Електродвигун асинхронний трифазний потужністю 0,15 кВт

4.3.2 Електричні втрати потужності в лобових частинах обмотки статора визначаються для гранично припустимої температури:

=1,150,0338•10³20,134/0,368=2828 Вт;

4.3.3 Однобічна товщина ізоляції в лобових частинах для всыпной обмотки по табл. глави 3.1 [1] =0.

4.3.4 По (8.335)

=

=28(0/0,16+8,14/(121,1))10^-3/(180,0330,05)=0,580,58 .

4.3.5 Перевищення температури зовнішньої поверхні лобових частин над температурою повітря усередині машини:

=0,2228/(3,140,05220,03463114)=9,59,5 .

4.4 Середнє перевищення температури обмотки статора над температурою повітря усередині машини

=((5,6+0,79)20,05+(0,58+9,5)20,134)/0,368=9,089,08 .

4.5 Перевищення температури повітря усередині машини над температурою навколишнього середовища

4.5.1Коэфициент підігріву повітря, що враховує тепловіддаючу здатність поверхні корпуса й інтенсивність перемішування повітря усередині двигуна, визначається по рис. 8.70 [1] для D=0,0522 м =10 10 Вт/(м2),

4.5.2 Еквівалентна поверхня охолодження корпуса по (8.343) [1]

Умовний периметр поперечного переріза ребер корпуса двигуна визначається по рис. 8.73 [1] у залежності від висоти осі обертання , що визначається згідно табл.8.6 [1] або табл. 4.2 для =0,09м.

Таблиця 4.2.

, м	0,08-0,096	0,1-0,108	0,116-0,122
, м	0,056	0,063	0,071

=0,095 0,095 м²,

= (3,140,09+8•0,095)(0,05+20,03463)=

=0,12430,1243 м².

4.5.3 Сума втрат, що виділяється в повітря усередині двигуна по (8.340)

=0,0664•10³+(1,45-1)( 0,0338+0,0105)•10³=86,3486,34 Вт;

по (8.339)

=86,34-(1-0,22)(9,83+15,1)=66,966,9Вт

4.5.4. По (8.338)

= 66,9/(0,124310)=5454 .

4.6 Середнє перевищення температури обмотки статора над температурою навколишнього середовища

=9,08+54=6363.

4.7 Середня температура нагрівання обмотки статора

=63+40=103103

Через наближений характер розрахунку повинне бути, принаймні, на 20% менше, ніж температура, що допускається, для прийнятого класу ізоляції F (155 ) ==0,•8 155(=124.

4.8 Перевірка умов охолодження двигуна

4.8.1 Необхідна кількість охолодного повітря:

4.8.1.1 Коефіцієнт, що враховує зміна умов охолодження по довжині поверхні корпуса, що обдувається зовнішнім вентилятором

=2,6• (2823•0,09/100)^1/2=4,144,14.

Коефіцієнт =2,6 для двигунів з 2, і =1,8 для двигунів з 4.

4.8.1.2 Необхідний для охолодження витрата повітря по (8-356) [1] для двигунів зі ступенем захисту IP44

=4,14•66,9/(110054)=0,004660,00466 м³/с

де - сума втрат, що відводяться повітрям, що охолоджує внутрішній обсяг машини, визначена в п. 4.6.3.

4.8.2. Витрати повітря, що забезпечуються зовнішнім вентилятором по (8.358) [1].

0,6•2823•0,09³/100=0,010,01 м³/с.

Витрата повітря повинна бути більше необхідного для охолодження машини . Система охолодження двигуна забезпечує необхідну витрату повітря.

Висновки по четвертому розділі

1. Середнє перевищення температури обмотки статора над температурою навколишнього середовища складає 6363 .

2. Система охолодження двигуна забезпечує витрату повітря 0,01 м³/c (необхідна витрата повітря 0,00466 м³/с).

5. РОЗРАХУНОК ВАЛА ДВИГУНА

5.1 Вихідні дані для розрахунку вала

5.1.1. Розрахувати вал синхронного генератора, що має наступні дані: =0,5120,512 Нм, =28232823 об/хв, зовнішній діаметр магнитопровода ротора =0,05220,0522 м, довжина магнитопровода якоря без радіальних каналів 0,050,05 м, повітряний зазор =0,250,25•10^-3 м. Зчленування двигуна з приводом - через еластичну муфту. Діаметр по центрам пальців муфти 0,035= 0,035 м.

Розміри вала згідно рис 5.1: =0,020,02 м, = =0,020,02м,

0,05613…………………………………………………………………...	0,05613	м,
0,02………………………………………………………………….	0,02	м,
0,016………………………………………………………………….	0,016	м,
0,017………………………………………………………………….	0,017	м,
0,03071………………………………………………………………….	0,03071	м,
0,05613………………………………………………………………….	0,05613	м,
0,0125………………………………………………………………….	0,0125	м,
0,0035………………………………………………………………….	0,0035	м,
0,0035………………………………………………………………….	0,0035	м,
0,0327………………………………………………………………….	0,0327	м,
0,0442………………………………………………………………….	0,0442	м,

0,00350,0035 м, = =0,056130,05613м, =0,05613+0,05613=0,112260,11226м,, 0,056130,05613 м, 0,04420,0442 м.

5.2 Розрахунок вала на твердість

5.2.1 Маса ротора з обмоткою і валом (стор. 232) [2]

6500•0,0522²•0,05= 0,89 0,89 кг.

Сила ваги ротора

=9,81• 0,89=8,738,73 H.

5.2.2 Момент інерції ротора

3,14• 0,89•0,0522²/32=0,0002380,000238 кг• м².

5.2.3 Двигун може зчленовується з виконавчим механізмом одним зі способів: через пасову передачу, зубчасту передачу або через еластичну муфту. При зчленуванні через еластичну муфту коефіцієнт 0,3 0,3

5.2.4 Поперечна сила, прикладена до виступаючого кінця вала по (11.17) [2]

=0,30,512/0,035/2=8,788,78 Н.

5.2.5 Прогин вала посередині магнитопровода під тиском сили ваги ротора по (11.15) [2]

5.2.5.1 Екваторіальні моменти інерції вала:

=3,140,016⁴/64= 0,00000000322 0,00000000322 м⁴;

=3,140,017⁴/64= 0,00000000410 0,00000000410 м⁴.

=3,140,02⁴/64= 0,00000000785 0,00000000785 м⁴.

5.2.5.2 Значення величин

0,0035³/ 0,00000000322+(0,0035³-0,0035³)/ 0,00000000410+(0,05613³-0,0035³)/ 0,00000000785=2253522535 м^-1;

0,00350,0035³/ 0,00000000322+(0,0125³-0,0035³)/ 0,00000000410+(0,05613³-0,0125³)/ 0,00000000785=2275822758 м^-1;

5.2.5.3 Прогин вала

=8,73/(32,0610¹¹0,11226²)(225350,05613²+227580,05613²)= 0,000000160 0,000000160 м.

5.2.6 Прогин вала посередині магнитопровода ротора від поперечної сили муфти по (11.19) [2]

5.2.6.1 Значення величини

0,0035²/ 0,00000000322+(0,0035²-0,0035²)/ 0,00000000410+(0,05613²-0,0035²)/ 0,00000000785=403591403591 м^-1

Прогин вала

=8,780,0442/(3•2,06•10¹¹•0,11226²)•((3/20,11226403591-22535)0,05613+227580,05613)= 0,00000019 0,00000019 м.

5.2.7 Первісний зсув ротора по (11.20) [2]

0,10,2510^-3+ 0,000000160+ 0,00000019=

=0,000025350,00002535 м.

5.2.8 Початкова сила однобічного магнітного притягання (11.21) [2]

=2,94•0,0517•0,050,00002535/(0,25•10^-3)•10⁵=

=77,0677,06 H

5.2.9 Прогин від сили однобічного магнітного притягання (11.22) [2]

= 0,00000016077,06/8,73= 0,00000141 0,00000141 м.

5.2.10 Сталий прогин вала від однобічного магнітного притягання по (11.23) [2]

= 0,00000141/(1- 0,00000141/0,00002535)= 0,00000149 0,00000149 м.

5.2.11. Сумарний прогин вала посередині магнитопровода ротора (11.24) [2]

0,00000149+0,000000160+0,00000019=0,000001840,00000184м;

т.е. складає =0,00000184/0,25•10^-3•100%= 0,7 0,7%<10%, що припустимо для асинхронних двигунів (стор. 238 [1]).

5.2.12 Критична частота обертання по (11.25) [2]

30((1- 0,00000141/0,00002535)/ 0,000000160)^1/2=7288472884>1,3.

5.3 Розрахунок вала на міцність

5.3.1 У розрахунку на міцність приймаємо коефіцієнт перевантаження k=2.

5.3.2 Напруга на вільному кінці вала в перерізі А (рис 5.1):

по (11.31) [2]

=2•8,78•0,0327=0,57420,5742 Нм;

по (11.30) [2]

=0,1•0,02³= 0,00000080 0,00000080 м³;

по (11.29) [2]

=1/0,00000080(0,5742²+(2•0,8•0,512)²)^1/2=

=12504961250496 Па.

5.3.3 Напруга в перерізі В:

з (11.32) і (11.34) [2]

=2•8,78•0,0442(1-

-0,0035/0,11226)+

+(8,73+77,06/(1- 0,00000141/0,00002535))•0,8•0,0035/0,11226= 3,0 3,0 Нм;

по (11.30) [2]

=0,1•0,016³= 0,00000041 0,00000041 м³;

по (11.29) [2]

=1/ 0,00000041•( 3,0²+(2•0,8•0,512)²)^1/2==75849697584969 Па.

5.3.4 Напруга в перерізі Е:

з (11.32) і (11.34) [2]

=28,780,0442(1-0,0035/0,11226)+

+(8,73+77,06/(1- 0,00000141/0,00002535))•0,8•0,0035/0,11226= 3,0 3,0 Нм;

по (11.30) [2]

=0,10,016³= 0,00000041 0,00000041 м³;

по (11.29) [2]

=1/ 0,00000041•( 3,0²+(2•0,8•0,512)²)^1/2=75849697584969 Па.

5.3.5 Напруга в перерізі Г:

з (11.33) і (11.34) [2]

=(2•8,78•0,0442+(8,73+77,06/

/(1- 0,00000141/0,00002535)•0,05613)•0,0035/0,11226= 0,2 0,2 Нм;

по (11.30) [2]

=0,1•0,016³= 0,00000041 0,00000041 м³;

по (11.29) [2]

=1/ 0,00000041•( 0,2²+(2•0,8)²)^1/2=

=20567332056733 Па.

5.3.6 Напруга в перерізі Ж:

з (11.33) і (11.34) [2]

=(2/

/(1- 0,00000141/0,00002535)•0,05613) 0,0125/0,11226= 0,7 0,7 Нм;

по (11.30) [2]

=0,1•0,016 ³= 0,00000041 0,00000041 м³;

по (11.29) [2]

=1/0 0,00000041

•( 0,2²+(2•0,8)²)^1/2=20567332056733 Па.

5.3.7 З зіставлення отриманих даних випливає, що найбільш навантаженим є перетин А, для якого

=1250496 Па <0,7•3600•10⁵ Па.

Висновки по п'ятому розділу

1. Сумарний прогин вала посередині магнитопровода ротора складає 0,7 % від величини повітряного зазору (припустиме значення 10 % ).

2. Критична частота обертання вала 72884 про/хв >1,3

3. Найбільш навантаженим є перетин вала А (див. рис.5.1), для якого напруга прогину =1250496 Па (припустиме значення 252 000 000 П).

ВИСНОВОК

1. Отримано наступні номінальні характеристики двигуна :

Потужність, кВт	0,151
Напруга фазна, В	220
Споживаний струм, А	0,446
ККД	0,695
Частота обертання, об/хв	2823
Ковзання ротора,в.о.	0,059
Момент на валу, Нм	0,512
Коефіцієнт потужності	0,74
Кратність пускового струму, в.о.	3,81
Кратність пускового моменту, в.о.	1,83

2. Середнє перевищення температури обмотки статора над температурою навколишнього середовища складає 6363C, середня температура обмотки статора 40+63=103103C, що задовольняє ізоляції класу F (155 C).

3. Система охолодження двигуна забезпечує витрату 0,01 м³/с (необхідна витрата повітря 0,00466 м³/с).

4. Сумарний прогин вала посередині магнитопровода ротора складає 0,7 % від величини повітряного зазору (припустиме значення 10% ).

5. Критична частота обертання вала 72884 про/хв >1,3n_н.

6. Найбільш навантаженим є перерыз вала А (див. рис.3.8), для якого напруга прогину =1250496 Па (припустиме значення252 000 000 П).

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Проектирование электрических машин: Учебное пособие для вузов. - В 2-х кн.: кн. 1 /И.П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин и др; Под ред. И.П. Копылова. - М.: Энергоатомиздат, 1993. -464 с.

2. Проектирование электрических машин: Учебное пособие для вузов. - В 2-х кн.: кн.2 /И.П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин и др; Под ред. И.П. Копылова. - М.: Энергоатомиздат, 1993. -464 с.

3. Е.М. Лопухина, Г.С. Сомихина. Расчет асинхронных микродвигателей однофазного и трехфазного тока. М.-Л. Госэнергоиздат, 1961.-312 с.

4. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник/ А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин и др.-М.: Энергоатомиздат,1982.-504 с.

5. Російсько-український словник наукової термінології: Математика. Фізика. Техніка. Науки про землю та космос / В.В. Гейченко, В.М. Завірюхіна, О.О. Зеленюк та інш. -К.: Наук. думка, 1998.-892 с.

Размещено на Allbest.ru