Проектирование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором общего назначения
Расчет размеров трехфазного асинхронного двигателя. Конструирование обмотки статора. Расчет параметров асинхронного двигателя. Сравнение рассчитанного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и аналогичного серийного асинхронного двигателя.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 11.05.2017 |
Размер файла | 675,4 K |
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.
1793.85
А
3.42
Площадь поперечного сечения замыкающего кольца qкл = Iкл/Jкл = 1793.85/2.55 = 702.28 ммІ
qкл
702.28
ммІ
3.43
Высота сечения замыкающего кольца hкл = 1.25hп(2) = 1.2534.3 = 42.9 мм
hкл
42.9
мм
3.44
Ширина замыкающего кольца bкл = qкл/hкл = 702.28/34.3 = 16.4 мм
bкл
16.4
мм
3.45
Средний диаметр замыкающего кольца Dкл.ср. = D2hкл10-3 = 0.20542.910-3 = 0.162 м
Dкл.ср.
0.162
м
Проверка правильности расчета геометрических размеров зубцовой зоны ротора t'2пр=р(D21032(hш(2)+h'ш(2))b1(2))/Z2 =р(0.2051032(0.7+0.3)9.2)/34= 17,92 мм t''2пр= b'Z(2)+b1(2)=8,72+9,2=17,92 ?t2пр =t'2пр -t''2пр=17,92-17,92=0
t'2пр t''2пр
17,92 17,92
Если геометрические размеры зубцовой зоны рассчитаны правильно, то ?t2пр =0
0
Параметры расчетов :
· J2 = 3.01 А/ммІ - Плотность тока в стержне ротора
· p= 2 - Число пар полюсов
· Z2 = 34 - Число пазов ротора
· I2н.пред = 659.24 А - Предварительное значение номинального фазного тока ротора
· hп(2) = 34.3 мм - Высота паза ротора
· D2 = 0.205 м - Внешний диаметр ротора
· b'Z(2) = 8.72 мм - Первое проверочное число параллельности граней зубцов ротора
· b1(2) = 9.2 мм - Диаметр закругления верхней части ротора
· hш(2) = 0.7 мм - Глубина прорези паза ротора
· h'ш(2) = 0.3 мм - Высота перемычки над пазом ротора
Выбор количества и размеров вентиляционных лопаток
№ п/п |
Наименование расчетных величин, формулы и пояснения |
Обозна- чение |
Вели- чина |
Размер- ность |
|
3.46 |
Количество вентиляционных лопаток ротора Nв.л. = ѓ(h,2p) Определяется по таблице 3.3 стр.106 1]. |
Nв.л. |
12 |
ед. |
|
3.47 |
Длина вентиляционной лопатки ротора lв.л. = ѓ(h,2p) Определяется по таблице 3.3 стр.106 1]. |
lв.л. |
60 |
мм |
|
3.48 |
Ширина конца вентиляционной лопатки ротора hв.л. = ѓ(h,2p) Определяется по таблице 3.3 стр.106 1]. |
hв.л. |
30 |
мм |
|
3.49 |
Толщина конца вентиляционной лопатки ротора bв.л. = ѓ(h) Толщина конца вентиляционной лопатки лежит в пределах bв.л.=2ч5мм |
bв.л. |
4 |
мм |
Параметры расчетов :
· h= 180 мм - Высота оси вращения двигателя
· 2p= 4 - Число полюсов
Правильный выбор воздушного зазора во многом определяет энергитические показатели АД. Чем меньше воздушный зазор, тем меньше его магнитное сопротивление и магнитное напряжение, составляющее основную часть МДС магнитной цепи всей машины. Поэтому уменьшение зазора приводит к уменьшению МДС магнитной цепи и намагничивающего тока двигателя, благодаря чему возрастает его cosц, и уменьшаются потери в мади обмотки статора. Но чрезмерное уменьшение воздушного зазора приводит к возрастанию амплитуды пульсаций индукции в зазоре и, как следствие этого, к увеличению поверхностных и пульсационных потерь. Поэтому КПД двигателей с очень малыми зазорами не улучшаются, а часто даже становится меньше.
В современных АД зазор выбирают, исходя из минимума суммарных потерь. Так как при увеличении зазора потери в меди возрастают, а пульсационные и поверхностные уменьшаются, то существует оптимальное соотношение параметрами, при котором сумма потерь будет наименьшей.
Расчет магнитной цепи
Длярасчетамагнитнойцепииспользуетсяуравнениеполноготокадля замкнутого контура
Fu=?H•dl,
Интеграл берется по контуру вдоль средней магнитной силовой линии. При решении задачи круговой интеграл заменяется суммой магнитных напряжений (суммой МДС) на участках магнитной цепи (рис.3)
Fц=?Hi•li,
где Fц - магнитодвижущая сила (МДС) вдоль замкнутого контура (скалярная величина), равная круговому интегралу напряженности магнитного поля вдоль рассматриваемого замкнутого контура и также равная полному току, охватываемому этим контуром;
n - число участков, на которые подразделена магнитная цеп
li, - длина средней магнитной силовой линии в пределах каждого из учаетков,
Hi - расчетное значение напряженности магнитного доля на г'-м участке.
Расчет магнитной цепи асинхронного двигателя ведется на два полюса. При этом магнитная цепь разбивается на следующие участки: два воздушных зазора, два зубца статора, два зубца ротора, ярмо статора и ярмо ротора.
Суть расчета заключается в том, чтобы по известному магнитному потоку и известным геометрическим размерам всех участков магнитной цепи определить МДС и затем намагничивающий ток (реактивную составляющую тока холостого хода).
Расчетная схема магнитной цепи
№ п/п |
Наименование расчетных величин, формулы и пояснения |
Обозна- чение |
Вели- чина |
Размер- ность |
|
4.1 |
Марка электротехнической стали МаркаСтали = ѓ(h) Определяется по таблице 4.1 стр.116 1]. |
МаркаСтали |
2214 |
||
4.2 |
Условная величина ширины шлица (прорези) паза ротора b'ш(2)=ѓ(Ид.форм.паза) Вид формулы зависит от идентификатора формы паза (3) |
b'ш(2) |
0 |
мм |
|
4.3 |
Вспомогательный коэффициент расчета МДС воздушного зазора г1 = (bш(1)/д)2/(5+(bш(1)/д)) = (3.7/0.7)2/(5+(3.7/0.7)) = 2.716 |
г1 |
2.716 |
||
4.4 |
Вспомогательный коэффициент расчета МДС воздушного зазора г2 = (b'ш(2)/д)2/(5+(b'ш(2)/д)) = (0/0.7)2/(5+(0/0.7))=0 |
г2 |
0 |
||
4.5 |
Вспомогательный коэффициент расчета МДС воздушного зазора kд1 = t1/(t1г1д) = 13.52/(13.522.7160.7) = 1.164 |
kд1 |
1.164 |
||
4.6 |
Вспомогательный коэффициент расчета МДС воздушного зазора kд2 = t1/(t1г2д) = 13.52/(13.5200.7) = 1 |
kд2 |
1 |
||
4.7 |
Коэффициент МДС воздушного зазора kд = kд1kд2 = 1.1641 =1.164 |
kд |
1.164 |
||
4.8 |
Магнитное напряжение (МДС)воздушного зазора Fд = 2/(м0)Bдд10-3kд = 2/(1.25610-6)0.7760.710-31.164 = 1006.32 А |
Fд |
1006.32 |
А |
|
4.9 |
Ширина паза статора в средней части (на половине высоты) bп(1) = 0.5(b1(1)+b2(1)) = 0.5(7.9+10.9) = 9.4 мм |
bп(1) |
9.4 |
мм |
|
4.10 |
Вспомогательный коэффициент расчета магнитной цепи kп(1) = bп(1)/(kcbZ(1)) = 9.4/(0.976.009) = 1.615 |
kп(1) |
1.615 |
||
4.11 |
Расчетное значение индукции в зубце статора B'Z(1) = (Bдt1)/(kcbZ(1)) = (0.79317)/(0.977.73) = 1.78 Тл Если B'Z(1) ? 1.8 Тл, то считают, что весь магнитный поток проходит по зубцу, и, следовательно, расчетное значение индукции равно действительному (B'Z(1) = BZ(1) = BпрZ(1)) |
B'Z(1) |
1.78 |
Тл |
|
4.12 |
Напряженность магнитного поля HZ(1)=ѓ(МаркаСтали,BпрZ(1)) Определяется по таблице 4.2 стр.120 1]. |
HZ(1) |
2500 |
А/м |
Параметры расчетов :
· h= 180 мм - Высота оси вращения двигателя
· Ид.форм.паза = 3 - Идентификатор формы паза
· bш(1) = 3.7 мм - Значение ширины шлица паза статора
· д= 0.7 мм - Величина воздушного зазора
· t1 = 13.52 м - Значение зубцового деления статора
· м0 = 1.256Ч10-6 Гн/м - Магнитная проницаемость воздуха
· Bд = 0.776 Тл - Расчетное значение индукции в воздушном зазоре
· b1(1) = 7.9 мм - Ширина паза статора в штампе, соответствующая углу в=45°
· b2(1) = 10.9 мм - Ширина паза статора в штампе
· kc = 0.97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования
· bZ(1) = 6.00 мм - Ширина зубца статора
Окончательный вариант расчета
№ п/п |
Наименование расчетных величин, формулы и пояснения |
Обозна- чение |
Вели- чина |
Размер- ность |
|
4.13 |
Магнитное напряжение (МДС) зубцовой зоны статора FZ(1) = 2hZ(1) 10-3HZ(1) = 225.610-32500 = 128.00 А |
FZ(1) |
128.00 |
А |
|
4.14 |
Вспомогательный коэффициент расчета магнитной цепи в верхнем сечении зубца ротора kп(2)в = b1(2)/(kcb'Z(2)) = 9.2/(0.978.72) = 1.087 |
kп(2)в |
1.087 |
||
4.15 |
Вспомогательный коэффициент расчета магнитной цепи в нижнем сечении зубца ротора kп(2)н = b2(2)/(kcb''Z(2)) = 4.3/(0.978.71) = 0.509 |
kп(2)н |
0.509 |
||
4.16 |
Ширина средней части паза ротора bп(2) = 0.5(b1(2)+b2(2)) = 0.5(9.2+4.3) = 6.75 мм |
bп(2) |
6.75 |
мм |
|
4.17 |
Вспомогательный коэффициент расчета магнитной цепи в среднем сечении зубца ротора kп(2)ср = bп(2)/(kcbZ(2)) = 6.75/(0.978.72) = 0.798 |
kп(2)ср |
0.798 |
||
4.18 |
Расчетное значение индукции в верхнем сечении зубца ротора B'Z(2)в = Bдt2/(kcb'Z(2)) = 0.77618.95/(0.978.72) = 1.739 Тл |
B'Z(2)в |
1.39 |
Тл |
|
4.19 |
Расчетное значение индукции в нижнем сечении зубца ротора B'Z(2)н = Bдt2/(kcb''Z(2)) = 0.77618.95/(0.978.71) = 1.74 Тл |
B'Z(2)н |
1.74 |
Тл |
|
4.20 |
Расчетное значение индукции в среднем сечении зубца ротора B'Z(2)ср = Bдt2/(kcbZ(2)) = 0.77618.95/(0.978.72) = 1.74 Тл |
B'Z(2)ср |
1.74 |
Тл |
Параметры расчетов :
· hZ(1) = 25.6 мм - Высота зубца статора
· HZ(1) = 2500 А/м - Напряженность магнитного поля
· b1(2) = 9.2 мм - Диаметр закругления верхней части ротора
· kc = 0.97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования
· b'Z(2) = 8.72 мм - Первое проверочное число параллельности граней зубцов ротора
· b2(2) = 4.3 мм - Диаметр закругления нижней части паза ротора
· b''Z(2) = 8.71 мм - Второе проверочное число параллельности граней зубцов ротора
· bZ(2) = 8.72 мм - Ширина зубца ротора
· Bд = 0.776 Тл - Расчетное значение индукции в воздушном зазоре
· t2 =18.95 мм - Зубцовое деление ротора
Прогноз предполагаемых действительных значений индукций в зубце ротора
№ п/п |
Наименование расчетных величин, формулы и пояснения |
Обозна- чение |
Вели- чина |
Размер- ность |
|
4.21 |
Предполагаемое действительное значение индукции в верхнем сечении зубца статора BпрZ(2)в = ѓ(МаркаСтали,B'Z(2)в) |
BпрZ(2)в |
1.739 |
Тл |
|
4.22 |
Напряженность магнитного поля в верхнем сечении зубца статора HZ(2)в = ѓ(МаркаСтали,BпрZ(2)в) Определяется по таблице 4.2 стр.120 1]. |
HZ(2)в |
2140 |
А/м |
|
4.23 |
Действительное значение индукции в верхнем сечении зубца статора BZ(2)в = B'Z(2)вм0kп(2)вHZ(2)в = 1.7391.25610-61.0872140 = 1.736 Тл |
BZ(2)в |
1.736 |
Тл |
|
4.24 |
Отклонение действительного значения индукции в верхнем сечении зубца статора от предполагаемого ДBZ(2)в = |BпрZ(2)вBZ(2)в| = |1.7391.736| = 0.003 Тл |
ДBZ(2)в |
0.003 |
Тл |
|
4.25 |
Предполагаемое действительное значение индукции в нижнем сечении зубца статора BпрZ(2)н = ѓ(МаркаСтали,B'Z(2)н) |
BпрZ(2)н |
1.4 |
Тл |
|
4.26 |
Напряженность магнитного поля в нижнем сечении зубца статора HZ(2)н = ѓ(МаркаСтали,BпрZ(2)н) Определяется по таблице 4.2 стр.120 1]. |
HZ(2)н |
2140 |
А/м |
|
4.27 |
Действительное значение индукции в нижнем сечении зубца статора BZ(2)н = B'Z(2)нм0kп(2)нHZ(2)н = 1.741.25610-60.5093150 = 1.739 Тл |
BZ(2)н |
1.739 |
Тл |
|
4.28 |
Отклонение действительного значения индукции в нижнем сечении зубца статора от предполагаемого ДBZ(2)н = |BпрZ(2)нBZ(2)н| = |1.741.739| = 0.001 Тл |
ДBZ(2)н |
0.001 |
Тл |
|
4.29 |
Предполагаемое действительное значение индукции в среднем сечении зубца статора BпрZ(2)ср = ѓ(МаркаСтали,B'Z(2)в) |
BпрZ(2)ср |
1.74 |
Тл |
|
4.30 |
Напряженность магнитного поля в среднем сечении зубца статора HZ(2)ср=ѓ(МаркаСтали,BпрZ(2)ср) Определяется по таблице 4.2 стр.120 1]. |
HZ(2)ср |
2140 |
А/м |
|
4.31 |
Действительное значение индукции в среднем сечении зубца статора BZ(2)ср = B'Z(2)срм0kп(2)срHZ(2)ср = 1.741.25610-60.7982140 = 1.738 Тл |
BZ(2)ср |
1.738 |
Тл |
|
4.32 |
Отклонение действительного значения индукции в среднем сечении зубца статора от предполагаемого ДBZ(2)ср = |BпрZ(2)ср-BZ(2)ср| = |1.74-1.738| = 0.00 Тл |
ДBZ(2)ср |
0.002 |
Тл |
Параметры расчетов :
· МаркаСтали = 2214 - Марка электротехнической стали
· B'Z(2)в = 1.739 Тл - Расчетное значение индукции в верхнем сечении зубца ротора
· м0 = 1.25610-6 Гн/м - Магнитная проницаемость воздуха
· kп(2)в = 1.087 - Вспомогательный коэффициент расчета магнитной цепи в верхнем сечении зубца ротора
· B'Z(2)н = 1.74 Тл - Расчетное значение индукции в нижнем сечении зубца ротора
· kп(2)н = 0.509 - Вспомогательный коэффициент расчета магнитной цепи в нижнем сечении зубца ротора
· B'Z(2)ср = 1.74 Тл - Расчетное значение индукции в среднем сечении зубца ротора
· kп(2)ср = 0.798 - Вспомогательный коэффициент расчета магнитной цепи в среднем сечении зубца ротора
Окончательный вариант расчета
№ п/п |
Наименование расчетных величин, формулы и пояснения |
Обозна- чение |
Вели- чина |
Размер- ность |
|
4.33 |
Расчетная напряженность магнитного поля в зубцах ротора HZ(2) = (HZ(2)в+4HZ(2)ср+HZ(2)н)/6 =(2140+42140+2140)/6 = 2140 А/м |
HZ(2) |
2140 |
А/м |
|
4.34 |
Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора FZ(2) = 2hZ(2) 10-3HZ(2) = 233.8710-32140 = 144.96 А |
FZ(2) |
144.96 |
А |
|
4.35 |
Коэффициент насыщения зубцовой зоны асинхронного двигателя kZ = 1+(FZ(1)+FZ(2))/Fд = 1+(128.00+144.96)/1006.32 = 1.27 Данный коэффициент позволяет предварительно оценить правильность выбранных размерных соотношений и обмоточных данных рассчитываемого двигателя. |
kZ |
1.27 |
||
4.36 |
Высота ярма статора ha = 0.5(DаD)hп(1)10-3 = 0.5(0.3130.206)25.610-3 = 0.0276 м |
ha |
0.0276 |
м |
|
4.37 |
Длина средней магнитной силовой линии в ярме статора La = р(Dаha)/(2p) = р (0.3130.0276)/(4) = 0.2241 м |
La |
0.2241 |
м |
|
4.38 |
Индукция в ярме статора Ba = Ц/(kc2halд) = 0.0084/(0.9720.02760.105) = 1.50 Тл |
Ba |
1.50 |
Тл |
Параметры расчетов :
· HZ(2)в = 2140А/м - Напряженность магнитного поля в верхнем сечении зубца статора
· HZ(2)ср = 2140А/м - Напряженность магнитного поля в среднем сечении зубца статора
· HZ(2)н = 2140А/м - Напряженность магнитного поля в нижнем сечении зубца статора
· hZ(2) = 33.87 мм - Расчетная высота зубца ротора
· FZ(1) = 128.00 А - Магнитное напряжение (МДС) зубцовой зоны статора
· Fд = 1006.32 А - Магнитное напряжение (МДС)воздушного зазора
· Dа = 0.313 м - Наружный диаметр магнитопровода статора
· D = 0.206 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора
· hп(1) = 25.6 мм - Высота паза статора в штампе
· 2p = 4 - Число полюсов
· Ц = 0.0084 Вб - Расчетное значение магнитного потока
· kc = 0.97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования
· lд = 0.105 м - Расчетная длина воздушного зазора
Расчет магнитной цепи ярма статора
№ п/п |
Наименование расчетных величин, формулы и пояснения |
Обозна- чение |
Вели- чина |
Размер- ность |
|
4.39 |
Напряженность магнитного поля в ярме статора Ha = ѓ(МаркаСтали, Ba) Определяется по таблице 4.4 стр.130 1]. |
Ha |
905 |
А/м |
|
4.40 |
Магнитное напряжение (МДС) ярма статора Fa = LaHa = 0.224905 = 202.85 А |
Fa |
202.85 |
А |
|
4.41 |
Геометрическая высота ярма ротора hj = 0.5(D2Dj)hп(2)10-3 = 0.5(0.2050.072)34.310-3 = 0.0323 м |
hj |
0.0323 |
м |
|
4.42 |
Длина средней магнитной силовой линии в ярме ротора Lj = р(Dj+hj)/(2p) =р(0.072+0.0323)/(4) = 0.0819 м Вид формулы зависит от значения параметра 2p. |
Lj |
0.0819 |
м |
Параметры расчетов :
· МаркаСтали = 2214 - Марка электротехнической стали
· Ba = 1.5 Тл - Индукция в ярме статора
· La = 0.224 м - Длина средней магнитной силовой линии в ярме статора
· D2 = 0.205 м - Внешний диаметр ротора
· Dj = 0.072 м - Внутренний диаметр сердечника ротора
· hп(2) = 34.3 мм - Высота паза ротора
· 2p = 4 - Число полюсов
Определение напряженности магнитного поля в ярме ротора и расчет намагничивающего тока
№ п/п |
Наименование расчетных величин, формулы и пояснения |
Обозна- чение |
Вели- чина |
Размер- ность |
|
4.43 |
Напряженность магнитного поля в ярме ротора Hj = ѓ(МаркаСтали,Bj) Определяется по таблице 4.4 стр.130 1]. |
Hj |
260 |
А/м |
|
4.44 |
Магнитное напряжение (МДС) ярма ротора Fj = LjHj = 0.0819260 = 21.3 А |
Fj |
21.3 |
А |
|
4.45 |
Суммарное магнитное напряжение (МДС) магнитной цепи АД на одну пару полюсов Fu = Fд+FZ(1)+FZ(2)+Fa+Fj = 1006.32+128.0+144.96+202.85+21.3 = 1503.44 А |
Fu |
1503.44 |
А |
|
4.46 |
Коэффициент насыщения магнитной цепи kм = Fu/Fд = 1503.44/1006.32 = 1.49 Для рационально спроектированных асинхронных двигателей 1.3?kм?1.5. |
kм |
1.49 |
||
4.47 |
Намагничивающий ток (реактивная составляющая тока ХХ АД) Iм = (pFu)/(0.9m1W1kоб1) = (21503.44)/(0.931120.925) = 10.75 А |
Iм |
8.07 |
А |
|
4.48 |
Намагничивающий ток в относительных единицах Iм* = Iм/I1н.пред = 10.75/40,61 = 0.265 о.е. Для 2p=4 рациональное значение Iм*=0.25ч0.34 |
Iм* |
0.265 |
о.е. |
Параметры расчетов :
· МаркаСтали = 2214 - Марка электротехнической стали
· Bj = 0.97 Тл - Индукция в ярме ротора
· Lj = 0.0819 м - Длина средней магнитной силовой линии в ярме ротора
· Fд = 1006.32 А - Магнитное напряжение (МДС)воздушного зазора
· FZ(1) = 128 А - Магнитное напряжение (МДС) зубцовой зоны статора
· FZ(2) = 144.96 А - Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора
· Fa = 202.85 А - Магнитное напряжение (МДС) ярма статора
· р = 4 - Число пар полюсов
· m1 = 3 - Число фаз обмотки статора
· W1 = 112 вит - Число витков в фазе статора
· kоб1 = 0.925 - Обмоточный коэффициент
· I1н.пред = 40,61 А - Предварительное значение фазного тока статора
Полученное значение kz позволяет предварительно оценить правильность выбранных размерных соотношений и обмоточных данных рассчитываемого асинхронного двигателя. Если kz<1,2, то зубцовая зона мало использована или зазор взят слишком большим. Если kz>1,6, то имеет место чрезмерное насыщение зубцовой зоны или зазор взят слишком малым.
Для рационально спроектированных асинхронных двигателей коэффициент насыщения магнитной цепи лежит в пределах: 1,3?kм?1,5
Если kм<1,3, то в двигателе избыток стали. Если kм>1,5, то в двигателе сильное насыщение (недостаток стали).
Относительное значение Iм* служит определенным критерием правильности выбора воздушного зазора и расчета размеров магнитопровода и параметров обмотки статора двигателя. В рационально спроектированных двигателях относительное значение намагничивающего тока находится в пределах Iм*=0.25ч0.3 (если 2р=4).
Расчет параметров асинхронного двигателя для номинального режима
Параметрами электрических машин называются активные и индуктивные сопротивления Т-образной электрической схемы замещения. При расчете параметров асинхронного двигателя в рабочих режимах в пределах изменения скольжения от холостого хода до номинального явлениями действия эффектов вытеснения тока и насыщения пренебрегают и поэтому считают параметры асинхронного двигателя постоянными.
Рис. 1 Т-образная электрическая схема замещения асинхронного двигателя
Расчет активного сопротивления фазы статора
№ п/п |
Наименование расчетных величин, формулы и пояснения |
Обозна- чение |
Вели- чина |
Размер- ность |
|
5.1 |
Коэффициент расчета активной фазы статора Kл = ѓ(2p) Определяется по таблице 5.1 1] 1]. |
Kл |
1.3 |
||
5.2 |
Коэффициент расчета активной фазы статора Kвыл = ѓ(2p) Определяется по таблице 5.1 1] 1]. |
Kвыл |
0.5 |
||
5.3 |
Длина вылета прямолинейной части катушки |
B |
0.01 |
м |
|
5.4 |
Средняя длина катушки bкт = р(D+hп(1) 10-3)в1/(2p) =р(0.206+25.610-3)0.83/(4) = 0.1514 м |
bкт |
15.14 |
м |
|
5.5 |
Вылет лобовых частей обмотки Lвыл = Kвылbкт+B = 0.50.15.14+0.01 = 0.0857 м |
Lвыл |
0.0857 |
м |
|
5.6 |
Длина лобовых частей обмотки Lл = Kлbкт+2B =1.30.1514+20.01 = 0.2168 м |
Lл |
0.2168 |
м |
|
5.7 |
Средня длина витка катушки Lср = 2(lд+Lл) = 2(0.105+0.2168) = 0.644 м |
Lср |
0.644 |
м |
|
5.8 |
Общая длина проводников фазы обмотки статора L1 = LсрW1 = 0.644112 = 72.12 м |
L1 |
72.12 |
м |
|
5.9 |
Активное сопротивление фазы обмотки статора при расчетной температуре r1 = с115L1/(anэлqэл10-6) = 0.024410-672.12/(132.0610-6) = 0.285 Ом |
r1 |
0.285 |
Ом |
|
5.10 |
Активное сопротивление фазы обмотки статора в относительных единицах r1* = r1I1н.пред/U1H = 0.28540,61/240 = 0.048 о.е. При правильном расчете r1* = 0.01ч0.07 о.е. |
r1* |
0.048 |
о.е. |
Параметры расчетов :
· 2p = 4 - Число полюсов
· D = 0.206 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора
· hп(1) = 25.6 мм - Высота паза статора в штампе
· в1 = 0,8 паз. - Относительный шаг обмотки
· lд = 0.105 м - Расчетная длина воздушного зазора
· W1 = 112 вит - Число витков в фазе статора
· с115 = 0.024410-6 ОмЧм - Удельное сопротивление меди при расчетной температуре 115°
· a= 1 - Число параллельных ветвей обмотки статора
· nэл = 3 - Число элементарных проводников в одном эффективном
· qэл = 2.06 ммІ - Площадь поперечного сечения неизолированного стандартного провода
· I1н.пред = 40,61 А - Предварительное значение фазного тока статора
· U1H = 240 В - Номинальное фазное напряжение обмотки статора
Расчет активного сопротивления фазы обмотки ротора
№ п/п |
Наименование расчетных величин, формулы и пояснения |
Обозна- чение |
Вели- чина |
Размер- ность |
|
5.11 |
Сопротивление участка замыкающего кольца, заключенного между двумя соседними стержнями rкл = р(склDкл.ср.)/(Z2qкл10-6) = р(0.048810-60.162/(34702.2810-6) = = 0.000000104 Ом |
rкл |
0.00000104 |
Ом |
|
5.12 |
Сопротивление стержня rс = (сclд)/(qс10-6) = (0.048810-60.105)/(219.3710-6) = 0.0000234 Ом |
rс |
0.0000234 |
Ом |
|
5.13 |
Активное сопротивление фазы обмотки ротора r2 = rс+2rкл/Д2 = 0.0000234+20.00000104/0.3672 = 0.00009179 Ом |
r2 |
0.0000388 |
Ом |
|
5.14 |
Приведенное к статору активное сопротивление фазы ротора r'2 = r24m1 (W1kоб1)2/Z2 = 0.000038843(1120.925)2/34 = 0.147 Ом |
r'2 |
0.147 |
Ом |
|
5.15 |
Приведенное к статору активное сопротивление фазы ротора r'2* = r'2I1н.пред/U1H = 0.14740,61/240 = 0.025 о.е. При правильном расчете r'2*=0.01ч0.07 о.е. |
r'2* |
0.025 |
о.е. |
|
5.16 |
Отношение зубцовых делений ротора и статора Дtz = t2/t1 = 18.95/13.52 = 1,40 |
Дtz |
1,40 |
Параметры расчетов :
· скл = 0.0488Ч10-6 ОмЧм - Удельное сопротивление алюминия при расчетной температуре 115°
· Dкл.ср. = 0.162 м - Средний диаметр замыкающего кольца
· Z2 = 34 - Число пазов ротора
· qкл = 702.28 ммІ - Площадь поперечного сечения замыкающего кольца
· сc = 0.048810-6 ОмЧм - Удельное сопротивление алюминия при расчетной температуре 115°
· lд = 0.105 м - Расчетная длина воздушного зазора
· qс = 219.37 ммІ - Площадь сечения стержня ротора
· Д = 0.367 рад. - Отношение тока в стержне к току в замыкающем кольце
· m1 = 3 - Число фаз обмотки статора
· W1 = 112 вит - Число витков в фазе статора
· kоб1 = 0.925 - Обмоточный коэффициент
· I1н.пред = 40,61 А - Предварительное значение фазного тока статора
· U1H = 240 В - Номинальное фазное напряжение обмотки статора
· t2 = 18.95 мм - Зубцовое деление ротора
· t1 = 13.52 мм - Значение зубцового деления статора
Расчет индуктивного сопротивления рассеяния фазы статора
№ п/п |
Наименование расчетных величин, формулы и пояснения |
Обозна- чение |
Вели- чина |
Размер- ность |
|
5.17 |
Коэффициент расчета индуктивного сопротивления рассеяния фазы статора k'ск=ѓ(Дtz,вск) Определяется по рис.5.5 стр.150 1]. |
k'ск |
1.5 |
||
5.18 |
Вспомогательный коэффициент расчета магнитной проводимости пазового рассеяния паза статора k'в = 0.25(1+31) = 0.25(1+30.8) = 0.873 Вид формулы зависил от значения коэффициента в1=0.8. |
k'в |
0.873 |
||
5.19 |
Вспомогательный коэффициент расчета магнитной проводимости пазового рассеяния паза статора kв= 0.25(1+3k'в) = 0.25(1+30.873) = 0.904 Вид формулы зависил от значения коэффициента в1=0.8. |
kв |
0.904 |
||
5.20 |
Высота трапеции паза статора, заполненная обмоточным проводом h2(1) = hп.к.(1)Дhп(1)2bиз = 22.5 0.220.4 = 21.5 мм |
h2(1) |
21.5 |
мм |
|
5.21 |
Высота клина в пазе статора h1(1) = 0 Значение равно нулю т.к. для двигателей с высотой врашения h=50ч250мм в пазах статора применяется не клин, а пазовая крышка. |
h1(1) |
0 |
мм |
|
5.22 |
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния статора лп(1) = kвh2(1)/(3b1(1))+k'вh1(1)/b1(1)+3hк(1)/(b1(1)+2bш(1))+hш(1)/bш(1)]= = 0.90421.5/(37.9)+0.8730/7.9+32.1/(7.9+23.7)+1/3.7] = 1.416 |
лп(1) |
1.416 |
||
5.23 |
Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния обмотки статора лл(1) = 0.34q/lд(Lл0.64в1) = 0.344/0.105(0.2160.640.80.162) = 1.688 |
лл(1) |
1.68 |
||
5.24 |
Вспомогательный коэффициент расчета магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора о(1) = 2k'скkвkоб12Дtz2 = 21.50,8730.92520.1.42 = 1.031 |
о(1) |
1.031 |
||
5.25 |
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора лд(1) = (t1о(1))/(12kдд) = (13.521.031)/(121.1640.7) = 1.425 |
лд(1) |
1.425 |
||
5.26 |
Индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора x1 =15.8(f1н/100)(W1/100)2(лп(1)+лл(1)+лд(1))lд/(pq) = = 15.8(60/100)(112/100)2(1.416+1.688+1.425)0.105/(24) = 0.708 Ом |
x1 |
0.708 |
Ом |
|
5.27 |
Индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора в относительных единицах x1* = x1I1н.пред/U1H = 0.70840,61/240 = 0.12 о.е. При правильно расчете x1*=0,08-0,14 о.е. |
x1* |
0.12 |
о.е. |
|
5.28 |
Отношение отношения ширины шлица ротора к значению воздушного зазора Дbд2 = bш(2)/д = 1.5/0.7 = 2.143 |
Дbд2 |
2.143 |
||
5.29 |
Коэффициент размерных соотношений зубцовой стороны ротора Дbt2 = bш(2)/t2 = 1.5/18.96 = 0.079 |
Дbt2 |
0.079 |
Параметры расчетов :
· Дtz = 1.4 - Отношение зубцовых делений ротора и статора
· вск = 0 - Коэффициент учитывающий форму паза статора (полузакрытые без скоса)
· hп.к.(1) = 22.5 мм - Высота паза статора под укладку проводов
· Дhп(1) = 0.2 мм - Припуск по высоте паза статора
· bиз = 0.4 мм - Односторонняя толщина корпусной изоляции класса нагревостойкости F
· b1(1) = 7.9 мм - Ширина паза статора в штампе, соответствующая углу в=45°
· hк(1) = 2.1 мм - Высота клиновой части паза статора
· bш(1) = 3.7 мм - Значение ширины шлица паза статора
· hш(1) = 1 мм - Высота шлица статора
· q = 4 паз. - Число пазов статора на полюс и фазу
· lд = 0.105 м - Расчетная длина воздушного зазора
· Lл = 0.2168 м - Длина лобовых частей обмотки
· в1 = 0.8 паз. - Относительный шаг обмотки
· = 0.162 м - Полюсное деление
· kоб1 = 0.925 - Обмоточный коэффициент
· t1 = 13.52 м - Значение зубцового деления статора
· kд = 1.164 - Коэффициент МДС воздушного зазора
· д = 0.7 мм - Величина воздушного зазора
· f1н = 60 Гц - Частота сети
· W1 = 112 вит - Число витков в фазе статора
· p = 2 - Число пар полюсов
· I1н.пред = 40,61 А - Предварительное значение фазного тока статора
· U1H = 240 В - Номинальное фазное напряжение обмотки статора
· bш(2) = 1.5 мм - Ширина прорези паза ротора
· t2 = 18.96 мм - Зубцовое деление ротора
Расчет индуктивного сопротивления рассеяния фазы ротора
№ п/п |
Наименование расчетных величин, формулы и пояснения |
Обозна- чение |
Вели- чина |
Размер- ность |
|
5.30 |
Вспомогательный коэффициент расчета индуктивного сопротивления рассеяния фазы ротора ДZ = ѓ(Дbд2,Дbt2) Определяется по рис.5.7 стр.155 1]. |
ДZ |
0.02 |
||
5.31 |
Расчетная высота паза ротора h0(2) = h1(2)+0.4b2(2) =26.5+0.44.3 = 28.22 мм |
h0(2) |
28.22 |
мм |
|
5.32 |
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ротора лп(2) = h0(2)/(3b1(2))(1рb1(2)2/(8qс))2+0.66bш(2)/(2b1(2))+ +hш(2)/bш(2)+1.12103h'ш(2)/ I2н.пред = = 28.22/(39.2)(1р9.22/(8219.37))2+0.661.5/(29.2)+ +0.7/1.5+1.121030.3/659.24 = 2.291 Вид формулы зависит от значения идентификатора формы паза (равен 3) |
лп(2) |
2.291 |
||
5.33 |
Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния ротора лл(2) = (2.3Dкл.ср.)/(Z2lдД2)lg(4.7Dкл.ср.)/(hкл10-3+2bкл10-3)] = =(2.30.16)/(340.1050.3672)lg(4.70.16)/(42.910-3+216.410-3)] = 0.775 |
лл(2) |
0.775 |
||
5.34 |
Вспомогательный коэффициент расчета магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора о(2) = 1+0.2(рp/Z2)ДZ/(1p2/Z22) = 1+0.2(р2/34)0.02/(122/342) = 0.806 |
о(2) |
0.987 |
||
5.35 |
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора лд(2) = t2/(12kдд)о(2) = 18.96/(121.1640.7)0.987 = 1.914 |
лд(2) |
1.914 |
||
5.36 |
Индуктивное сопротивление рассеяния фазы короткозамкнутого ротора x2 = 7.9f1нlд10-6(лп(2)+лл(2)+лд(2)) = 7.9600.10510-6(2.291+0.775+1.914) = = 0.000248 Ом |
x2 |
0.000248 |
Ом |
|
5.37 |
Приведенное к статору индуктивное сопротивление рассеяния фазы ротора x'2 = x212(W1kоб1)2/Z2 = 0.00024812(1120.925)2/34 = 0.941 Ом |
x'2 |
0.941 |
Ом |
|
5.38 |
Приведенное к статору индуктивное сопротивление рассеяния фазы ротора в относительных единицах x'2* = x'2I1н.пред/U1H = 0.94140,61/240 = 0.148 о.е. При правильном расчете x'2*=0.01ч0.16 о.е. |
x'2* |
0.148 |
о.е. |
Параметры расчетов :
· Дbд2 = 2.143 - Отношение отношения ширины шлица ротора к значению воздушного зазора
· Дbt2 = 0.079 - Коэффициент размерных соотношений зубцовой стороны ротора
· h1(2) = 26.5 мм - Расстояние между центрами верхней и нижней окружностей паза ротора
· b2(2) = 4.3 мм - Диаметр закругления нижней части паза ротора
· b1(2) = 9.2 мм - Диаметр закругления верхней части ротора
· qс = 219.37 ммІ - Площадь сечения стержня ротора
· bш(2) = 1.5 мм - Ширина прорези паза ротора
· hш(2) = 0.7 мм - Глубина прорези паза ротора
· Dкл.ср.=0.16 м - Средний диаметр замыкающего кольца
· Z2 = 34 - Число пазов ротора
· lд = 0.105 м - Расчетная длина воздушного зазора
· Д = 0.367 рад. - Отношение тока в стержне к току в замыкающем кольце
· hкл = 42.9 мм - Высота сечения замыкающего кольца
· bкл = 16.4 мм - Ширина замыкающего кольца
· p = 2 - Число пар полюсов
· t2 = 18.96 мм - Зубцовое деление ротора
· kд = 1.164 - Коэффициент МДС воздушного зазора
· д = 0.7 мм - Величина воздушного зазора
· f1н = 60 Гц - Частота сети
· W1 = 112 вит - Число витков в фазе статора
· kоб1 = 0.925 - Обмоточный коэффициент
· I1н.пред = 40,61 А - Предварительное значение фазного тока статора
· U1H = 240 В - Номинальное фазное напряжение обмотки статора
Расчет потерь в асинхронном двигателе
Расчет основных магнитных потерь (потерь в стали)
№ п/п |
Наименование расчетных величин, формулы и пояснения |
Обозна- чение |
Вели- чина |
Размер- ность |
|
6.1 |
Удельные потери в стали P0.1/50=ѓ(МаркаСтали) Определяеся по 1]. |
P0.1/50 |
2 |
Вт/кг |
|
6.2 |
Масса стали ярма статора ma=рЧ(Dа-ha)ЧkcЧгcЧlдЧha ma=рЧ(0.225-0.0256)Ч0.97Ч7800Ч0.105Ч0.0276= 19.7 кг |
ma |
19.7 |
кг |
|
6.3 |
Масса зубцов статора mZ(1)=hZ(1)Ч10-3ЧbZ(1)Ч10-3ЧZ1ЧlдЧkcЧгc mZ(1)=25.6Ч10-3Ч6.009Ч10-3Ч48Ч0.105Ч0.97Ч7800=5.87 кг |
mZ(1) |
5.87 |
кг |
|
6.4 |
Коэффициент зависимоти потерь в стали от частоты перемагничивания в=ѓ(f1) Диапазон значений в=1.3ч1.5. |
в |
1.4 |
||
6.5 |
Основные потери в стали Дpст.осн.=P0.1/50Ч(f1/50)вЧ(kДАЧBa2Чma+kДZЧBZ(1)2ЧmZ(1)) Дpст.осн.=2Ч(60/50)1.4Ч(1.6Ч1.52Ч19.7+1.8Ч1.792Ч5.87)=270.5 Вт |
Дpст.осн. |
270.5 |
Вт |
|
6.6 |
Активное сопротивление, характеризующее магнитные потери в схеме замещения r12=Дpст.осн./(m1ЧIм2) r12= 270.5 /(3Ч10.752)=0.78 Ом |
r12 |
0.78 |
Ом |
|
6.7 |
Активное сопротивление, характеризующее магнитные потери в схеме замещения в относительных единицах r12*=r12ЧI1н.пред/U1H r12*=0.78Ч40,61/240=0.132 о.е. При правильном расчете r12*=0.05ч0.2 о.е. |
r12* |
0.132 |
о.е. |
|
6.8 |
Сопротивление взаимной индукции обмоток статора и ротора x12=U1H/Iм-x1 x12=240/10.75-0.708=21.62 Ом |
x12 |
21.62 |
Ом |
|
6.9 |
Сопротивление взаимной индукции обмоток статора и ротора в относительных единицах x12*=x12ЧI1н.пред/U1H x12*=21.62Ч40,61/240=3.658 о.е. При правильном расчете x12*=2ч5 о.е. |
x12* |
3.658 |
о.е. |
|
6.10 |
Отношение ширины шлица статора к значению воздушного зазора Дbд1=bш(1)/д Дbд1=3.7/0.7=5.286 |
Дbд1 |
5.286 |
Параметры расчетов :
· МаркаСтали=2214 - Марка электротехнической стали
· Dа=0.313 м - Наружный диаметр магнитопровода статора
· ha=0.0276 м - Высота ярма статора
· kc=0.97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования
· гc=7800 кг/мі - Удельная масса стали
· lд=0.105 м - Расчетная длина воздушного зазора
· hZ(1)=25.6 мм - Высота зубца статора
· bZ(1)=6.00 мм - Ширина зубца статора
· Z1=48 - Число пазов статора
· f1=60 Гц - Частота сети
· kДА=1.6 - Коэффициент влияния неравномерности распределения магнитного потока на потери стали
· Ba=1.5 Тл - Индукция в ярме статора
· kДZ=1.8 - Коэффициент влияния неравномерности распределения магнитного потока на потери стали
· BZ(1)=1.79 Тл - Действительное значение индукции в зубце статора
· m1=3 - Число фаз обмотки статора
· Iм=10.75 А - Намагничивающий ток (реактивная составляющая тока ХХ АД)
· I1н.пред= 40,61 А - Предварительное значение фазного тока статора
· U1H=240 В - Номинальное фазное напряжение обмотки статора
· x1=0.708 Ом - Индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора
· bш(1)=3.7 мм - Значение ширины шлица паза статора
Расчет поверхностных потерь
№ п/п |
Наименование расчетных величин, формулы и пояснения |
Обозна- чение |
Вели- чина |
Размер- ность |
|
6.11 |
Коэффициент пульсаций индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов статора в0(1)=ѓ(Дbд1) Определяется по рис.6.1 стр.169 1]. |
в0(1) |
0 |
||
6.12 |
Коэффициент пульсаций индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов ротора в0(2)=ѓ(Дbд2) Определяется по рис.6.1 стр.1691]. |
в0(2) |
0,3 |
||
6.13 |
Амплитуда пульсаций индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов статора B0(1)=в0(1)ЧkдЧBд B0(1)=0Ч1.164Ч0.776=0.271 |
B0(1) |
0 |
||
6.14 |
Амплитуда пульсаций индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов ротора B0(2)=в0(2)ЧkдЧBд B0(2)=0,3Ч1.164Ч0.776=0 |
B0(2) |
0,271 |
||
6.15 |
Скорость вращения ротора в режиме ХХ n=60Чf1/p n=60Ч60/2=1800 об/мин |
n |
1800 |
об/мин |
|
6.16 |
Удельные поверхностные потери коронок зубцов статора pпов(1)=0.5Чk01Ч(Z2Чn/10000)1.5Ч(B0(1)Чt2)2 pпов(1)=0.5Ч1.5Ч(34Ч1800/10000)1.5Ч(0Ч18.95)2=0 Вт/мІ |
pпов(1) |
0 |
Вт/мІ |
|
6.17 |
Удельные поверхностные потери коронок зубцов ротора pпов(2)=0.5Чk02Ч(Z1Чn/10000)1.5Ч(B0(2)Чt1Ч103)2 pпов(2)=0.5Ч1.5Ч(48Ч1800/10000)1.5Ч(0,271Ч0.01352Ч103)2=255,66 Вт/мІ |
pпов(2) |
255,66 |
Вт/мІ |
|
6.18 |
Полные поверхностные потери статора Дpпов(1)=pпов(1)Ч(t1-bш(1)Ч10-3)ЧZ1Чlд Дpпов(1)=0Ч(0.01352-3.7Ч10-3)Ч48Ч0.105=0 Вт |
Дpпов(1) |
0 |
Вт |
|
6.19 |
Полные поверхностные потери ротора Дpпов(2)=pпов(2)Ч(t2Ч10-3-bш(2)Ч10-3)ЧZ2Чlд Дpпов(2)=255,666Ч(18.96Ч10-3-1.5Ч10-3)Ч34Ч0.105=15,965 Вт |
Дpпов(2) |
15,965 |
Вт |
Параметры расчетов :
· Дbд1=5.286 - Отношение ширины шлица статора к значению воздушного зазора
· Дbд2=0 - Отношение отношения ширины шлица ротора к значению воздушного зазора
· kд=1.164 - Коэффициент МДС воздушного зазора
· Bд=0.776 Тл - Расчетное значение индукции в воздушном зазоре
· f1=60 Гц - Частота сети
· p=4 - Число пар полюсов
· k01=1.5 - Коэффициент учитывающий влияние обработки коронок зубцов статора на удельные потери
· Z2=34 - Число пазов ротора
· t2=18.95 мм - Зубцовое деление ротора
· k02=1.5 - Коэффициент учитывающий влияние обработки коронок зубцов ротора на удельные потери
· Z1=48 - Число пазов статора
· t1=0.01352 м - Значение зубцового деления статора
· bш(1)=3.7 мм - Значение ширины шлица паза статора
· lд=0.105 м - Расчетная длина воздушного зазора
· bш(2)=1.5 мм - Ширина прорези паза ротора
Расчет пульсационных потерь в стали зубцов статора и ротора и полных магнитных потерь
№ п/п |
Наименование расчетных величин, формулы и пояснения |
Обозна- чение |
Вели- чина |
Размер- ность |
|
6.20 |
Амплитуда пульсации индукции в средних сечениях зубцов статора Bпул(1)=г2Чд/(2Чt1Ч103)ЧBZ(1) Bпул(1)=0Ч0.7/(2Ч0.01352Ч103)Ч1.79=0 Тл |
Bпул(1) |
0 |
Тл |
|
6.21 |
Амплитуда пульсации индукции в средних сечениях зубцов статора Bпул(2)=г1Чд/(2Чt2)ЧBZ(2) Bпул(2)=2.716Ч0.7/(2Ч18.95)Ч1.79=0.087 Тл |
Bпул(2) |
0.087 |
Тл |
|
6.22 |
Масса стали зубцов ротора mZ2=Z2Ч(hZ(2)Ч10-3)Ч(bZ(2)Ч10-3)ЧlдЧkcЧгc mZ2=34Ч(25.6Ч10-3)Ч(8.72Ч10-3)Ч0.105Ч0.97Ч7800=7.99 кг |
mZ2 |
7.99 |
кг |
|
6.23 |
Пульсационные потери в зубцах статора Дpпул(1)=0.11Ч(Z2Чn/1000ЧBпул(1))2ЧmZ(1) Дpпул(1)=0.11Ч(34Ч1800/1000Ч0)2Ч5.87=0 Вт |
Дpпул(1) |
0 |
Вт |
|
6.24 |
Пульсационные потери в зубцах ротора Дpпул(2)=0.11Ч(Z1Чn/1000ЧBпул(2))2ЧmZ(1) Дpпул(2)=0.11Ч(48Ч1800/1000Ч0.087)2Ч5.87=49.8 Вт |
Дpпул(2) |
49.8 |
Вт |
|
6.25 |
Сумма добавочных потерь холостого хода в асинхронном двигателе Дpст.доб.=Дpпов(1)+Дpпов(2)+Дpпул(1)+Дpпул(2) Дpст.доб.=0+15,96+0+49.8=65,8 Вт |
Дpст.доб. |
65,8 |
Вт |
|
6.26 |
Проверочный коэффициент отношения добавочных потерь к основным Дpдоб/осн=Дpст.доб./Дpст.осн. Дpдоб/осн=65,8/270.5=0,243 |
Дpдоб/осн |
0,243 |
||
6.27 |
Полные магнитные потери (потери в стали) асинхронного двигателя Дpст=Дpст.доб.+Дpст.осн. Дpст=65,8+270.5=336,29 Вт |
Дpст |
336,29 |
Вт |
Параметры расчетов :
· г2=0 - Вспомогательный коэффициент расчета МДС воздушного зазора
· д=0.7 мм - Величина воздушного зазора
· t1=0.01352 м - Значение зубцового деления статора
· BZ(1)=1.79 Тл - Действительное значение индукции в зубце статора
· г1=2.716 - Вспомогательный коэффициент расчета МДС воздушного зазора
· t2=18.95 мм - Зубцовое деление ротора
· BZ(2)=1.73 Тл - Расчетное значение индукции в зубцах ротора
· Z2=34 - Число пазов ротора
· hZ(2)= 33.87 мм - Расчетная высота зубца ротора
· bZ(2)=8.72 мм - Ширина зубца ротора
· lд=0.105 м - Расчетная длина воздушного зазора
· kc=0.97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования
· гc=7800 кг/мі - Удельная масса стали
· n=1800 об/мин - Скорость вращения ротора в режиме ХХ
· mZ(1)=5.87 кг - Масса зубцов статора
· Z1=48 - Число пазов статора
· Дpпов(1)=0 Вт - Полные поверхностные потери статора
· Дpпов(2)= Вт - Полные поверхностные потери ротора
· Дpст.осн.=270.5 Вт - Основные потери в стали
Расчет механических и вентиляционных потерь
№ п/п |
Наименование расчетных величин, формулы и пояснения |
Обозна- чение |
Вели- чина |
Размер- ность |
|
6.28 |
Вспомогательный коэффициент расчета механических и вентиляционных потерь Kт=ѓ(IP,2p) Определяется по таблице 6.2 стр.173 1]. |
Kт |
7 |
||
6.29 |
Вспомогательный коэффициент расчета механических и вентиляционных потерь K'т=ѓ(IP,2p) Определяется по таблице 6.2 стр.173 1]. |
K'т |
0 |
||
6.30 |
Вспомогательный коэффициент расчета механических и вентиляционных потерь K''т=ѓ(IP,2p) Определяется по таблице 6.2 стр.173 1]. |
K''т |
0 |
||
6.31 |
Механические и вентиляционные потери Дpмех=KтЧ(n/1000)2Ч(10D)3 Дpмех=7Ч(1800/1000)2Ч(10Ч0.206)3=199.9 Вт Вид формулы зависит от степени защиты и числа полюсов. |
Дpмех |
199.9 |
Вт |
Параметры расчетов :
· IP=IP23 - Степень защиты
· 2p=4 - Число полюсов
· D=0.206 м - Наружный диаметр магнитопровода статора
· n=1800 об/мин - Скорость вращения ротора в режиме ХХ
Расчет тока холостого хода и коэффициента мощности холостого хода
№ п/п |
Наименование расчетных величин, формулы и пояснения |
Обозна- чение |
Вели- чина |
Размер- ность |
|
6.32 |
Электрические потери в статоре при холостом ходе Дpэ10=m1ЧIм2Чr1 Дpэ10=3Ч10.7492Ч0.2846=98.7 Вт |
Дpэ10 |
98.7 |
Вт |
|
6.33 |
Активная составляющая тока холостого хода Io.a.=(Дpст+Дpмех+Дpэ10)/(m1ЧU1H) Io.a.=(270.5+199.9+98.7)/(3Ч240)=0.88 А |
Io.a. |
0.88 |
А |
|
6.34 |
Ток холостого хода Io=(Io.a.2+Iм2)Ѕ Io=(0.882+10.7492)Ѕ=10.79 А |
Io |
10.79 |
А |
|
6.35 |
Коэффициент мощности при холостом ходе cosцo=Io.a./Io cosцo=0.88/10.749=0.082 |
cosцo |
0.082 |
||
6.36 |
Потери, не изменяющиеся при изменени скольжения Дpпост=(Дpст+Дpмех)Ч10-3 Дpпост=(207.5+199.9)Ч10-3=0.5351 кВт |
Дpпост |
0.5351 |
кВт |
Параметры расчетов :
· m1=3 - Число фаз обмотки статора
· Iм=10.749 А - Намагничивающий ток (реактивная составляющая тока ХХ АД)
· r1=0.2846 Ом - Активное сопротивление фазы обмотки статора при расчетной температуре
· Дpст=270.5 Вт - Полные магнитные потери (потери в стали) асинхронного двигателя
· Дpмех=199.9 Вт - Механические и вентиляционные потери
· U1H=240 В - Номинальное фазное напряжение обмотки статора
Потери на гистерезис зависят от типа материала использованного для сердечника. Для снижения потерь на гистерезис, используют холоднокатаные изотронные электротехнические стали марок 2013,02312,02411 и другие.
Потери на вихревые токи в листах стали зависят от свойств материала и толщины листов. Для снижения потерь на вихревые токи уменьшают толщину листов и изолируют их друг от друга.
3.Расчет рабочих характеристик трехфазного асинхронного двигателя
Расчет рабочих характеристик трехфазного асинхронного двигателя производится по Т-образной электрической схеме замещения, так как только при использовании этой схемы замещения возможен расчёт фазной ЭДС статора Е1, основного магнитного потока Фрасч и тока холостого хода I0 расч при изменении нагрузки на валу.
Подобные документы
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 10.01.2011Данные 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 06.09.2012Размеры, конфигурация, материал магнитной цепи трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Обмотка статора с трапецеидальными полузакрытыми пазами. Тепловой и вентиляционный расчеты, расчет массы и динамического момента инерции.
курсовая работа [4,0 M], добавлен 22.03.2018Ремонт трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Основные неисправности асинхронного двигателя с фазным ротором. Объем и нормы испытаний электродвигателя. Охрана труда при выполнении работ, связанных с ремонтом электродвигателя.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 28.01.2011Электромагнитный, тепловой и вентиляционный расчет шестиполюсного трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором полезной мощности 45 кВт на напряжение сети 380/660 В. Механический расчет вала и подшипников. Элементы конструкции двигателя.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 25.09.2012Расчет параметров обмотки статора и ротора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Расчет механической характеристики асинхронного двигателя в двигательном режиме по приближенной формуле М. Клосса и в режиме динамического торможения.
курсовая работа [827,2 K], добавлен 23.11.2010Разработка проекта трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором по заданным данным. Электромагнитный и тепловой расчет. Выбор линейных нагрузок. Обмоточные параметры статора и ротора. Параметры рабочего режима, пусковые характеристики.
курсовая работа [609,5 K], добавлен 12.05.2014Изоляция обмотки статора и короткозамкнутого ротора. Активные и индуктивные сопротивления обмоток. Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора с овальными закрытыми пазами. Расчет параметров номинального режима работы асинхронного двигателя.
курсовая работа [4,3 M], добавлен 15.12.2011Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Конструкция асинхронного двигателя с фазным ротором. Снижение тока холостого хода. Магнитопровод и обмотки. Направление электромагнитных сил. Генераторный режим работы.
презентация [1,5 M], добавлен 09.11.2013Паспортные данные устройства трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Определение рабочих характеристик двигателя: мощность, потребляемая двигателем; мощность генератора; скольжение; КПД и коэффициент мощности двигателя.
лабораторная работа [66,3 K], добавлен 22.11.2010