Содержание
Введение.4
1.Выбор основных размеров двигателя…………………..5
2.Расчет обмоток статора и ротора
2.1Расчет обмотки статора..7
2.2Расчет размеров зубцовой зоны статора…9
2.3Расчет ротора..11
3.Расчет магнитной цепи, потерь, КПД
3.1Расчет магнитной цепи..13
3.2Расчет потерь..15
4.Расчет параметров двигателя и построение рабочих
и пусковых характеристик
4.1Расчет параметров рабочего режима.17
4.2Расчет и построение рабочих характеристик и КПД…21
4.3Расчет и построение пусковых характеристик .25
5.Тепловой расчет30
6.Определение расходов активных материалов
и показателей их использования…………………….33
Литература.34
Выдержка из текста работы
- Введение
- 1. Выбор основных размеров двигателя
- 2. Расчет размеров зубцовой зоны статора
- 3. Расчет ротора
- 4. Расчет магнитной цепи
- 5. Расчет параметров рабочего режима
- 6. Расчет потерь
- 7. Расчет рабочих характеристик
- 8. Расчет и построение пусковых характеристик
- 9. Тепловой расчет
- Литература
- Введение
- В асинхронных машинах преобразование энергии происходит при несинхронном (асинхронном) вращении ротора и магнитного поля статора.
- Машины переменного тока широко используются во всех отраслях народного хозяйства. В частности машины переменного тока применяют в электроприводах, требующих широкого, плавного и экономичного регулирования частоты вращения, высоких перегрузочных пусковых и тормозных моментов. Двигатели небольшой мощности применяют во многих системах автоматики.
- В данном курсовом проекте рассчитывается асинхронный двигатель. Он является аналогом существующего двигателя АИР112М4. Данный двигатель имеет следующие параметры:
- Номинальная мощность РН=5,5 кВт.
- Номинальный КПД з=87,5%.
- Коэффициент мощности cosц=0,88.
- Номинальная частота nн=1500 об/мин.
- Число пар полюсов 2р=4.
- Электромагнитные нагрузки А= 26• 103 А\м, Вд=0,87 Тл
1. Выбор основных размеров двигателя
1) Определяем предварительно высоту оси вращения h=112мм.
Dа=0,191 м.
2) Определяем внутренний диаметр статора:
где =0,68 м.
3) Определяем полюсное деление:
4) Определяем расчетную мощность:
где Р2-мощность на валу двигателя, Вт;
kE-отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, которое может быть приближенно определено kE=0,968.
з-КПД.
5) Осуществляем предварительный выбор электромагнитных нагрузок по А=26·103 А/м, Вд=0,87 Тл.
6) Обмоточный коэффициент kоб1= 0,96
7) Определяем расчетную длину воздушного зазора:
где ?-синхронная угловая скорость двигателя, рад/c
рад/с.,
где n1=1500 об/мин. — синхронная частота вращения.
kB-коэффициент формы поля, ();
kоб1-обмоточный коэффициент, для однослойной обмотки kоб1=0,96.
Для проверки правильности расчета главных размеров определяем соотношение:
Oпределяем, что для данного двигателя л=0,5…1,2, что в нашем случае выполняется.
9) Определяем предварительно зубцовое деление t1 в зависимости от типа обмотки, номинального напряжения и полюсного деления машины. Диапазон возможных значений определяем по [1]:
t1min=0,01 м, t1max=0,0123 м.
10) Определяем диапазон возможных чисел пазов статора:
C учетом выбранных значений t:
Окончательно принимаем Z1=36.
Определяем число пазов на полюс и фазу:
11) Окончательно зубцовое деление статора t:
12) Для дальнейших расчетов определим номинальный ток обмотки статора:
Определяем число эффективных проводников в пазу:
13) Принимаем uн=28 проводников
14) Определяем число витков в фазе обмотки:
где а=1 — число параллельных ветвей.
Окончательное значение линейной нагрузки:
А/м.
Уточняем значение потока:
kоб1- обмоточный коэффициент: kоб1 = 0,959
kE = 0,968
Определяем индукцию в воздушном зазоре:
Значения А и Вд находятся в допустимых значениях
15) Определим предварительно плотность тока в обмотке статора:
16) Определяем предварительное сечение эффективного проводника:
17) Сечение эффективного проводника окончательно принимаем nэл=1, тогда qэл=1,21•10-6 м2
Провод марки ПЭТВ: dэл=1,25 мм, dиз=1,33 мм, qэл=1,227 мм2
18) Уточняем плотность тока:
А/м2.
2. Расчет размеров зубцовой зоны статора
19) По выбранным значениям индукции определяем высоту ярма статора:
Ва — индукция в ярме статора, принимаем Ва=1,6 Тл.
kcт-коэффициент заполнения сердечника сталью, для оксидированных листов стали kcт=0,97;
lcт1= lд=0,1 м (для данной конструкции двигателя);
Определим минимальную ширину зубца:
где BZ1max — индукция в зубцах статора по [1] BZ1max=1,9 Тл;
20) Определяем размеры паза в штампе:
Высота паза:
Ширина паза при в=45є b1 определяется по формуле:
Принимаем размеры паза в штампе:
bш- средняя ширина шлица паза статора bш=3,5мм;
hш- высота шлица паза, hш=0,5мм.
21) Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку:
Дbп-припуск по ширине паза, Дbп=0,1 мм;
Дhп-припуск по высоте паза, Дhп=0,1 мм.
Определяем площадь поперечного сечения трапециидального паза, в котором размещается обмотка, корпусная изоляция и прокладки:
Высота клиновой части паза
Определяем площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу:
Sиз=bиз(2hп+b1+b2),
где bиз- односторонняя толщина изоляции в пазу, bиз=0,25мм.
Определяем площадь поперечного сечения паза для размещения проводников:,
Для проверки правильности размещения обмотки в пазах рассчитаем коэффициент заполнения:
Полученное значение кз допустимо для механизированной укладки обмотки.
3. Расчет ротора
23) Воздушный зазор д=0,3мм.
24) Число пазов ротора по Z2=34.
25) Внешний диаметр:
26) Длина магнитопровода l2=l1=0,1.
27) Зубцовое деление ротора
28) Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала:
kB=0,23.
29) Ток в стержне ротора:
где ki-коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания и сопротивления обмоток на отношение I1 /I2; принимаем ki=0,91;
нi-коэффициент приведения токов, определенный по формуле:
Ток в стержне:
Определяем площадь поперечного сечения стержня:
где J2-плотность тока в стержнях ротора при заливке пазов алюминием выбираем J2=6,5·106А/м2.
31) Определяем размеры паза ротора. В двигателях с h=112 мм выполняют пазы с размерами шлица bш=1,5мм и hш=0,75мм. Высота перемычки над пазом в двухполюсных двигателях выполняется равной мм.
Определяем ширину зубцов ротора:
где Вz2-допустимая индукция в зубцах якоря; по [1] определяем Вz2=1,85 Тл.
Определяем размеры паза:
Размер нижней части лопаточных стержней:
Диаметр закругления нижней части стержня:
Расстояние между центрами закруглений нижней части стержня:
32) Уточняем ширину зубцов ротора по формулам:
bz2? bz1
Определим полную высоту паза:
33) Уточняем площадь сечения стержня:
Плотность тока в стержне:
34) Произведем расчет короткозамкнутых колец.
Плотность тока в них примем на 15% меньшую, чем в стержнях:
Jкл=0,85J2=0,85·4,65·106=3,95·106 А/м2.
Ток в кольце:
Тогда ток в коротко замыкающем кольце: .
Площадь поперечного сечения:
Окончательно определяем размеры замыкающих колец:
4. Расчет магнитной цепи
Расчет магнитной цепи проводится для режима холостого хода двигателя, при котором для асинхронных машин характерно относительно сильное насыщение стали зубцов статора и ротора.
36) Индукция в зубцах статора:
Индукция в зубцах ротора:
Тл,.
Индукция в ярме статора:
Для нахождения индукции в ярме ротора, необходимо знать расчетную высоту ярма ротора hj, которая для двигателей с посадкой сердечника непосредственно на вал равна:
где dk, mk2 -соответственно, диаметр и число аксиальных каналов (в нашем случае оба значения равны нулю).
Индукция в ярме ротора:
37) Магнитное напряжение воздушного зазора:
где kд-коэффициент воздушного зазора:
где г определяется:
теперь по (3.3) определим:
Тогда магнитное напряжение зазора: А;
Для стали 2013 определим при Bz1=1,93 Тл Hz1=2340 А/м; при Bz2=1,92 Тл Hz2=2250 А/м.
38) Тогда магнитное напряжение зубцовых зон статора и ротора:
где hZ1(2)-расчетная высота зубцов статора (ротора);
hZ1=hП1=11,5 мм;
hZ2= hП2 — 0,1b2Н=11,13-0,1·5,6=10,57 мм;
Тогда:
Для проверки правильности расчета вычислим коэффициент насыщения зубцовой зоны:
Данное значение коэффициента считается приемлемым.
39) Определяем магнитные напряжения ярм статора и ротора. Предварительно Ва=1,6 Тл Hа=750 А/м; при Bj=0,92 Тл Hj=158 А/м.
Предварительно определяем длины средних магнитных линий статора La и ротора Lj:
где hj-высота спинки ротора вычислена:
Тогда магнитные напряжения:
40) Определим магнитное напряжение на пару полюсов:
Все значения нам известны, тогда:
41) Определим коэффициент насыщения магнитной цепи:
42) Определим намагничивающий ток:
Относительное значение намагничивающего тока:
5. Расчет параметров рабочего режима
43) Активное сопротивление фазы обмотки статора r1:
где — общая длинна эффективных проводников фазы обмотки;
— площадь поперечного сечения эффективного проводника;
— число параллельных ветвей обмотки;
— удельное сопротивление материала обмотки при расчетной температуре; для медиОм·м.
— коэффициент увеличения активного сопротивления фазы обмотки от действия эффекта вытеснения тока. В проводниках обмотки статора асинхронных машин эффект вытеснения тока проявляется незначительно из-за малых размеров элементарных проводников. Поэтому в расчетах нормальных машин, как правило, принимают .
Средняя ширина катушки bкт обмотки статора:
Длина лобовой части lл:
Вылет лобовых частей обмотки lвыл:
где Квыл=0,4 — коэффициент, значение которого выбирается из таблицы при условии, что лобовые части не изолированы.
В=0,01 м — вылет прямолинейной части катушек из паза.
Средняя длина витка обмотки lср:
, где
Общая длина эффективных проводников фазы обмотки:
Значение сопротивления обмотки статора в относительных единицах
44) Сопротивление стержня:
где — удельное сопротивление литой алюминиевой обмотки при расчетной температуре.
Активное сопротивление короткозамыкающих колец по формуле:
Активное сопротивление фазы обмотки ротора r2 определяется для короткозамкнутых роторов по формуле:
Активное сопротивление фазы короткозамкнутой обмотки ротора, приведенное к обмотке статора по формуле:
Приведенное активное сопротивление фазы короткозамкнутого ротора в относительных единицах по формуле
45) Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния П:
h2=hп.к-2bиз=9,3-2•0,4=8,5 мм; b1=4,23 мм; hк=0,5(4,23-3,5)=0,365 мм; kв=1; k`в=1.
Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния Л определяется по формуле:
где — относительное укорочение шага обмотки:
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния Д1 определяется по формуле:
вск=0; Кск =1,5; Кв=1.
46) Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора x1 определяется по формуле:
Значение индуктивного сопротивления обмотки статора в относительных единицах определяется по формуле
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния
h0=14,7+0,4•2,32=15,6; b1=4,23; qc=60; bш=3,5; hш=0,5
Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния Л2:
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния:
Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора:
Приведенное к обмотке статора индуктивное сопротивление рассеяния фазы ротора:
Приведенное индуктивное сопротивление фазы короткозамкнутого ротора в относительных единицах:
6. Расчет потерь
В асинхронных машинах имеют место потери в стали, электрические потери, вентиляционные, механические и добавочные потери при нагрузке. Основные потери в стали в АД рассчитывают только в сердечнике статора, так как частота перемагничивания ротора в режимах близких к номинальному, очень мала и потери в стали ротора при больших индукциях незначительны.
47) Определяем основные потери в стали:
где р1,0/50-удельные потери, р1,0/50=2,5 Вт/кг; в=1,5;
kДА, kДZ -коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участков магнитопровода и технологических факторов. Для машин мощностью меньше 250 кВт принимается: kДА=1,6; kДZ=1,8.
ma, mZ1-масса стали ярма и зубцов статора, кг:
где ha=0,5(Da-D)-hz1=0,5(0,191-0,13)-0,0115=0,019 м;
гс-удельная масса стали, в расчетах принимаем гс=7,8·103 кг/м3.
Определяем массу:
Итак, основные потери в стали:
48) Определяем поверхностные потери в роторе:
где pпов2-удельные поверхностные потери, которые расчитываются:
где k02-коэффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головок зубцов ротора на удельные потери, k02=1,5;
B02-амплитуда пульсации индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов ротора, Тл:
для определения вычисляем , по рис. 6-41 [1].
Тогда:
Определим удельные поверхностные потери: Вт/м2.
Определяем поверхностные потери в роторе: Вт.
49) Пульсационные потери в зубцах ротора:
где Bпул2-амплитуда пульсации индукции в среднем сечении зубцов:
mZ2-масса зубцоа стали:
mz2=z2•hz2•bz2cp•lст•kст•гc=34•14,3•10-3•7,3•10-3•0,1•0,97•7800=2,7 кг
Пульсационные потери в зубцах ротора:
50) Определяем сумму добавочных потерь:
51) Определяем полные потери в стали:
Рст = Рст.осн+ Рст.доб= 107,5+36,2= 143,7 Вт
52) Определяем механические потери:
где Кт=1,3(1-Da)=1,0517 для машин с 2р=4;
53) Холостой ход двигателя:
где Ixxa-активная составляющая тока холостого хода:
где Рэ1хх-электрические потери в статоре при холостом ходе:
Определяем коэффициент мощности при холостом ходе:
7. Расчет рабочих характеристик
54) Параметры:
Рассчитаем коэффициент г:
Так как условие не выполняется, то необходим точный расчёт с выделением активной и реактивной составляющих:
Активная составляющая тока синхронного холостого хода:
Принимаем = =0,03 и рассчитываем рабочие характеристики задаваясь s=0,01;0,015 ; 0,02; 0,025; 0,03; 0,035; 0,04.
Результаты расчета приведены в таблице ниже.
Данные расчета рабочих характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
P2Н = 5,5 кВт; U1Н = 220/380 B; 2p=4; PСТ + PМЕХ =175,2 Вт;
I0A = 0,27 A; I0P I = 3,59 A; r1 = 1,77 Ом; r’2 = 0,67 Ом; с1 = 1,03Ом;
a’ = 1,06 Ом; a = 1,96 Ом; b’ =-0,057; b = 4,51 Ом.
Таблица 1. Рабочие характеристики асинхронного двигателя
|
№ п/п |
СКОЛЬЖЕНИЕ |
||||||||
|
0,01 |
0,015 |
0,02 |
0,025 |
0,03 |
0,035 |
0,04 |
|||
|
1 |
a’•r’2/s |
107,204545 |
47,17 |
37,736 |
26,95429 |
21,44091 |
18,868 |
14,29394 |
|
|
2 |
R=a+a’•r’2/s |
109,204545 |
49,17 |
39,736 |
28,95429 |
23,44091 |
20,868 |
16,29394 |
|
|
3 |
X=b+b’•r’2/s |
-1,3047727 |
1,9235 |
2,4308 |
3,010571 |
3,307045 |
3,4454 |
3,691364 |
|
|
4 |
Z |
109,21234 |
49,20761 |
39,81028 |
29,11038 |
23,67304 |
21,15051 |
16,70684 |
|
|
5 |
I»2 |
2,01442438 |
4,470853 |
5,526211 |
7,557442 |
9,293272 |
10,40164 |
13,16826 |
|
|
6 |
cosф’2 |
0,99992863 |
0,999236 |
0,998134 |
0,994638 |
0,990194 |
0,986643 |
0,975285 |
|
|
7 |
sinф’2 |
-0,0119471 |
0,039089 |
0,06106 |
0,103419 |
0,139697 |
0,162899 |
0,220949 |
|
|
8 |
I1a |
2,28428061 |
4,737436 |
5,785899 |
7,786918 |
9,472146 |
10,5327 |
13,11281 |
|
|
9 |
I1p |
3,56593343 |
3,764763 |
3,927428 |
4,371584 |
4,88824 |
5,284418 |
6,499516 |
|
|
10 |
I1 |
4,23483402 |
6,051177 |
6,992948 |
8,930109 |
10,6591 |
11,78401 |
14,63521 |
|
|
11 |
I’2 |
2,07485711 |
4,604979 |
5,691997 |
7,784165 |
9,572071 |
10,71369 |
13,5633 |
|
|
12 |
P1 |
1,5076252 |
3,126708 |
3,818694 |
5,139366 |
6,251616 |
6,951583 |
8,654453 |
|
|
13 |
Pэ1 |
0,09469057 |
0,193336 |
0,258199 |
0,421063 |
0,599895 |
0,733196 |
1,13092 |
|
|
14 |
Pэ2 |
0,01149444 |
0,05662 |
0,086505 |
0,161784 |
0,244638 |
0,306471 |
0,491182 |
|
|
15 |
Pдоб |
0,00482786 |
0,009857 |
0,013164 |
0,021468 |
0,030586 |
0,037382 |
0,057661 |
|
|
16 |
?P |
0,26451286 |
0,413313 |
0,511368 |
0,757815 |
1,028618 |
1,230549 |
1,833263 |
|
|
17 |
P2 |
1,24311234 |
2,713395 |
3,307325 |
4,38155 |
5,222998 |
5,721034 |
6,82119 |
|
|
18 |
з |
0,82454999 |
0,867812 |
0,866088 |
0,852547 |
0,835464 |
0,822983 |
0,788171 |
|
|
19 |
cosф |
0,53940263 |
0,782895 |
0,827391 |
0,871985 |
0,888644 |
0,893813 |
0,895977 |
Рисунок 1 Зависимость ;
Рисунок 2 Зависимость ;
Рисунок 3 Зависимость ;
Рисунок 4 Зависимость ;
Рисунок 5 Зависимость ;
8. Расчет и построение пусковых характеристик
Таблица 2. Расчет токов в пусковом режиме асинхронного двигателя
|
№ |
Расчетная формула |
Скольжение s |
|||||||||
|
1.000 |
0.800 |
0.641 |
0.600 |
0.400 |
0.300 |
0.200 |
0.100 |
||||
|
1 |
0.884 |
0.791 |
0.712 |
0.625 |
0.395 |
0.280 |
0.208 |
8.842e-6 |
|||
|
2 |
0.544 |
0.348 |
0.229 |
0.136 |
0.022 |
5.441e-3 |
1.654e-3 |
0.000 |
|||
|
3 |
9.003e-3 |
0.010 |
0.011 |
0.012 |
0.014 |
0.014 |
0.014 |
0.014 |
|||
|
4 |
1.385 |
1.239 |
1.152 |
1.086 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
|||
|
5 |
1.284 |
1.176 |
1.112 |
1.063 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
|||
|
6 |
3.104 |
2.843 |
2.688 |
2.570 |
2.417 |
2.417 |
2.417 |
2.417 |
|||
|
7 |
0.960 |
0.960 |
0.970 |
0.980 |
0.980 |
0.990 |
0.990 |
1.000 |
|||
|
8 |
1.961 |
1.961 |
1.976 |
1.991 |
1.991 |
2.006 |
2.006 |
2.022 |
|||
|
9 |
0.984 |
0.984 |
0.988 |
0.992 |
0.992 |
0.996 |
0.996 |
1.000 |
|||
|
10 |
1.744 |
1.744 |
1.752 |
1.759 |
1.759 |
1.766 |
1.766 |
1.773 |
|||
|
11 |
7.947 |
8.406 |
9.007 |
10.02 |
17.09 |
29.40 |
49.42 |
2.461e1 |
|||
|
12 |
3.765 |
3.765 |
3.772 |
3.780 |
3.780 |
3.787 |
3.787 |
3.794 |
|||
|
13 |
А |
25.01 |
23.88 |
22.53 |
20.54 |
12.56 |
7.422 |
4.438 |
8.938e- |
||
|
14 |
А |
25.48 |
24.34 |
22.97 |
20.96 |
12.92 |
7.804 |
4.938 |
2.014 |
55) Активное сопротивление обмотки ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока,
Приведенная высота:
где мм — высота стержня в пазу.
Для ?=0,089
Глубина проникновения тока:
Глубина проникновения тока в стержень рассчитаем по формуле:
Площадь сечения ограниченного высотой hr по формуле:
Приведенное активное сопротивление с учетом эффекта вытеснения тока по формуле: ;
56) Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния с учетом вытеснения
Коэффициент изменения индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора с учетом вытеснения:
Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом вытеснения по формуле:
57) Пусковые параметры
58) Ток в обмотке ротора без учета влияния насыщения по формуле:
59) Учет влияния насыщения на параметры. Принимаем для s=1 . Средняя МДС обмотки, отнесенная к одному пазу обмотки статора:
Фиктивная индукция потока рассеяния в воздушном зазоре по формуле:
Для находим kд=0,46.
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеянья обмотки статора с учетом влияния насыщения по формуле:
Изменение коэффициента проводимости рассеяния полузакрытого паза статора по формуле:
Коэффициент магнитной проводимости рассеяния при насыщении по формуле:
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учётом влияния насыщения по формуле:
Д1 нас. = Д1 kд= 2,50,46 = 1,15
Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учётом влияния насыщения по формуле:
х1 нас. = (х11 нас. )/ 1 = =1,17 ?1,2 Ом
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора с учётом влияния насыщения и вытеснения тока по формуле:
с2 = (t2 — bШ2)(1 — k ) =(11,9 — 1,5)(1 — 0,46 )=7,02 мм;
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеянья обмотки ротора с учетом влияния насыщения и вытеснения тока по формуле:
П2. нас. = П2 — п2. нас. =2,2 — 0,41 = 1,79;
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеянья обмотки ротора с учетом влияния насыщения по формуле:
Приведённое индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения по формуле:
60) Расчет токов и моментов:
Ток в обмотке ротора по формуле:
Ток в обмотке статора по формуле:
Кратность пусткового тока с учетом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения
Кратность пускового момента с учетом влияния вытеснения тока и насыщения
Полученный в расчете коэффициент насыщения
отличается от принятого kнас=1,35 менее чем на 3%
Для расчета других точек задаемся kнас, уменьшенным
В таблице приведены пусковые характеристики асинхронного двигателя.
Таблица 3. Расчет пусковые характеристики асинхронного двигателя с учетом эффекта выеснения тока и насыщения от полей рассеяния
|
Скольжение |
||||||||||
|
№ |
Парам. |
1,000 |
0,800 |
0,641 |
0,600 |
0,400 |
0,300 |
0,200 |
0,100 |
|
|
1 |
43,56 |
38,44 |
33,53 |
32,12 |
24,13 |
19,31 |
13,8 |
7,41 |
||
|
2 |
2569,8 |
2268 |
1978,4 |
1894,9 |
1423,7 |
1139,3 |
813 |
437 |
||
|
3 |
5,83 |
5,14 |
4,49 |
4,30 |
3,23 |
2,58 |
1,84 |
0,99 |
||
|
4 |
kд |
0,44 |
0,46 |
0,52 |
0,55 |
0,70 |
0,78 |
0,89 |
0,97 |
|
|
5 |
3,64 |
3,51 |
3,12 |
2,93 |
1,95 |
1,43 |
0,72 |
0,20 |
||
|
6 |
0,08 |
0,08 |
0,07 |
0,07 |
0,05 |
0,04 |
0,02 |
0,01 |
||
|
7 |
0,94 |
0,94 |
0,95 |
0,95 |
0,97 |
0,98 |
1,00 |
1,01 |
||
|
8 |
7,28 |
7,02 |
6,24 |
5,85 |
3,90 |
2,86 |
1,43 |
0,39 |
||
|
9 |
0,41 |
0,41 |
0,40 |
0,40 |
0,36 |
0,33 |
0,24 |
0,10 |
||
|
10 |
k`нас |
1,31 |
1,27 |
1,25 |
1,24 |
1,06 |
1,04 |
1,05 |
1,03 |
|
|
11 |
П2. нас. |
1,79 |
1,81 |
1,82 |
1,83 |
1,87 |
1,91 |
2,00 |
2,14 |
|
|
12 |
Д1 нас. |
1,10 |
1,15 |
1,30 |
1,38 |
1,75 |
1,95 |
2,23 |
2,43 |
|
|
13 |
1,82 |
1,90 |
2,15 |
2,27 |
2,89 |
3,22 |
3,68 |
4,01 |
||
|
14 |
х1 нас. |
1,16 |
1,17 |
1,23 |
1,26 |
1,40 |
1,48 |
1,59 |
1,67 |
|
|
15 |
1,86 |
1,90 |
2,02 |
2,08 |
2,37 |
2,54 |
2,78 |
2,99 |
||
|
16 |
1,01 |
1,01 |
1,02 |
1,02 |
1,02 |
1,02 |
1,02 |
1,02 |
||
|
17 |
54,44 |
51,9 |
48,22 |
46,88 |
39,66 |
35,05 |
28,6 |
18,6 |
||
|
18 |
55,70 |
53,1 |
49,44 |
48,10 |
40,86 |
36,19 |
29,6 |
19,4 |
||
|
19 |
6,70 |
6,39 |
5,95 |
5,79 |
4,92 |
4,36 |
3,57 |
2,34 |
||
|
20 |
1,954 |
2,037 |
2,128 |
2,165 |
2,349 |
2,431 |
2,43 |
2,06 |
Рисунок 6 Зависимость ;
Рисунок 7 Зависимость ;
61) Критическое скольжение:
9. Тепловой расчет
Расчет нагрева производят, используя значения потерь, полученных для номинального режима.
62) Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя , С:
где К=0,2 — коэффициент учитывающий, что часть потерь в сердечникестатора и в пазовой части обмотки передаётся через станину непосредственно в окружающую среду.
1=90 — коэффициент теплоотдачи с поверхности.
Р’эп1 — электрические потери в обмотке статора в пазовой части при номинальном скольжении sн=0,044 по формуле:
где к=1,15 — коэффициент увеличения потерь для обмоток с изоляцией
63) Электрические потери в лобовых частях катушек:
Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей обмотки над температурой воздуха внутри машины по формуле:
64) Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора определяется по формуле
где bиз1 — односторонняя толщина изоляции в пазу, bиз1 = 0,25.
экв =0,16 Вт·/(м·С) — средняя эквивалентная теплопроводность пазовой изоляции; для класса нагревостойкости B.
`экв = 1,25 Вт·/(м·С) — среднее значение коэффициента теплопроводности внутренней изоляции катушки всыпной обмотки, определяется по рисунку [1].
Пп1 — расчетный периметр поперечного сечения паза статора; для полузакрытых трапециидальных пазов по формуле:
асинхронный двигатель статор ротор
65) Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри машины:
68) Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины, по формуле:
67) Сумма всех потерь в двигателе при номинальном режиме и расчетной температуре, определяемая по формуле
Сумма всех потерь в двигателе при номинальном режиме и расчетной температуре с учетом их увеличения по формуле:
Сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя по формуле:
68) Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды определяется по формуле:
где -коэффициент подогрева воздуха, учитывающий теплоотдающую способность поверхности корпуса и интенсивность перемешивания воздуха внутри машины: для по рис.[1];
Sкор- эквивалентная поверхность охлаждения корпуса по формуле:
где — периметр поперечного сечения рёбер для .
69) Среднее превышение температуры обмотки статора над окружающей средой по:
70) Проверка условий охлаждения двигателя.
Требуемый для охлаждения расход воздуха Qв определяется по формуле:
где km — коэффициент, учитывающий изменение условий охлаждения по длине поверхности корпуса, обдуваемого наружным вентилятором, определяется по формуле
где — коэффициент охлаждения.
Расход воздуха, который может быть получен при данных размерах двигателя, оценивается эмпирической формулой:
Расход воздуха обеспечиваемый конструкцией ротора Q’в = 0,125 м 3/с больше требуемого для охлаждения расхода воздуха Qв = 0,063 м 3/с.
Таким образом, двигатель не нуждается в дополнительной системе охлаждения.
Вывод: спроектироанный двигатель отвечает поставленным в техническом задании требованиям.
Литература
1. Забудский Е.И., Расчет асинхронного двигателя: Сборник справочно — методических материалов. — М.: МГАУ им. В.П.Горячкина, 2000. — 200 с.
2. Копылов И.П. Электрические машины. М.: Высшая школа, 2000. — 607 с.
3. Копылов И.П., Проектирование электрических машин: Учеб. Пособие для вузов. — М.: Высшая школа, 2002. — 757 с.
Размещено на
