ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ АСИНХРОННЫЙ

С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ

МОЩНОСТЬЮ 55 кВт

Пояснительная записка

к курсовому проекту по дисциплине

«Электрические машины»

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект по дисциплине

«Электрические машины»

Выдано студенту _______________ группы___________

1. Выполнить расчет и разработать конструкцию трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором общепромышленного применения со следующими параметрами:

номинальная мощность Р_н, кВт 55

число пар полюсов, р 4

высота оси вращения h, мм 280

номинальное напряжение, U_н, В 380

частота сети f₁, Гц 50

исполнение двигателя по степени защиты IP44

способ охлаждения ICO141

режим работы продолжительный

Особые условия:

кратность максимального момента 2

кратность начального пускового момента 1,2

кратность начального пускового тока 6,5

2. Выполнить моделирование спроектированного двигателя

для определения его динамических характеристик:

с параметрами пускового режима;

с параметрами номинального режима;

3. Исследовать влияние ______________________________________ на динамические пусковые характеристики двигателя.

4. Выбрать схему управления двигателем, исходя из следующих условий:

напряжение сети высшее

мощность сети (ограниченная, неограниченная) ______

тип электропривода (реверсивный, нереверсивный,

регулируемый, нерегулируемый) ______

характер нагрузки (постоянная, вентиляторная) ______

условия пуска (при постоянном моменте, с

ограниченным ускорением, плавный без

динамических колебаний момента) ______

требования к регулированию скорости

(для регулируемых электроприводов) ______

Задание выдано _______________________________

Руководитель проекта _______________________________

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Расчет и конструирование двигателя

1.1. Выбор главных размеров

1.2 Расчет обмотки статора

1.3 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

1.4 Расчет ротора

1.5 Расчет магнитной цепи

1.6 Расчет параметров рабочего режима

1.7 Расчет потерь

1.8 Расчет рабочих характеристик

1.9 Расчет пусковых характеристик

2 Моделирование двигателя

3 Исследование влияния сопротивления ротора двигателя на пусковой момент

4 Выбор схемы управления двигателем

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Потребность в асинхронных двигателях очень велика. Они являются основными двигателями в электроприводах практически всех промышленных предприятий.

Первыми сериями асинхронных машин, машин созданными в 1920-1930 гг. были серии ДАО, ДАО-2, И, и серии Т и МТ. Позднее были созданы серии асинхронных двигателей И2, АД, МА-100, АМ и ряд других.

Каждая из серий для своего времени была достаточно хорошо спроектирована и находилась на уровне передовых образцов мирового электромашиностроения. Однако обилие серий, охватывающих каждая лишь определенные и сравнительно узкие диапазоны мощностей и исполнений, создавало значительные трудности для наращивания их выпуска.

В 1946-1949 гг. была создана первая в мировой практике единая серия асинхронных двигателей общего назначения, отвечающая многим требованиям. Эта серия, заменившая восемь существующих ранее, была названа единой серией А. Она охватывала диапазон мощностей от 0,6-100кВт.

Серия 4А охватывает диапазон мощностей от 0,6 до 400 кВт и построена на 17 стандартных высотах оси вращения от 50 до 355 мм.

Двигатели основного исполнения предназначены для нормальных условий работы и являются двигателями общего назначения. Это трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, рассчитанные на частоту сети 50 Гц. Они имеют исполнение по степени защиты IP44 во всем диапазоне высот оси вращения и IP23 в диапазоне высот осей вращения 160-355 мм.

В данной курсовой работе выполняется проектирование асинхронного двигателя. Из справочника по электрическим машинам [2] выбираем двигатель серии 4А мощностью 55 кВт.

Справочные данные. Тип двигателя 4A280S8У3, где

4 - номер серии, А - серия, h = 280 мм - высота оси вращения, Р = 55 кВт, Un = 220/380 B, n = 750 об/мин, sном = 0,022, X = 2,5, R1=0,035, R2=0,022, KПД = 92%, Cos() = 0,84, B = 0,83 Тл, A = 385 A/см, J = 4,3 A/мм2, X1=0,12, X2=0,14.

В абсолютных единицах: X = 5,1 Ом, R1= 0,071 Ом, R2= 0,0449 Ом, X1= 0,245 Ом, X2= 0,286 Ом.

Перевод в абсолютные единицы: X = 2,5 2,04 = 5,1 Ом; R1 = 0,035 2,04 = 0,071 Ом; R2 = 0,022 2,04 = 0,0449 Ом; Х1 = 0,12 2,04 = 0,245 Ом; Х2 = 0,14 2,04 = 0,286 Ом.

1 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ

2.1 Выбор главных размеров

Все расчеты выполняем по формулам из [1].

Высота оси вращения h = 280 мм. Определяем внешний диаметр статора D_a по табл. 8.6 в зависимости от h: D_a=0,52 м.

Внутренний диаметр статора по (8.2.):

,

где k_D - коэффициент, характеризующий отношение внутреннего и внешнего диаметров сердечника статора, определяем по табл. 8.7: k_D=0.73.

D = 0.52 0.73 = 0.38 м.

Полюсное деление по (8.3.):

= D / (2p) = 0.38 / 8 = 0.149 м.

Расчетная мощность по (8.4.), где k_E - отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, определяем k_E = 0.967 по рис. 8.20, = 0,92 и cos=0.84 по рис.8.21,а.

P = (P₂ k_E) / ( cos) = (55 10³ 0,967) / (0,92 0,84) = 68820 В А

Электромагнитные нагрузки (предварительно по рис. 8.22,б).

А = 40 10³ А/м B = 0,81 Тл.

Обмоточный коэффициент (предварительно для двухслойной обмотки): k_об1=0.97. Расчетная длина магнитопровода по (8.6.):

l = P / (k_b D² k_об1 А B) = 68820 / (1.11 0.38 ² 78.54 0.96 40 10³ 0.79) = 0.181 м.

где синхронная угловая скорость по(8.5.):

= 2f / p = 2 50 / 4 = 78.54 рад/с.

Отношение

= l / = 0,181 / 0,149 = 1.169.

Значение = 1.169 находится в допустимых пределах по рис.8.25.

Сравнение расчетных данных с аналогом:

	Аналог	Расчет
cos	0,84	0,84
,%	0,92	0,92

1.2 Расчет обмотки статора

Предельные значения t_Z1 по рис. 8.26. в зависимости от высоты оси вращения и полюсного деления:

t_Z1min=0.015 м t_Z1max=0.017 м.

Число пазов статора по (8.16):

Z_1min =D / t_Z1max = 0.38 / 0.017= 70.15;

Z_1max =D / t_Z1min = 0.38 / 0.015 = 79.503.

Принимаем Z₁ = 72, тогда q₁ = Z₁ / 2рm = 72 / (8 3) = 3. Обмотка двухслойная. Зубцовое деление статора (окончательно):

t_Z1 = D / 2р·m·q1 = 0.38 / (8 3 3) = 17 · 10^-3 м.

Число эффективных проводников в пазу по (8.17):

u_п = D A / (I_1ном Z₁) = 0.38 40 10³ / (107.833 72) = 6;

по (8.18):

I_1ном = P₂ / (mU_1ном cos ) = 55 10³ / (3 220 0,84 0,92) = 107.833 A.

Принимаем а = 4, тогда u_п=а u_п = 4 6 = 24 проводников. Окончательные значения:

· число витков в фазе по (8.20.):

w₁ = (u_п Z₁) / 2аm = (24 72) / (4 2 3) = 72;

· линейная нагрузка по (8.21.)

А = 2 I_1ном w₁m / D = (2 107,833 72 3) / ( 0,38) = 39.06 10³ А/м;

· магнитный поток по (8.22)

Ф = (k_Е U_1ном) / (4k_b w₁ k_об1 f₁) = (0.967 220) / (4 1,11 72 0,97 50) = =13,72 10^-3 Вб;

(для двухслойной обмотки kоб1=0,97);

· индукция в воздушном зазоре по (8.23)

B = (P Ф) / (D l) = (4 13.72 10^-3) / (0.38 0.174) = 0.829 Тл;

Значения А и В находятся в допустимых пределах. Плотность тока в обмотке статора (предварительно) по (8.25):

J₁ = (AJ₁) / A = 165 10⁹ / 39.06 10³ = 4.224 10⁶ А/м²;

(AJ₁ = 165 10⁹ А/м² по рис.8.27,б).

Площадь поперечного сечения эффективного проводника (предварительно) по (8.24):

q_эф = I_1ном / а J₁ = 107,833 / 4 4.224 10⁶ = 6.382 10^-6 м².

Сечение эффективного проводника (окончательно): принимаем n_эл = 2, тогда q_эл = q_эф / n_эл = 6.382 / 2 = 3.191 мм². Принимаем обмоточный провод марки ПЭТП-155, ab = 1,03.35 мм, q_эл = 3.135 мм², q_элср = n_эл q_эл = 2 3.135 = 6.27 мм². Плотность тока в обмотке статора (окончательно) по (8.27):

J₁ = I_1ном / а q_эл n_эл = 107.833 / 4 3.135 2 = 4.224 А/мм².

Сравнение расчетных данных с аналогом:

	Аналог	Расчет
Z1	72	72
q1	3	3
А, А/м	40 103	39.06 103
B , Тл	0.79	0.829

1.3 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

Паз статора определяем по рис. 8.29,а с соотношением размеров, обеспечивающих параллельность боковых граней зубцов. Принимаем предварительно по табл. 8.10: B_Z1=1,9 Тл; B_a=1,25 Тл, тогда (8.37):

b_z1 = (B t_z1 l) / (B_z1 l_ст1 k_c) = (0,809 17 10^-3 0.174) / (1,9 0.174 0,91) = 7.42 10^-3 м = 7.95 мм.

(по табл.8.11 для оксидированной марки стали 2312 k_c=0,9).

h_а = Ф / (2B_a l_ст1 k_c) = 13,86 10^-3 / (2 1,25 0,181 0,95) = 32 10^-3 м = 32 мм.

Размеры паза в свету: h_ш` = 0,7 мм; = 30. По (8.31):

h_п` = ((D_a - D) / 2) - h_а = ((0,52 - 0,38) / 2) - 0,032 = 0,038 м = 38 мм.

Ширина паза по (8.32):

b_п` = t_z1 - b_z1min = 0,017 -- 0,0074 = 0,00914 м.

Ширина проводника по (8.34):

b = 0,5(b_п' - 2·b_из - b_п) = 0,5(0,00914 - 2,2 - 0,3) = 3.32·10^-3 м = 3.32 мм.

(2·b_из = 2,2 мм, b_п = 0,3 мм)

Паз и зубец статора показан на рисунке 1.

Размеры паза в штампе по (8.36):

b_п = b_п` + b_п = 9.14 + 0,3 = 9,44 мм;

h_п = h_п` + h_п = 13.3 + 0,3 = 13.1 мм;

где b_п = 0,3 мм, h_п = 0,3 мм.

b_ш = 0,5 b_п + 0,0015 = 0,00622 мм; h_ш = 0,0007 мм; h_к = 0,0029.

Размеры зубца по формулам табл. 8.13:

м;

м.

Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников обмотки по (8.48):

= 279,7 мм².

1.4 Расчет ротора

Воздушный зазор (по рис. 8.31) = 0,77 мм., число пазов ротора (по табл. 8.16) Z_Z2 = 86, вешний диаметр ротора: D₂ = D - 2 = 0,38 - 2 0,77 10^-3 = 0,3781 мм, длина магнитопровода ротора: l₂ = l₁ = 0,181 м., зубцовое деление ротора: t_Z2 = D₂ / Z₂= 0,3781 / 86 = 0.01381 = 13,81 мм.

Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник ротора непосредственно насаживается на вал D_j = D_B = k_B D_а = 0,23 0,52 = 0,1196 м = =119,6 мм, k_B= 0,23 по табл. 8.17). Ток в обмотке ротора по (8.57):

I₂ = k_i I_{1 I} = 0,872 107,833 4,571 = 429.828 А

где (8.58): k_i = 0,2 + 0,8cos = 0,2 + 0,8 0,84 = 0,872

[ по (8.66): v_i = (2m₁ w₁ k_об1) / (Z₂ k_ск) = (2 3 72 0,91) / 86 = 4,571 (пазы ротора выполняем без скоса - k_ск = 1)].

Площадь поперечного сечения стержня (предварительно) по (8.68):

q_с = I₂ / J₂ = 429.828 / 2,9 10⁶ = 148.2 10^-6 м² = 148.2 мм²

(плотность тока в стержне литой клетки принимаем J₂ = 2,9 10⁶ А/м).

Паз ротора определяем по рис. 8.41,а. Принимаем = 0,5 мм. Допускаемая ширина зубца по (8.75):

b_z2доп = (B t_z2 l) / (B_z2 l_ст2 k_с) = (0,809 13,81 10^-3 0,181) / (1,9 0,181 0,97) = 6 10^-3 м = 6 мм (принимаем В_Z2 = 1,9 Тл по табл. 8.10).

Размеры паза определяем графоаналитическим методом. Пусть b₁ = 3,5 мм. Найдем такие размеры b₂ и h₁, при которых при заданной площади сечения стержня B_z2 находится в допустимых пределах. Находим:

b₂ = 6,0 мм, h₁ = 27,2 мм.

Уточняем ширину зубцов ротора по формулам табл. 8.18:

мм.

мм.

(Полная высота паза h_п = h_ш + h₁ + 0,5(b₁ + b₂) = 32.5 мм). Расчетная высота зубца (по 8.85):

м = 31,8 мм.

Паз и зубец ротора показан на рис 2. Площадь поперечного сечения стержня по (8,79):

q_с = /8 (b₁² + b₂²) + 0,5 (b₁ + b₂) h₁ = /8 (3.5² + 6.0²) + 0,5 (3.5 + 6.0) 27.2 148,1 мм

Плотность тока в стержне:

J₂ = I₂ / q_c = 429.828 / 148,1 10^-6 = 2.901 10⁶ А/м.

Короткозамыкающие кольца. Площадь поперечного сечения кольца по (8.72):

q_кл = I_кл / J_кл = 429,828 / 2.9•10⁶ = 925 мм²;

I_кл = I₂ / = 429,828 / 0,291 = 925 А;

= 2sin(p / Z₂) = 2sin(4 / 86) = 0,291;

J_кл = 0,55J₂ = 0,55 2.9 10⁶ = 1,596 10⁶ А/м.

Размеры размыкающих колец:

h_кл = 1,7h_п = 1,7 32,5 = 55 мм;

b_кл = q_кл / h_кл = 925 / 55 = 17 мм;

q_кл = h_кл b_кл = 55 17 = 925 мм²;

D_к.ср = D₂ - h_кл = 378 - 55 = 323 мм.

Сравнение расчетных данных с аналогом:

	Аналог	Расчет
, мм	0,8	0,77
D2, м	0,385	0.378
Dj, мм		119,6
I2, А		429,828

1.5 Расчет магнитной цепи

Магнитопровод из стали 2013, толщина листов 0,5мм. Магнитное напряжение воздушного зазора по (8.103):

F = 2/₀ B k = 1,59 10⁶ 0,76 1,134 1 10^-3 = 1038 А;

k = t_z1 / (t_z1 - ₁ ) = 15 / (15 - 1.778 1) = 1.134;

₁ = [(b_ш1 / )²] / (5 + b_ш1 / ) = [(4 / 1)²] / (5 + 4 / 1) = 1.778.

Магнитное напряжение зубцовой зоны статора по (8.104):

F_z1 = 2h_z1 H_z1 = 2 29.4 10^-3 2070 = 120.06,

где h_Z1 = h_П1 = 29.4 мм; [расчетная индукция в зубцах по (8.105):

B_z1 = (B t_z1 l) / (b_z1 l_ст1 k_с1) = (0,76 15 0,105) / (6.7 0,105 0,97) = 1,901 = 1,9 Тл;

b_Z1 = 6.7 мм; k_c = 0,97 по табл.П1.7[2] для В_Z1 = 1,9 Тл находим H_Z1 = 2070 A/м].

Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора по (8.108):

F_z2 = 2h_z2 H_z2 = 2 0,029 1400 = 81.24,

(h_Z2 = h_П2 - 0,1 b₂ = 29,4 - 0,1 13.3 = 29.013 мм);

[индукция в зубце по (8.109):

B_z2 = (B t_z2 l) / (b_z2 l_ст2 k_с2) = (0,76 19 10^-3 0,105) / (8.7 10^-3 0,105 0,97) = =1,708 Тл;

по табл.П 1.7[2] для В_Z2 = 1,708 Тл находим H_Z2 = 1400 A/м]. Коэффициент насыщения зубцовой зоны по (8.115):

k_z = 1 + [(F_z1 + F_z2) / F] = 1 + [(120.06 + 81.24) / 1372] = 1,147

Магнитное напряжение ярма статора по (8.116):

F_a = L_a H_a = 0,426 750 = 319.264 А;

L_a = [(D_a - h_a)] / 2p = [(0,313 - 0,042)] / 2 = 0,426 м;

h_a = [(D_a - D) / 2] - h_п1 = [(0,313 - 0,171) / 2] - 29 10^-3 = 0.42 10^-3 м;

В_а = Ф / (2h_a l_ст1 k_с1) = 13,6 10^-3 / (2 42 10^-3 0,105 0,97) = 1,6 Тл;

(для В_а = 1,6 Тл по табл. П1.6[2] находим Н_а = 750 А/м). Магнитное напряжение ярма ротора по (8.121):

F_j = L_j H_j = 38 10^-3 504 = 19.232 А;

L_j = [(D_j + h_j)] / 2p = [(72 + 19) 10^-3] / 2 = 38 10^-3 м;

h_j = [(D₂ - D_j) / 2] - h_п2 = [(0,169 - 0,072) / 2] - 29.4 10^-3 = 19.079 10^-3 м;

В_j = Ф / (2h_j l_ст2 k_с2) = 13,6 10^-3 / (2 51.632 10^-3 0,105 0,97) = 1.293 Тл;

(для В_j = 1.293 по табл. П1,6[2] находим Н_j = 504 А/м).

Магнитное напряжение на пару полюсов по (8.128):

F_ц = F + F_Z1 + F_Z2 + F_a +F_j = 1372 + 120,06 + 81.238 + 319.264 + 19.232 = 1912 А

Коэффициент насыщения магнитной цепи по (8.129):

k = F_ц / F = 1912 / 1372 = 1,393

Намагничивающий ток по (8.130):

I = (P F_ц) / (0,9m w₁ k_об1) = (1 1912) / (0,9 3 144 0.957 0.8) = 5.133 А

Относительное значение

I_* = I / I_1ном = 5.133 / 23.93 = 0.2.

1.6 Расчет параметров рабочего режима

Активное сопротивление обмотки статора по (8.132):

r₁ = k_{R 115} (L₁ / q_эфа) = 122.86 10^-6 / (41 2 2.384 10^-6) = 0.628 Ом,

для класса нагревостойкости изоляции F расчетная температура v_расч = 115^єС; для медных проводников = 10^-6 / 41 Ом м. Длина проводников фазы обмотки по (8.134):

L₁ = l_ср w₁ = 0.853 144 = 122,86 м

по (8.135):

l_cp = 2(l_п1 + l_л) = 2 (0,105 + 0,322) = 0,853 м; l_п1 = l₁ = 0.105 м;

по (8.136):

l_л1 = (K_л b_кт) + 2В = (1,2 0,251) + (2 0,01) = 0,322 м;

где В = 0,01 м; по табл. 8.21 K_л = 1,2;

b_кт = [(D + h_п1) / 2p] = [(0,171 + 0,029) / 2] 0.8 = 0,251 м.

Длина вылета лобовой части катушек по (8.140):

I_выл = k_выл b_кт + В = (0.26 0,251) + 0,01 = 0,075 м,

где по табл. 8.21 k_выл=0.26. Относительное значение

r_1* = r₁ (I_1ном / U_1ном) = 0,628 (23.3 / 380) = 0,039 Ом.

Активное сопротивление фазы обмотки ротора по (8.168):

r₂ = r_c + (2r_кл / ²) = 29.16 10^-6 + (2 0783 10^-6 / 0,224²) = 60.38 10^-6 Ом;

r_c = ₁₁₅ (l₂ / q_с) = (10^-6 / 20,5) (0,105 / 182 10^-6) = 29.16 10^-6 Ом;

r_кл = ₁₁₅ [D_клср / (Z₂ q_кл)] = (10^-6 / 20,5) [0,132 / 28 925 10^-6)] = 0.783 10^-6 Ом;

где для литой алюминиевой обмотки ротора р₁₁₅ = 10^-6 / 20,5 Ом м. Приводим r₂ к числу витков обмотки статора по (8.172) и (8.173):

r₂ = [r₂ 4m (w₁ k_об1)²] / (Z₂ k_ск²) = [60.28 10^-6 4 3 (144 0,9570.8)²] / 28 = =0,315

Относительное значение:

r_2* = r₂ (I_1ном / U_1ном) = 0,315 (23.3 / 380) = 0,019 Ом.

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора по (8.152):

x₁ = 15,8 (f₁ / 100) (w₁ / 100)² [l / (p q)] (_п1 + _л1 + _д1) = 15,8 (50 / 100) (144 / 100)² [0,105 / (3 4)] (3.56 + 1,4 + 0.8276) = 0,1.665 Ом;

_п1 = [(h₂ k) / 3b₁] + [(h₁ / b₁) + (3h_k / (b₁ + 2b_ш)) + (h_ш / b_ш)] k = [24.60.8875 / (3 8.82)] + [(3 2.41) / (8.82 + (2 4)) + (1 / 4)] 0.85 = 1.4,

где h₂ = 24.6 мм; b₁ = 8.82 мм; h_k = 0,5(b₁ - b_ш) = 0,5(8.82 - 4) = 2.41 мм; h₁=0; k = =0.8875; k = 0.85; = l = 0,105 м;

_л1 = 0,34 (q / l) (l_л - 0,64_т) = 0,34 (6/ 0,105 [0,322 - (0,64 0.8 0,269)] = 3.56;

_д1 = [t_z1 / (12 k)] = [15 / (12 1 1,134)] 0.755 = 0.8276;

= (2k_ск k) - k_об1² (t_z2 / t_z1)² (1 + _ск²) = (2 1,25 0.8875) - 0,957² (19 / 15)² = =0.755

для _ск = 0 и t_Z2 / t_Z1 = 1,264 и

по рис. 8.51,д = 1,25.

Относительное значение:

x_1* = x₁ (I_1ном / U_1ном) = 1.665 (23.3 / 380) = 0,101 Ом

Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора по (8.177):

x₂ = 7,9f₁l (_п2 + _л2 + _д2+_ск) 10^-6 = 7,9 50 0,105 (3.556 + 1.756 + 1.4 + 1) = 320.6 10^-6 Ом

где по табл. 8.25

_п2 = [(h₀ / 3b₁ (1 - (b₁² / 8q_с)² + 0,66 - (b_ш / 2b₁)] k_д + (h_ш / b_ш) + 1,12 (h_ш 10^-6) / /I₂ = [22.85 / (3 9.02)] [1 - (9.02² / (8 182))]² + 0,66 + 0.3 + 1,12 [(1 10^-3 10⁶) / 579.678] = 3.556

где h₀ = h₁ + 0,4b₂ = 21.223 + 0,4 4.121= 22.85 мм; b₁ = 9.02 мм; = 1 мм; q_c= 182 мм²; по (8.178), (8.180), (8.181):

_л2 = [2,3D_клср / (Z₂ l ²)] lg[4,7D_клср / (h_кл + 2b_кл)] = [(2,3 0,132) / (28 0,105 0,224²] lg[(4,7 0,132) / (0,037 + 2 0,025)] = 1.756

_д2 = [t_z2 / (12 k)] = [19 / (12 1 1,134)] 1,0025 = 1.4;

= 1 + 1/5 (p / Z₂)² - [_Z / (1 - (p / Z)²] = 1 + 1/5 (1 / 28)² = 1,0025,

так как при закрытых пазах

_ск = [t_z2 / (12 k)] = 0,019/(12 1,134 1,393) = 1 мм

= 1

Приводим х₂ к числу витков статора по (8.172) и (8.183):

x₂ = x₂ [4m (w₁ k_об1)² / (Z₂ k_ск²) = 320,6 10^-6 [4 3 (144 (0,957 0,8 )² )/ 28] = = 1,667;

Относительное значение x₂

x_2* = x₂ (I_1ном / U_1ном) = 1,667 (23,3 / 380) = 0,102 Ом

Сравнение расчетных данных с аналогом:

	Аналог	Расчет
r1, Ом	0,326	0,328
r2, Ом	82 10-6	81,81 10-6
х, Ом	0,735	0,734
х2, Ом	380 10-6	382 10-6

1.7 Расчет потерь

Потери в стали основные по (8.187):

P_стосн = P_1.0/50 (f₁ / 50) [(k_да B_а² m_а) + (k_дz1 B_z1² m_z1) = 2,5 [(1,6 1,6² 28.4) + +(1,8 1,9² 5.56)] = 381.14 Вт;

m_z1 = h_z1 h_z1ср Z₁ l_ст1 k_{c1 c} = 29 10^-3 6.7 10^-3 36 0,105 0,97 7,8 10^-3 = =28.4 кг;

k_да = 1,6; k_дz1 = 1,8

(P_1.0/50 = 2,5 Вт/кг для стали 2013 по табл. 8.26; _c - удельная масса стали, ; - масса стали ярма и зубцов статора)

Поверхностные потери в роторе по(8.194):

P_пов2 = p_пов2 (t_z2 - b_ш2) Z₂ l_ст2 = 322.37 (19 - 1,5) 28 0.105 = 18.33Вт.

Удельные поверхностные потери по (8.192):

p_пов2 = 0,5 k_0.2 [(Z₁ n₁) / 10000]^1,5 (b_0.2 t_z1 10³)² = 0,5 1,5 [(36 3000) / /10000]^1,5 (0,232 15)² = 324.37 Вт/м².

Принимаем k₀₂ = 1,5

b_0.2 = _0.2 k B = 0,27 1,134 0,76 = 0,232 Тл;

b_ш / = 4 / 1 = 4 по рис. 8.53 _0.2 = 0,27.

Пульсационные потери в зубцах ротора по (8.200):

P_пул2 = 0,11 [(Z₁ n B_пул2) / 1000]² m_z1 = 0,11 [(36 3000 0,08) / 1000]² 5.61 = =46.066 Вт;

B_пул2 = (₁ B_z2ср) / 2t_z2 = (13.78 1 10^-3 1,708) / (2 19 10^-3) = 0,08 Тл;

m_z2 = Z₂ h_z2 b_z2ср l_ст2 k_{с2 с} = 28 29 10^-3 8.7 10^-3 0,105 0,97 7800 =5.61 кг

Расчет пульсационных и поверхностных потерь в статоре не производим, так как они малы (малы ). Сумма добавочных потерь в стали по (8.202):

P_ст.доб = P_пов1 + P_пул1 + P_пов2 + P_пул2 = 18.33 + 46.066 = 64.2 Вт.

Полные потери в стали по (8.203):

Р_ст = Р_ст.осн + Р_ст.доб = 381.14 + 64.2 = 445.3 Вт.

Механические потери по (8.210):

P_мех = k_т (n / 10)² D_а⁴ = 1 (3000 / 10)² 0,313⁴ = 863.8 Вт; K_т = 1

Холостой ход двигателя

I_х.х. = (I_х.х.а² + I²) = (1.19² + 5.133²) = 5.27 А;

I_х.х.а = (P_ст + P_мех + P_э1хх) / (m U_1ном) = (445.3 + 863.8 + 48.61) / (3 380) = 1.19 А;

здесь P_э1хх 3 I² r₁ = 3 5.133² 0,615 = 48.61 Вт.

Коэффициент мощности при холостом ходе по (8.221):

cos = I_х.х.а / I_х.х. = 1.19 / 5.27 = 0,226

Сравнение расчетных данных с аналогом:

	Аналог	Расчет
Рст.осн, Вт	758	761
Рст., Вт	1123	1124,5
Рмех., Вт	420	420
Iхх, А	14,6	14,74

1.8 Расчет рабочих характеристик

Параметры по (8.184), (8.185), (8.223):

r₁₂ = P_ст.осн / (m I²) = 381.14 / (3 5.133²) = 4.82 Ом;

x₁₂ = (U_1ном / I) - x₁ = (380 / 5.133) - 1.66 = 72.37 Ом;

c₁ = 1 + (x₁ / x₁₂) = 1 + (0,1.66 / 72.37) = 1,023

= arctg[(r₁ x₁₂) - (r₁₂ x₁)] / [r₁₂ (r₁ + r₁₂) + x₁₂ (x₁ + x₁₂)] = [(0,615 72.37) - (4.82 1.66)] / [4.82 (4.82 + 0.615) + 72.37 (1.66 + 72.)] < 1

Активная составляющая тока синхронного холостого хода по (8.226):

I_0a = [P_ст.осн + 3I²r₁] / 3U₁ = [381.14 + (3 5.133² 0.615)] / (3 380) = 0,377 А;

a = c₁² = 1,023² = 1,047; b = 0;

a = c₁ r₁ = 1,023 0,615 = 0,629 Ом;

b = c₁ [x₁ + (c₁ x₂)] = 1,023 [1.66 + (1,023 1.67)] = 3.45 Ом.

Потери, не изменяющиеся при изменении скольжения,

Р_ст + Р_мех = 445.3 + 863.8 = 1308 Вт 1,3 кВт.

Рассчитываем рабочие характеристики для скольжений s=0,004; 0,008; 0,012; 0,015; 0,023; 0,027, принимая предварительно, что s_ном 0,019. Результаты расчетов сводим в табл. 1.

Таблица 1 - Данные расчета рабочих характеристик

Расчетные формулы	Размерность	Скольжение s
		0,004	0,008	0,012	0,015	0,023	0,027	sном
								0,019
R=a+	Ом	83,014	41,828	28,1	22,608	14,968	12,846	17,984
X=b+	Ом	3,424	3,424	3,424	3,424	3,424	3,424	3,424
Z=	Ом	83,085	41,968	28,308	22,866	15,355	13,295	18,307
I''=U1/Z	А	4,574	9,054	13,424	16,618	24,748	28,583	20,757
	--	0,999	0,997	0,993	0,989	0,975	0,966	0,982
	--	0,041	0,082	0,121	0,15	0,223	0,258	0,187
	A	4,948	9,403	13,704	16,809	24,503	27,997	20,769
	A	5,322	5,872	6,757	7,622	10,652	12,496	9,016
	A	7,267	11,086	15,279	18,457	26,718	30,659	22,641
	A	4,678	9,26	13,729	16,992	25,31	29,233	21,229
	кВт	5,641	10,719	15,622	19,163	27,933	31,917	23,676
	кВт	0,1	0,232	0,44	0,642	1,346	1,772	0,967
	кВт	0,021	0,081	0,178	0,273	0,605	0,808	0,426
Pдоб=0,005Р1	кВт	0,028	0,054	0,078	0,096	0,14	0,16	0,118
	кВт	1,457	1,675	2,005	2,319	3,399	4,048	2,819
Р2=Р1-	кВт	4,184	9,044	13,618	16,843	24,534	27,869	20,857
	-	0,742	0,844	0,872	0,879	0,878	0,873	0,881
	-	0,681	0,848	0,897	0,911	0,917	0,917	0,917

Номинальные данные спроектированного двигателя:

P_ном2 = 22 кВт; U_ном1 = 380 В; I_ном1 = 40,52 А; cos = 0,91; = 0,894

1.9 Расчет пусковых характеристик

а) Расчет токов с учетом влияния изменения параметров под влиянием эффекта вытеснения тока (без учета влияния насыщения от полей рассеяния)

Расчет проводится по формулам табл. 8.30 в целях определения токов в пусковых режимах для дальнейшего учета влияния насыщения на пусковые характеристики двигателя. Расчет проводим для точек характеристик, соответствующих s=1; 0.8; 0.5; 0.2;0.1;0.0. Данные расчета пусковых характеристик с учетом влияния вытеснения тока сведены в табл.2.

Активное сопротивление обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока:

_расч. = 115 С; ₁₁₅ = 10^-6 / 20,5 Ом м; b_c = 1 и b_п = 1; b_c / b_п = 1

(b_с - ширина стержня, b_п - ширина паза).

h_c = h_п - h_ш = 27,2 - 1 = 28,5 мм.

= 2 h_c [(b_c / b_п) (f₂ / ₁₁₅) 10^-7] = 63,61 h_c s = 63,61 0,0285 = 1,808;

для = 1,808 по рис.8.57 находим = 0,65. Глубина проникновения тока по (8.246):

h_r = h_c / (1 + ) = 0,0285 / (1 + 0,65) = 17,2 мм.

Площадь сечения q_r при b₁/2 h_r h₁ + b₁/2

9,02/2 17,2 (21,84 + 9,02/2)

по (8.253):

q_r = (b₁² / 8) + [(b₁ + b_r)/2 (h_r - b₁/2)] = [( 9,02²) / 8] + [(9,02 + 6,17)/2 (17,2 - 9,02/2)] = 128,3 мм², где b_r = b₁ - [(b₁ - b₂) / h₁ (h_r - b₁/2)] = 9,02 - [(9,02 - 4,12) / 21,84 (17,2 - 9,02/2)] = 6,17 мм.

Коэффициент k_r по (8.247):

k_r = q_с / q_r = 182 / 128 = 1,42, где q_с = 182 мм² и q_r = 128 мм².

Коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора под влиянием эффекта вытеснения тока по (8.257):

K_R = 1 + [(r_c / r₂) (k_r - 1)] = 1 + [(29,16 10^-6 / 60,38 10^-6) (1,42 - 1)] = 1,4, где r_c = r_c = 29,16 10^-6 Ом и r₂ = 60,38 10^-6 Ом.

Приведённое сопротивление ротора с учётом вытеснения эффекта тока по (8.260):

r₂ = K_R r₂ = 1,4 0,315 = 0,378 Ом.

Индуктивное сопротивление обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока по рис.8.58 для = 1,808 = k_д = 0,81: по табл.8.25, рис.8.52а, ж и по (8.26):

K_x = (_п2 + _л2 + _д2) / (_п2 + _л2 + _д2), где _п2 = 3,482, _л2 = 1,757, _д2 = 1,393,

_п2 - коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния с учётом эффекта вытеснения тока.

_п2 = _п2 - _п2, здесь _п2 = _п2 (1 - k_д) = [(h₀ / 3b₁) (1 - b₁²/8q_с)² + 0,66] (1 - - k_д) = 1,25 (1 - 0,81) = 0,2375. Тогда _п2 = 3,482 - 0,2375 = 3,244.

Следовательно,

K_x = (3,244 + 1,757 + 1,393) / (3,482 + 1,757 + 1,393) = 0,964.

По (8.261):

X₂ = x₂ K_x = 1,665 0,964 = 1,6.

Пусковые параметры по (8.277) и (8.278):

X_12п = k x₁₂ = 1,393 72,37 = 100,8 Ом, где k = k_r = 1,393 и x₁₂ = 72,37 Ом;

c_1п = 1 + (x₁ / X_12п) = 1 + (1,66 / 100,8) = 1,0165, x₁ = 1,66 Ом.

Расчёт токов с учётом влияния эффекта вытеснения тока: по (8.280) для s = 1:

R_п = r₁ + (r₂ c_1п) / s = 0,628 + (1,0165 0,378) = 1,011 Ом, где r₁ = 0,628 Ом и r₂ = =0,378 Ом.

X_п = x₁ + (c_1п x₂) =1,646 + (1,0165 1,6) = 3,27 Ом, где x₂ = 1,6 Ом.

По (8.281) ток в обмотке ротора:

I₂ = U₁ / (R_п² + X_п²) = 380 / (1,011 + 3,27) = 110,7 А, где U₁ = 380 В.

По (8.283): I₁ = I₂ [{R_п² + (x_п + X_12п)²} / (c_1п X_12п)] = 110,7 [{1,011 ² + (3,27 + 100,8)²} / (1,0165 100,8)] = 112,4 А.

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

Расчет проводим для точек характеристик, соответствующих s=1;0.8;0.5;0.2;0.1 при этом используем значения токов и сопротивлений для тех же скольжений Расчет проводим для точек характеристик, соответствующих s=1;0.8;0.5;0.2;0.1 при этом используем значения токов и сопротивлений с учетом влияния вытеснения тока. Данные расчета сводим в табл. 3. Пусковые характеристики представлены на рис.3

Индуктивные сопротивления обмоток. Принимаем k_нас = 1,35. Средняя МДС обмотки, отнесенная к одному пазу обмотки статора по (8.263):

F_п.ср. = 0,7 [(I₁ k_нас u_п1) / a] [k + (k_у1 k_об1 Z₁/Z₂)],

где I₁ - ток статора, I₁ = 227,4 А;

а - число параллельных ветвей обмотки статора, а = 2;

u_п1 - число эффективных проводников в пазу статора, u_п1 = 48;

k - коэффициент, учитывающий уменьшение МДС паза, вызванное укорочением шага обмотки, k = 1;

k_у1 - коэффициент укорочения шага обмотки, k_у1 = 0,8.

Тогда,

F_п.ср. = 0,7 [(112,44 1,35 48) / 2] [1 + (1 0,957 0,8 0,8 36/28)] = =4175,8 А.

По средней МДС рассчитывают фиктивную индукцию потока рассеяния в воздушном зазоре по (8.264):

B_Ф = (F_п.ср. 10^-6) / (1,6 C_N), где коэффициент C_N по (8.265): C_N = 0,64 + 2,5 [1 / (t_Z1 + t_Z2)] = 0,64 + 2,5 [1 / (15 + 19)] = 1,069; = 1 мм.

Тогда,

B_Ф = (4175,8 10^-6) / (1,6 1 10^-3 1,069) = 2,73 Тл.

По полученному значению B_Ф определяем отношение потока рассеяния при насыщении к потоку рассеяния ненасыщенной машины, характеризуемое коэффициентом k, значение которого находят по кривой рис.8.61. Для B_Ф = 2,73 Тл, k = 0,74.

Далее рассчитываем значения дополнительного эквивалентного раскрытия пазов статора и ротора (c_э1 и c_э2), магнитные напряжения которых будут эквивалентны МДС насыщенных участков усиков зубцов.

Для пазов статора его принимают равным по (8.266):

c_э1 = (t_Z1 - b_ш1) (1 - k) = (15 - 4) (1 - 0,74) = 2,86, где b_ш1 = 4.

Вызванное насыщением от полей рассеяния уменьшение коэффициента магнитной проводимости рассеяния паза статора по (8.269):

_п1нас = [(h_ш1 + 0,58h_k) / b_ш1] [c_э1 / (c_э1 + 1,5b_ш1)], где h_k = (b₁ - b_ш1) / 2 = (8,818 - 4) / 2 = 2,41 мм. Тогда _п1нас = [(1 + {0,58 2,41}) / 4] [2,86 / (2,86 + {1,5 4})] = =0,1935.

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния при насыщении определяют для статора из выражения (8.272):

_п1нас = _п1 - _п1нас, где _п1 - проводимость, рассчитанная без учёта насыщения _п1 = 1,145. Тогда _п1нас = 1,339 - 0,1935 = 1,145.

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния при насыщении участков зубцов статора по (8.274):

_д1нас = _д1 k = 1,37 0,63 = 0,86, где _д1 = 1,37.

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учётом насыщения от полей рассеяния определяется по отношению сумм коэффициентов проводимости, рассчитанных без учёта и с учётом насыщения от полей рассеяния, по (8.275):

X_1нас = x₁ (_1нас / ₁) = x₁ (_п1нас + _д1нас + _л1) / (_п1 + _д1 + _л1) = 1,646 (1,145 + 0,61 + 3,572) / (1,339 + 0,229 + 3,572) = 1,55 Ом.

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

_п2нас =0,3+ 1,12 (h_ш 10^-6) / 7,5 I₂, где h_ш2 = h_ш = 1 мм.

Тогда,

_п2нас =0,3+ 1,12 (1 10^-6) / 7,5 579,678 = 0,558,

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора с учётом влияния насыщения по (8.274):

_д2нас = _д2 k = 1,393 0,74 = 1,114, где _д2 = 1,393.

Приведённое индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения по (8.276):

X_2нас = x₂ (_2нас / ₂) = x₂ (_п2нас + _д2нас + _л2) / (_п2 + _д2 + _л2) = 1,665 (0,558 + 1,114 + 1,757) / (3,48 + 1,393 + 1,757) = 0,86 Ом,

По (8.278):

c_1пнас = 1 + (x_1нас / X_12п) = 1 + (1,55 / 100,8) = 1,016.

Расчёт токов и моментов (при s = 1).

R_п = r₁ + (r₂ c_1пнас) / s = 0,628 + (0,378 1,016) = 1,083 Ом, где r₁ = 0,628 Ом и r₂ = 0,378 Ом.

X_пнас = x_1нас + (c_1пнас x_2нас) = 1,55 + (1,016 2,383) = 2,44 Ом, где x_2нас = 2,383 Ом.

Ток в обмотке ротора по (8.281):

I_2нас = U_ном1 / (R²_пнас + X²_пнас) = 380 / (1,083 ² + 2,44²) = 142,2 А, где U_ном1 = 380 В.

По (8.283):

I_2нас = I_2нас [{R²_пнас + (x_пнас + X_12п)²} / (c_1пнас X_12п)] = 142,2 [{1,083² + + (2,383 + 100,8)²} / (1,016 100,8)] = 143,4 А.

Кратность пускового тока с учётом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения по (8.284):

I_п* = I_1нас / I_ном = 143,4 / 23,3 = 6,155.

Кратность пускового момента с учётом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения по (8.284):

M_п* = (I_2нас / I_2нас)² K_R (s_ном / s) = (142,2 / 21,23)² 1,4 0,024 = 1,23

Полученный в расчёте коэффициент насыщения:

k_нас = I_1пнас / I₁ = 143,4 / 112,4 = 1,289

Таблица 2 - Данные расчета пусковых характеристик двигателя без учета влияния насыщения

Расчетная формула	Размерность	Скольжение
		1	0,8	0,5	0,2	0,1
	-	1,808	1,617	1,26	0,809	0,572	0,639
	-	0,65	0,44	0,18	0,038	0,009	0,015
	м	0,017	0,02	0,024	0,027	0,028	0,028
	-	1,42	1,226	1,061	0,978	0,962	0,965
	-	1,4	1,2	1,1	0,98	0,96	0,965
	Ом	0,447	0,386	0,334	0,308	0,303	0,295
	-	0,81	0,87	0,89	0.97	0,98	0,98
	-	0,964	0,976	0,978	0,978	0,998	0,997
	Ом	1,606	1,625	1,63	1,632	1,66	1,659
	Ом	1,083	1,119	1,308	2,194	3,71	3,026
	Ом	3,296	3,315	3,318	3,32	3,353	3,35
	А	109,52	108,6	106,5	95,5	75,997	84,1
	А	111,27	110,36	108,27	97,1	77,3	85,6

Таблица 3 - Данные расчета пусковых характеристик двигателя с учетом влияния насыщения.

Расчетная формула	Размерность	Скольжение s
		1	0,8	0,5	0,2	0,1	sкр
							0,092
kнас	--	1,35	1,3	1,25	1,2	1,1	1,12
	А	4132	3947	3723	3205	2339	2636
	Тл	2,416	2,308	2,177	1,874	1,368	1,541
	-	0,8	0,81	0,82	0,89	0,96	0,95
	мм	2,2	2,1	1,98	1,21	0,44	0,55
	-	1,242	1,248	1,254	1,302	1,362	1,325
	-	0,663	0,671	0,68	0,738	0,796	0,787
	Ом	1,55	1,574	1,578	1,579	1,643	1,637
	-	1,016	1,016	1,016	1,016	1,016	1,016
	мм	3,5	3,32	3,141	1,921	0,698	0,873
	-	0,558	0,572	0,597	0,711	0,729	0,715
	-	1,114	1,128	1,142	1,24	1,337	1,323
	Ом	0,86	0,867	0,877	0,93	0,959	0,951
	Ом	1,083	1,119	1,307	2,193	3,71	3,025
	Ом	2,44	2,455	2,47	2,519	2,617	2,6
	А	142,2	140,867	136,03	113,8	83,72	95,2
I1нас	А	143,4	142,086	137,22	114,87	84,57	96,14
	-	1,289	1,287	1,267	1,183	1,094	1,12
	-	6,155	6,098	5,889	4,93	3,63	4,126
	-	1,23	1,3	1,68	2,7	2,886	2,994

2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ

Моделирование производим в программе MATLAB для параметров номинального режима.



Моделирование производим в программе MATLAB для параметров пускового режима.



Анализ моделирования:

1. Сравнивая динамические характеристики, полученные при моделировании, в номинальном и пусковом режимах можно сказать, что пусковой ток и пусковой момент при номинальном режиме ниже, чем при пусковом.

2. Действующее значение тока статора и скольжение:

при моделировании I = 52А и S = 2,7;

расчетные I = 44 А и S = 2,5.

3. Ток холостого хода полученный: при моделировании I_хх = 11,8 А;

расчетный I_хх = 14,7 А.

Таким образом, параметры смоделированного двигателя совпадают с расчетными параметрами с допустимой точностью.

4 ВЫБОР СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ

Исходя из условий на курсовой проект выбранная схема управления асинхронным двигателем должна отвечать следующим требованиям:

1. Напряжение сети - 380 В;

2. Тип электропривода - реверсивный, регулируемый;

3. Условия пуска - с ограниченным ускорением;

4. Требования к регулированию скорости - от 0 до 2_н.

Частотный способ является одним из наиболее перспективных и широко используемых в настоящее время способов регулирования скорости асинхронных двигателей. Принцип его заключается в том, что изменяя частоту f1 питающего АД напряжения, можно в соответствии с выражением 0=2f1/p изменять его синхронную скорость 0, получая тем самым различные искусственные характеристики. Этот способ обеспечивает плавное регулирование в широком диапазоне, получаемые характеристики обладают высокой жесткостью. Частотный способ к тому же отличается и еще одним весьма важным свойством: при регулировании скорости АД не происходит увеличения его скольжения, в связи с чем этот способ наиболее экономичен [6].

Для лучшего использования АД и получения высоких энергетических показателей его работы - коэффициентов мощности, полезного действия, перегрузочной способности - одновременно с изменением частоты питающего напряжения необходимо изменять и значение этого напряжения. Закон изменения напряжения при этом зависит от характера момента нагрузки. При постоянном моменте нагрузки М=const закон имеет вид U_ф/f₁=const, т.е. напряжение на статоре должно изменяться пропорционально его частоте.

В современных системах элктропривода переменного тока практически повсеместно в качестве силовых регуляторов используются автономные транзисторные инвереторы. Причем в настоящее время большинство АИН (автономных инверторов напряжения) делают на биполярных транзисторах с изолированным затвором (IGBT) [4].

Для управления трехфазными машинами переменного тока в электроприводе используется схема АИН, содержащая шесть транзисторных ключей ТК1-ТК6 (рисунок 12).

Рассмотрим типичный для ШИМ способ управления АИН.

В интервале от 0 до 2/3 на управляющий вход транзисторного ключа (например, ТК1) подается постоянный отпирающий сигнал, а в интервале от 2/3 до - широтно-модулированный сигнал - 4 импульса, длительность которых линейно убывает. Аналогичные сигналы, но с соответствующим фазовым сдвигом, подаются на входы остальных ключей. При данном способе управления, сигналы подаются поочередно то на два, то на три транзисторных ключа. Такой алгоритм управления несет в себе возможность изменения структуры силовой цепи.

При запирании ключа ТК1, вектор переходит из одного положения в другое В течение импульса 1 ключ ТК1 отперт, поэтому t1=T0 и имеем ср=0. Три четверти периода импульса 2 ключ ТК1 отперт, а четверть периода он заперт. Поэтому

Длительность импульса 3 будет t3=T0/2, а четвертого t4=T0/4. При этом средняя фаза вектора напряжения принимает последовательно значения 0, 140, 300, 460.

Таким образом, вектор , перемещаясь между двумя положениями, занимает некоторые промежуточные положения, отличающиеся друг от друга средней фазой. Чем больше этих промежуточных положений, тем ближе к синусоиде напряжение на выходе инвертора.



Рисунок 12. Автономный инвертор напряжения на IGBT транзисторах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках данного курсового проекта был спроектирован асинхронный двигатель. Расчет проводился по методике, изложенной в [6], [9] с использованием персонального компьютера, что позволило исследовать влияние параметров двигателя на динамические характеристики машины.

Далее для сравнения предлагаются основные характеристики спроектированного двигателя, расчётные и полученные с помощью моделирования, а так же параметры аналогичного двигателя.

	МП/МН	Mmax/МН	IП/IН	B, Тл	SН,	SК,	cos
Аналог	1,2	2,3	6,5	0,78	1,8	11,5	0,89	0,91
Расчёты	1,3	2,6	6,5	0,79	2,5	17,4	0,83	0,89
Matlab	1,3	2,15	6,4		2,7	15,3

Из графиков для пуска двигателя без учёта насыщения и с учётом насыщения и эффекта вытеснения тока определяем. С учётом насыщения без учёта насыщения

М_П, Н м 500 430

М_К, Н м 750 730

I_Н, А 445 455

t_р, с 0,6 0,7

Вывод:

Параметры спроектированного двигателя совпали с параметрами оригинала с допустимой точностью и полностью удовлетворяют требованиям технического задания. В результате данной работы были получены навыки в проектировании асинхронного двигателя.