Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Содержание

1. Общая часть

1.1 Перспективы совершенствования технологии проектирования электрических машин

2. Расчетная часть

2.1 Выбор главных размеров

2.2 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

2.3 Расчет ротора

2.4 Расчет намагничивающего тока

2.5 Параметры рабочего режима

2.6 Расчет потерь

2.7 Расчет рабочих характеристик

2.8 Тепловой расчет

3. Конструкционная часть

Заключение

Список литературы

1. Общая часть

1.1 Перспективы совершенствования технологии проектирования электрических машин

проектирование электрический машина

Проектирование электрической машины - сложная многовариантная задача. При ее решении приходится учитывать большое количество факторов. Разработчики проекта пытаются получить, по возможности наиболее быстрым путем, более близкого к заданию расчетного варианта. Они, подход к расчету и проектированию электрических машин на всех этапах развития включали в себя все новейшие достижения в теории и практике электромашиностроения.

Электрическая машина должна иметь капитальные минимальные вложения в производство и минимальную трудоемкость. Для этого она должна иметь технологическую конструкцию, максимально использовать существующее технологическое оборудование и оснастку.

Важнейшим требованием является минимальная материалоемкость. При создании новой электрической машины важнейшим требованием является экономия стали, алюминия, меди, изоляции и конструкционных материалов. С экономией материалов связано создание машин, имеющих минимальные отходы материалов при изготовлении.

Электрическая машина должна иметь высокие показатели коэффициента полезного действия и cos ц. Электрические машины с минимальными потерями позволяют уменьшить вложение материалов. Высокие энергетические показатели машины гарантируют снижение уровня текущих затрат на эксплуатацию и капитальные вложения потребителя.

Показатели экономической эффективности электрической машины могут быть установлены на основании анализа приведенных затрат, которые включают затраты на изготовление и эксплуатацию машины.

Поиски новых конструктивных решений, применение вычислительных машин, новых методов оптимизации, обобщение опыта проектирующих организаций позволяют создавать электрические машины с лучшими энергетическими характеристиками и меньшей массой.

За счет применения новых электроизоляционных и магнитных материалов, совершенствования методов расчета, конструкций и систем охлаждения машин удалось снизить удельную массу асинхронных двигателей от начала их широкого производства.

При проектировании новых машин и, в частности, при выполнении учебных проектов необходимо ориентироваться на современное конструктивное исполнение электрических машин, предусматривать применение новых электротехнических материалов.

Применение новых материалов и усовершенствование конструкций двигателей позволяет сэкономить в серии 4А по сравнению с двигателями А2: 24% стали электротехнической, 25% обмоточной меди, 20% чугунного литья, 10% алюминия, 30% стального проката. Масса двигателей снижается на 22%. От внедрения серии 4А общий экономически эффект составляет несколько десятков миллионов рублей в год.

При проектировании индивидуальной машины необходимо по возможности использовать имеющиеся на заводе штампы, модели, шаблоны и так выбирать размеры, чтобы максимально использовать существующие узлы и детали.

2. Расчетная часть

2.1 Выбор главных размеров

1) Выбираем высоту оси вращения двигателей серии 4А по мощности.

h = 170 мм

Из таблицы высот оси вращения электрических машин (по ГОСТ 13267-73) и соответствующие им наружные диаметры статоров асинхронных двигателей серии 4А принимаем меньшее ближайшее значение.

h = 160 мм и Д_а = 0,272 м

2) Находим внутренний диаметр статора по формуле:

Д = К_д • Д_а, где (1)

Д - внутренний диаметр статора, м;

К_д - выбираем из таблицы при различных числах полюсов;

К_д = 0,75

Д_а - наружный диаметр статора асинхронного двигателя, м.

Д = 0,75 • 0,272 = 200 • 10^-3 м

3) Находим полюсное деление по формуле:

ф = р • Д / 2 р, где (2)

ф - полюсное деление, м;

Д - внутренний диаметр статора, м.

ф = р • 200 • 10^-3 / 4 = 78,53•10^-3 м

4) Находим расчетную мощность по формуле:

Р = Р₂ • _•К_Е / з • cosц, где (3)

Р₂ - мощность на валу двигателя, Вт;

К_Е - отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению;

К_Е = 0,945;

Приближенные значения з и cos асинхронных двигателей серии 4А со степенью защиты IP44.

з = 0,87

cosц = 0,8

Р = 11 • 10³ • 0,945 / 0,87 • 0,8 = 14935,34 Вт

5) Выбираем предварительно электромагнитные нагрузки по наружному диаметру статора асинхронного двигателя.

А = 33 • 10³ А/м ; В_д = 0,76 Тл

6) Обмоточный коэффициент для однослойной обмотки

К_об1 = 0,95

7) Находим расчетную длину воздушного зазора по формуле:

l_д = Р / Д² • Щ • К_в • _•К_об1 • А • В_д, где (4)

l_д - расчетная длина воздушного зазора, м;

Р - расчетная мощность, Вт;

Д - внутренний диаметр статора, м;

Щ - синхронная угловая скорость вала двигателя, рад/с;

К_в - коэффициент формы поля;

К_об1 - обмоточный коэффициент для однослойной обмотки;

А - значение линейной нагрузки, А/м;

В_д - индукция в воздушном зазоре, Тл.

Синхронная угловая скорость вала двигателя находится по формуле:

Щ = 2 • р • n₁ / 60, где (5)

n₁ - синхронная частота вращения, об/мин.

Щ = 2 • р •3000 / 60 = 314 рад/с

l_д = 37155 / (180 • 10^-3)² • 314 • 1,11 • 0,95 • 33 • 10³ • 0,76 = 0,52м

8) Критерием правильности выбора главных размеров Д и l_д служит отношение:

л = l_д / ф, где (6)

l_д - длина воздушного зазора, м;

ф - полюсное деление, м.

л = 0,52 / 145 • 10^-3 = 2,2

Значение л = 2,2 находится в рекомендуемых пределах.

9) Предельные значения t₁ определяется по рисунку - зубцовое деление статора асинхронного двигателя с всыпанной обмоткой.

t_1min = 11мм, t_1max = 9,5мм

10) Число пазов статора находится по формуле:

Z_1min = р • Д / t_1max,где (7)

Д - внутренний диаметр статора, м;

t_1max - максимальное зубцовое деление статора, мм.

Z_1min = р • 0,204 / 0,011 = 58

Z_1max = р • Д / t_1min, где (8)

Д - внутренний диаметр статора, м;

t_1min - минимальное зубцовое деление статора, мм.

Z_1max = р • 0,204 / 0,009 = 72

Принимаем Z₁ = 72, тогда

q = Z₁ / 2р • m, где (9)

Z₁ - число пазов статора;

m - число фаз.

q = 72 / 8 • 3 = 3

Обмотка однослойная.

11) Находим зубцовое деление статора (окончательно):

t₁ = р • Д / 2 • р • m • q, где (10)

Д - внутренний диаметр статора, м;

m - число фаз.

t₁ = р • 0,204 / 8 • 3 • 3 = 8,9•10^-3м

12) Определяем число эффективных проводников в пазу. Предварительно, при условии а = 1:

u'_п = р • Д • А / I_1н • Z1, где (11)

u'_п - число эффективных проводников в пазу;

А - значение линейной нагрузки, А/м;

I_1н - номинальный ток обмотки статора, А;

Z₁ - число пазов статора.

Номинальный ток обмотки статора определяется по формуле:

I_1н = Р₂ / m • U_1н • cosц • з, где (12)

I_1н - номинальный ток обмотки статора, А;

Р₂ - мощность на валу двигателя, Вт;

m - число фаз;

U_1н - номинальное напряжение, В.

I_1н = 11 • 10³ / 3 • 220 • 0,8 • 0,87 = 23,94А

u'_п = р • 0,204 • 29,5 • 10³ / 23,94 • 72 = 10,96

13) Принимаем а = 2, тогда

u_п = а • u'_п, где (13)

u'_п - число эффективных проводников в пазу.

u_п = 2 • 10,96 = 22

14) Окончательное число витков в фазе обмотки находится по формуле:

w₁ = u_п • Z₁ / 2 • а • m, где (14)

w₁ - число витков в фазе обмотки;

Z₁ - число пазов статора.

w₁ = 22 • 72 / 2 • 2 • 3 = 132

Находим окончательное значение линейной нагрузки по формуле:

А = 2 • I_1н • w₁ • m / р • Д, где (15)

А - линейная нагрузка, А/м;

I_1н - номинальный ток обмотки статора, А;

Д - внутренний диаметр статора, м.

А = 2 • 23,94 • 132 • 3 / р • 204 • 10^-3 = 30,58•10³ А/м

Находим значение потока по формуле:

Ф = К_Е • U_1н / 4К_в • w₁ • К_об1 • f₁, где (16)

Ф - поток, Вб;

U_1н - номинальное напряжение, В;

К_в - коэффициент формы поля;

К_об1 - обмоточный коэффициент для однослойной обмотки;

f₁- частота вращения, Гц.

Ф = 0,945 • 220 / 4,44 • 132 • 0,958 • 50 = 7,1 • 10^-3Вб

Определяем индукцию в воздушном зазоре по формуле:

В_д = р • Ф / Д • l_д, где (17)

В_д - индукция в воздушном зазоре, Тл;

l_д - длина воздушного зазора, м.

В_д = 4 • 7,1 • 10^-3 / 204 • 10^-3 • 0,164 = 0,81 Тл

Значение А и В_д находятся в допустимых пределах.

15) Находим значение плотности тока в обмотке статора по формуле:

J = (АJ) / А, где (18)

J - плотность тока в обмотке статора, А/м²;

Среднее значение произведения (АJ) асинхронных двигателей находим с помощью наружного диаметра обмотки статора.

(АJ) = 209 • 10⁹ А²/м³

А - линейная нагрузка, А/м.

J = 209 • 10⁹ / 30,5 • 10³ = 6,85 • 10⁶ А/м²

16) Находим сечение эффективного проводника (предварительно) по формуле:

q_эф = I_1н / а • J₁, где (19)

q_эф - сечение эффективного проводника, мм²;

I_1н - номинальный ток обмотки статора, А;

J₁ - плотность тока в обмотке статора, А/м².

q_эф = 23,94/ 2 • 6,85 • 10^-6 = 1,747 мм²

Принимаем n_эл = 2, тогда

q_эл = 0,5 • q_эф, где (20)

q_эф - сечение эффективного проводника, мм².

q_эл = 0,5 • 1,747 = 0,873 мм²

По таблице диаметров и площадей поперечного сечения круглых медных эмалированных проводов выбираем обмоточный провод ПЭТМ, где

d_эл - номинальный диаметр неизолированного провода, мм;

d_эл = 0,85 мм.

q_эл - площадь поперечного сечения, мм²;

q_эл = 0,567 мм².

d_из - среднее значение диаметра изолированного провода, мм;

d_из = 0,915 мм.

Находим сечение эффективного проводника по формуле:

q_эф = q_эл • n_эл (21)

q_эф = 0,567 • 2 = 1,134 мм²

17) Находим плотность тока в обмотке статора по формуле:

J₁ = I_1н / а • q_эл • n_эл, где (22)

J₁ - плотность тока в обмотке статора, А/мм²;

I_1н - номинальный ток в обмотке статора, А;

q_эл - площадь поперечного сечения, мм².

J₁ = 23,94/2 • 0,567 • 10^-6 • 2 = 10,55 • 10⁶ А/м² = 10,55 А/мм²

2.2 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора.

18) Принимаем предварительно по таблице.

Допустимые значения индукции на различных участках магнитной цепи.

B_z1 = 1,9 Tл B_а = 1,6 Тл

Тогда ширину зубца статора находим по формуле:

b_z1 = B_д • t₁ • l_д / B_z1 • l_ст1 • К_с, где (23)

b_z1 - ширина зубца статора, мм;

В_д - индукция в воздушном зазоре, Тл;

t₁ - зубцовое деление статора, мм;

l_д - длина воздушного зазора, м;

В_z1 - значение индукции на различных участках цепи, Тл;

К_с = 0,97 (для оксидированных листов стали).

b_z1 = 0,8 • 9 • 10^-3 •0,164 / 1,9 • 0,164 • 0,97 = 3,9 мм

Высоту ярма статора определяем по формуле:

h_а = Ф / 2 • В_а • l_ст1 • К_с, где (24)

h_а - высота ярма статора, мм;

Ф - поток, Вб;

В_а - значение индукции на различных участках магнитной цепи, Тл.

h_а = 7,1 • 10^-3 / 2 • 1,35 • 164 • 10^-3 • 0,97 = 16,53 мм

19) Находим размеры паза в штампе.

Принимаем:

b_ш = 3,7 мм h_ш = 1 мм

h_п = Д_а - Д / 2 - h_a, где (25)

Д_а - наружный диметр статора, мм;

Д - внутренний диметр статора, мм;

h_а - высота ярма статора, мм.

h_п = 272 - 204 / 2 - 16,53 = 17,47 мм

Далее находим:

b₁ = р • ( Д + 2 • h_п ) / Z₁ - b_z1, где (26)

Z₁ - число пазов статора.

b₁ = р • ( 204 + 2 • 17,47 ) / 72 - 3,9 = 6,525 мм

b₂ = р • ( Д + 2 • h_ш - b_ш ) - Z₁ • b_z1 / Z₁ - р (27)

b₂ = р • ( 204 + 2 • 1 - 3,7 ) - 72 • 3,9 / 72 - р = 5,15 мм

Находим высоту клиновой части паза по формуле:

h₁ = h_п - ( h_ш + ( b₂ - b_ш / 2 )) (28)

h₁ = 17,47 - ( 1 + ( 5,15 - 3,7 / 2 )) = 115,74 мм

Находим размеры паза в свету с учетом припусков на шихтовку и сборку сердечников ?b_п и ?h_п по формуле:

b₁' = b₁ - ?b_п, (29)

b₂' = b₂ - ?b_п, (30)

h₁' = h₁ - ?h_п, где (31)

?b_п - припуск по ширине паза, мм;

?h_п - припуск по высоте паза, мм.

b₁ = 6,525 - 0,2 = 6,325 мм

b₂ = 5,151 - 0,2 = 4,951 мм

h₁ = 15,74 - 0,2 = 15,54 мм

Определяем площадь поперечного сечения паза для размещения проводников по формуле:

S_п' = ( b₁' + b₂' / 2 ) • h₁' - S_из - S_пр, где (32)

S_п' - площадь поперечного сечения паза для размещения проводников, мм²;

Площадь поперечного сечения прокладок S_пр = 0;

S_из - площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу, мм².

Площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу находим по формуле:

S_из = b_из ( 2 • h_п + b₁ + b₂ ), где (33)

b_из - односторонняя толщина изоляции в пазу, мм;

b_из = 0,5мм.

S_из = 0,44 • ( 2 • 17,47+ 6,52 + 5,15 ) = 20,511 мм²

S_п' = ( 6,4 + 4,9 / 2) • 15,54 - 20,511 = 67,29 мм²

20) Находим коэффициент заполнения паза по формуле:

K_з = d²_из • u_п • n_эл / S_п', где (34)

d_из - среднее значение диаметра изолированного провода, мм;

d_из = 0,44 мм;

u_п - число эффективных проводников в пазу;

S_п' - площадь поперечного сечения паза для размещения проводников, мм².

К_з = 1,11 • 22 • 2 / 67,29 = 0,729

Коэффициент заполнения паза находится в пределах.

2.3 Расчет ротора.

21) Определяем воздушный зазор в асинхронном двигателе по внутреннему диаметру статора.

д = 0,41 мм

22) Выбираем число пазов ротора.

Z₂ = 56

23) Находим внешний диаметр по формуле:

Д₂ = Д - 2 • д, где (35)

Д₂ - внешний диаметр ротора, м;

Д - внутренний диаметр статора, м;

д - воздушный зазор, м.

Д₂ = 0,204 - 2 • 0,41 • 10^-3 = 0,2032 м

24) Приравниваем длину ротора.

l₁ = l₂ = 0,17 м

25) Находим зубцовое деление ротора по формуле:

t₂ = р • Д₂ / Z₂, где (36)

t₂ - зубцовое деление ротора, мм;

Z₂ - число пазов ротора.

t₂ = р • 0,203 / 56 = 0,0113 м = 11,4 мм

26) Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник непосредственно насажен на вал и находится по формуле:

Д_j = Д_в = К_в • Д_а, где (37)

Д_j - внутренний диаметр сердечника ротора, мм;

Д_в - диаметр вала, мм;

К_в - выбираем из таблицы коэффициентов для расчета диаметра вала асинхронных двигателей.

К_в = 0,23;

Д_а - наружный диаметр статора асинхронного двигателя, м.

Д_j = Д_в = 0,23 • 0,272 = 0,06256 м = 60мм

27) Находим ток в стержне ротора по формуле:

I₂ = К_i • I₁ • н_i, где (38)

I₂ - ток в стержне ротора, А;

К_i - коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания и сопротивления обмоток на отношение I1 / I2. Его приближенное значение может быть взято по кривой в зависимости от номинального cos ц, которым задавались в начале расчета.

К_i = 0,85

I₁ - номинальный ток обмотки статора, А;

н_i - коэффициент приведения токов, для двигателей с короткозамкнутыми роторами, который находится по формуле:

н_i = 2 • m₁ • w₁ • К_об1 / Z₂, где (39)

m₁ - количество фаз;

w₁ - число витков в фазе обмотки;

Z₂ - число пазов ротора.

н₁ = 2 • 3 • 132 • 0,958 / 56 = 13,548

I₂ = 0,85 • 23,94 • 13,548 = 275,68 А

28) Находим площадь поперечного сечения стержня по формуле:

q_c = I₂ / J₂, где (40)

q_c - площадь поперечного сечения стержня, мм²;

I₂ - ток в стержне ротора, А;

J₂ - плотность тока в стержне литой клетки;

J₂ = 2,5 • 10⁶ А/м²

q_c = 633 / 2,5 •10⁶ = 253,2 •10^-6 м² = 253,2 мм²

29) В асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором серии 4А с высотой оси вращения h <160 мм пазы имеют узкую прорезь со следующими размерами:

b_ш = 1,5 мм h_ш = 0,7 мм h_ш' = 0,3 мм

Находим допустимую ширину зубца по формуле:

b_Z2доп = В_д • t₂ • l_д / В_Z2 • l_ст2 • К_с, где (41)

b_Z2доп - ширина зубца, мм;

B_д - индукция в воздушном зазоре, Тл;

t₂ - зубцовое деление ротора, м;

l_д - длина воздушного зазора, м;

B_Z2 - выбираем из таблицы индукций на различных участках магнитной цепи.

В_Z2 = 1,75 Тл

b_Z2доп = 0,8 • 11,4 • 10^-3 • 0,17 / 1,75 • 0,17 • 0,97 = 5,22 мм

Находим размеры паза:

b₁ = ( р ? ( Д₂ - 2 • h_ш - 2 • h_ш' ) - Z₂ • b_Z2 ) / р + Z₂, где (42)

Д₂ - внешний диаметр ротора, мм;

b_Z2 - ширина зубца, мм;

Z₂ - число пазов ротора.

b₁ = ( р • ( 203 - 2 • 0,7 - 2 • 0,3) - 56 • 5,2 ) / р + 56 = 6,9 мм

b₂ = v ( b₁² • ( Z2 / р + р / 2 ) - q_c / 4 ) / ( Z2 / р - р / 2 ), где (43)

q_c - площадь поперечного сечения стержня, мм².

b2 = v ( 5,75² • ( 56/ р + р / 2) - 110,3 / 4) / ( 56 / р - р / 2 ) = 5,15 мм

h₁ = ( b₁ - b₂ ) • Z₂ / 2 ? р, где (44)

Z₂ - число пазов ротора.

h₁ = ( 5,75 - 6,15 ) • 56 / 2 ? р = 16,04 мм

Принимаем см. рис

b₁ = 5,5 мм; b₂ = 6 мм; h₁ = 16 мм.

Определяем полную высоту паза по формуле:

h_п2 = h_ш' + h_ш + b₁ / 2 + h₁ + b₂ / 2, где (45)

h_п2 - полная высота паза, мм.

h_п2 = 0,3 + 0,7 + 6,9/ 2 + 16,04 + 5,1 / 2 = 23,04 мм

Находим площадь сечения стержня по формуле:

q_c = р / 8 • ( b₁² + b₂² ) + 1 / 2 • ( b₁ + b₂ ) • h₁, где (46)

q_c - площадь сечения стержня, мм².

q_c = р / 8 • ( 5,5 + 6 ) + 1 / 2 • ( 5,5 +6 ) • 16 = 117,837 мм²

30) Находим плотность тока в стержне по формуле:

J₂ = I₂ / q_c, где (47)

I₂ - ток в стержне ротора, А.

J₂ = 275,68 / 117,837 • 10^-6 = 2,339 • 10⁶ А/м²

31) Короткозамыкающие кольца см. рис.

Находим площадь поперечного сечения замыкающих колец по формуле:

q_кл = I_кл / J_кл, где (48)

q_кл - площадь поперечного сечения замыкающих колец, мм²;

I_кл - ток в замыкающем кольце, А;

J_кл - плотность тока в кольце, мм².

Определяем ток в замыкающем кольце по формуле:

I_кл = I2 / ?, где (49)

I2 - ток в стержне ротора, А.

Находим ? по формуле:

? = 2 • sin р •p /Z₂, где (50)

Z₂ - число пазов ротора.

? = 2 • sin р • 4 /56 = 0,324

По формуле (49) находим I_кл.

I_кл = 275,68/ 0,324 = 850,86 А

Находим плотность тока в кольце по формуле:

J_кл = 0,85 • J₂, где (51)

J2 - плотность тока в стержне, А/м².

J_кл = 0,85 • 2,339• 10⁶ = 1,988 • 10⁶ А/м²

По формуле (48) находим площадь поперечного сечения замыкающих колец:

q_кл = 850,86 / 1,988 = 427,99 мм²

Находим размеры замыкающих колец:

b_кл = 1,25 • h_п2, где (52)

b_кл - высота кольца, мм;

h_п2 - полная высота паза, мм.

b_кл = 1,25 • 23,04= 28,8 мм

а_кл = q_кл / b_кл, где (53)

q_кл - площадь поперечного сечения замыкающих колец, мм2.

а_кл = 427,99 / 28,8 = 14,86 мм

q_кл = b_кл • а_кл (54)

q_кл = 28,8 • 14,86 = 427,96 мм²

Д_к.ср = Д₂ - b_кл, где (55)

Д₂ - внешний диаметр ротора, мм;

b_кл - высота кольца, мм.

Д_к.ср = 203 - 28,8 = 174,2 мм

2.4 Расчет намагничивающего тока

32) Находим индукцию в зубцах статора по формуле:

В_Z1 = B_д • t₁ • l_д / b_Z1 • l_ст1 • К_с, где (56)

В_Z1 - индукция в зубцах статора, Тл;

B_д - индукция в воздушном зазоре, Тл;

t₁ - зубцовое деление статора, м;

l_д - длина воздушного зазора, м;

b_Z1 - ширина зубца статора, м.

В_Z1 = 0,8 • 8,9 • 10^-3 • 0,17 / 3,9 • 10^-3 • 0,17 • 0,97 = 1,881 Тл

Находим индукцию в зубцах ротора по формуле:

B_Z2 = B_д • t₂ • l_д / b_Z2 • l_ст2 • K_c, где (57)

B_Z2 - индукция в зубцах ротора, Тл;

t₂ - зубцовое деление ротора, м;

b_Z2 - ширина зубца ротора, м.

В_Z2 = 0,8 • 11,4 • 10^-3 • 0,17 / 5,08 •10^-3 • 0,17 • 0,97 = 1,851 Тл

Находим индукцию в ярме статора по формуле:

B_a = Ф / 2 • h_a • l_ст1 • К_с, где (58)

B_а - индукция в ярме статора, Тл;

Ф - поток, Вб;

h_a - расчетная высота ярма статора, м.

В_а = 7,1 • 10^-3 / 2 • 16,53 • 0,17 • 0,97 = 1,85 Тл

Находим индукцию в ярме ротора по формуле:

B_j = Ф / 2 • h_j' • l_ст2 • К_с, где (59)

B_j - индукция в ярме ротора, Тл;

Ф - поток, Вб;

h_j' - расчетная высота ярма ротора, м.

Находим высоту ярма ротора по формуле:

h_j' = ( 2 + p) / 3,2 • р • ( Д₂ / 2 - h_п2 ), где (60)

h_j - высота ярма ротора, мм;

Д₂ - внешний диаметр ротора, мм;

h_п2 - полная высота паза, мм.

h_j' = ( 2 + 4 ) / 3,2 • 4 • ( 203 / 2 - 23,04 ) = 36,778 мм

По формуле (59) находим индукцию в ярме ротора.

B_j = 7,1 •10^-3 / 2 • 36,778 • 10^-3 • 0,17 • 0,97 = 0,585 Тл

33) Находим магнитное напряжение воздушного зазора по формуле:

F_д = 1,59 • 10⁶ • B_д • K_д • д, где (61)

F_д - магнитное напряжение воздушного зазора, А;

B_д - индукция в воздушном зазоре, Тл;

K_д - коэффициент воздушного зазора;

д - воздушный зазор, м.

Находим коэффициент воздушного зазора по формуле:

К_д = t₁ / (t₁ - г • д), где (62)

t₁ - зубцовое деление, мм.

г = ( b_ш1 / д )² / ( 5 + b_ш1 / д ) (63)

г = ( 3,7 / 0,5)² / ( 5 + 3,7 / 0,5 ) = 4,416

По формуле (62) находим коэффициент воздушного зазора:

К_д = 8,9 / ( 8,9 - 4,416 • 0,5 ) = 1,329

По формуле (61) находим:

Fд = 1,59 •10⁶ • 0,8 • 1,329 • 0,5 • 10^-3 = 845,24 А

34) Находим магнитные напряжения зубцовых зон статора по формуле:

F_Z1 = 2 • h_Z1 • H_Z1, где (64)

По кривой намагничивания для стали 2013 определяем:

H_Z1 =9600А/м при B_Z1 = 1,881 Тл

h_Z1 = h_п1 = 17,47 мм

F_Z1 = 2 • 17,47 • 10^-3 • 9600 = 335 А

35) Находим магнитные напряжения зубцовых зон ротора по формуле:

F_Z2 = 2 • h_Z2 • H_Z2, где (65)

По кривой намагничивания для стали 2013 определяем:

H_Z2 = 9400 А/м при B_Z2 = 1,851 Тл

h_Z2 = h_п2 - 0,1 • b₂ (66)

h_Z2 = 23,04 - 0,1 • 6 = 22,44 мм

Находим по формуле (65):

F_Z2 = 2 • 22,44• 10^-3 • 9400 = 421 А

36) Находим коэффициент насыщения зубцовой зоны по формуле:

К_Z = 1 + (F_Z1 + F_Z2) / F_д, где (67)

F_Z1 и F_Z2 - магнитные напряжения зубцовых зон статора и ротора, А;

F_д - магнитное напряжение воздушного зазора, А.

К_Z = 1 + (335+421) / 845,24= 1,894

37) Находим магнитные напряжения ярмa статора по формуле:

F_a = L_a • H_a, где (68)

F_a - магнитное напряжение ярма статора, А;

L_a - длина средней магнитной линии ярма статора, м;

H_a - напряженность поля при индукции В_а по кривой намагничивания для ярма принятой марки стали, А/м.

Длину средней магнитной линии ярма статора находим по формуле:

L_a = р • ( Д_а - h_a ) / 2 • р, где (69)

h_a - высота ярма статора, м;

Д_а - наружный диаметр статора, м.

L_a = р • ( 0,275 - 0,01653 ) / 2 = 0,1003 м

По таблице кривых намагничивания для ярма выбираем:

H_a = 357 А/м при B_a = 1,3 Тл

По формуле (68) находим:

F_a = 0,1003 • 357 = 35,7 А

38) Находим магнитные напряжения ярма ротора по формуле:

F_j = L_j • H_j, где (70)

F_j - магнитное напряжение ярма ротора, А;

L_j - длина средней магнитной линии потока в ярме ротора, м;

H_j - напряженность поля при индукции В_j по кривой намагничивания ярма для принятой марки стали, А/м.

Длину средней магнитной линии потока ярма ротора находим по формуле:

L_j = р • ( Д_j - h_j ) / 2р, где (71)

Д_j - диаметр вала ротора, м;

h_j - высота спинки ротора, м.

Высоту спинки ротора находим по формуле:

h_j = ( Д₂ - Д_j ) / 2 - h_п2, где (72)

Д₂ - внешний диаметр ротора, мм;

h_п2 - полная высота паза, мм.

h_j = ( 203 - 60 ) / 2 - 23,04 = 48,46 мм

По формуле (71) находим:

L_j = р • ( 0,0,062 - 0,048 ) /8 = 0,0433 м

По таблице кривых намагничивания для ярма выбираем:

H_a = 71 А/м и В_а = 0,585 Тл

По формуле (70) находим:

F_j = 0,0433 • 71 = 3,079А

39) Находим магнитное напряжение на пару полюсов по формуле:

F_ц = F_д + F_Z1 + F_Z2 + F_a + F_j, где (73)

F_ц - магнитное напряжение на пару полюсов, А;

F_д - магнитное напряжение воздушного зазора, А;

F_Z1 , F_Z2 - магнитные напряжения зубцовых зон статора и ротора, А;

F_a , F_j - магнитные напряжения ярма статора и ротора, А.

F_ц = 845,24+335+421+35,7+3,079= 1640,019 А

40) Находим коэффициент насыщения магнитной цепи по формуле:

К_м = F_ц / F_д (74)

K_м = 1640,019 / 845,24 = 1,94

41) Находим намагничивающий ток по формуле:

I_м = p • F_ц / 0,9 • m • w₁ • K_об1, где (75)

w₁ - число витков в фазе обмотки.

I_м = 4 • 1640,019 / 0,9 • 3 • 132 • 0,958 = 19,21 А

42) Определяем относительное значение по формуле:

I_м* = I_м / I_1н, где (76)

I_1н - номинальный ток обмотки статора, А.

I_м* = 19,21 / 23,94 = 0,802

2.5 Параметры рабочего режима

43) Находим активное сопротивление фазы обмотки статора по формуле:

r₁ = с₁₁₅ •L₁ / q_эф • а, где (77)

с₁₁₅ - удельное сопротивление материала обмотки при расчетной температуре, Ом • м;

Для класса нагревостойкости изоляции F расчетная температура равна 115^оС. Для меди с₁₁₅ = 10^-6 / 41 Ом • м.

L₁ - общая длинна эффективных проводников фазы обмотки, м;

q_эф - сечение элементарного проводника;

а - число параллельных ветвей обмотки.

Находим длину эффективных проводников фазы обмотки по формуле:

L₁ = l_ср • w₁, где (78)

w₁ - число витков фазы;

l_ср - средняя длина витка обмотки, м.

Средняя длина витка обмотки находим по формуле:

l_ср = 2 • ( l_п1 + l_л1), где (79)

Длина пазовой части l_п1 равна конструктивной длине сердечников машины.

l_п1 = l₁ = 0,17 м

Находим длину лобовой части по формуле:

l_л1 = К_л • b_кт + 2 • В, где (80)

b_кт - средняя ширина катушки, м;

К_л находим по числу полюсов.

К_л = 1,5.

В - длина вылета прямолинейной части катушек из паза от торца сердечника до начала отгиба лобовой части, м;

В = 0,01 м

Находим среднюю ширину катушки по формуле:

b_кт = р ? ( Д + h_п1 ) / 2, где (81)

Д - внутренний диаметр статора, м.

b_кт = р • ( 0,204 + 0,0174 ) / 8 = 0,0869 м

По формуле (80) находим:

l_л1 = 1,5 • 0,0869 + 2 • 0,01 = 0,15 м

По формуле (79) находим:

l_ср = 2 • ( 0,17 + 0,15 ) = 0,6407 м

По формуле (78) находим:

L₁ = 0,6407 •132 = 84,57 м

По формуле (77) находим:

r₁ = 10^-6 / 41 • 84,57 / 1,74 • 10^-6 • 2 = 0,592 Ом

Длину вылета лобовой части катушки определяем по формуле:

l_выл = К_выл • b_кт + В, где (82)

К_выл находим по числу полюсов.

К_выл = 0,5

t_выл = 0,5 • 0,086 + 0,01 = 53 мм

Находим относительное значение активного сопротивления фазы обмотки статора по формуле:

r₁^* = r₁ • I_1н / U_1н (83)

r₁^* = 0,592 • 23,94 / 220 = 0,0644

44) Находим активное сопротивление фазы обмотки ротора по формуле:

r₂ = r_c + 2 • r_кл / ?², где (84)

r_c - сопротивление стержня, Ом;

r_кл - сопротивление участка замыкающего кольца, заключенного между двумя соседними стержнями, Ом.

Сопротивление стержня находим по формуле:

r_c = с₁₁₅ • l₂ / q_c, где (85)

с₁₁₅ = 10^-6 / 20,5 Ом • м (для литой алюминиевой обмотки ротора).

l₂ - полная длина стержня, равная расстоянию между замыкающими кольцами, м;

q_c - сечение стержня, м².

r_c = 10^-6 / 20,5 • 0,17 / 117,837 • 10^-6 = 7,086• 10^-6 Ом

Находим сопротивление участка замыкающего кольца, заключенного между двумя соседними стержнями по формуле:

r_кл = с₁₁₅ • р • Д_кл.ср / Z₂ • q_кл, где (86)

Д_кл.ср - средний диаметр замыкающих колец, м;

Z₂ - число пазов ротора;

q_кл - площадь поперечного сечения замыкающего кольца, м².

r_кл = 10^-6 / 20,5 ? р ? 0,174 / 56 •427,96 •10^-6 = 1,113 • 10^-6 Ом

По формуле (84) находим:

r₂ = 7,086 •10^-6 + 2 •1,113 • 10^-6 / ( 0,324 )² = 28,29 •10^-6 Ом

Приводим r₂ к числу витков обмотки статора по формуле:

r₂' = r₂ • 4 • m • ( w • К_об1 )² / Z₂ (87)

r₂' = 28,29 • 4 • 3 •(132 • 0,958 )² / 56 = 0,096 Ом

Находим относительное значение r₂' по формуле:

r₂'^* = r₂' • I_1н / U_1н (88)

r₂'^* = 0,969 • 23,94 / 220 = 0,01054

45) Находим индуктивное сопротивление фазы обмотки статора по формуле:

x₁ = 15,8 • f₁ / 100 • ( w₁ / 100 )² • l_д / p • q • ( л_п +л_л1 +л_д1), где (89)

f₁ - частота вращения, Гц;

w₁ - число витков фазы;

l_д - длина воздушного зазора, м;

л_п - коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния;

л_л1 - коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния;

л_д1 - коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния для обмоток статора и ротора.

Находим коэффициент проводимости пазового рассеяния по формуле:

л_п = h_з • К_в / 3 • b + ( h₂ / b + 3 • h₁ / ( b + 2 • b_ш ) + h_ш / b_ш ) •К'_в, где (90)

Известно: h_з = 15,8 мм; b = 5,2 мм; h₂ = 0; К_в = 1; К_в' = 1.

Находим h₁ по формуле:

h₁ = ( b - b_ш ) / 2 (91)

h₁ = (5,2 - 3,1 ) / 2 = 1,05 мм

По формуле (90) находим:

л_п = 15,8 • 1 / 3,52 + ( 0 / 5,2 +3 • 1,05 / (5,2 + 2 • 3,7 ) + 1 / 3,7 ) • 1 = 1,533

Находим коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния по формуле:

л_л1 = 0,34 • q / l_д' • ( l_л - 0,64 ? в ? ф ), где (92)

l_д = l_д' = 0,17 м

q - число пазов;

l_л - длина лобовой части катушки, мм.

л_л1 = 0,34 • 3 / 0,17 • ( 0,15 - 0,64 • 0,88•0,078 ) = 0,636

Находим коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния для обмоток статора и ротора по формуле:

л_д1 = t₁ • о / 12 • д • К_д, где (93)

t₁ - зубцовое деление статора, мм;

д - воздушный зазор, мм.

Определяем о по формуле:

о = 2 ? К_ск' • К_в - К_об1² • ( t₂ / t₁ )² • ( 1 + в_ск² ), где (94)

в_ск = 0;

Если t₂ / t₁ = 1,6 то коэффициент проводимости дифференциального рассеяния К_ск' = 1,8.

о = 2 ? 1,3 - 0,958² • ( 11,4 / 8,9 )² = 1,096

По формуле (93) находим:

л_д1 = 8,9 • 1,096 / 12 • 0,5 • 1,329 = 1,2232

По формуле (89) находим:

x₁ = 15,8 • 50 / 100 • ( 132 / 100 )² • 0,17 /2 4 • (1,533+0,636+1,223) = 0,331 Ом

Находим относительное значение индуктивного сопротивления фазы обмотки статора по формуле:

x₁' = x₁ • I_1н / U_1н (95)

x₁' = 0,331 • 23,94 / 220 = 0,036

46) Находим индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора по формуле:

x₂ = 7,9 • f₁ • l_д' • 10^-6 ( л_п2 + л_л2 + л_д2 ), где (96)

f₁ - частота вращения, Гц;

l_д' - длина воздушного зазора, м.

Находим коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния по формуле:

л_п2 = ( h₁ / 3 • b • ( 1 - р • b² / 8 • q_с )² + 0,66 - b_ш / 2 • b ) • К_д + h_ш / b_ш +

+ 1,12 • h_ш' • 10⁶ / I₂, где (97)

Известно: b = 6,9 мм; b_ш = 1,5 мм; К_д = 1 ( для рабочего режима ).

h_ш' - толщина перемычки над пазом, мм;

I₂ - ток ротора, А.

л_п2 = ( 21,68 / 3 • 6,9 • ( 1 - р ? 6,9² / 8 • 117,837 )² + 0,66 - 1,5 / 2 • 6,9 ) • 1 +

+ 0,7/ 1,5 + 1,12 • 0,3 • 10⁶ /275,68 = 3,1179

Находим коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния по формуле:

л_л2 = ( 2,3 • Д_кл.ср / Z₂ • l_д' • ?² ) • lg 4,7 • Д_кл.ср / а_кл + 2 • b_кл, где (98)

Д_кл.ср - средний диаметр замыкающих колец, м;

Z₂ - число пазов ротора;

? - коэффициент приведения токов в кольце к току в стержне;

а_кл и b_кл - средняя высота и ширина колец, м.

л_л2 = ( 2,3 • 174,2 • 10^-3 / 56 • 0,17 • ( 0,324 ) ² ) • lg 4,7 • 174,2 • 10^-3 / 0,01486 +

+ 2 • 0,0288 = 0,63

Находим коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния для обмоток статора и ротора по формуле:

л_д2 = t₂ • о / 12 ? д ? К_д, где (99)

t₂ - зубцовое деление ротора, мм;

о ? 1;

д - воздушный зазор, мм.

л_д2 = 11,4 • 1 / 12 • 0,5 • 1,329 = 1,429

По формуле (96) находим:

x₂ = 7,9 • 50 • 0,17 • ( 3,1179+ 0,63 +1,429 ) • 10^-6 = 347,628 • 10^-6 Ом

Приводим x₂ к числу витков статора по формуле:

x₂' = x₂ • 4 • m • ( w₁ • К_об1 )² / Z₂, где (100)

m - число фаз;

w₁ - число витков в фазе обмотки;

Z₂ - число пазов ротора.

x₂' = 347,628 • 10^-6 • 4 • 3 • ( 132• 0,958 )² / 56 = 1,189 Ом

Находим относительное значение x₂':

x₂'^* = x₂' • I_1н / U_1н (101)

x₂'^* = 1,189 • 23,94 / 220 = 0,142

2.6 Расчет потерь

47) Находим потери в стали основные по формуле:

Р_ст.осн = р_1,0/5,0 • ( f₁ / 50 )^в • ( К_да • В_а² • m_а + К_дz • В_z1² • m_z1 ), где (102)

Р_1,0/5,0 = 2,6 Вт/кг и в = 1,5 для стали 2013 по таблице удельных потерь в стали асинхронных двигателей и значений в при толщине листов 0,5 мм;

f₁ - частота вращения, Гц;

К_да и К_дz - коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участков магнитопровода и технологических факторов. Для машин мощностью меньше 250кВт приближенно можно принять К_да = 1,6 и К_дz = 1,8.

В_а и В_z1 - индукция в ярме и средняя индукция в зубцах статора, Тл;

m_a, m_z1 - масса стали ярма и зубцов статора, кг.

Находим массу ярма по формуле:

m_a = р • ( Д_а - h_a ) • h_a • l_ст1 • К_с ? г_с, где (103)

Д_а - наружный диаметр статора, м;

h_a - высота ярма статора, м;

г_c = 7,8 • 10³ кг/м³

Находим высоту ярма статора по формуле:

h_a = 0,5 • ( Д_а - Д ) - h_п1, где (104)

Д - внутренний диаметр статора, м.

h_а = 0,5 • ( 0,272 - 0,204 ) - 0,0174 = 0,0166 м

По формуле (103) находим:

m_a = р ? ( 0,272 - 0,0164 ) • 0,17 • 0,97 • 7,8 • 10³ = 17,13 кг

Находим массу зубцов статора по формуле:

m_z1 = h_z1 • b_z1ср • Z ₁ • l_ст1 • К_с • г_c, где (105)

h_z1 - расчетная высота зубца статора, м;

b_z1ср - средняя ширина зубца статора, м;

Z₁ - число пазов статора;

г_с = 7,8 • 10³ кг/м³.

m_z1 = 17,47 • 10^-3 • 3,9 • 10^-3 • 72 • 0,17 • 0,97 • 7,8 • 10³ = 6,309 кг

По формуле (102) находим:

Р_ст.осн = 2,6 • ( 1,6 • 1,3² • 17,13+ 1,8 • 1,88² • 6,309) = 224,787 Вт

48) Находим поверхностные потери в роторе по формуле:

Р_пов2 = р_пов2 • ( t₂ - b_ш2 ) • Z₂ • l_ст2, где (106)

р_пов2 - потери, приходящиеся на 1м² поверхности головок для ротора, Вт/ м³;

t₂ - зубцовое деление ротора, мм;

Z₂ - число пазов ротора.

Находим р_пов2 по формуле:

р_пов2 = 0,5 • К₀₂ • ( Z₁ • n₁ / 10000 )^1,5 • (В₀₂ • t₁ • 10³)², где (107)

К₀₂ = 1,5;

В₀₂ - амплитуда пульсации индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов ротора, Тл.

Находим В₀₂ по формуле:

В₀₂ = в₀₂ • К_д • В_д, где (108)

в₀₂ = 0,37;

В_д - индукция в воздушном зазоре, Тл.

В₀₂ = 0,37 • 1,329 • 0,8 = 0,393 Тл

По формуле (107) находим:

р_пов2 = 0,5 • 1,5 • ( 72 • 750 / 10000 )^1,5 • ( 0,393 • 8,9 )² = 133,77 Вт/м²

По формуле (106) находим:

Р_пов2 = 133,77 • (11,4-3,7) • 10^-3 • 56 • 0,13 = 7,498 Вт

49) Находим пульсационные потери в зубцах ротора по формуле:

Р_пул2 = 0,11 • ( Z₁ • n • В_пул2 / 1000 )² •m_z2, где (109)

В_пул2 - амплитуда пульсаций индукции в среднем значении зубцов ротора, Тл;

m_z2 - масса стали зубцов ротора, кг.

Находим В_пул2 по формуле:

В_пул2 = г ? д ? В_z2ср / 2 • t₂, где (110)

В_z2ср - средние индукции в зубцах ротора, Тл;

t₂ - зубцовое деление ротора, мм;

д - воздушный зазор, мм.

В_пул2 = 4,416 • 0,5 • 1,851 / 2 • 11,4 =0,179 Тл

Находим m_z2 по формуле:

m_z2 = Z₂ • b_z2ср • h_z2 • l_ст2 • К_с • г_c, где (111)

h_z2 - расчетная высота зубца ротора, м;

b_z2ср - средняя ширина зубца ротора, м;

г_c = 7,8 • 10³ кг/м₃;

Z₂ - число пазов ротора.

m_z2 = 15 • 10,8 • 10^-3 • 26,3 • 10^-3 • 0,17 • 0,97 • 7,8 • 10³ = 5,48 кг

По формуле (109) находим:

Р_пул2 = 0,11 • ( 72 •750 • 0,179 / 1000 )² • 8,629 = 88,68 Вт

50) Определяем сумму добавочных потерь в стали по формуле:

Р_ст.доб = Р_пов2 + Р_пул2 (112)

Р_ст.доб = 7,498+88,68= 96,178 Вт

51) Определяем полные потери в стали по формуле:

Р_ст = Р_ст.осн + Р_ст.доб (113)

Р_ст = 224,787+96,178= 320,96 Вт

52) Найдем механические потери по формуле:

Р_мех = К_т • ( n / 10 )² • Д_а⁴, где (114)

Д_а - наружный диаметр статора, м;

Для двигателей 2р = 2,

К_т = 1,3 • ( 1 - Д_а ) (115)

К_т = 1,3 • ( 1 - 0,272 ) = 0,95

По формуле (114) находим:

Р_мех = 0,95 • ( 750 / 10 )² • 0,272⁴ = 29,25 Вт

53) Находим добавочные потери при номинальном режиме по формуле:

Р_доб.н = 0,005 • Р_2н / з, где (116)

Р_2н - мощность на валу двигателя, Вт.

Р_доб.н = 0,005 • 11000 / 0,87 = 63,218 Вт

54) Определяем холостой ход двигателя по формуле:

I_хх = v I_хха² + I_м², где (117)

I_хха - активная составляющая тока холостого хода, А;

I_м - намагничивающий ток, А.

Находим I_хха по формуле:

I_хха = ( Р_ст + Р_мех + Р_э1хх ) / m • U_1н, где (118)

Р_э1хх - электрические потери в статоре при холостом ходе, Вт;

m - число фаз.

Находим Р_э1хх по формуле:

Р_э1хх = 3 • I_м² • r₁, где (119)

r₁ - активное сопротивление фазы обмотки статора, Ом.

Р_э1хх = 3 • 19,21² •0,592 = 655,386 Вт

По формуле (118) находим:

I_хха = ( 320,965 + 29,25 + 655,386 ) / 3 • 220 =1,523 А

По формуле (117) находим:

I_хх = v 1,523² + 19,21² = 19,275 А

Находим коэффициент мощности при холостом ходе по формуле:

сosц_хх = I_хха / I_хх (120)

cosц_хх = 1,523 / 19,275 = 0,08

2.7 Расчет рабочих характеристик

55) Сопротивления r₁₂ и x₁₂ определяют по следующим формулам:

r₁₂ = Р_ос.осн / m • I_м², где (121)

m - число фаз;

I_м² - намагничивающий ток, А.

r₁₂ = 224,787 / 3 • 19,21² = 0,203 Ом

x₁₂ = U_1н / I_м - x₁, где (122)

x₁ - индуктивное сопротивление фазы обмотки статора, Ом.

x₁₂ = 220 / 19,21 - 0,331 = 11,121 Ом

Находим г по формуле:

г = arctg ( r₁ • x₁₂ - r₁₂ • x₁ ) / ( r₁₂ • ( r₁ + r₁₂ ) + x₁₂ • ( x₁ + x₁₂ )) (123)

г = arctg ( 0,592 • 11,121 - 0,203• 0,331 ) / ( 0,203 • ( 0,592 + 0,203 ) +11,121 • ( 0,331 +11,121 )) = 0,0511

Используем приближенную формулу, так как

| г | < 1⁰

Находим коэффициент с₁ по приближенной формуле:

c₁ ? 1 + x₁ / x₁₂, где (124)

с₁ ? 1 + 0,331 / 11,121 = 1,0297

Находим активную составляющую тока синхронного холостого хода по формуле:

I_оа = ( Р_ст.осн + 3 • I_м² • r₁ ) / 3 • U_1н, где (125)

I_м - намагничивающий ток, А.

I_оа = ( 224,787 + 3 • 19,21² • 0,592 ) / 3 • 220 = 1,333 А

Находим:

а' = с₁² (126)

а' = 1,0297² = 1,0602 Ом; b' = 0

а = с₁ • r₁ (127)

а = 1,0297 • 0,592 = 0,6095 Ом

b = c₁ • ( x₁ + c₁ • x₂) (128)

b = 1,0297 • ( 0,331 + 1,0297 • 1,1890) = 1,6015 Ом

Принимаем S_н ? r₂'^* ? 0,011 и рассчитываем рабочие характеристики, задаваясь

S = 0,05; 0,01; 0,011.

Результаты расчета приведены в таблице 1.

Данные расчета рабочих характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Р_2н = 11 кВт; U_1н = 220/380 В; 2р = 4; I_2н = 19,275 А; Р_ст + Р_мех = 0,35 кВт;

Р_доб.н = 0,063 кВт; I_оа = 1,333 А; I_ор ? I_м ? 19,21 А; r₁ = 0,592 Ом;

r₂' = 0,015 Ом; с₁ = 1,0297; а' = 1,06 Ом; а = 0,609 Ом; b' = 0; b = 1,6015 Ом.

Расчетная формула	Еди ница	Скольжение
		0,005	0,01	0,011
а' • r2' / S	Ом	20,55	10,28	9,952
b' • r2' / S	Ом	0	0	0
R= a + a' • r2' / S	Ом	21,16	10,886	9,952
X= b + b' • r2' / S	Ом	1,6015	1,6015	1,6015
Z = v R2 + X2	Ом	21,23	11,005	10,03
I2'' = U1н / Z	А	10,35	19,99	21,93
cosц2' = R / Z	-	0,996	0,989	0,992
sinц2' = X / Z	-	0,075	0,145	0,159
I1a= Iоа + I2'' ? cosц2'	А	11,641	21,103	23,087
I1р= Iор + I2'' ? cosц2'	А	19,986	22,108	22,696
I1 = v I1а2 + I1р2	А	23,12	30,56	32,37
I2' = c1 • I2''	А	10,657	20,583	22,581
Р1 = 3 • U1н • I1а	кВт	7,683	13,927	15,237
Рэ1 = 3 • I12 • r1	кВт	0,949	1,658	1,86
Рэ2 = 3 • I2' • r2'	кВт	0,12	0,23	0,25
Рд = Рд.н • ( I1 / I1н )2	кВт	0,058	0,103	0,115
УР = Рст + Рмех + + Рэ1 + Рэ2 + Рдоб	кВт	0,4102	0,445	0,4679
Р2 = Р1 - УР	кВт	7,272	13,471	14,769
з = 1 - УР / Р1	-	0,946	0,967	0,969
cosц = I1а / I1	-	0,503	0,69	0,713

Находим пусковые характеристики двигателя с короткозамкнутым ротором .

Таблица 2

Данные расчета пусковых характеристик двигателя с короткозамкнутым ротором

Р₂ = 11 кВт; 2р = 4; U_н = 220/380 В; x₁ = 0,331 Ом; x₂' = 1,189 Ом; x_12п =
= 11,12 Ом; r₁ = 0,592 Ом; r₂' = 0,015 Ом; I_1н = 23,94 А; S_н = 0,011

	Р Расчетная формула		Скольжение
			1	0,8	0,5	0,2	0,1
1 2 3

Подобные документы

• Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

  Расчет рабочих характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Определение числа пазов статора, витков в фазе обмотки сечения провода обмотки статора. Расчёт размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Расчёты основных потерь.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 10.01.2011
  

• Расчет электродвигателя с короткозамкнутым ротором

  Последовательность выбора и проверка главных размеров асинхронного двигателя. Выбор конструктивного исполнения обмотки статора. Расчёт зубцовой зоны, воздушного зазора, ротора и магнитной цепи, потерь и рабочих характеристик. Параметры рабочего режима.
  
  курсовая работа [548,6 K], добавлен 18.01.2016
  

• Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

  Данные двигателя постоянного тока серии 4А100L4УЗ. Выбор главных размеров асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Расчет зубцовой зоны и обмотки статора, конфигурация его пазов. Выбор воздушного зазора. Расчет ротора и магнитной цепи.
  
  курсовая работа [4,8 M], добавлен 06.09.2012
  

• Проектирование асинхронного двигателя

  Расчет площади поперечного сечения провода обмотки статора, размера его зубцовой зоны, воздушного зазора, ротора, магнитной цепи, параметров рабочего режима, потерь, пусковых характеристик с целью проектирования трехфазного асинхронного двигателя.
  
  курсовая работа [945,2 K], добавлен 04.09.2010
  

• Расчет асинхронного двигателя

  Выбор основных размеров асинхронного двигателя. Определение размеров зубцовой зоны статора. Расчет ротора, магнитной цепи, параметров рабочего режима, рабочих потерь. Вычисление и построение пусковых характеристик. Тепловой расчет асинхронного двигателя.
  
  курсовая работа [1,9 M], добавлен 27.09.2014
  

• Проектирование асинхронного двигателя

  Расчет основных размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора, ротора и намагничивающего тока. Расчет параметров схемы замещения. Индуктивное сопротивление фазы обмотки. Учет влияния насыщения на параметры. Построение пусковых характеристик.
  
  курсовая работа [894,9 K], добавлен 07.02.2013
  

• Расчёт асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

  Определение внутреннего диаметра статора и длины магнитопровода, предварительного числа эффективных проводников в пазу. Плотность тока в обмотке статора. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Магнитное напряжение воздушного зазора.
  
  курсовая работа [1,6 M], добавлен 25.01.2015
  

• Проектирование асинхронного двигателя с фазным ротором

  Перспектива совершенствования технологии проектирования электрических машин. Выбор главных размеров. Расчет зубцовой зоны и обмотки статора, магнитной цепи, параметров рабочих режимов, потерь, рабочих характеристик. Работа двигателя при отключениях.
  
  курсовая работа [1,7 M], добавлен 17.08.2013
  

• Проектирование трехфазного асинхронного электродвигателя

  Выбор главных размеров трехфазного асинхронного электродвигателя. Определение числа пазов, витков и сечения провода обмотки статора. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Расчет короткозамкнутого ротора, намагничивающего тока.
  
  курсовая работа [285,6 K], добавлен 14.03.2009
  

• Электродвигатель трехфазный асинхронный с короткозамкнутым ротором

  Электромагнитный расчет трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Выбор главных размеров, определение числа пазов статора и сечения провода обмотки. Расчет размеров зубцовой зоны статора, ротора, намагничивающего тока.
  
  курсовая работа [3,0 M], добавлен 28.04.2014
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам