Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По курсу: «Электрические машины»

На тему: «Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором»

Содержание

• I. Задание
• II. Расчет асинхронного двигателя
• 1.Выбор главных размеров
• 2. Определение Z₁, w₁ и площади поперечного сечения провода
• 3. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора
• 4. Расчет ротора
• 5. Расчет магнитной цепи
• 6. Параметры рабочего режима
• 7. Расчет потерь
• 8. Расчет рабочих характеристик
• 9. Расчет пусковых характеристик
• 10. Тепловой расчет
• Литература
• I. Задание
• Вариант 02
• Рассчитать АД з кз ротором
• II. Расчет асинхронного двигателя
• 1. Выбор главных размеров
• 1. Число пар полюсов:
• .
• Высота оси вращения (предварительно) по рис. 9.18, h = 170 мм.
• Принимаем для двигателя с = 32 кВт и h = 180 мм, соответствующее стандартное значение наружного диаметра = 322 мм (см. табл. 9.8).
• 2. Внутренний диаметр статора:
• м,
• где - отношение диаметров статора, зависящее от числа полюсов 2p: при 2p = 2 значение по табл. 9.9.
• 3. Полюсное деление:
• м.
• 4. Расчетная мощность по (8.4):
• Вт,
• - отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению,
• принимаем = 0.986 по рис. 9.20.
• и - КПД и коэффициент мощности двигателя в номинальном режиме, принимаем по рис. 9.21, а = 0.9, cos = 0.89.
• 5. Электромагнитные нагрузки (предварительно по рис. 9.22, б):
• А / м, Тл.
• 6. Обмоточный коэффициент (предварительно для двухслойной обмотки): .
• 7. Расчетная длина магнитопровода по (9.6):
• м,
• где рад/с - синхронная угловая скорость вращения двигателя, по (9.5);
• - коэффициент формы поля, предварительно принимаем .
• 8. Отношение
• .
• Данное значение лежит в пределах допустимой зоны (см. рис. 9.25) для двигателей со степенью защиты IP23.
• 2. Определение Z₁, w₁ и площади поперечного сечения провода обмотки статора
• 9. Предельные значения t_z1 (по рис. 9.26):
• t_z1max = 18.5 мм;
• t_z1min = 15.5 мм.
• 10. Число пазов статора по (9.16):
• ;
• .
• При Z₁ = 36 число пазов на полюс и фазу:
• .
• 11. Зубцовое деление статора (окончательно):
• м.
• 12. Число эффективных проводников в пазу (при условии а = 1 по (9.17)):
• .
• Номинальный фазный ток статора (по 9.18):
•  А.
• 13. Принимаем а = 1, тогда по (9.19) проводников.
• 14. Окончательные значения:
• - число витков фазы обмотки статора:
• ;
• - линейная токовая нагрузка:
• А;
• - магнитный поток по (9.22):
• Вб;
• - индукция в воздушном зазоре по (9.23):
• Тл.
• Значения А и В_д находятся в допустимых пределах (см. рис. 9.22, б).
• 15. Плотность тока в обмотке статора (предварительно) по (9.25):
• А/м²,
• где по рис. 9.27, б .
• 16. Площадь поперечного сечения эффективного проводника (предварительно) по (9.24):
• мм².
• 17. Сечение эффективного проводника (окончательно): принимаем n_эл = 3, тогда q_эл = q_эф /n_эф = 9.66 / 3 = 3.22 мм². Принимаем обмоточный провод марки ПЭТВ (см. приложение 3), d_эл = 2.12 мм, q_эл = 3.53 мм²,
• мм².
• 18. Плотность тока в обмотке статора (окончательно) по (9.27):
• А / мм².
• 3. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора
• Паз статора определяем по рис. 9.29, а с соотношением размеров, обеспечивающих параллельность боковых граней зубцов.
• 19. Принимаем предварительно по табл. 9.12 В_z1 = 2.05 Тл; В_а = 1.6 Тл, тогда по (9.37):
• мм,
• (по табл. 9.13 для оксидированной стали марки 2013 k_c = 0,97);
•  мм.
• 20. Размеры паза в штампе: b_ш = 4 мм; h_ш = 1 мм; 45° (см. рис. 9.29, а),
• где - высота паза, при h_ш = 1 мм;
• - ширина паза, при b_ш = 4 мм.
• По (9.38):
• мм;
• по (9.40):
• мм;
• по (9.39):
• мм;
• по (9.42)--(9.45):
• мм.
• Паз статора показан на рис. 1, а.

• Рис. 1 - Пазы спроектированного двигателя с короткозамкнутым
• ротором (Р₂ =32 кВт, 2р = 2, U_ном =220/380 В)
• 21. Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку:
• мм;
• мм;
• мм.
• Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников обмотки по (9.48):
• мм;
• площадь поперечного сечения прокладок S_пр = 0; площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу:
• мм²,
• гдe односторонняя толщина изоляции в пазу b_из = 0,4 мм -- по табл. 3.1.
• 22. Коэффициент заполнения паза по (3.2):
• .
• Полученное значение k_з допустимо для механизированной укладки обмотки.
• 4. Расчет ротора
• 23. Воздушный зазор (по рис. 9.31): д = 0,93 мм.
• 24. Число пазов ротора (по табл. 9.18) при 2р = 2 и при = 36 принимаем = 28…46.
• 25. Внешний диаметр ротора:
• м.
• 26. Длина магнитопровода ротора: м.
• 27. Зубцовое деление ротора:
• мм.
• 28. Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник ротора непосредственно насаживается на вал; по (9.102):
• мм,
• где k_B = 0.23 -- по табл. 9.19
• 29. Ток в обмотке ротора по (9.57):
• А,
• где по (9.58): ,
• по (9.66):
• (пазы ротора выполняем без скоса -- k_ск = 1).
• 30. Площадь поперечного сечения стержня (предварительно) по (9.68):
• мм²
• (плотность тока в стержне литой клетки принимаем А / м²).
• 31. Паз ротора определяем по рис. 9.40, б. При 2р = 2 принимаем размеры шлица = 0.7 мм, = 1.5 мм и = 1.5 мм.
• Допустимая ширина зубца по (9.75):
• мм
• (принимаем В_Z2 = 2 Тл по табл. 9.12).
• Размеры паза (см. рис. 9.40):
• по (9.76):
• мм,
• по (9.77):
• мм,
• по (9.78):
• .
• 32. Уточняем ширину зубцов ротора по формулам табл. 9.20:
• мм;
• мм,
• мм.
• Принимаем (см. рис. 9.73, б ) b₁= 10, 9 мм; b₂ = 8.9 мм; h₁ = 14.4 мм.
• Полная высота паза:
• мм.
• 33. Площадь поперечного сечения стержня по (9.79):
• мм.
• Плотность тока в стержне:
• А / м.
• 34.  Коротко замыкающие кольца (см рис. 9.37, б). Площадь поперечного сечения кольца по (9.72):
• мм²
• По (9.70) и (9.71):
• А,
• где .
• А / мІ.
• Размеры короткозамыкающих колец:
• мм;
• мм;
• мм²;
• D_к.ср = D₂ - h_кл = 158 мм.
• 5. Расчет магнитной цепи
• Магнитопровод из стали 2013; толщина листов 0,5 мм.
• 35. Магнитное напряжение воздушного зазора по (9.103):
• А,
• по(4.15):
• ,
• где .
• 36. Магнитное напряжение зубцовой зоны статора по (9.104):
• А,
• где мм, А / м;
• Расчетная индукция в зубцах по (9.105):
• (b_z1 = 6.75 мм по п. 19 расчета; k_c1 = 0.97 по табл. 9.13). Так как B'_z1 > 2 Тл, необходимо учесть ответвление потока в паз и найти действительную индукцию в зубце В_Z1. Коэффициент k_ПХ по высоте h_zх = 0.5 h_z ;
• по (4.33):
• ,
• где ,
• по (4.32):
• .
• Принимаем = 2.05 Тл, проверяем соотношением:
• 2.05 = 2.053 - 1.256·10^-6·4040·1.51 = 2.05,
• где для = 2.05 Тл по табл. П1.7 H_z1 = 4040 A/м.
• 37. Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора по (9.108):
• А,
• при зубцах по рис. 9.40, б из табл. 9.20; индукция в зубце по (9.109):
• Тл,
• по табл. П 1.7 для В_Z2 = 2 Тл находим Н_Z2 = 3150 А/м.
• 38. Коэффициент насыщения зубцовой зоны по (9.115):
• .
• 39. Магнитное напряжение ярма статора по (9.116):
• по (9.119):
• м,
• где м,
• по (9.117):
• Тл
• для В_а=1.6 Тл по табл. П1.6 находим H_a=750 А / м.
• 40. Магнитное напряжение ярма ротора по (9.121):
• А.
• По (9. 127):
• м.
• Где м,
• по (9.122):
• Тл,
• где по (9.124) для четырех полюсных машин при 0,75 (0,5 D₂ - h_п2) < D_j.
• м,
• где для m_К2 = 1,23 Тл по табл. П1.6 находим H_j = 277 А / м.
• 41. Магнитное напряжение на пару полюсов (по 9.128):
• А.
• 42. Коэффициент насыщения магнитной цепи по (9.129):
• .
• 43. Намагничивающий ток по (9.130):
• А.
• Относительное значение по (9.131):
• А.
• 6. Параметры рабочего режима
• 44. Активное сопротивление обмотки статора по (9.132):
• Ом
• (для класса нагревостойкости изоляции Н расчетная температура
• v_расч = 115° С; для медных проводников с₁₁₅ = 10^-6/41 Ом·м).
• Длина проводников фазы обмотки по (9.134):
• м,
• по (9.135):
• м,
• по (9.136):
• м,
• где В = 0.01 м, по табл. 9.23: ,
• по (9.138):
• м.
• Длина вылета лобовой части катушки по (9.140):
• мм,
• где по табл. 9.23 k_выл = 0.4.
• Относительное значение активного сопротивления статора:
• Ом.
• 45. Активное сопротивление фазы алюминиевой обмотки ротора по (9.168):
• Ом,
• по (9.169): Ом,
• по (9.170): Ом,
• где для литой алюминиевой обмотки ротора Ом·м.
• Приводим r₂ к числу витков обмотки статора по (9.172), (9.173):
• Ом.
• Относительное значение: Ом.
• 46. Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора по (9.152):
• где по табл. 9.26 (см. рис. 9.50, е) и по рис. 9.73:
• ,
• где (см. рис. 9.50, е и 9.73):
• h₂ = h_П.К - 2b_ИЗ = 10.37 - 0.8=9.57 мм; b₁ = 10.86 мм;
• h_к = 0,5(b₁ - b_ш) = 0,5(10.86 - 4) = 4.93 мм;
• h₁ = 0 (проводники закреплены пазовой крышкой); k_в = 1; k'_в = 1;
• l'_д = l_д = 0.083 м по (9.154);
• по (9.159): ,
• по (9.174): ,
• по (9.176):
• ,
• для в_cк = 0 и t_z2/t_z1 = 21.4 / 16.8 = 1.27 по рис. 9.51, д ; k'_CK = 1.26.
• Относительное значение:
• .
• 47. Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора по (9.177):
• где по табл. 9.27 (см. рис. 9.52, а, ж):
• где (см. рис. 9.52, а, ж и рис. 9.73):
• h₀ = h₁ + 0,4b₂ = 14.4 + 25.35 = 19.47 мм; b₁ = 10.86 мм; b_ш = 1,5 мм;
• h_ш = 0.7 мм; h'_ш = 1.5 мм; q_c = 220.3 мм²;
• по (9.178):
• ,
• по (9. 180):
• ,
• по (9.181):
• ,
• так как при закрытых пазах Д_z ? 0.
• Приводим Х₂ к числу витков статора по (9.172) и (9.183):
• Ом.
• Относительное значение: .
• 7. Расчет потерь
• 48. Потери в стали основные по (9.187):
• p_1,0/5,0 = 2,5 Вт/кг для стали 2013 по табл. 9.28;
• по (9.188):
• по (9.189):
• k_ДА = 1.6; k_дz= 1.8 (см. § 9.11).
• 49. Поверхностные потери в роторе по (9.194):
• Вт,
• по (9.192):
• Вт/м
• по (9.190):
• где b_ш / д = 4/0.5 = 8, по рис. 9.53 в₀₂ = 0.37.
• 50. Пульсационные потери в зубцах ротора по (9.200):
• Вт,
• по (9.196): Тл,
• B_z2ср = 2Тл из п. 37 расчета; г₁ = 4.92 из п. 35 расчета;
• по (9.201):
• h_z2 = 25.6 мм из п. 37 расчета; b_z2 = 8.8 мм из п. 32 расчета.
• 51. Сумма добавочных потерь в стали по (9.202):
• Вт
• (Р_пов1 и Р_пул1 ? 0, см. § 9.11).
• 52. Полные потери в стали по (9.203):
• Вт
• 53. Механические потери по (9.210):
• Вт,
• для двигателей с 2р = 2 коэффициент:
• 54. Холостой ход двигателя:
• по (9.217): А,
• по (9.128): А,
• где по (9.219): Вт,
• по (9.221): .
• Рис. 2 - Рабочие характеристики спроектированного двигателя с короткозамкнутым ротором (Р_2ном=32 кВт, 2р = 2, U_ном=220/380В, I_н=60.5 А, = 0.032)
• 8. Расчет рабочих характеристик
• 55. Параметры:
• по (9.184):
• Ом,
• по (9.185):
• Ом,
• по (9.223):
• ,
• используем приближенную формулу, так как |г| < 1?:

• Активная составляющая тока синхронного холостого хода: по (9.226):
• А,
• по (9.227):
• Потери, не изменяющиеся при изменении скольжения: кВт.
• Рассчитываем рабочие характеристики для скольжений s = 0.005; 0.01; 0.015; 0.02; 0.025; 0.03, принимая предварительно, что s_ном ? = 0,032. Результаты расчета сведены в табл. 1.
• Таблица 1 - Рабочие характеристики асинхронного двигателя (см. табл. 9.30)
• Р_ном = 32 кВт; 2р = 2; U_1ном = 220/380 В; I_0a =0.52 А; I_0р ? I_м = 6.74 А;
• Р_ст + Р_тр.щ. + Р_мех = 0.58 кВт; r₁ = 0.21 Ом; r^/₂ = 0.116 Ом; с₁ = 1.023;
• a^/ = 1.047; a = 0.215 Ом; b^/ = 0 Ом; b = 1.65 Ом

№ п/п	Расчетная формула	Размерн.	Скольжение s
			0.005	0.01	0.015	0.02	0.025	0.03	Sном = 0.032
1		Ом	24.3	12.1	8.1	6.1	4.9	4.0	3.8
2		Ом	24.5	12.3	8.3	6.3	5.1	4.2	4.0
3	Х = b +	Ом	1.65	1.65	1.65	1.65	1.65	1.65	1.65
4		Ом	24.6	12.4	8.5	6.5	5.4	4.5	4.3
5		А	8.9	17.7	25.9	33.8	40.7	48.9	51.2
6		-	0.996	0.992	0.976	0.969	0.944	0.933	0.93
7		-	0.067	0.133	0.134	0.254	0.306	0.367	0.384
8		А	9.38	18.1	25.8	33.3	38.8	46.14	47.62
9		А	7.34	9.09	11.8	15.3	12.5	24.7	26.4
10		А	11.9	20.3	28.4	36.6	40.8	52.3	54.4
11		А	9.1	18.1	26.5	34.6	41.6	50.02	52.4
12	P1 = 3 U1ном I1a	кВт	6.2	11.9	17	22	25.6	32.5	35.1
13	Рэ1 = 3 I12 r1	кВт	0.09	0.26	0.51	0.84	1.05	1.72	1.86
14	Рэ2 = 3 (I11) 2 r/2	кВт	0.03	0.11	0.24	0.42	0.6	0.87	0.956
15	Рдоб = 0.005 Р1	кВт	0.031	0.06	0.085	0.11	0.128	0.153	0.176
16	У Р = Рст + Рмех + Ртр.щ + Рэ1+ Рэ2 + Рэ.щ + Рдоб	кВт	0.731	1.01	1.415	1.95	2.358	3.323	3.552
17	Р2 = Р1 - ?Р	кВт	5.47	10.89	15.59	20.05	23.24	27.18	31.6
18	з = 1 - ?Р/ P1	-	0.882	0.915	0.917	0.911	0.908	0.898	0.899
19	cos ц = I1a/I1	-	0.788	0.892	0.908	0.91	0.95	0.882	0.875

• 9. Расчет пусковых характеристик
• Расчет токов с учетом влияния изменения параметров под влиянием эффекта вытеснения тока (без учета влияния насыщения от полей рассеяния)
• Расчет проводится по формулам табл. 9.32 в целях определения токов в пусковых режимах для дальнейшего учета влияния насыщения на пусковые характеристики двигателя. При отсутствии необходимости учитывать влияние насыщения от полей рассеяния расчет пусковых характеристик проводится аналогично, включая последние пункты формуляра (см. табл. 9.32). Подробный расчет приведен для s = 1. Данные расчета остальных точек сведены в табл. 2.
• 56. Активное сопротивление обмотки ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока [v_расч = 115° С, p₁₁₅ = 10^-6/20.5 Ом^.м; b_с/ b_п = l; f₁ = 50 Гц];
• по рис. 9.73 мм;
• ,
• по рис. 8.57 для о = 2.05 находим ц = 0.95;
• по (8.246): мм,
• по (9.253), так как (10.89/2) < 9.26 < (14.4+10.89/2) (см. рис. 9.73):
• мм.
• Где мм.
• по (9.247):
• (q_c - по п. 33 расчета);
• по (9.257):
• (по п. 45 расчета r'_c = r_с = 18.3^.10^-6 Ом; r₂ = 46.2^.10^-6 Ом). Приведенное сопротивление ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока:
• Ом.
• 57. Индуктивное сопротивление обмотки ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока по рис. 9.58 для о = 0.8 (см. п. 57 расчета) ц' = k_д = 0.97; по табл. 9.27, рис. 9.52, а, ж (см. также п. 47 расчета) и по (9.262):
• .
• Где по п. 47 расчета ,
• по (9.261) -- см. также п. 47 расчета:
• Ом.
• 58. Пусковые параметры по (9.277) и (9.278):
• Ом,
• .
• Таблица 2 - Расчет токов в пусковом режиме асинхронного двигателя
• с короткозамкнутым ротором с учетом влияния эффекта вытеснения тока
• (см. табл. 9. 32)
• Р_2ном = 32 кВт; U_1ном = 220/380 В; 2р = 2; I_1ном = 60.5 А;
• I'_2ном = 52.4 A; x₁ = 0.73 Ом; x'₂ = 0.858 Ом; х_12п = 59.7 Ом;
• с_1п = 1.023; r₁ = 0.21 Ом; r'₂ = 0.116 Ом; s_ном = 0.032

№ п/п	Расчетная формула	Размерн.	Скольжение s
			1	0.8	0.5	0.2	0.1	sкр = =0.1
1	о = 6361 hc (9.245)	-	0.801	0.716	0.566	0.358	0.253	0.253
2		-	0.36	0.23	0.09	0.01	0.004	0.004
3		мм	9.26	10.2	11.6	12.48	12.55	12.55
4		-	0.97	0.93	0.88	0.84	0.84	0.84
5		-	0.99	0.97	0.95	0.94	0.94	0.94
6		Ом	0.115	0.113	0.11	0.11	0.11	0.11
7		-	0.97	0.98	0.985	0.99	0.995	0.995
8		-	4.69	4.7	4.71	4.71	4.72	4.72
9		-	0.997	0.998	0.999	0.999	1	1
10		Ом	0.855	0.856	0.857	0.857	0.858	0.858
11		Ом	0.326	0.353	0.433	0.767	1.32	1.32
12		Ом	1.6	1.6	1.6	1.6	1.6	1.6
13		А	134.7	134.3	132.7	124	121.2	121.2
14		А	136.7	136.3	134.6	125.8	123	123

• 59. Расчет токов с учетом влияния эффекта вытеснения тока:
• по (9.280) для s =1:
• Ом,
• Ом,
• по (9.281): А,
• по (9.283): А.
• 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; 0.1, при этом используем значения токов и сопротивлений для тех же скольжений с учетом влияния вытеснения тока (см. табл. 2).
• Данные расчета сведены в табл. 9.38. Подробный расчет приведен для
• s = 1.
• Таблица 3 - Расчет пусковых характеристик асинхронного двигателя
• с короткозамкнутым ротором с учетом эффекта вытеснения
• тока и насыщения от полей рассеяния (см. табл. 9.33)
• Р_2ном = 32 кВт; U₁ = 220/380 В; 2р = 2; I_1ном = 60.5 A; I'_2ном = 52.4 А;
• х₁ = 0.73 Ом; х'₂ = 0.858 Ом; х_12п = 59.7 Ом; r₁ = 0.21 Ом;
• r'₂ =0.116 Ом; s_ном = 0.032; С_N = 0.926.

№ п/п	Расчетная формула	Размерность	Скольжение s
			1	0.8	0.5	0.2	0.1	sкр= = 0.1
1	kнас	--	1.35	1.3	1.2	1.1	1.05	1.05
2	Fп.ср = 0.7	А	3925	3768	3434	2943	2747	2747
3	kд = f (ВФд)	Тл	5.3	5.1	4.6	4.97	3.71	3.71
4		--	0.46	0.48	0.49	0.58	0.6	0.6
5	c1 = (tz1 - bш)(1 - kд)	мм	6.9	6.7	6.5	5.4	5.12	5.12
6	лп1нас = лп1 - Д лп1нас	--	0.93	0.93	0.94	0.97	0.98	0.98
7	лД1 = kд лД1	--	1.3	1.4	1.4	1.6	1.7	1.7
8	х1нас = х1 ? л1нас / ? л1	Ом	0.58	0.59	0.59	0.61	0.62	0.62
9	с1п = 1 + х1нас / х12п	--	1.01	1.01	1.01	1.01	1.01	1.01
10	с2 =(tz2 - bш2)(1 - kд)	мм	10.8	10.4	10.2	8.36	7.96	7.96
11	лп2онас = лп2о - Длп2нас	--	3.52	3.54	3.55	3.58	3.6	3.6
12	лД2 = kд лД2	--	1.41	1.47	1.5	1.71	1.84	1.84
13	х'2онас = х'2 ? л2онас / ? л2	Ом	0.62	0.63	0.63	0.66	0.67	0.67
14	Rп.нас = r1 + c1п.нас r'2о / s	Ом	0.33	0.35	0.42	0.77	1.32	1.321
15	Хп.нас = х1нас + с1п.нас х'2онас	Ом	1.21	1.23	1.23	1.27	1.29	1.29
16	I'2нас = U1 /	А	176	172	169	148	119	119.2
17	I1нас = I'2нас	А	177	175	171	150	122	121.6
18	k'нас = I1нас / I1п (сравнить с принятым в п.1 kнас)	--	1.3	1.28	1.27	1.19	0.99	0.99
19	I1* = I1нас / I1ном	--	2.93	2.9	2.82	2.5	2.1	2.1
20	М* =	--	0.36	0.42	0.63	1.2	1.56	1.56

• 60. Индуктивные сопротивления обмоток. Принимаем k_нас = 1.35:
• по (9.263):
• по (9.265):
• по (9.264):
• Пo рис. 9.61 для В_Фд = 5.3 Тл находим k_д = 0.5.
• Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения:
• по (9.266):
• ,
• по (9.269):
• ,
• мм (см. рис. 9.73),
• по (9.272): .
• Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения по (9.274):
• .
• Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учетом влияния насыщения по (9.275):
• Ом.
• Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора с учетом влияния насыщения и вытеснения тока:
• по (9.271) (см. п. 47 и 58 расчета):
• где по (9.270):
• (для закрытых пазов ротора h_ш2 = h'_ш + h_ш = 1.5 + 1 = 2.5 мм);
• по (9.273):
• .
• Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора с учетом влияния насыщения по (9.274):
• .
• Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения по (9.276):
• Ом,
• по (9.278): ,
• здесь х_12п по (9.277).
• 61. Расчет токов и моментов:
• по (9.280): Ом,
• Ом,
• по (9.281):
• А,
• по (9.283):
• А.
• Кратность пускового тока с учетом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения: .
• Кратность пускового момента с учетом влияния вытеснения тока и насыщения по (9.284):
• .
• Полученный в расчете коэффициент насыщения:
• ,
• отличается от принятого k_нас =1.35 менее чем на 3 %.
• Для расчета других точек характеристики задаемся k_нас, уменьшенным в зависимости от тока I₁ (см. табл. 2);
• принимаем при s = 0.8k_нас = 1.3; s = 0.5k_нас = 1.2; s = 0.2k_нас = 1.1;
• s = 0.1k_нас = 1.05.
• Данные расчета сведены в табл. 3, а пусковые характеристики представлены на рис. 9.75.
• 62. Критическое скольжение определяем после расчета всех точек пусковых характеристик (табл. 3) по средним значениям сопротивлений x_1нас и х'_2онас, соответствующим скольжениям s = 0.2... 0.1:
• по (9.286): .
• 10. Тепловой расчет
• 63. Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя по (9.315):
• ?С,
• по табл. 9.35 К = 0.84; по (9.313) Вт, где из табл. 1 для s = s_ном находим Р_э1 = 1860 Вт; по рис. 9.67, б а₁ = 160 Вт/м² єС; k_p = 1.45.
• 64. Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора по (9.316):
• .
• по (9.317): П_п1 = 0.044 м;
• для изоляции класса нагревостойкости Fл_экв = 0,16 Вт/м², по рис. 9.69 для d/d_из = 1.5/2.2 = 0.68 находим л'_экв = 0.41 Вт/(м²°С).
• Рис. 3 - Пусковые характеристики спроектированного
• двигателя с короткозамкнутым ротором
• 65.  Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей по (9.319):
• ?С.
• по (9.314):
• ,
• .
• 66. Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри двигателя по (9.320):
• ?С.
• 67. Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри двигателя по (9.321):
• 68. Превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой окружающей среды по (9.322):
• ?С,
• по (9.326): Вт,
• где по (9.324): Вт.
• ?P = 3552 Вт из табл. 1 для s = s_ном;
• по (9.327) s_кop = (рD_a + 8П_р)(l₁ + 2l_выл1) = 1.06 м²,
• где по рис. 9.70 П_р = 0.36 м для h = 180 мм;
• по рис. 9.67, б а_в = 22 Вт/(м² °С) для D_а = 0.322 м.
• 69. Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды по (9.328):
• Дн1=Дн'1+Днв = 67.78?С.
• 70. Проверка условий охлаждения двигателя.
• Требуемый для охлаждения расход воздуха по (9.340):
• м³/c,
• по (9.341): .
• Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором, по (9.342):
• м³/c.
• Нагрев частей двигателя находится в допустимых пределах. Вентилятор обеспечивает необходимый расход воздуха.
• Вывод: спроектированный двигатель отвечает поставленным в техническом задании требованиям.
• Литература
• «Проектирование электрических машин». Кн. 1, 2. Под редакцией И. П. Копылова, - М., Энергоатомиздат, 1993 г.
• «Электрические машины». И.П. Копылов, - М., Логос, 2000 г.
• «Общая электротехника с основами электроники». И.А. Данилов, П.М. Иванов, - М., Высшая школа, 2000 г.
• Электротехнический справочник. Т.1. Под редакцией П.Г. Грудинского и др., - М., Энергия, 1974.
• Методические указания к курсовому проекту. М.В. Хиврин, - М., МГГУ, 2002 г.
• Асинхронные двигатели серии 4А. Справочник. А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболенская, - М., Энергоиздат, 1982 г.