Розрахунок і конструювання асинхронних двигунів
Вибір головних розмірів асинхронного двигуна. Розрахунок обмоток статора та розмірів його зубцевої зони. Розрахунок короткозамкненого ротора та намагнічуючого струму. Параметри робочого режиму. Робочі та пускові характеристики. Тепловий розрахунок.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | украинский |
Дата добавления | 10.09.2012 |
Размер файла | 1,7 M |
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.
26
Размещено на http://www.allbest.ru/
Курсовий проект
тема: Розрахунок і конструювання асинхронних двигунів
Реферат
Пояснювальна записка до курсового проекту 47 сторінок, 12 рисунків,3 таблиці, 4 джерела. Об'єктом розрахунку і конструювання є трифазний асинхронний двигун типу 4А315M12У3 з короткозамкненим ротором. Вихідними даними до розрахунку є: номінальна потужність Рн=55 кВт, номінальна напруга Uн=380 В, номінальний коефіцієнт потужності cosн=0.75, синхронна частота обертання n1=500 об/хв, частота напруги мережі f=50 Гц, номінальний коефіцієнт корисної дії н=0.91. Мета роботи: сконструювати і розрахувати асинхронний двигун 4А315М12У3 з короткозамкненим ротором за заданими вихідними характеристиками, які установлені відповідно до вимог державних і галузевих стандартів. Як базова модель приймається асинхронний двигун серії 4А з короткозамкненим ротором. Конструктивне виконання по ступені захисту - IP44, категорія кліматичного виконання - У3. При проектуванні були обрані головні розміри (висота осі обертання h=315 мм, зовнішній діаметр статора Dа=0.59м, внутрішній діаметр статора D=0.454 м, розрахункова довжина повітряного зазору L=0.217 м), електромагнітні навантаження (, ).
Перелік скорочень і умовних позначень
р - число пар полюсів;
D - внутрішній діаметр статора;
Da - зовнішній діаметр статора;
Р' - розрахункова потужність;
m - число фаз;
n1 - синхронна частота обертання;
f - частота живлення;
Z1,2 - число пазів статора, ротора;
щ - синхронна кутова швидкість;
д - повітряний зазор;
- полюсний розподіл;
lд - розрахункова довжина повітряного зазору;
t1,2 - значення зубцевого розподілу;
I1н - струм статора при номінальному навантаженні;
А - значення лінійного навантаження;
Вд - індукція в повітряному зазорі;
j1 - щільність струму в обмотці статора;
qэф - перетин ефективного провідника;
hа- висота ярма статора;
Кз - коефіцієнт заповнення;
D2 - зовнішній діаметр ротора;
qc - площа поперечного перетину стрижня;
j2 - щільність струму в стрижнях ротора;
qкл - площа поперечного перетину замикаючих кілець;
Fz1,2 - магнітні напруги зубцевих зон статора , ротора;
Kz - коефіцієнт насичення зубцевих зон;
Lа- довжина середньої магнітної лінії статора;
K - коефіцієнт насичення магнітного ланцюга;
R1 - активний опір фази обмотки статора;
Кr - коефіцієнт збільшення активного опору фази обмотки статора від дії ефекту витиснення струму;
а - число рівнобіжних галузей обмотки;
lср - середня довжина витка обмотки;
Rкл - опір короткозамкненого кільця;
Х1 - індуктивний опір обмотки статора;
Х2 - індуктивний опір обмотки короткозамкненого ротора;
Рэ1,2 - електричні втрати в обмотці статора, ротора;
Рст - загальні втрати в сталі статора;
з - коефіцієнт корисної дії;
Іо - струм холостого ходу двигуна;
Вступ
Асинхронний двигун -двухобмоточний електричний двигун, одна з обмоток якого живиться від мережі змінної напруги, а інша замкнута накоротко або на опір.
Широке застосування асинхронних двигунів вов'язано з простотою їх конструкції, її технологічністю і мінімальними ми витратами на експлуатацію, в порівнянні з іншими видами електричних машин, такими, як двигуни постійного струму, синхронні двигуни, тощо. Асинхронні двигуни є основними перетворювачами електричної енергії в механічну і складають основу електроприводу більшості механізмів. Найбільше застосування мають трифазні асинхронні двигуни серії 4А, розраховані на роботу від мережі промислової частоти. Серія 4А охоплює діапазон номінальних потужностей від 0,06 до 400 кВт і має 17 висот осі обертання від 50 до 355 мм. Серія 4А була спроектована в 1969 - 1971 р. і через кілька років була впроваджена у виробництво. В основу побудови серії покладені висоти осі обертання ротора до настановної поверхні. Основними виконаннями є закрите, що обдувається (4А), і захищене (4АН). Застосування ізоляції класу нагрівостійкості F і нових сортів електротехнічної сталі дало можливість підвищити електромагнітні навантаження. Це дозволило збільшити потужність двигунів при тих же висотах осі обертання, що й у колишніх серіях, поліпшити їхні техніко-економічні показники. Двигуни виконуються на наступні номінальні напруги:
220/380 В - при потужностях від 0.06 до 0.37 кВт, 220/380 і 380/660 В - при потужностях від 0.55 до 110 кВт, 380/660 В - при потужностях більш 132 кВт. Спроектований двигун може бути застосований для привода механізмів з незмінною частотою обертання: привода вентиляторів, насосів, транспортерів і обробних верстатів або інших пристроїв, не потребуючі регулювання частоти обертання приводного двигуна.
1. Вибір головних розмірів. Число пар полюсів:
Висота осі обертання:
Зовнішній діаметр статора:
[1, стор.344, табл. 9.8]
Внутрішній діаметр статора:
,
де
[1, стор. 344, табл. 9.9]
Полюсний розподіл:
Розрахункова потужність:
де Ке - відношення ЭДС обмотки статора до номінальної напруги, Ке=0.942 [1, стор.164, рис. 6-8]
лінійне навантаження:
А=37,9•103 А/м
індукція в повітряному зазорі:
В=0.81Тл[1, стор. 345, рис 9.20]
Обмотувальний коефіцієнт для одношарової обмотки:
kоб1=0.951
Довжина повітряного зазору:
м
Кутова швидкість вала:
- коефіцієнт форми кривої поля,
,
це співвідношення відповідає вимогам в[1,стор.348, рис. 9.25а]
Т.к. м,то радіальних вентиляційних каналів не робимо, та
,
Рисунок 1.1 - Основні геометричні розміри двигуна
2. Розрахунок обмоток статора
Рис. 2.1 -Зубцеве поділення статора Зубцевий розподіл статора:
м, м
Число пазів статора:
Число пазів статора на полюс і фазу:
де m - число фаз статорної обмотки. Обмотка одношарова. Зубцевий розподіл статора:
Число ефективних провідників у пазу [попередньо, а=1]:
Число ефективних провідників у пазу [а=6]:
де I1н - струм в обмотці статора:
A
число витків однієї фази статора:
значення лінійного навантаження:
- коефіцієнт розподілення обмотки
- коефіцієнт скорочення
де в [1,стор.110] - обмоточний коефіцієнт
магнітний потік:
- Індукція в повітряному зазорі:
Значення А и В знаходиться в припустимих межах [1, стр. 346, рис. 9.22 б ]
Щільність струму в обмотці статора (попередньо):
де [1, стр. 355, рис. 9.27в]
Перетин ефективного провідника (попередньо):
Обмотувальний провід [1, стор. 713, П3.1] приймаємо ПЭТВ:
Щільність струму в обмотці статора (остаточно):
3. Розрахунок розмірів зубцової зони статора
Попередньо обираємо з [1, табл.9.12, стор.357]:
Тл; Тл.
Тоді висота ярма статора :
м
Розмір паза в штампі, м:
Ширина зубця статора :
м.
Коефіцієнт заповнення сердечника сталі беремо з [1, табл.9.13, стр.358].
Висота пазу :
м.
Ширина пазу:
де:bш=0,004 hш=0,001- розміри шліца паза, м.[1, стор.363, табл. 9.16]
Рис 3.1 - Паз всипної обмотки сердечника статора.
Висота клинкової частки пазу:
м, при в=30[1, стор. 365, ф.9.45]
м
Припуски:
,
Розміри паза у просвіті з урахуванням припусків на шихтовку і збірку сердечників, м:
м
м
м
Одностороння товщина ізоляції в пазу:
м [1,стор.78, табл. 3.2]
Площа ізоляції паза:
Площа ізоляційних прокладок:
Залишкова для розміщення провідників площа поперечного перерізу:
Для контролю правильності розміщення обмотки в пазах визначаємо коефіцієнт заповнення паза:
dиз - діаметр одного елементарного дроту з ізоляцією,
nэл -число елементарних проводів, що становлять один ефективний. Коефіцієнт Кз знаходиться в допустимих межах [1, стор 101, табл. 3 .12].
4. Розрахунок коротко замкнутого ротора
Повітряний зазор:
д=0,7•10-3м [2, стор.242, рис. 6.1]
Число пазів ротора:
Z2=64[ 1, стор.373-374, табл. 9.18]
Зовнішній діаметр:
Довжина ротора та статора:
l2=l1=0,217 м
Зубцевий розподіл:
Внутрішній діаметр ротора дорівнює діаметрові вала, тому що сердечник безпосередньо насаджений на вал:
Струм у стрижні ротора:
де kI - коефіцієнт враховуючого впливу струму намагнічування й опори обмоток,
- коефіцієнт для розрахунку діаметру валу, =0,23 [1, стор.385, табл.9.19]
I - коефіцієнт приведення струмів:
Розміри паза в штампі приймаємо:
bш=1.5•10-3 м
hш=0,7•10-3 м
h'щ=0,3•10-3м
Рисунок 4.1 - Форма та розміри паза ротора
Щільність струму в стержні ротора: А/м2. Тоді перетин стрижнів [1, стор.370,ф.9.60]:
м2.
Допустима ширина зубця:
м
де: індукція в зубцях ротора при постійному перетині (для грушовидних пазів приймається по [1, стор357, табл. 9.12]).
Ширина пазав м:
Висота паза:
Уточнюємо площу перерізу стрижня:
м2
Перевіряємо ширину зубців в перетинах:
Повна висота паза, м:
Розрахункова висота зубця, м:
Остаточна щільність струму в стержні:
Площа перетину замикаючих кілець [1, ф.9.72, стор.386]:
м2.
де струму кільці [1, ф.6-71, стр.186]:
А,
Щільність струму в кільцях:
А/м2.
Перетин замикаючих кілець вважають прямокутним з розмірами:
м
м
Тоді остаточно:
м2
Так як двигун має висоту обертання мм и , то виконуємо напівзакриті грушоподібні пази ротора.
5. Розрахунок намагнічуючого струму
Для визначення намагнічуючого струму проводиться розрахунок магнітного кола. Значення магнітної індукції:
- у зубцях статора:
- у зубцях ротора:
- у ярмі статора:
- у ярмі ротора:
де - розрахункова висота ярма ротора
м
де - розрахункова висота ярма статора
м
Магнітна напруга повітряного зазору:
,
де Коефіцієнт повітряного зазору:
, де
Магнітна напруга зубцевих зон:
статора:
де HZ1=2920 A/м при ВZ1=1.816Тл для сталі 2312[1, стoр. 701, П1.10] hz1=hп1=39•10-3 м
ротора:
де HZ2=1940 A/м при ВZ2=1.711Тл[1, стoр. 701, П1.10]
Коефіцієнт насичення зубцевої зони:
Коефіцієнт насичення лежить у припустимих межах 1,2<<1,5 Магнітні напруги:
ярма статора:
де Ha=367A/м [1, стр. 700, П1.9]
La - довжина середньої магнітної лінії ярма статора:
асинхронний двигун статор ротор
ярма ротора:
де HJ=54A/м [1, стр. 700, П1.9 ] LJ - довжина середньої магнітної лінії ярма ротора:
Сумарна магнітна напруга
Коефіцієнт насичення магнітного ланцюга:
Намагнічуючий струм:
Відносне значення:
Відносне значення відповідає допустимому.
6. Параметри робочого режиму
Параметри робочого режиму знаходимо для еквівалентної заступної схеми однієї фази двигуна з нерухомим приведеним ротором, яка приведена на рис.6.1
Рисунок 6.1 - Т-подібна заступна схема асинхронного двигуна
Активний опір фази обмотки статора:
де Кr - коефіцієнт збільшення активного опору фази обмотки від дії ефекту витиснення струму, Кr=1
РV - питомий опір матеріалу обмотки при розрахунковій температурі, Vрасч.=1150С, для міді Р115=10-6/41 Ом•м
L1 - довжина провідника фази обмотки:
де lср1 - середня довжина витка обмотки:
lп1=l1=0,217 м- довжина стрижня ротора lл1 - довжина лобової частини секції
де В - довжина вильоту прямолінійної частини котушок з паза від торця сердечника до початку відгину лобової частини, приймаємо В=0,01м
bкт - середня ширина котушки, визначається по дузі окружності минаючої по серединах висоти пазів:
Довжина вильоту лобової частини котушки:
де Квыл=0,5 [1, стр.399, табл. 9.23] Відносне значення:
Активний опір фази ротора обмотки ротора:
де rc- опір стрижня:
де c - питомий опір матеріалу стрижня й алюмінієвих короткозамикаючих кілець при t0=1150С, 115=10-6/20,5 Ом•м
Опір замикаючих кілець:
де Dкл.ср- діаметр середньої лінії замикаючогокільця:
Приводимо r2 до числа витків обмотки статора:
Відносне значення:
Індуктивний опір фази обмотки статора:
де лп1- коефіцієнт магнітної провідності пазового розсіювання статора [ 1, стор. 403, табл. 9.26]:
та - по [1, стор. 403] лл1 - коефіцієнт магнітної провідності лобового розсіювання статора:
лд1 - коефіцієнт магнітної провідності диференціального розсіювання статора:
Відносне значення:
Індуктивний опір фази обмотки ротора:
де лп2- коефіцієнт магнітної провідності пазового розсіювання ротора:
лл2 - коефіцієнт магнітної провідності лобового розсіювання ротора
лд2 - коефіцієнт магнітної провідності диференціального розсіювання ротора
Приведемо x2 до числа витків статора:
Відносне значення:
Активний опір, для врахування втрат в сталі:
Відносне значення:
Індуктивний опірвзаємної індукції:
Ом
Відносне значення:
7. Втрати та ккд
Основні втрати в сталі:
де Р1,0/5,0 - питомі втрати в сталі, Р1,0/5,0=1,75 Вт/кг [1, стр.412, табл. 9.28]
mА - маса стали ярма:
с - питома маса стали, c=7,8·103 кг/м3 [1, стор. 412]
mz1(2) - маса зубців статората ротора:
Поверхневі втрати встаторі і роторі:
де рПОВ2 і рПОВ1- утрати приходяться на 1м2 поверхні голівок зубцівстатора і ротора:
де к01(2) - коефіцієнт для неопрацьованих поверхонь голівок зубців, к01(2)=1,5 Амплітуда пульсації індукції в повітряному зазорі над крайками зубців ротора і статора:
де О1(2)по[1, стoр. 413, рис. 9.53 б]
Пульсаційні втрати в зубцях ротора і статора:
де Впул1(2) - амплітуда пульсації індукції в середньому перетині зубців ротора
де
Сума додаткових втрат у сталі:
Повні втрати в сталі:
Механічні втрати:
Додаткові втрати при номінальному режимі:
Струм холостого ходу двигуна:
де Iхх,а - активна складового струму
де РЭ1хх - електричні втрати в статорі при холостому ході:
Коефіцієнт потужностіпри холостому ході:
8. Розрахунок робочих характеристик
Розрахунок робочих характеристик приведений у табл. 8.1 Розраховуємо робочі характеристики для ковзань s=0,005;s=0,01;s=0,015;s=0,02;s=0,025, враховуючи, що sн?. Докладний розрахунок наведений для номінального ковзання.
Коефіцієнти:
Приймемо:та знайдемо величини для розрахунку робочих характеристик двигуна:
Визначимо струм :
А
Визначимо :
Визначимо :
Визначимо активну складову струму статора:
Визначимо реактивну складову струму статора:
Визначимо струм ротора наведеного до обмотки статора:
Визначимо струм статора:
Визначимо повну потужність,яка підведена до двигуна:
Визначимо електричні втрати в обмотках статора:
Визначимо електричні втрати в обмотках ротора:
Визначимо додаткові втрати:
Сумарні втрати
Таблиця 8.1- Робочі характеристики двигуна
№ з/п |
Розрахункова формула |
Роз- мір- ність |
Ковзання s |
|||||||
0,005 |
0,01 |
0,015 |
0,02 |
0,025 |
0,03 |
0,021 |
||||
1 |
a' *r'2/s |
Ом |
25,73 |
12,86 |
8,575 |
6,432 |
5,145 |
4,288 |
6,125 |
|
2 |
R=a+a'*r'2/s |
Ом |
25,88 |
13,02 |
8,73 |
6,587 |
5,301 |
4,444 |
6,28 |
|
3 |
X=b+b' *r'2/s |
Ом |
2,33 |
2,33 |
2,33 |
2,33 |
2,33 |
2,33 |
2,33 |
|
4 |
Z=(R2+X2)^0,5 |
Ом |
25,99 |
13,23 |
9,04 |
6,986 |
5,789 |
5,016 |
6,698 |
|
5 |
I"2=U1H/Z |
А |
14,62 |
28,73 |
42,05 |
54,39 |
65,64 |
75,76 |
56,73 |
|
6 |
cosц'2=R/Z |
- |
0,996 |
0,984 |
0,966 |
0,943 |
0,916 |
0,886 |
0,938 |
|
7 |
sinц'2=X/Z |
- |
0,09 |
0,176 |
0,257 |
0,333 |
0,402 |
0,464 |
0,347 |
|
8 |
I1a=I0a+I"2*cos(ц) |
А |
15,5 |
29,22 |
41,57 |
52,22 |
61,04 |
68,05 |
54,13 |
|
9 |
I1P=I0P+I"2*sin(ц) |
А |
28,32 |
32,07 |
37,84 |
45,13 |
53,39 |
62,16 |
46,72 |
|
10 |
I1=(I1a2+I1p2)^0,5 |
А |
32,29 |
43,38 |
56,21 |
69,02 |
81,1 |
92,16 |
71,5 |
|
11 |
I'2=c1*I"2 |
А |
15,77 |
30,98 |
45,35 |
58,65 |
70,78 |
81,69 |
61,17 |
|
12 |
P1=3*U1H*I1H*10-3 |
кВт |
17,66 |
33,31 |
47,39 |
59,53 |
69,58 |
77,58 |
61,7 |
|
13 |
PЭ1=3*I21*r1*10-3 |
кВт |
0,453 |
0,816 |
1,37 |
2,066 |
2,85 |
3,68 |
2,22 |
|
14 |
PЭ2=3*I22*r'2*10-3 |
кВт |
0,083 |
0,32 |
0,685 |
1,145 |
1,668 |
2,222 |
1,25 |
|
15 |
PДОБ=0.005*P1 |
кВт |
0,088 |
0,167 |
0,237 |
0,298 |
0,348 |
0,388 |
0,309 |
|
16 |
УР |
кВт |
1,619 |
2,297 |
3,287 |
4,504 |
5,86 |
7,285 |
4,77 |
|
17 |
P2=P1-УР |
кВт |
16,04 |
31,01 |
44,1 |
55,03 |
63,72 |
70,29 |
56,93 |
|
18 |
КПД |
- |
0,908 |
0,931 |
0,930 |
0,923 |
0,916 |
0,906 |
0,923 |
|
19 |
cos(ц)=I1a/I1 |
- |
0,48 |
0,673 |
0,739 |
0,757 |
0,753 |
0,738 |
0,757 |
9. Розрахунок пускових характеристик
Розрахунок характеристик приведений у табл. 9.1. Докладний розрахунок приведений для ковзання S=1. Пускові характеристики спроектованого двигуна представлені на рис.9.1
де hc - висота стрижня в пазу
и [1, стор. 428, рис.9.57,9.58]
Глибина проникнення току:
Площа перетину :
де
Коефіцієнт :
Коефіцієнт загального збільшення опору фази ротора під впливом ефекту витиснення струму:
Приведений активний опір ротора з урахуванням дії ефекту витиснення струму:
Коефіцієнт магнітної провідності пазового розсіювання ротора з урахуванням дії ефекту витиснення струму:
Коефіцієнт зміни індуктивного опору фази обмотки ротора від дії ефекту витиснення струму:
Індуктивний опір обмотки ротора:
Струм ротора приблизно, без рахунку впливу насищення:
А
Приймаємо коефіцієнт насищення Середня МДС обмотки, віднесеної до одного пазу обмотки статора:
А
Фіктивна індукція потоку розсіяння в повітряному зазорі:
Тл
де
для, по [1, стор.219, рис. 6-50]
Додаткове розкриття пазів статора та ротора:
мм
мм
Коефіцієнт магнітної провідності пазового розсіяння обмотки статора, з врахуванням впливу насищення:
де
Коефіцієнт магнітної провідності диференціального розсіяння обмотки статора з врахуванням впливу насищення:
Індуктивний опір фази обмотки статора врахуванням впливу насищення:
Коефіцієнт магнітної провідності пазового розсіяння ротора з врахуванням впливу насичення та витиснення струму:
де
Коефіцієнт магнітної провідності диференціального розсіяння ротора з врахуванням впливу насищення :
Приведений індуктивний опір фази обмотки ротора з врахуванням впливу витиснення струму та насищення:
Ом
Опір взаємної індукції обмоток в пусковому режимі:
Коефіцієнт з урахуванням дії ефекту витиснення струму:
Опори заступної схеми:
Струм в обмотці ротора:
Струм в обмотці статора:
Пусковий струм двигуна у відносних одиницях:
Пусковий момент двигуна у відносних одиницях:
Критичне ковзання:
Таблиця 9.1 - Пускові характеристики двигуна
№ з/п |
Розрахункова формула |
Одиниця |
Ковзання s |
||||||
1,00 |
0,80 |
0,60 |
0,40 |
0,20 |
0,07 |
||||
1 |
о |
- |
1,767 |
1,581 |
1,250 |
0,790 |
0,559 |
0,661 |
|
2 |
- |
0,620 |
0,400 |
0,180 |
0,080 |
0,060 |
0,070 |
||
3 |
kr=q.c/q.r |
- |
1,536 |
1,331 |
1,131 |
1,041 |
1,024 |
1,033 |
|
4 |
KR=1+(kr-1)*Rc/R2 |
- |
1,536 |
1,331 |
1,131 |
1,041 |
1,024 |
1,033 |
|
5 |
r'2о=KR*R'.2 |
Ом |
0,170 |
0,148 |
0,126 |
0,116 |
0,114 |
0,115 |
|
6 |
kd |
- |
0,830 |
0,870 |
0,930 |
0,960 |
0,980 |
0,970 |
|
7 |
Kx |
- |
0,962 |
0,971 |
0,984 |
0,991 |
0,996 |
0,993 |
|
8 |
X'.2о=Kx*X'.2 |
Ом |
1,014 |
1,023 |
1,037 |
1,045 |
1,049 |
1,047 |
|
9 |
X'.2онас |
Ом |
0,75 |
0,78 |
0,81 |
0,83 |
0,87 |
0,90 |
|
10 |
X.1нас |
Ом |
0,72 |
0,75 |
0,77 |
0,79 |
0,83 |
0,88 |
|
11 |
c.1пнас |
- |
1,04 |
1,04 |
1,04 |
1,04 |
1,05 |
1,05 |
|
12 |
a.п |
Ом |
0,32 |
0,34 |
0,41 |
0,75 |
1,33 |
1,86 |
|
13 |
b.п |
Ом |
1,49 |
1,56 |
1,62 |
1,65 |
1,75 |
1,83 |
|
14 |
I'2нас |
А |
248,49 |
238,07 |
227,88 |
209,37 |
172,79 |
145,69 |
|
15 |
I1нас |
А |
258,83 |
248,40 |
238,18 |
219,17 |
181,55 |
153,65 |
|
16 |
I1* |
- |
3,66 |
3,51 |
3,37 |
3,10 |
2,57 |
2,17 |
|
17 |
M* |
- |
0,53 |
0,53 |
0,66 |
1,28 |
1,72 |
1,76 |
Рис.9.1-Пускові характеристики двигуна - пусковий момент
Рис.9.2-Пускові характеристики двигуна - пусковий струм
10. Тепловий розрахунок
Перевищення температури внутрішньої поверхні осереддя статора над температурою повітря усередині двигуна:
де К - коефіцієнт враховуючу передачу частини енергії безпосередньо в навколишнє середовище, К=0,16[1, стoр. 450, табл. 9.35] - електричні втрати в обмотках статора в пазовій частині:
- коефіцієнт збільшення втрат для обмоток класу нагрівостійкостіF, - коефіцієнт тепловіддачі з поверхні, [1,стор. 450, рис.9.67]
Перепад температури в ізоляції пазової частини обмоток статора:
де Пп1 - розрахунковий периметр поперечного переріза паза статора
- коефіцієнт теплопровідності внутрішньої ізоляції котушки всипної обмотки з емальованих провідників,
[1, стoр. 453, рис. 9.69]
- середня еквівалентна теплопровідність пазової ізоляції,
Перепад температури по товщині ізоляції лобової частини:
Перевищення температури зовнішньої поверхні лобових частин над температурою повітря усередині машини:
Середнє перевищення температури обмотки статора над температурою повітря усередині машини:
Перевищення температури повітря усередині машини над температурою навколишнього середовища:
де - сума втрат відводяться в повітря усередині двигуна
Sкор - еквівалентна поверхня охолодження корпуса: - умовний периметр поперечного перерізу ребер станини, Пр=0,52 м2 [1, стoр. 452, рис. 9.70]
- коефіцієнт підігріву повітря,
Середнє перевищення температури обмотки статора над температурою навколишнього середовища:
Температура обмоток статора не виходить за допустимінорми для класуізоляціїF.
11. Вентиляційний розрахунок
Необхідний для охолодження витрата повітря:
де Км - коефіцієнт враховуюча зміна умов охолодження по довжині поверхні корпуса, що віддається зовнішнім вентилятором
де [ 1,стoр.456 ]
Витрата повітря забезпечуваний зовнішнім вентилятором:
Виконання умови забезпечує нормальну роботу машини.
12. Маса активних матеріалів і показники їхнього використання
Розрахуємо попередні значення маси, необхідні для оцінки економічної ефективності спроектованого варіанта двигуна. Маса ізольованих проводів обмотки статора круглого поперечного перерізу по [3, стор.197]:
Маса алюмінієвого короткозамкнутого ротора з литою кліткою:
де Nл - число лопаток вентилятора, Nл=0 Маса стали сердечників статора і ротора:
де
Маса ізоляції статора з трапецеїдальними напівзакритими пазами:
Маса станини та щитів з чугуна:
Маса двигуна:
Питома матеріалоємність машини:
13. Звідні дані розрахунків
Номінальні дані: РН=55 кВт, n=500 об/хв. /ДUH=380/660 BIH=70,69ACosц=0,75, зH=0,91, h=315 мм, Da=0,59 м,D=0,454м, l=0,217 м, д=0,7 мм, Z1=72, Bд=0,831Тл, D2=0,453 м,l2=0,217 м, Z2=64, BZ1=1,816Тл, BZ2=1,711Тл, Ва=1,15Тл, Вj=0,249Тл, Iм*=0,382
Таблиця13.1 - Параметрисхемизаміщення
Найменувания |
Ом |
В.зн. |
|
X1 |
1,021 |
0,19 |
|
X`2 |
1,054 |
0,196 |
|
R1 |
0,145 |
0,027 |
|
R`2 |
0,111 |
0,021 |
|
X12 |
13,045 |
2,427 |
- Висновки
- У даній роботі був розрахований асинхронний двигун з к.з. ротором. З огляду на те, що розрахунки вироблялися по спрощених формулах розбіжності параметрів двигуна з аналогічним серійним двигуном відрізняється не більше ніж на 10%.
- Були отримані наступні параметри: номінальна потужність Рн =55 кBт, номінальна напруга Uн = 380 В, коефіцієнт потужності cosцн = 0,757; синхронна частота обертання n1 = 500 об/хв, частота напруги мережі f = 50 Гц, коефіцієнт корисної дії зн = 92 %.
- Як базова модель приймається асинхронний двигун серії 4А з короткозамкненим ротором. Конструктивне виконання по способу монтажу IM1001. Виконання по ступені захисту - IP44, категорія кліматичного виконання - У3, ізоляція класу нагрівостійкості F. У розрахованого асинхронного двигуна, на відміну від реального двигуна 4А315М12У3 у номінальному режимі роботи збільшивсякоефіцієнт потужності відcos ц=0,75 до cos ц=0,757;збільшивсякоефіцієнт корисної дії від з=91% до з=92%. Маса двигуна - 820 кг. Питома матеріалоємність машини 15 кг/кВт
- Спроектований двигун має досить високий ККД і cosц, зважаючи на простоту конструкції може застосуються в будь-яких умовах.
Список використаних джерел
1. И.П.Копылов. Проектированиеэлектрических машин. - М.: Высш.шк., 2002. -757с.
2. Асинхронныедвигатели серии 4А: Справочник. Под ред. А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф. - М.: Энергоиздат, 1982. - 504 с.
3. Гольдберг . Проектирование электрических машин. - Высшая школа 1984.- 430с.
4. http://electronpo.ru/electrodvigateli-4a-4am
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Огляд конструкцій двигунів. Розробка трифазного асинхронного двигуна з поліпшеними техніко-економічними параметрами. Визначення числа пазів, витків і перерізу проводу обмотки статора. Розрахунок розмірів зубцевої зони статора. Розрахунок вала двигуна.
курсовая работа [165,4 K], добавлен 20.06.2012Визначення розмірів пазів статора. Розрахунок магнітної індукції і напруженості на всіх ділянках магнітного кола. Активний і реактивний опір обмоток статора і ротора. Визначення величини складових втрат в асинхронному двигуні, його робочі характеристики.
курсовая работа [5,1 M], добавлен 06.09.2012Магнітне коло двигуна, визначення його розмірів, конфігурації, матеріалів. Розрахунок обмотки статора та короткозамкненого ротора, а також головних параметрів магнітного кола. Активні і індуктивні опори обмоток. Початковий пусковий струм і момент.
курсовая работа [284,5 K], добавлен 17.10.2022Електромагнітний розрахунок асинхронного двигуна. Обмотка короткозамкненого ротора. Магнітне коло двигуна. Активні та індуктивні опори обмотки. Режими холостого ходу. Початковий пусковий струм та момент. Маса двигуна та динамічний момент інерції.
курсовая работа [644,7 K], добавлен 06.11.2012Аналіз конструктивних виконань аналогів проектованої електричної машини та її опис. Номінальні параметри електродвигуна. Електромагнітний розрахунок та проектування ротора. Розрахунок робочих характеристик двигуна, максимального обертального моменту.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 12.01.2012Обґрунтування силової схеми тягового електропривода для заданого типу локомотива. Вибір схеми автономного інвертора напруги. Розрахунок струму статора для зон регулювання та електрорухомої сили ротора. Обчислення зони пуску та постійної потужності.
курсовая работа [503,1 K], добавлен 10.11.2012Проектування бази ремонту електрообладнання. Річна виробнича програма електроремонтного підприємства. Розрахунок об'єму ремонтного фонду, вибір штату. Перевірочний електромагнітний розрахунок асинхронного двигуна, технологія його капітального ремонту.
курсовая работа [6,4 M], добавлен 21.04.2012Перевірка можливості виконання двигуна по заданим вихідним даним. Обробка результатів обмірювання осердя статора. Методика визначення параметрів обмотки статора. Магнітна індукція. Розрахунок і вибір проводів пазової ізоляції, потужності двигуна.
контрольная работа [437,0 K], добавлен 21.02.2015Вибір електромагнітних навантажень, визначення головних розмірів, геометричних співвідношень і обмоткових даних. Розрахунок розподілу індукції в технологічному зазорі та струму неробочого руху. Визначення та обґрунтування втрат короткого замикання.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 24.07.2022Загальні особливості двигунів змінного струму. Основні недоліки однофазних колекторних двигунів. Електромагнітний розрахунок двигуна. Розрахунок обмоткових даних якоря, колектора та щіток, повітряного проміжку, полюса і осердя статора, магнітного кола.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 01.09.2013