.20

Поверочное число правильности выбора предварительного значения плотности тока в стержне ротора Дqc = b1(2)2(Z2/р+р/2)4qс.пред = 9.2(34/р+р/2)4219.75 = 169.986 ммІ

Дq_c

169.986

ммІ

3.21

Диаметр закругления нижней части паза ротора b₂₍₂₎= (b₁₍₂₎²(Z₂/р+р/2)4q_с.пред)/(Z₂/рр/2)]^Ѕ = =(9.2²(34/р+р/2)4219.75)/(34/рр/2)]^Ѕ= 4.3 мм

b₂₍₂₎

4.3

мм

Параметры расчетов :

· Ид.форм.паза = 3 - Идентификатор формы паза

· h = 180 мм - Высота оси вращения двигателя

· D₂= 0.205 м - Внешний диаметр ротора

· Z₂= 34 - Число пазов ротора

· b_Z(2)пред= 8.67 мм - Предварительное значение ширины зубца ротора

· q_с.пред= 219.75 А/ммІ - Предварительное значение сечения стержня обмотки ротора

Проверка правильности расчета геометрических размеров зубцовой зоны ротора

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

3.22

Расстояние между центрами верхней и нижней окружностей паза ротора h₁₍₂₎= (b₁₍₂₎b₂₍₂₎)Z₂/(2р) = (9.24.3)34/(2р) = 26.5 мм

h₁₍₂₎

26.5

мм

3.23

Высота паза ротора h_п(2)= h₁₍₂₎+0.5b₁₍₂₎+0.5b₂₍₂₎+h_ш(2)+h'_ш(2) =26.5+0.59.2+0.54.3+0.7+0.3 = 34.3 мм

h_п(2)

34.3

мм

3.24

Площадь сечения стержня ротора q_с= р/8(b₁₍₂₎²+b₂₍₂₎²)+0.5(b₁₍₂₎+b₂₍₂₎)h₁₍₂₎= =р/8(9.2²+4.3²)+0.5(9.2+4.3)26.5=219.37ммІ

q_с

219.37

ммІ

3.25

Первое проверочное число параллельности граней зубцов ротора b'_Z(2)= р(D₂10³2(h_ш(2)+h'_ш(2))b₁₍₂₎)/Z₂b₁₍₂₎ =р(0.20510³2(0.7+0.3)9.2)/349.2 = 8.72 мм

b'_Z(2)

8.72

мм

3.26

Второе проверочное число параллельности граней зубцов ротора b''_Z(2)= р(D₂10³2h_п(2)+b₂₍₂₎)/Z₂b₂₍₂₎=р(0.20510³234.3+4.3)/344.3 = 8.72 мм

b''_Z(2)

8.72

мм

3.27

Отклонение от параллельности граней Дb_Z(2)= |b'_Z(2)-b''_Z(2)| = |8.72 -8.72 | = 0,0001 мм

Дb_Z(2)

0,0001

мм

Параметры расчетов :

· b₁₍₂₎= 9.2 мм - Диаметр закругления верхней части ротора

· b₂₍₂₎= 4.3 мм - Диаметр закругления нижней части паза ротора

· Z₂= 34 - Число пазов ротора

· h_ш(2)= 0.7 мм - Глубина прорези паза ротора

· h'_ш(2)= 0.3 мм - Высота перемычки над пазом ротора

· D₂= 0.205 м - Внешний диаметр ротора

Геометрические размеры зубцовой зоны ротора

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

3.28

Ширина зубца ротора b_Z(2)= 0.5(b'_Z(2)+b''_Z(2)) = 0.5(8.72+8.72) = 8.72 мм

b_Z(2)

8.72

мм

3.29

Расчетная высота зубца ротора h_Z(2)= h_п(2)0.1b₂₍₂₎= 34.30.14.3 = 33.87 мм

h_Z(2)

33.87

мм

3.30

Расчетное значение индукции в зубцах ротора B_Z(2)= (B_дt₂)/(k_cb_Z(2)) = (0.77618.96)/(0.978.72) = 1.74 Тл

B_Z(2)

1.74

Тл

3.31

Проверочное число величины расчетного значения индукции в зубцах ротора ДB_Z(2)= 2.1B_Z(2) = 2.11.74 = 0.36 Тл

ДB_Z(2)

0.36

Тл

Параметры расчетов :

· b'_Z(2)= 8.72 мм - Первое проверочное число параллельности граней зубцов ротора

· b''_Z(2)= 8.72 мм - Второе проверочное число параллельности граней зубцов ротора

· h_п(2)= 34.3 мм - Высота паза ротора

· b₂₍₂₎= 4.3 мм - Диаметр закругления нижней части паза ротора

· B_д= 0.776 Тл - Расчетное значение индукции в воздушном зазоре

· t₂= 18.96 мм - Зубцовое деление ротора

· k_c= 0.97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования

Расчет ярма ротора

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

3.32

Максимальная индукция в ярме короткозамкнутого ротора B_j_max= ѓ(IP,2p) Определяется по таблице 3.2 стр.93 1].

B_j_max

1.55

Тл

3.33

Условная высота ярма ротора ДD = 0.75(D₂/2h_п(2) 10^-3) = 0.75(0.205/234.310^-3) = 0.0512 м

ДD

0.0512

м

3.34

Расчетная высота ярма ротора h'_j=(2+2p/2)/(3.22p/2)(D₂10³/2h_п(2))=(2+4/2)/(3.24/2)(0.20510³/234.3)=42.62 мм Вид формулы соответствует условию 2p=2 или 2p=4 и D_j>ДD(0.072>0.05)

h'_j

42.62

мм

3.35

Индукция в ярме ротора B_j= Ц/(2k_ch'_j10^-3l_д) = 0.0084/(20.9742.6210^-30.105) = 0.97 Тл

B_j

0.97

Тл

3.36

Отклонение индукции в ярме ротора ДB_j= B_j_maxB_j = 1.550.97 = 0.531 Тл

ДB_j

0.531

Тл

3.37

Плотность тока в стержне ротора J₂= I_2н.пред/q_с = 659.24/219.37 = 3.01 А/ммІ

J₂

3.01

А/ммІ

3.38

Отклонение плотности тока в стержне ротора ДJ₂= 4J₂ = 43.01 = 0.99 А/ммІ Вид формулы зависит от степени защиты двигателя (IP=IP23).

ДJ₂

0.99

А/ммІ

Параметры расчетов :

· IP = IP23 - Степень защиты

· 2p = 4 - Число полюсов

· D₂= 0.205 м - Внешний диаметр ротора

· h_п(2)= 34.3 мм - Высота паза ротора

· p= 2 - Число пар полюсов

· Ц = 0.0084 Вб - Расчетное значение магнитного потока

· k_c= 0.97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования

· l_д= 0.105 м - Расчетная длина воздушного зазора

· I_2н.пред= 659.24 А - Предварительное значение номинального фазного тока ротора

· q_с= 219.75 ммІ - Площадь сечения стержня ротора

Расчет геометрических размеров замыкающих колец

№ п/п

Наименование расчетных величин, формулы и пояснения

Обозна- чение

Вели- чина

Размер- ность

3.39

Плотность тока в замыкающих кольцах короткозамкнутого ротора J_кл= 0.85J₂= 0.853.01 = 2.55 А/ммІ

J_кл

2.55

А/ммІ

3.40

Отношение тока в стержне к току в замыкающем кольце Д = 2sin(pр/Z₂) = 2sin(2р/34) = 0.17 рад.

Д

0.3675

рад.

3.41

Ток в замыкающем кольце I_кл= I_2н.пред/Д = 659.24/0.3675 = 1793.85 А

I_кл

Страница:

1
2
3
4

дипломная работа "Проектирование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором общего назначения" скачать

Подобные документы

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
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

Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
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

Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
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

Ремонт трехфазного асинхронного двигателя
Ремонт трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Основные неисправности асинхронного двигателя с фазным ротором. Объем и нормы испытаний электродвигателя. Охрана труда при выполнении работ, связанных с ремонтом электродвигателя.

курсовая работа [1,7 M], добавлен 28.01.2011

Проектирование трехфазного асинхронного двигателя
Электромагнитный, тепловой и вентиляционный расчет шестиполюсного трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором полезной мощности 45 кВт на напряжение сети 380/660 В. Механический расчет вала и подшипников. Элементы конструкции двигателя.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 25.09.2012

Расчёт механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором
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

Проектирование трехфазного асинхронного двигателя
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

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
Изоляция обмотки статора и короткозамкнутого ротора. Активные и индуктивные сопротивления обмоток. Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора с овальными закрытыми пазами. Расчет параметров номинального режима работы асинхронного двигателя.

курсовая работа [4,3 M], добавлен 15.12.2011

Назначение, конструкция, принцип действия асинхронных двигателей
Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Конструкция асинхронного двигателя с фазным ротором. Снижение тока холостого хода. Магнитопровод и обмотки. Направление электромагнитных сил. Генераторный режим работы.

презентация [1,5 M], добавлен 09.11.2013

Исследование трехфазного короткозамкнутого асинхронного электродвигателя
Паспортные данные устройства трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Определение рабочих характеристик двигателя: мощность, потребляемая двигателем; мощность генератора; скольжение; КПД и коэффициент мощности двигателя.

лабораторная работа [66,3 K], добавлен 22.11.2010

Другие документы, подобные "Проектирование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором общего назначения"

главная

рубрики

по алфавиту

вернуться в начало страницы

вернуться к началу текста

вернуться к подобным работам

Рубрики

По алфавиту

Закачать файл

Заказать работу

весь список подобных работ

скачать работу можно здесь

сколько стоит заказать работу?

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.

Проектирование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором общего назначения

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Введение

1.Расчет главных размеров трехфазного асинхронного двигателя

Определение предварительных значений величин

Параметры расчетов :

· P2H = 22 кВт - Номинальная мощность

· 2p = 4 - Число полюсов

· IP = IP23 - Степень защиты

Расчет главных размеров двигателя и их проверка

Параметры расчетов :

· KD = 0.66 - Коэффициент, характеризующий отношение внутреннего диаметра статора к наружному (D/Da)

· Dа.пред = 0.313 м - Предварительное значение наружного диаметра магнитопровода статора

· 2p = 4 - Число полюсов

· KE = 0.97 - Коэффициент, характеризующий отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению

· P2H = 22 кВт - Номинальная мощность

· зн.пред = 0.875 о.е. - Предварительное значение номинального КПД

· cosцн.пред = 0.86 - Предварительное значение коэффициента мощности

· f1н = 60 Гц - Частота сети

· p = 2 - Число пар полюсов

· kоб.1.пред = 0.91 - Предварительное значение обмоточного коэффициента

· Aпред = 42000 А/м - Предварительное значение линейной нагрузки

· Bд.пред = 0.79 Тл - Предварительное значение индукции в магнитном зазоре

· kc = 0.97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования

· гc = 7800 кг/мі - Удельная масса стали

2.Конструирование обмотки статора

Данные, выбранные для дальнейшего расчета варианта главных размеров двигателя

Параметры расчетов :

· 2p = 4 - Число полюсов

· Dа.пред = 0.313 м - Предварительное значение наружного диаметра магнитопровода статора

· P2H = 22 кВт - Номинальная мощность

· IP = IP23 - Степень защиты

· hпред = 180 мм - Предварительная высота оси вращения

Предварительное значение зубцового деления статора

Параметры расчетов :

· Обм.стат.= Всыпная - Тип обмотки статора

· = 0.162 м - Полюсное деление

· h = 180 мм - Высота оси вращения двигателя

· D = 0.206 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора

Выбор чисел пазов статора и ротора

Параметры расчетов :

· 2p = 4 - Число полюсов

· Паз = без скоса - Тип паза

· Z1предmin = 48 - Предварительное минимальное число пазов статора

· Z1предmax = 34 - Предварительное максимальное число пазов статора

· D = 0.206 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора

· m1 = 3 - Число фаз обмотки статора

Варианты значений параллельных ветвей обмотки статора

Параметры расчетов :

· Ид.обм. = 2 - Идентификатор обмотки

· P2H= 22 кВт - Номинальная мощность

· m1= 3 - Число фаз обмотки статора

· U1H= 240 В - Номинальное фазное напряжение обмотки статора

· зн.пред= 0.875 о.е. - Предварительное значение номинального КПД

· cosцн.пред= 0.86 - Предварительное значение коэффициента мощности

· D = 0.206 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора

· Aпред = 42000 А/м - Предварительное значение линейной нагрузки

· Z1 = 48 - Число пазов статора

Выбор чисел параллельных ветвей и эффективных проводников обмотки статора

Параметры расчетов :

· Ид.обм. = 2 - Идентификатор обмотки

· uп1 = 13.99 - Вариант №1 предварительного значения эффективных проводников

· uп2 = 27.98 - Вариант №2 предварительного значения эффективных проводников

· uп4 = 55.94 - Вариант №2 предварительного значения эффективных проводников

· КГф = 4 - Количество катушечных групп в фазе

· q = 4 паз. - Число пазов статора на полюс и фазу

· Z1 = 48 - Число пазов статора

· 2p = 4 - Число полюсов

Расчет трехфазной обмотки статора

Параметры расчетов :

· п = 12 - Полюсное деление в пазах

· q = 4 паз. - Число пазов статора на полюс и фазу

Данные обмотки статора

Параметры расчетов :

· uп = 14 - Рациональное число эффективных проводников в пазу статора

· Z1 = 48 - Число пазов статора

· a = 1 - Число параллельных ветвей обмотки статора

· m1 = 3 - Число фаз обмотки статора

· I1н.пред = 40.61 А - Предварительное значение фазного тока статора

· D = 0.206 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора

· P_2H= 22 кВт - Номинальная мощность

· K_D= 0.66 - Коэффициент, характеризующий отношение внутреннего диаметра статора к наружному (D/D_a)

· D_а.пред= 0.313 м - Предварительное значение наружного диаметра магнитопровода статора

· K_E= 0.97 - Коэффициент, характеризующий отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению

· P_2H= 22 кВт - Номинальная мощность

· з_н.пред= 0.875 о.е. - Предварительное значение номинального КПД

· cosц_н.пред= 0.86 - Предварительное значение коэффициента мощности

· f₁_н= 60 Гц - Частота сети

· k_{об.1.пред}= 0.91 - Предварительное значение обмоточного коэффициента

· A_пред= 42000 А/м - Предварительное значение линейной нагрузки

· B_д._пред= 0.79 Тл - Предварительное значение индукции в магнитном зазоре

· k_c= 0.97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования

· г_c= 7800 кг/мі - Удельная масса стали

· D_а.пред= 0.313 м - Предварительное значение наружного диаметра магнитопровода статора

· P_2H= 22 кВт - Номинальная мощность

· h_пред= 180 мм - Предварительная высота оси вращения

· Z_1пред^min= 48 - Предварительное минимальное число пазов статора

· Z_1пред^max= 34 - Предварительное максимальное число пазов статора

· m₁= 3 - Число фаз обмотки статора

· P_2H= 22 кВт - Номинальная мощность

· m₁= 3 - Число фаз обмотки статора

· U_1H= 240 В - Номинальное фазное напряжение обмотки статора

· з_н.пред= 0.875 о.е. - Предварительное значение номинального КПД

· cosц_н.пред= 0.86 - Предварительное значение коэффициента мощности

· A_пред= 42000 А/м - Предварительное значение линейной нагрузки

· Z₁= 48 - Число пазов статора

· u_п1= 13.99 - Вариант №1 предварительного значения эффективных проводников

· u_п2= 27.98 - Вариант №2 предварительного значения эффективных проводников

· u_п4= 55.94 - Вариант №2 предварительного значения эффективных проводников

· КГ_ф= 4 - Количество катушечных групп в фазе

· Z₁= 48 - Число пазов статора

· _п= 12 - Полюсное деление в пазах

· u_п= 14 - Рациональное число эффективных проводников в пазу статора

· Z₁= 48 - Число пазов статора

· m₁= 3 - Число фаз обмотки статора

· I_1н.пред= 40.61 А - Предварительное значение фазного тока статора

· A_пред= 42000 А/м - Предварительное значение линейной нагрузки

· K_E= 0.98 - Коэффициент, характеризующий отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению

· U_1H= 240 В - Номинальное фазное напряжение обмотки статора

· k_об1= 0.925 - Обмоточный коэффициент

· f₁_н= 60 Гц - Частота сети

· l_д= 0.105 м - Расчетная длина воздушного зазора

· B_д._пред= 0.79 Тл - Предварительное значение индукции в магнитном зазоре

· D_а= 0.313 м - Наружный диаметр магнитопровода статора

· I_1н.пред= 40.61 А - Предварительное значение фазного тока статора

· q_{эф.пред}= 5.87 ммІ - Предварительное значение площади поперечного сечения эффективного проводника

· K_ф= 2.643- Коэффициент эффективного проводника

· b_ш(1)= 3.7 мм - Значение ширины шлица паза статора

· I_1н.пред= 40.61 А - Предварительное значение фазного тока статора

· q_эф= 6.18 ммІ - Площадь поперечного сечения эффективного проводника

· J_1.пред= 6.92 А/ммІ - Предварительное значение плотности тока в обмотке статора

· B_a.min= 1.45 Тл - Допустимое минимальное значение индукции в ярме статора

· B_a.max= 1.6 Тл - Допустимое максимальное значение индукции в ярме статора

· B_Z1.min= 1.7 Тл - Допустимое минимальное значение индукции в зубцах статора

· B_Z1.max= 1.95 Тл - Допустимое максимальное значение индукции в зубцах статора

· l_д= 0.105 м - Расчетная длина воздушного зазора

· B_д= 0.776 Тл - Расчетное значение индукции в воздушном зазоре

· t₁= 13.52 мм - Значение зубцового деления статора

· B_Z1.пред= 1.8 Тл - Предварительное значение индукции в зубцах статора

· k_c= 0.97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования

· B_a.пред= 1.5 Тл - Предварительное значение индукции в ярме статора

· D_а= 0.313 м - Наружный диаметр магнитопровода статора

· Z₁= 48 - Число пазов статора

· b_ш(1)= 3.7 мм - Значение ширины шлица паза статора

· h_ш(1)= 1 мм - Высота шлица статора

· h_к(1)= 2.1 мм - Высота клиновой части паза статора

· Z₁= 48 - Число пазов статора

· b₁₍₁₎= 7.9 мм - Ширина паза статора в штампе, соответствующая углу в=45°

· h_п(1)= 25.6 мм - Высота паза статора в штампе

· b₂₍₁₎= 10.9 мм - Ширина паза статора в штампе

· b_Z(1)^пред= 6.01 мм - Предварительное значение ширины зубца статора

· b₁₍₁₎= 7.9 мм - Ширина паза статора в штампе, соответствующая углу в=45°

· b₂₍₁₎= 10.9 мм - Ширина паза статора в штампе

· h_п.к.(1)= 22.5 мм - Высота паза статора под укладку проводов