Расчет асинхронного двигателя серии 4А
Расчет основных рабочих и пусковых характеристик. Вычисление воздушного зазора статора, определение параметров проектируемого двигателя. Соответствие технико-экономических показателей машин современного мирового уровня. Вентиляционный и тепловой расчет.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.04.2021 |
| 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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
2. ВЫБОР ГЛАВНЫХ РАЗМЕРОВ
3. РАСЧЕТ СТАТОРА
3.1 Расчет обмотки статора
3.2 Расчет паза статора
3.3 Расчет воздушного зазора статора
4. РАСЧЕТ РОТОРА
4.1 Расчет обмотки ротора
4.2 Расчет паза ротора
5. РАСЧЕТ НАМАГНИЧИВАЮЩЕГО ТОКА
6. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО РЕЖИМА
7. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ
8. РАСЧЕТ РАБОЧИХ И ПУСКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
9. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ
10. ВЕНТИЛЯЦИОННЫЙ РАСЧЕТ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ А - Спецификация для чертежа общего вида
ВВЕДЕНИЕ
Первый в мире асинхронный трехфазный двигатель был построен в 1891 году русским ученым М.О. Доливо-Добровольским. Это изобретение сыграло колоссальную роль в истории техники. Оно явилось революционным фактором, сразу заставившим развиваться электротехнику по новому пути - по пути применения трехфазного тока.
До изобретения трехфазного асинхронного двигателя в промышленности применяли дорогие, сложные по конструкции и малонадежные в эксплуатации вследствие плохой работы коллектора двигатели постоянного тока. Других электродвигателей практически не было. В 1891 году на электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне Доливо-Добровольским были показаны простые, дешевые и удобные в эксплуатации асинхронные двигатели. Конструкция их оказалась настолько совершенной, что и теперь, несмотря на огромный прогресс техники трехфазного тока, она по существу осталась прежней. Изменились лишь соразмерности отдельных частей, габариты и поднялся коэффициент полезного действия вследствие усовершенствования методов расчета и применения лучших материалов.
После выставки во Франкфурте-на-Майне асинхронные двигатели стали быстро вытеснять двигатели постоянного тока, вторгаясь в самые разнообразные отрасли промышленности. Ими приводились в действие прокатные станы, станки, текстильные машины и так далее [2].
Проектирование электрических машин - это искусство, соединяющее знание процессов электромеханического преобразования энергии с опытом, накопленным поколениями инженеров-электромехаников.
При проектировании электрической машины рассчитываются размеры статора и ротора, выбираются типы обмоток, обмоточные провода, изоляция, материалы активных и конструктивных частей машины. Отдельные части машины должны быть сконструированы и рассчитаны, чтобы при изготовлении машины трудоемкость и расход материалов был наименьшими, а при эксплуатации машина обладала наилучшими энергетическими показателями. При этом электрическая машина должна соответствовать условиям применения ее в электроприводе.
При конструировании приходится учитывать назначение и условия эксплуатации, стоимость активных и конструктивных материалов, КПД, технологию производства, надежность в работе и патентную частоту. При этом необходимо учитывать соответствие технико-экономических показателей машин современного мирового уровня [1].
Серия 4А является массовой серией асинхронных двигателей, рассчитанных на применение в различных областях промышленности. Она охватывает диапазон от 0,06 до 400 кВт и выполнена на 17 высотах оси вращения
Серия включает основное исполнение асинхронных двигателей, ряд модификаций и специализированные исполнения.
1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
В данном задании требуется спроектировать асинхронный двигатель серии 4А с параметрами не хуже заданных.
В техническом задании приведено обозначение электрической машины 4AHK355S8. Расшифруем её обозначение для определения параметров проектируемого двигателя.
Цифра 4 в обозначении электрической машины означает, что серия проектируемого двигателя - четвертая.
Буква А указывает, что необходимо спроектировать асинхронный двигатель. статор воздушный двигатель пусковой
Буква Н указывает, что исполнение двигателя защищенное, IP23. Цифра 2 означает защиту от возможности проникновения внутрь оболочки предметов длиной не более 80 мм и твёрдых тел размером более 12 мм. Цифра 3 во второй позиции означает защиту от дождя, при этом капли воды, падающих под углом 60 к вертикали, не должны оказывать вредного воздействие на изделие [1].
Буква К в обозначении типа электрической машины означает, что проектируемый двигатель должен иметь фазный ротор.
Исполнение двигателя по материалу станины и щитов: в обозначении электрической машины буква отсутствует, это значит, что щиты и станина чугунные или стальные.
Высота оси вращения двигателя 355 миллиметров.
Буква S означает, что выбирается меньший установочный размер по длине станины.
Длина сердечника: в обозначении электрической машины буква отсутствует, что означает, что при данном установочном размере по длине станины выполняются сердечники только одной длины.
Цифра 8 в обозначении электрической машины означает, что выполняется двигатель с восемью полюсами.
Ввиду того, что проектируется двигатель общего назначения, то выберем климатическое исполнение для умеренного климата и категорию размещения 3.
Принимаем окончательно асинхронный двигатель четвертой серии, защищенного исполнения с фазным ротором, стальными щитами и станиной, высотой оси вращения 355 миллиметров, с меньшим установочным размером по длине станины, восьмиполюсный, климатического исполнения У (эксплуатация в районах с умеренным климатом), категории размещения 3 (двигатель рассчитан на работу в закрытых помещениях, в которых колебания температуры и влажности, а также воздействие песка и пыли на машину существенно меньше, чем на открытом воздухе).
Проектирование двигателя серии 4А производится по расчетной методике, построенной на «машинной постоянной Арнольда», приведенной в [1]. Ссылки на рисунки, таблицы, формулы произведены на [1].
2. ВЫБОР ГЛАВНЫХ РАЗМЕРОВ
Расчет асинхронных двигателей начинают с определения главных размеров: внутреннего диаметра статора D и расчетной длины воздушного зазора l. Размеры D и l связаны с мощностью, угловой скоростью и электромагнитными нагрузками выражением «машинной постоянной» (6.1) [1]
В начальный период расчета двигателя все величины, входящие в (6-1) [1], кроме синхронной угловой скорости, неизвестны, поэтому расчет проводят, задаваясь на основании имеющихся рекомендаций значениями электромагнитных нагрузок и коэффициентов k , kоб и , и приближенно, определяют расчетную мощность P'. Остаются два неизвестных D и l , однозначное определение которых без дополнительных условий невозможно.
Высота оси вращения из технического задания h=355 мм.
Для высоты оси вращения 355 мм наружный диаметр статора Da принимают из таблицы 6.6 [1] равным 660 мм.
Внутренний диаметр статора D вычисляется по формуле (6-2) [1]
где - коэффициент, характеризующий отношение внутреннего и внешнегодиаметров сердечника статора.
По таблице 6.7 [1] для двигателя с восьмью полюсами выбираем значение равное 0,743.
Тогда получим
Принимаем внутренний диаметр статора равный 0,488м.
Полюсное деление вычисляется по формуле (6.3) [1]
где 2р - число полюсов, 2р=8
Расчетная мощность Р', Вт, вычисляется по формуле (6.4) [1]
где P2 - мощность на валу двигателя, Вт, P2=132 кВт;
KE - отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению,определяется по рисунку (6-8) [1], KE=0,972;
- коэффициент полезного действия, в процентах, =0,915;
cos() - коэффициент мощности, cos()=0,85.
Электромагнитные нагрузки А, А/м, , Тл, предварительно по рисунку 6.13, б [1] примем равными 48000 А/м и 0,84 Тл соответственно.
Предварительное значение обмоточного коэффициента kоб1 выбирают в зависимости от типа обмотки статора.
В проектируемом двигателе принимаем двухслойную обмотку статора по [1] предварительно kоб1 =0,91.
Предварительно примем значения коэффициентов полюсного перекрытия бд и формы поля kВ
kВ = р/2
Синхронная частота вращения вала двигателя Щ, рад/с рассчитывается по формуле (6.5) [1]
где n1- синхронная частота вращения, n1=580 об/мин
Из формулы (1) с учетом значения бд определяем расчетную длину воздушного зазора lд, м по формуле (6.6) [1]
Примем длину воздушного зазора l равной 218 мм.
Критерием правильности выбора главных размеров D и l служит коэффициент , равный отношению принятой длины воздушного зазора l к полюсному делению , который должен находиться в пределах, показанных на рисунке 6.14 б [1] для принятого исполнения машины
Отношение принятой длины воздушного зазора l к полюсному делению находится в рекомендуемых в [1] пределах (от 1,1 до 1,7).
3. РАСЧЕТ СТАТОРА
3.1 Расчет обмотки статора
Расчет обмотки статора включает в себя определение числа пазов статора Z1 и числа витков в фазе обмотки статора 1. При этом число витков фазы обмотки статора должно быть таким, чтобы линейная нагрузка двигателя и индукция в воздушном зазоре как можно более близко совпадали с их значениями, принятыми предварительно при выборе главных размеров, а число пазов статора обеспечивало достаточно равномерное распределение катушек обмотки.
Чтобы выполнить эти условия, выбирают предварительное значение зубцового деления t1 в зависимости от типа обмотки, номинального напряжения и полюсного деления машины. Принимая номинальное напряжение равное 380 В, выберем предельные значения t1 , мм, по таблице 6-9 [1], t1max=22 мм и t1min=17мм.
Тогда возможные числа пазов статора Z1min и Z1max соответствующие выбранному диапазону определяются по формуле (6.16) [1]
Принимаем Z1 =72, тогда число пазов на полюс и фазу q, найдем по формуле
где m - число фаз, m=3.
Зубцовое деление статора t1 , мм, окончательно определим по формуле
t1 входит в указанные выше пределы.
При определении числа эффективных проводников в пазу UП: в двухслойной обмотке желательно, чтобы оно было кратным двум.
Вначале определяем предварительное число эффективных проводников в пазу U'П при условии, что параллельные ветви в обмотке отсутствуют (а = 1) по формуле (6.17) [1]
где А - значение линейной нагрузки, А/м;
I1н - номинальный ток обмотки статора, А.
Номинальный ток обмотки статора определяется по формуле (6.18) [1]
где U1н - номинальное напряжение обмотки статора, В, U1н=380 В.
Отсюда по формуле (3.2)
При определении числа эффективных проводников в пазу руководствуются следующим: uп должно быть целым, а в двухслойной обмотке желательно, чтобы оно было кратно двум.
Примем такое число параллельных ветвей обмотки а, при котором число эффективных проводников в пазу либо будет полностью удовлетворять приведенным ранее условиям, либо потребует лишь незначительного изменения.
Принимаем а=2, тогда число эффективных проводников в пазу uп определяется по формуле (6.19) [1]
Примем число эффективных проводников в пазу uп=14.
Окончательное значение числа витков в фазе обмотки статора 1 определяется по формуле (6.20) [1]
Окончательное значение линейной нагрузки А, А/м, определяется по формуле (6.21) [1]
Значение линейной нагрузки А = 48900 А/м расходится с принятым ранее значением равным 48000 А/м менее чем на 5%.
Окончательное значение магнитного потока Ф, Вб, по формуле (6.22) [1]
где - уточнённое значение обмоточного коэффициента, для двухслойной обмотки.
Уточнённое значение обмоточного коэффициента, для двухслойной обмотки определяется по формуле (3-3) [1]
где - коэффициент укорочения, учитывающий уменьшение ЭДС витка, вызванное укорочением шага обмотки;
- коэффициент распределения, учитывающий уменьшение ЭДС распределенной по пазам обмотки по сравнению с сосредоточенной.
Коэффициент укорочения , учитывающий уменьшение ЭДС витка, вызванное укорочением шага обмотки, определяется по формуле (3.6) [1]
где - укорочение шага обмотки статора.
В двухслойных обмотках асинхронных двигателей шаг y1 выполняют в большинстве случаев с укорочением, близким к =0,8.
Шаг двухслойной обмотки y1 можно определить по формуле:
Полученное значение шага y1 округляем до целого, тогда принимаем y1 =7.
Уточним укорочение шага двухслойной обмотки по формуле:
Коэффициент распределения, учитывающий уменьшение ЭДС распределенной по пазам обмотки по сравнению с сосредоточенной, находится по формуле (3-6) [1]:
Уточнённое значение обмоточного коэффициента тогда равно:
Уточненное значение обмоточного коэффициента для двухслойной обмотки, отличается от принятого ранее предварительного значения на 1,6%, следовательно его значение можно не пересчитывать.
Окончательное значение магнитной индукции в воздушном зазоре В , Тл, определяется по формуле (6.23) [1]:
Значение магнитной индукции в воздушном зазоре 0,86 Тл расходится с принятым ранее значением равным 0,87 Тл менее чем на 5%.
Плотность тока в обмотке статора J1 , А/мм2, предварительно определяется по формуле (6.25) [1]
где AJ1 - произведение линейной нагрузки на плотность тока и определяется по
рисунку 6.16, в [1], AJ1 =232 А/мм 3.
Сечение эффективного проводника qэф, мм2, предварительно определяется по формуле (6.24) [1]
Сечение элементарного проводника qэл мм2, по формуле (6.26) [1]
где nэл - число элементарных проводников составляющих эффективный, nэл =2.
Сечение эффективного проводника
где qэп - площадь поперечного сечения неизолированного провода, мм2.
Обмотка статора выполняется из прямоугольного обмоточного провода и укладывается в прямоугольные пазы.
Тогда сечение эффективного проводника qэф определим по формуле:
Окончательно плотность тока в обмотке статора рассчитывается по формуле (6.27) [1]:
Контроль правильности: плотность тока в обмотке статора отличается от заданной менее 10%.
Обмотка из прямоугольного провода укладывается в пазы с параллельными стенками. Зубцы в таких пазах имеют трапецеидальное сечение, и индукция в них неравномерна. Выбираем прямоугольный полуоткрытый паз статора. Принимаем предварительно по таблице 6-10 [1] допустимую индукцию в ярме статора Ва=1,2 Тл и индукцию в наиболее узком сечении зубца статора Вz1max=1,8Тл.
Тогда минимальная ширина зубца bz1min , мм, можно определить по формуле (6.39) [1]
где - длина пакета статора, мм, равная длине воздушного зазора l, мм;
- коэффициент заполнения сталью пакета статора, выбираемый по таблице 6.11 [1], =0,95 лакировка.
Высота ярма статора ha, мм, определяется по формуле (6-28) [1]
3.2 Расчет паза статора
Размеры паза вначале определяем без учета размеров и числа проводников обмотки статора, исходя только из допустимых значений индукции. Потом, определившись с размерами проводов, уточним значения размеров паза.
Ширина паза bп, мм, по определяется формуле (6.32) [1]
Ширина проводника bэл, мм, должна быть меньше ширины паза на толщину всей изоляции с учетом допусков и определяется по формуле (6.35) [1]
где bиз - толщина изоляции с учетом допусков, а также припусков на сборку сердечников, мм.
Толщина изоляции с учетом допусков, а также припусков на сборку сердечников bиз , мм, определяется по формуле (6.34) [1]
где bиз - толщина изоляции с учетом допусков, определяется по таблице 3-7 [1]
bиз=2,2 мм;
bп - припуск на сборку сердечников, мм; bп =0,3 мм.
Тогда по формуле (3.19)
Окончательная ширина проводника b=5 (мм), высота проводника а=1,7 (мм), по рекомендации из [1] выбирается прямоугольный провод марки ПЭТП-155 (класс F).
Толщина изоляции обмоточных прямоугольных проводов при меньшей стороне сечения а=1,7 (мм), выбирается из таблицы П-30 [1]. Она равна 0,12 (мм). Тогда ширина изолированного проводника b=5,12 (мм), высота изолированного проводника а=1,82 (мм).
В боковой стенке верхней части полуоткрытых пазов выполняют выемку для крепления пазовых клиньев. Высота выемок под клин, высота шлица hш, мм, и высота клиновой части паза hк, мм, возрастают с увеличением мощности машины и ширины её пазов. Примем hш=0,8 мм, hк=2,5 мм.
Ширина шлица паза bш, мм, выбирается из условия обеспечения свободной укладки полукатушек в паз и определяется по формуле
;
С учётом таблицы 3.7 [1] составляется таблица заполнения паза (таблица 1)
Таблица 1 - Таблица заполнения паза статора
|
Наименование |
Размеры паза, мм |
||
|
по ширине |
по высоте |
||
|
Обмоточный провод неизолированный 1,82Ч5,12 |
5,12Ч2=10,24 |
1,82*14=24,08 |
|
Пазовая изоляция идопуск на укладку |
2,2 |
4,5 |
|
|
Всего на паз без клина |
12,44 |
29,98 |
Принимаем для выбранного провода следующие размеры паза: высота паза hп=33,6 мм, тогда изменится значение высоты ярма ha.
Высота паза hа, мм, определяется по формуле (6.31) [1]
Зубец и паз статора с конструктивными размерами показан на рисунке 1,2.
Рисунок 1 -Зубец статора
1 - клин;
2 - прокладка под клин;
3 - проводниковая изоляция;
4 - прокладка между слоями;
5 - корпусная или пазовая изоляция;
6 - катушечная изоляция;
7 - прокладка на дно паза.
Рисунок 2 - Паз статора
После того как все размеры паза штампа установлены определяют ширину зубцов bz1max и bz1min, мм, определяем по формуле (6.37) [1]
3.3 Расчет воздушного зазора статора
Величину воздушного зазора , мм, рассчитаем по формуле (6.54)[1]
Окончательно принимаем величину воздушного зазора =0,9 мм. Округление было произведено к такому числу в результате предварительных расчетов с целью увеличения показателя КПД двигателя.
4 РАСЧЕТ РОТОРА
4.1 Расчет обмотки ротора
Для нормальной работы асинхронного двигателя необходимо, чтобы фазная обмотка ротора имела столько же фаз и столько же полюсов, сколько их имеет обмотка статора, т.е. m2=m1 и p2=p1. Число пазов ротора должно отличатся от числа пазов статора.
Внешний диаметр D2 , мм, определяется по формуле
Длина пакета стали сердечника ротора , м, определяется по формуле:
Обмотка ротора выполнена стержневой волновой. Число пазов на полюс и фазу ротора q2, определяется по формуле :
Число пазов ротора Z2, определяется по формуле 9.16 [1]:
где p2 - число пар полюсов ротора, p2=5;
m2 - число фаз ротора, m2=3.
Зубцовое деление ротора t2, м, определяется по формуле (3.18)[1]
Число витков обмотки в фазе ротора щ2, определяется по формуле (9.55) [1]:
Напряжение на кольцах ротора Uk, В определяется по формуле (9.56) [1]
Обмоточный коэффициент определяется по формуле (3.20)[1]:
где N - числитель неправильной дроби, выражающий число q2, N = 4.
Коэффициент приведения токов vi , для фазных роторов определяется по формуле (9.59) [1]:
Ток в стержне ротора I2, А, по определяется формуле (6.60) [1]
где ki - коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания и сопротивления обмоток на отношение тока статора к току ротора, его значение по рисунку 6.22 [1].
Сечение эффективных проводников обмотки ротора qэф2, мм2 определяется по формуле (9.60) [1]:
где J2 - допустимая плотность тока в обмотке ротора. 2(А/м2).
Предварительно определяем ширину паза ротора bп2, мм по формуле:
Предварительная ширина стержня в обмотке ротора , мм определяется по формуле:
где bиз2 - толщина изоляции с учетом допусков, мм определяется по таблице 3-11 [1] и принимается равной 0,85 мм.
По таблице П-3.2 [1] выбираем неизолированный провод марки ПЭТВП (класс F) шириной а=4 (мм), высотой b=15 (мм), qэф2=59,14 (мм2).
Заполнение паза ротора приведено в таблице 2
Таблица 2- Заполнение паза ротора
|
Наименование |
Размеры паза, мм |
||
|
по ширине |
по высоте |
||
|
Стержни обмотки - неизолированная медь 4Ч15 |
4 |
15Ч2=30 |
|
Пазовая изоляция и допуск наукладку (по таблице 3-11 [1]) |
1,7 |
4,0 |
|
|
Всего на паз без клина |
5,7 |
34 |
4.2 Расчет паза ротора
Окончательное значение ширины паза ротора bп2, мм:
Конструктивные размеры паза находятся из условия постоянства ширины зубца и площади сечения стержня.
Основные геометрические размеры паза: высота шлица hШ2=0,8 мм; ширина шлица bШ2=1,5 мм, высота клиновой части паза hk2=2,5 мм, определяется по [1].
Окончательно определяем высоту паза ротора hп2, мм:
Уточняем допустимую плотность тока в обмотке ротора по формуле (9.60)[1]
Внутренний диаметр сердечника ротора Dj, м при непосредственной посадке на вал равен диаметру вала Dв, м и может быть определен по формуле (9.102)[1]:
где kе - коэффициент для расчета диаметра вала асинхронных двигателей. По таблице 9-19 [1] для h=355 мм и 2p=8 kе = 0,23;
Определим минимальную bZ2min, мм, и максимальную bZ2max, мм, ширину зубца ротора соответственно по формулам (6.63) и (6.66) [1]
Проверим индукцию в наиболее узком сечении зубца (таблица 6.10 [1])
Значение находится в рекомендуемых пределах (1,85 - 2,1) по таблице 9.12[1].
Рисунок 3 - Зубец и паз ротора
1 - Бандаж; 2 - Прокладка, стеклотекстолит, СТЭФ, толщина 0,5мм;
3 - Изоляция корпусная, синтофолий F, толщина 0,16мм;
4 - Изоляция покровная, стеклоткань, ЛСП-130/155, толщина 0,15мм;
5 - Провод ПЭТП-155 (4,5Ч11,8);
6 - Прокладка, стеклотекстолит, СТЭФ, толщина 0,5мм;
7 - Прокладка, стеклотекстолит, СТЭФ, толщина 0,5мм.
Рисунок 4 - Паз ротора с проводниками и изоляцией
5. РАСЧЕТ НАМАГНИЧИВАЮЩЕГО ТОКА
Для расчета магнитного напряжения воздушного зазора найдем коэффициент воздушного зазора или коэффициент «Картера», который отражает неравномерность магнитного напряжения и магнитного сопротивления воздушного зазора. Он определяется по формуле (4.14) [1]
где - параметр, который определяется по формуле (4.15) [1]:
Коэффициент воздушного зазора, определяемый по формуле (4.19) [1]:
Магнитное напряжение воздушного зазора , А, определяется по формуле (6.110) [1]:
Найдем магнитное напряжение зубцовой зоны статора. Значение индукции зубцов статора Bz1ср , Тл, определим по формуле (6.106) [1]:
Минимальное значение индукции в зубцах статора , Тл определим по формуле (6.104) [1]:
Максимальное значение индукции в зубцах статора, Тл, определим по формуле (6.104) [1]:
Для стали 2312 по таблице П-1.10 напряженность поля в наибольшем сечении зубца HZ1max = 2300 (А/м) для =1,76 (Тл).
Напряженность поля в наименьшем сечении зубца HZ1min = 879 (А/м) для =1,39 (Тл).
Напряженность поля в среднем сечении зубца HZ1ср=1370 (А/м) для (Тл).
Расчетная напряженность поля HZ1, А/м определяется по формуле (9.106) [1]:
Магнитное напряжение зубцовой зоны статора Fz1 , А, определяется по формуле (6.111) [1]
где hz1 - расчетная высота зуба статора, мм, hп1 = 33,6 мм.
Максимальное значение индукции в зубцах ротора , Тл определяется по формуле (9-109) [1]:
где - ширина зубца в нижней части ротора.
Минимальное значение индукции в зубцах ротора , Тл определяется по формуле (9.109) [1]
где - ширина зубца в верхней части ротора.
Найдем магнитное напряжение зубцовой зоны ротора. Среднее значение индукции зубцов ротора Bz2ср , Тл, можно определить по формуле (6.104) [1]
Для стали 2312 по таблице П-1.10 напряженность поля в наибольшем сечении зубца HZ2max = 7170 (А/м) для =2,01 (Тл).
Напряженность поля в наименьшем сечении зубца HZ2min = 1150 (А/м) для =1,52 (Тл).
Напряженность поля в среднем сечении зубца HZ2ср=2300 (А/м) для (Тл).
Расчетная напряженность поля HZ2, А/м определяется по формуле (9.106) [1]
Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора Fz2 , А, определяется по формуле (6.113) [1]
где hz2 - расчетная высота зуба статора, мм, hп2 = 37,6 мм.
Коэффициент насыщения зубцовой зоны Кz , можно определить по формуле (6.120) [1]
Полученное значение Кz позволяет предварительно оценить правильность выбранных размерных соотношений и обмоточных данных проектируемой машины. Полученный коэффициент насыщения зубцовой зоны позволяет продолжить дальнейший расчет двигателя, так как он больше 1,2 и меньше 1,5, то есть входит в пределы, рекомендуемые в [1].
Магнитное напряжение ярма статора Fa , А, определяется по формуле (6.121) [1]
где La - длина средней магнитной линии ярма статора, мм;
На - напряженность в ярме статора, А/м.
Длина средней магнитной линии ярма статора La , мм; определяется по формуле (6.122) [1]
Напряженность в ярме статора На , А/м, определяемая для стали 2312 по таблице П-16 [1], в зависимости от значения индукции в ярме статора Ва , Тл, рассчитываемой по формуле (6.105) [1]
Принимаем На для стали 2312 равным 300(А/м), тогда по формуле (5.2)
Магнитное напряжение ярма ротора Fj , А можно определить по формуле (6.123) [1]
где Lj - длина средней магнитной линии потока ярма ротора, мм;
Нj - напряженность магнитного поля в ярме ротора, А/м.
Длина средней магнитной линии потока ярма ротора Lj , мм, определяется по формуле (6.124) [1]
где hj - высота спинки ротора, мм.
Высота спинки ротора hj , мм, определяемая по формуле (6.125) [1]
Напряженность магнитного поля в ярме ротора Нj , А/м, определяется по таблице П-16 [1], в зависимости от индукции в ярме ротора В'j , Тл, рассчитываемой по формуле (6.107) [1], Тл
где h'j - расчетная высота ярма ротора, мм.
Расчетная высота ярма ротора h'j , мм, находится по формуле (6.108) [1]
где dк2 - диаметр аксиальных каналов ротора, мм, dк2 =30 мм;
mк2 - число рядов аксиальных каналов, mк2 =1.
Принимаем напряженность Нj равным 102 (А/м), тогда по формуле (5.3)
Суммарное магнитное напряжение магнитной цепи машины (на пару полюсов) Fц , А, определяется по формуле (6.127) [1]
Коэффициент насыщения магнитной цепи k определяется по формуле (6.128) [1]
Эскиз магнитной цепи изображен на рисунке 5.
Рисунок 5 - Эскиз магнитной цепи
Намагничивающий ток I , А, определяется по формуле (6.129) [1]
Относительное значение намагничивающего тока I' определяется по формуле (6-130) [1]
Относительное значение намагничивающего тока служит определенным критерием правильности произведенного выбора и расчета размера обмотки двигателя. Полученное значение удовлетворяет рекомендациям [1], значит можно продолжить расчет двигателя.
6. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО РЕЖИМА
Параметрами асинхронной машины называют активные и индуктивные сопротивления обмоток статора и ротора, а также сопротивление взаимной индуктивности и расчетное сопротивление r12 или r , введением которого учитывается влияние потерь в стали статора на характеристики двигателя. Схема замещения фазы обмотки приведенной асинхронной машины показана на рисунке 6.
Рисунок 6 - Т-образная схема замещения фазы приведенной асинхронной машины
Активное сопротивление фазы обмотки статора r1 , Ом, определяется по формуле (6.131) [1]
где 115 - удельное сопротивление материала обмотки при расчетной температуре для класса изоляции F, равной 115, для меди 115= 10-6/41 Омм, что равно 2,439 Омм.
L1 - общая длина эффективных проводников фазы обмотки, мм.
Общая длина эффективных проводников фазы обмотки L1 , м, вычисляется по формуле (6-133) [1]
где lср - средняя длина витка обмотки , мм.
Для расчета средней длины витка необходимо определить длину пазовой и лобовых частей витка. Длина пазовой части равна конструктивной длине сердечника машины, мм, lп равна 210 мм.
Средняя ширина катушки bкт обмотки статора, мм, рассчитывается по формуле (6.137) [1]:
Вылет прямолинейной части катушек из паза (В) определим по таблице 6.20 [1], В=25 (мм).
Коэффициенты Кл и Квыл определим соответственно по формулам (6.141) и (6.142) [1]
где m - параметр, определяемый по формуле (6-143) [1]
где b - ширина меди катушки в лобовой части, мм, b=5 (мм);
S - допустимое расстояние между медью проводников соседних катушек по таблице 6-20 [1], мм, S=3,5 (мм).
Длина лобовой части витка lл , мм, определятся по формуле (6.138) [1]
где В - вылет прямолинейной части катушек из паза, определяемый по таблице 6-20 [1], мм; В = 25 мм.
Средняя длина витка обмотки lср , мм, находится по формуле (6.134) [1]:
Вылет лобовой части обмотки статора lвыл, м, определим по формуле (6.139) [1]
Общая длина эффективных проводников фазы обмотки по (6.2) равна
Активное сопротивление фазы обмотки статора r1 по (6.1) равно
Среднее расстояние между сторонами последовательно соединенных стержней ротора bкт2 мм, рассчитывается по формуле (6.137) [1]:
Зубцовое деление по дну пазов t'2, м, определяется по (6.148) [1]
Коэффициенты Кл2 и Квыл2 определим соответственно по формулам (6.141) и (6.142) [1]
где m - параметр, определяемый по формуле (6-143) [1]
где b2 - ширина меди катушки в лобовой части, мм; b2=4 (мм);
S2 - допустимое расстояние между медью проводников соседних катушек по таблице 6-20 [1], мм, S2=1,7 (мм).
Сумма прямолинейных участков лобовой части стержня (Вс) равна 0,05 (м).
Длина лобовой части витка lл2 , мм, определятся по формуле (6.138) [1]
Средняя длина витка обмотки lср2 , мм, находится по формуле (6.134) [1]:
Вылет лобовой части обмотки ротора lвыл2, м, определим по формуле (6.139) [1]
Общая длина эффективных проводников фазы обмотки по (6.2) равна:
Активное сопротивление фазы обмотки статора r1 по (6.1) равно:
Для дальнейших расчетов r2, Ом, должно быть приведено к числу витков первичной обмотки по формуле (6.149) [1]
где - коэффициент приведения сопротивлений, рассчитываемый по формуле (6.150) [1]
Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора x1 , Ом, определяется по формуле (4.42) [1]
где f - частота питающей сети, f=50 (Гц);
П1 - коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния;
Л1 - коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния;
Д1 - коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния.
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния П1 определяется по формуле приведенной в таблице 6.22 [1] для рисунка 6.38, б [1]:
где учетом данных таблицы 3-7[1],
h3 - высота проводников с учетом изоляции между ними, мм;
h2 - толщина изоляции по высоте между проводниками и клином статора, определяется по таблице 3-7 [1], мм; h2 = 0,7 мм;
k - коэффициент, зависящий от шага обмотки;
k' - коэффициент укорочения, зависящий от шага обмотки.
Высота проводников с учетом изоляции между ними определяется по формуле:
Коэффициент, зависящий от шага обмотки k' определяется по формуле (6.151) [1]
Коэффициент зависящий от шага обмотки k определяется по формуле (6.153) [1]
Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния Л1 определяется по формуле (6.154) [1]
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния Д1 определяется по формуле (6.157) [1]:
где 1 - коэффициент, зависящий от числа пазов на полюс и фазу q=3, укорочения шага обмотки 1 = 0,778, размерных соотношений зубцовых зон и воздушного зазора =0,9мм.
Коэффициент, зависящий от числа пазов на полюс и фазу 1 , определяется по формуле (6.172) [1]
где - коэффициент, определяемый по рисунку 6-39, в [1] , = 0,0038;
- коэффициент определяемый по рисунку 6-39, а [1],
По (6.11) получим
По (6.12) получим
По (6.13) получим
По (6.10) получим
Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора х2 , Ом, вычисляется по формуле (6.173) [1]
где П2 - коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния стержня ротора;
Л2 - коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния стержня ротора;
Д2 - коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния стержня ротора.
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния П2 определяется по формуле приведенной в таблице 6.23 [1] для рисунка 6.40, а [1]
где к`в и кв - коэффициенты, зависящие от шага обмотки, к`в=1=кв.
С учетом данных таблицы 3.7 [1]
Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния Л2 определяется по формуле (6-176) [1]
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния Д2 определяется по формуле (6.174) [1]
где 2 - коэффициент, зависящий от числа пазов на полюс и фазу, укорочения шага обмотки и размерных соотношений зубцовых зон и воздушного зазора. Определяется по формуле (6.158) [1]
где z - коэффициент, определяемый по рисунку 6.39, а [1] , z = 0,015.
Тогда получим
По (6.15) получим
Тогда по (6.14) получим
Приведенное к обмотке статора индуктивное сопротивление рассеяния фазы ротора определяется по формуле (6.178) [1]
7. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ
Потери в асинхронных машинах подразделяют на потери в стали, электрические потери, вентиляционные, механические и добавочные потери при нагрузке. Основные потери в стали рассчитываются только в сердечнике статора, так как частота перемагничивания ротора в режимах, близких к номинальному, очень мала и потери в стали ротора тоже малы.
Потери в стали основные , Вт, определяются по формуле (6.183) [1]
где - показатель степени по таблице 6.24 [1], для стали 2312; = 1,4;
1,0/50 - удельные потери по таблице 6.24 [1], для стали 2312, 1,0/50 = 1,75 Bт/кг;
кДА - коэффициент, учитывающий влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям магнитопровода, кДА = 1,6;
кДZ - коэффициент, учитывающий влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям магнитопровода, кДZ = 1,8;
ma - масса стали ярма статора, кг;
mz1 - масса стали зубцов статора, кг.
Масса стали ярма статора ma , кг, определяется по формуле (6.184) [1]
где - удельная масса стали, кг/м3; = 7,8103 кг/м3.
Масса стали зубцов статора mz1 , кг, находится по формуле (6.185) [1]
где hz1 - расчетная высота зуба статора, мм, hz1 = 33,6 (мм);
- ширина зубца статора.
По (7.2) получим
По (7.1) получим
Поверхностные потери в стали ротора приходящиеся на мм2 рпов2 , Вт/ мм2 , определяются по формуле (6.188) [1]
где - коэффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головок зубцов статора на удельные потери, к02 = 1,5;
- амплитуда пульсации индукции в воздушном зазоре над коронками статора, Тл.
Амплитуда пульсации индукции в воздушном зазоре над коронками статора , Тл, находится по формуле (6.186) [1]
где - коэффициент определяемый по рисунку 6-41, а [1], = 0,36.
Полные поверхностные потери в роторе Рпов2 , Вт, определяются по формуле (6-190) [1]
Пульсационные потери в зубцах ротора Рпул2 , Вт, определяются по формуле (6.196) [1]
где Впул2 - амплитуда пульсации индукции в среднем сечении зубцов ротора, Тл;
mz2 - масса зубцов стали ротора, кг.
Амплитуда пульсации индукции в среднем сечении зубцов статора Впул1 ,Тл, находится по формуле (6.192) [1]
Масса зубцов стали ротора mz2 , кг, находится по формуле (6.197) [1]
где hZ2 - расчетная высота стержня ротора, мм, hz2 = 37,6 мм;
bZ2ср - ширина зубца ротора, мм.
Средняя ширина зубца ротора bz2ср, м, определяется по формуле [1]
По (7.6) получим
Поверхностные и пульсационные потери в статорах двигателей с короткозамкнутым ротором с закрытыми пазами очень малы, так как в пазах ротора отсутствуют шлицы и пульсации индукции в воздушном зазоре над головками зубцов статора незначительны. Поэтому расчет этих потерь в статорах таких двигателей не производят.
Сумма добавочных потерь в стали определяются по формуле (6.199)
Полные потери в стали , Вт, определяются по формуле (6.199) [1]
Механические потери Рмех , Вт, по формуле (6-204) [1]
где КТ -коэффициент, который берется из таблицы 6.25 [1], КТ = 0,35.
Потери на трение щеток , Вт, рассчитываются по формуле (6.209) [1]:
где - коэффициент трения щеток о контактные кольца, ;
- давление на контактной поверхности щеток, Па, согласно таблице П-35 [1] (Па);
- общая площадь контактной поверхности всех щеток, м2;
- линейная скорость поверхности контактных колец, м/с.
Определим площадь щеток на одно кольцо , см2, по формуле
где - плотность тока, определяемая по таблице П-35 [1] для щеток М20, А/см2, А/см2.
По таблице П-34 [1] принимаем lщ=40мм, bщ=25мм. Тогда число щеток на одно кольцо nщ определим по формуле:
Уточним плотность тока:
Площадь щеток на три кольца , м2, рассчитаем по формуле:
Линейная скорость поверхности контактных колец , м/с, определим по формуле:
где - диаметр колец, м, (м).
Добавочные потери при номинальном режиме Рдобн , Вт, определяются по формуле:
Ток холостого хода двигателя Ixx , А, находится по формуле (6.212) [1]:
где - активная составляющая тока холостого хода, А.
Активная составляющая тока холостого хода , А, определяется по формуле (6.213) [1]:
где Рэ1хх -электрические потери в статоре при холостом ходе.
Электрические потери в статоре при холостом ходе Рэ1хх , Вт, рассчитываются по формуле (6.214) [1]:
По (7.8) получим
По (7.7) получим
Коэффициент мощности при холостом ходе cos() по формуле (6.215) [1]
8. РАСЧЕТ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК
Рабочими характеристиками асинхронных двигателей называют зависимости мощности, тока, коэффициента мощности и КПД от скольжения.
Расчет базируется на системе уравнений токов и напряжений асинхронного двигателя, которой соответствует Г-образная схема замещения.
Активное сопротивление намагничивающего контура r12 , Ом, по формуле (6.179) [1]:
Реактивное сопротивление намагничивающего контура х12 , Ом, вычисляется по формуле (6.180) [1]:
Определим коэффициент с1 по формуле (6.218) [1]:
Активная составляющая тока синхронного холостого хода Iоа , А, определяется по формуле (6.222) [1]:
Реактивная составляющая тока синхронного холостого хода IОР , А, определяется по формуле [1]:
Значение коэффициентов а', b', а, b находим по формулам (6.223) [1]
b'=0
Потери, не изменяющиеся при скольжении , Вт, определяются по формуле (4.191)
Критическое скольжение sкр определим по формуле (6.272) [1]:
Принимаем sн=0,032 и рассчитаем рабочие характеристики по [2].
Расчет рабочих характеристик сведем в таблицу 2, задаваясь s=0,0005; 0,001; 0,0015; 0,002; 0,0025; 0,003. Данные расчета представлены в техническом задании.
U1н=380 В, 2р=8, I1н=148,877 А, Рдобн=721,3 Вт, Iоа=1,092 А, Iор=38,7 А, r1=0,057 Ом, r'2=0,079 Ом, с1=1,034, a'=1,069 Ом, а=0,059 Ом, b=0,778 Ом, ДU=1,4В.
Таблица 2 - Данные расчета рабочих характеристик асинхронного двигателя с фазным ротором
|
S |
Р2, кВт |
I'2, А |
I1, А |
з, % |
cosц |
|
|
0,005 |
23,793 |
23,158 |
46,139 |
0,889 |
0,509 |
|
|
0,01 |
47,908 |
46,011 |
62,366 |
0,926 |
0,728 |
|
|
0,015 |
70,833 |
68,429 |
81,950 |
0,932 |
0,813 |
|
|
0,02 |
92,348 |
90,292 |
102,568 |
0,931 |
0,848 |
|
|
0,025 |
112,286 |
111,499 |
123,284 |
0,927 |
0,862 |
|
|
0,03 |
130,529 |
131,964 |
143,656 |
0,921 |
0,865 |
|
|
0,035 |
147,008 |
151,623 |
163,445 |
0,915 |
0,862 |
|
|
0,04 |
161,700 |
170,426 |
182,508 |
0,908 |
0,856 |
|
|
0,0304 |
132,085 |
133,767 |
145,464 |
0,921 |
0,865 |
Уточненное значение скольжения sн=0,0304.
Перегрузочную способность двигателя определим по формуле:
где - ток, который рассчитываемый по формуле:
где R - активное сопротивление, Ом;
X - реактивное сопротивление, Ом.
Активное сопротивление R, Ом, определим по формуле:
Реактивное сопротивление X, Ом, определим по формуле:
9. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ
Расчет нагрева производят, используя значения потерь, полученных для номинального режима.
Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя , С, определяется по формуле (6.314) [1]
где К - коэффициент учитывающий, что часть потерь в сердечнике статора и в пазовой части обмотки передаётся через станину непосредственно в окружающую среду, принимается по таблице 6-30 [1], К=0,76;
Р'эп1 - электрические потери в обмотке статора в пазовой части при номинальном скольжении, Вт;
1 - коэффициент теплоотдачи с поверхности по рисунку 6-60, б [1], 1 =108.
Электрические потери разделяются на потери в пазовой части , Вт, и потери в лобовой частях катушек , Вт. Определим их соответственно по формулам (6.312) и (6.113) [1]
где k - коэффициент увеличения потерь для обмоток с изоляцией F, к=1,07;
Pэ1 - электрические потери в статоре при номинальном режиме, Вт.
Электрические потери в статоре при номинальном режиме Pэ1, Вт, определим по формуле (6.200) [1]
По (13.1) получим
Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора , С, определяется по формуле (6.315) [1]
где bиз1 - односторонняя толщина изоляции в пазу по таблице 3-7 [1] равна 0,8мм;
экв - средняя эквивалентная теплопроводность пазовой изоляции, экв=0,16 Вт·/(м·С);
Пп1 - расчетный периметр поперечного сечения паза статора, мм.
л`экв - среднее значение коэффициента теплопроводности внутренней изоляции катушки всыпной обмотки из эмалированных проводников с учётом не плотности прилегания проводников друг к другу, определяется по рисунку 6-62 [1], л`экв=0,16Вт·/(м·С);.
Односторонняя толщина изоляции в пазу bиз1, мм, по (6.318) [1]
Расчетный периметр поперечного сечения паза статора Пп1 мм, для полузакрытых трапецеидальных пазов определяется по формуле (6.317) [1]
Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей , С, вычисляется по формуле (6.319) [1]
где bиз.л1 - толщина односторонней изоляции лобовой части катушки по таблице 3-7 равна 0,8мм;
Пл1 - периметр условной поверхности охлаждения лобовой части катушки; Пл1 = Пп1 = 87,66 мм;
Р'эл1 - электрические потери в обмотке статора в лобовой части, Вт.
Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей обмотки над температурой воздуха внутри машины , С, определяется по формуле (6.321) [1]
где lвыл - вылет лобовых частей обмотки, мм
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины, , С, определяется по формуле (6.321) [1]
Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды , С, определяется по формуле (6.22)
где - сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя, Вт;
Sкор - эквивалентная поверхность охлаждения корпуса, мм2;
в - коэффициент подогрева воздуха по рисунку 6-60, б [1], в =1000
Сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя , Вт, определяется по формуле (6.323) [1]
где - сумма всех потерь в двигателе при номинальном режиме и расчетной температуре с учетом их увеличения, Вт.
Сумма всех потерь в двигателе при номинальном режиме и расчетной температуре с учетом их увеличения, Вт, определяется по формуле (6.324) [1]
где - сумма всех потерь в двигателе при номинальном режиме и расчетной температуре, Вт.
Эквивалентная поверхность охлаждения корпуса Sкор , м2 , определяется по формуле (6.327) [1]
По (13.6) получим
По (13.5) получим
По (13.4) получим
По (13.3) получим
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды , С, определяется по формуле (6.328) [1]
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды меньше установленной в таблице 5-1 [1] , так как = 83,22< 100 С.
Превышение температуры внутренней поверхности сердечника ротора над температурой воздуха внутри двигателя , С, определяется по формуле (6.329) [1]:
где Р'эп2 - электрические потери в обмотке статора в пазовой части при номинальном скольжении, Вт;
2 - коэффициент теплоотдачи с поверхности по рисунку 6-60, б [1], 2 =108.
Электрические потери разделяются на потери в пазовой части , Вт. Определим их соответственно по формуле (6.330) [1]
где k - коэффициент увеличения потерь для обмоток с изоляцией F, к=1,07;
Pэ1 - электрические потери в статоре при номинальном режиме, Вт.
Электрические потери в роторе при номинальном режиме Pэ2, Вт, определим по формуле (6.200) [1]:
По (13.7) получим
Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки ротора , С, определяется по формуле (6.315) [1]
где Пп2 - расчетный периметр поперечного сечения паза ротора, мм.
Расчетный периметр поперечного сечения паза ротора Пп2 мм, определяется по формуле (6.332) [1]
Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей , С, вычисляется по формуле (6.319) [1]:
где Р'эл2 - электрические потери в обмотке статора в лобовой части, Вт.
bиз.л2 - односторонняя толщина изоляции лобовой части катушки, по таблице 3-11 [1] равна 1 мм.
Электрические потери в лобовых частях обмотки , Вт, определим по формуле (6.334) [1]:
Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей обмотки над температурой воздуха внутри машины , С, определяется по формуле (6.321) [1]:
где lвыл2 - вылет лобовых частей обмотки, мм
Среднее превышение температуры обмотки ротора над температурой воздуха внутри машины, , С, определяется по формуле (6.321) [1]:
Среднее превышение температуры окружающей среды обмотки ротора над температурой окружающей среды Q2, °C, определим по формуле (6.337) [1]
Среднее превышение температуры обмотки ротора над температурой окружающей среды меньше установленной в таблице 5-1 [1] , так как = 90,866< 100 С.
10. ВЕНТИЛЯЦИОННЫЙ РАСЧЕТ
Требуемый для охлаждения расход воздуха Qв, м 3/с , определяется по формуле (6.338) [1]
где - сумма всех потерь в двигателе, Вт.
Ди`в - превышение температуры выходящего из двигателя воздуха над температурой входящего, ?С.
Расход воздуха, который может быть получен при данных размерах двигателя, оценивается эмпирической формулой (6.339) [1]
Расход воздуха обеспечиваемый конструкцией ротора Q'в = 1,294 м 3/с больше требуемого для охлаждения расхода воздуха Qв = 0,339 м 3/с.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе проектирования был создан электрическая машина на базе двигателя 4АНК355S8, которая имеет энергетические показатели выше своего аналога. Результаты сравнения приведены в таблице 4.
Таблица 4 -- Технические показатели двигателя
|
Показатели |
В техническом задании |
Расчётные |
Сравнение показателей |
|
|
з, % |
91,5 |
92,1 |
||
|
cos(ц1 ) |
0,85 |
0,865 |
||
|
Мпер/Мп |
1,9 |
1,93 |
Были также достигнуты следующие результаты:
а) Нагрев частей двигателя находится в допустимых пределах .
б) Вентиляционные лопатки обеспечивают необходимый расход воздуха .
в) Спроектированный двигатель отвечает поставленным в техническом задании требованиям.
Если уменьшить высоту ярмо ротора и увеличить высоту ярма статора, то будет более равномерное использование активных материалов. Можно добиться хороших энергетических показателей, применяя одну электротехническую сталь в статоре и в роторе, также будет снижена себестоимость спроектированного изделия.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Копылов, И.П. Проектирование электрических машин: учебное пособие для вузов / И.П. Копылов, Ф.А. Горяинов, Б.К. Клоков и др. -- Москва: Энергия, 1980. -- 496 с.
2. Вигриянов, П. Г. Расчет характеристик электрических машин: учебное пособие по курсовому проектированию / П. Г. Вигриянов, С. Г. Воронин -- Челябинск: ЧПИ, 1986. -- 42 с.
3. Кравчик, А. Е. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А. Е. Кравчик,. -- М.: Энергоиздат, 1982. -- 504 с.
4. Вольдек, А. И. Электрические машины: учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений / А. И. Вольдек - 3-е изд., перераб. и доп.-- Л.: Энергия, 1978. -- 832 с.
5. Костенко, М. П. Электрические машины. Ч 2 / М. П. Костенко, Л.М. Пиотровский. - М. - Л.: Энергия, 1965. - 704 с.
6. Попов, Г.Н. Справочник по машиностроительному черчению / Г.Н. Попов - 14-е. изд., перераб. и доп. -- Л.: Машиностроение, Ленинград, 1981. --416с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
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 27.09.2014Расчет статора, ротора, магнитной цепи и потерь асинхронного двигателя. Определение параметров рабочего режима и пусковых характеристик. Тепловой, вентиляционный и механический расчет асинхронного двигателя. Испытание вала на жесткость и на прочность.
курсовая работа [4,8 M], добавлен 10.10.2012Расчет 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 04.09.2010Выбор конструкции асинхронного двигателя и его основных размеров. Расчет зубцовой зоны и обмотки статора. Коэффициенты, необходимые для расчёта воздушного зазора: магнитная проницаемость и напряжение. Расчет параметров машины, потерь и КПД двигателя.
реферат [2,0 M], добавлен 06.09.2012Расчет 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 10.01.2011Расчет 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 07.02.2013Данные 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 06.09.2012Определение 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 25.01.2015Построения развернутой и радиальной схем обмоток статора, определение вектора тока короткого замыкания. Построение круговой диаграммы асинхронного двигателя. Аналитический расчет по схеме замещения. Построение рабочих характеристик асинхронного двигателя.
контрольная работа [921,2 K], добавлен 20.05.2014Расчет конструкции асинхронного двигателя, выбор технических параметров рабочего режима. Расчет обмоток статора и ротора магнитной цепи. Определение пусковых характеристик с учетом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния; тепловой расчет.
курсовая работа [580,0 K], добавлен 06.05.2014
