Расчет асинхронного двигателя (стр. 2 из 5). Асинхронные двигатели расчет


Расчет асинхронного двигателя

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра: «Электрооборудование и энергосбережение» КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине «Электрические машины» для специальности 140610 «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений» Тема: Расчет асинхронного электродвигателя Выполнил Группа Руководитель Загрядцкий В.И. Орел, 2007 Количество пар полюсов Высота вращения оси h=180мм Вращающий момент на валу По значению h определяю предельно допустимые значения Dн1 max, припуски на штамповку : Dн1 max=322мм =7мм Двигатель с h=180мм выполняется с литой станиной. Внутренний диаметр сердечника статора Коэффициент kн=0,945 Определяю предварительно  и =0,87, =0,82 Расчетная мощность Вт Расчетная длина сердечника  - обмоточный коэффициент  и  - электромагнитные нагрузки   Выбираю форму паза – трапецеидальная полузакрытая, тип обмотки – двухслойная из проводов круглого поперечного сечения. Определяю длину сердечника при отсутствии радиальных вентиляционных каналов , , , условие выполняется Собирается из отдельных отштампованных листов электротехнической стали толщиной 0.5мм, имеющих изоляционные покрытия для уменьшения потерь в стали от вихревых токов. Применяю холоднокатаную изотропную электротехническую сталь марки 2013. Использую изолирование листов оксидированием. Коэффициент заполнения стали Количество пазов на полюс и фазу Количество пазов сердечника статора Сердечник ротора Собирается из отдельных отштампованных листов электротехнической стали толщиной 0.5мм, имеющих изоляционные покрытия для уменьшения потерь в стали от вихревых токов. Применяю холоднокатаную изотропную электротехническую сталь марки 2013. Использую изолирование листов оксидированием. Коэффициент заполнения стали Для уменьшения влияния моментов высших гармоник на пусковые и виброакустические характеристики машины ротор имеет скос пазов  на одно зубцовое деление статора ; при этом . Воздушный зазор между статором и ротором: Наружный диаметр сердечника ротора Внутренний диаметр листов ротора Долина сердечника ротора Количество пазов  выбирается в зависимости от  и наличия скоса пазов Принимаю обмотку из круглого провода, двухслойную укладываемую в трапецеидальные полузакрытые пазы, марки ПЭТ-155 Обмотка шестизонная; каждая зона равна 60 эл. град. Коэффициент распределения Укороченный шаг обмотки по пазам Коэффициент укорочения      Обмоточный коэффициент Предварительно значение магнитного потока Предварительно количество витков в обмотке фазы Предварительно количество эффективных проводников в пазу Количество параллельных ветвей обмотки статора    Уточненное значение количества витков в обмотке фазы Уточненное значение магнитного потока Уточненное значение индукции в воздушном зазоре Предварительное значение номинального фазного тока Уточненная линейная нагрузка статора Среднее значение магнитной индукции в спинке статора Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора Значение магнитной индукции в зубцах статора Ширина зубца Припуски на сборку сердечника статора и ротора по ширине  и высоте  составляют 0.2мм. Определяю размеры трапецеидальных пазов (рис 1) Рис. 1. Трапецеидальный полузакрытый паз статора. Высота спинки статора Высота паза Большая ширина паза Ширина шлица Высота шлица Меньшая ширина паза Проверка правильности определения b1 и b2 исходя из требования bз1=const Условие выполняется Площадь поперечного сечения паза в штампе Площадь поперечного сечения паза в свету Среднее значение односторонней толщины корпусной изоляции Площадь поперечного сечения корпусной изоляции Площадь поперечного сечения прокладок между верхней и нижней катушками в пазу, на дне паза и под клином Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой Коэффициент заполнения паза Принимаю с=3 Диаметр элементарного изолированного провода По таблице определяю ближайший стандартный диаметр dI, соответствующий ему диаметр неизолированного провода d и площадь поперечного сечения S. dI=1,585мм d=1,5мм S=1,767мм Уточняю коэффициент заполнения паза Уточняю ширину шлица Плотность тока в обмотке статора Уровень удельной тепловой нагрузки Из рисунка - верно Среднее зубцовое деление статора Средняя ширина катушки обмотки статора Средняя длина одной лобовой части катушки Средняя длина витка обмотки Длина вылета лобовой части обмотки Обмотка короткозамкнутого ротора Определяю размеры овальных закрытых пазов ротора: Высота паза Рис 2 Овальный закрытый паз короткозамкнутого ротора Расчетная высота спинки ротора Магнитная индукция в спинке ротора Зубцовое деление по наружному диаметру ротора Магнитная индукция в зубцах ротора Ширина зубца Меньший радиус паза Для полузакрытого паза Больший радиус паза Расстояние между центрами радиусов Проверка правильности определения  и  исходя из условия Площадь поперечного сечения, равная площади поперечного сечения паза в штампе Короткозамыкающее кольцо обмотки ротора Определяю размеры короткозамыкающего кольца с литой конструкцией клетки: Поперечное сечение кольца Высота кольца Длина кольца Средний диаметр кольца Вылет лобовой части обмотки Коэффициент, учитывающий изгиб стержня Длина лобовой части стержня Расчет магнитной цепи В электрических машинах с симметричной магнитной цепью, а к таким относятся асинхронные двигатели, можно ограничиться расчетом МДС на полюс. Магнитная цепь асинхронного двигателя состоит из следующих пяти однородных участков, соединенных последовательно: воздушный зазор между ротором и статором, зубцы статора, зубцы ротора, спинка статора, спинка ротора. МДС для воздушного зазора Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения статора Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения ротора Коэффициент, учитывающий уменьшение магнитного сопротивления воздушного зазора при наличии радиальных каналов на статоре или на роторе , так как отсутствуют радиальные каналы. Общий коэффициент воздушного зазора МДС для воздушного зазора МДС для зубцов при трапецеидальных полузакрытых пазах статора Напряженность магнитного поля Средняя длина пути магнитного потока МДС для зубцов МДС для зубцов при овальных закрытых пазах ротора Напряженность магнитного поля Средняя длина пути магнитного потока МДС для зубцов МДС для спинки статора Напряженность магнитного поля Средняя длина пути магнитного потока МДС для спинки статора МДС для спинки ротора Напряженность магнитного поля Средняя длина пути магнитного потока МДС для спинки ротора Параметры магнитной цепи Суммарная ЭДС магнитной цепи на один полюс Коэффициент насыщения магнитной цепи Намагничивающий ток Намагничивающий ток, в относительных единицах ЭДС холостого хода Главное индуктивное сопротивление Главное индуктивное сопротивление в относительных единицах Сопротивление обмотки статора Удельная электрическая проводимость меди при 20оС Активное сопротивление обмотки фазы при 20оС Активное сопротивление обмотки фазы при 20оС в относительных единицах Проверка правильности определения  в относительных единицах Коэффициенты, учитывающие укорочение шага Размеры частей обмоток и паза     ==0,4 Размер обмотки Коэффициент проводимости рассеяния Коэффициент, учитывающий влияния открытия пазов статора на проводимость дифференциального рассеяния Коэффициент дифференциального рассеяния статора Коэффициент, учитывающий демпфирующую реакцию токов Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния Полюсное деление Коэффициент проводимости рассеяния лобовых частей обмотки Коэффициент проводимости рассеяния обмотки статора Индуктивное сопротивление обмотки фазы статора Индуктивное сопротивление обмотки фазы статора в относительных единицах Проверка правильности определения  в относительных единицах Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора Удельная электрическая проводимость алюминия при 20оС Активное сопротивление стержня клетки при 20оС Коэффициент приведения тока кольца к току стержня Сопротивление короткозамыкающих колец, приведенное к току стержня при 20оС Центральный угол скоса пазов Коэффициент скоса пазов ротора Коэффициент приведения сопротивления обмотки ротора к обмотке статора Активное сопротивление обмотки ротора при 20оС, приведенное к обмотке статора Активное сопротивление обмотки ротора при 20оС, приведенное к обмотке статора в относительных единицах Ток стержня ротора для рабочего режима Коэффициент проводимости рассеяния Количество пазов ротора на полюс и фазу Коэффициент дифференциального рассеяния ротора Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния Коэффициент проводимости рассеяния короткозамыкающих колец литой клетки Относительный скос пазов ротора, в долях зубцового деления ротора Коэффициент проводимости рассеяния скоса пазов Коэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора Индуктивное сопротивление обмотки ротора Индуктивное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмотке статора Индуктивное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмотке статора в относительных единицах Коэффициент рассеяния статора Коэффициент Коэффициент сопротивления статора Преобразованные сопротивления обмоток Пересчет магнитной системы не требуется, так как , а Расчет режима холостого хода Реактивная составляющая тока статора при синхронном вращении Электрические потери в обмотке статора при синхронном вращении Вт Расчетная масса стали зубцов статора при трапецеидальных пазах кг Магнитные потери в зубцах статора Вт Масса стали спинки статора кг Магнитные потери в спинке статора Вт Суммарные магнитные потери в сердечнике статора, включающие добавочные потери в стали Вт Коэффициент Механические потери Вт Активная составляющая тока холостого хода Ток холостого хода Коэффициент мощности при холостом ходе Расчет номинального режима работы Активное сопротивление короткого замыкания Индуктивное сопротивление короткого замыкания Полное сопротивление короткого замыкания Добавочные потери при номинальной нагрузке Вт Механическая мощность двигателя Вт Эквивалентное сопротивление схемы замещения Полное сопротивление схемы замещения Проверка правильности расчетов  и Скольжение в относительных единицах Активная составляющая тока статора при синхронном вращении Ток ротора Ток статора: активная составляющая реактивная составляющая Фазный Коэффициент мощности Линейная нагрузка статора Плотность тока в обмотке статора Линейная нагрузка ротора Ток в стержне короткозамкнутого ротора Плотность тока в стержне короткозамкнутого ротора Ток в короткозамкнутом кольце Электрические потери в обмотке статора и ротора соответственно Вт Вт Суммарные потери в электродвигателе Вт Подводимая мощность Вт Коэффициент полезного действия % Проверка подводимая мощность Вт Номинальная отдаваемая мощность Вт Расчёт рабочих характеристик

Рис.3 Зависимость I1=f(P2) Рис.4 Зависимость n=f(P2)

Рис.5 Зависимость cos(u)=f(P2) Рис.6 Зависимость Sn=f(P2) Рис.7 Рабочие характеристики двигателя

Переменная часть коэффициента статора Составляющая коэффициента проводимости рассеяния статора, зависящая от насыщения Переменная часть коэффициента ротора Составляющая коэффициента проводимости рассеяния ротора, зависящая от насыщения Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя, зависящая от насыщения Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя, не зависящая от насыщения Ток ротора, соответствующий максимальному моменту Полное сопротивление схемы замещения: при максимальном моменте при бесконечно большом скольжении Эквивалентное сопротивление схемы замещения при максимальном моменте Кратность максимального момента Скольжение при максимальном моменте в относительных единицах Начальный пусковой ток и начальный пусковой момент Определяю активные и индуктивные сопротивления соответствующие пусковому режиму: Высота стержня клетки ротора Приведенная высота стержня ротора Коэффициент Расчетная глубина проникновения тока в стержень Ширина стержня на расчетной глубине проникновения тока Площадь поперечного сечения стержня при расчетной глубине проникновения тока Коэффициент вытеснения тока Активное сопротивление стержня клетки при 20оС для пускового режима Активное сопротивление обмотки ротора при 20оС приведенное к обмотке статора, для пускового режима Коэффициент Коэффициент проводимости рассеяния паза ротора при пуске Коэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора при пуске Индуктивное сопротивление рассеяния двигатель, зависящее от насыщения Индуктивное сопротивление рассеяния двигатель, не зависящее от насыщения Активное сопротивление короткого замыкания при пуске Ток ротора при пуске двигателя Полное сопротивление схемы замещения при пуске (с учетом вытеснения тока и насыщения путей потоков рассеяния) Индуктивное сопротивление схемы замещения при пуске Активная составляющая тока статора при пуске Реактивная составляющая тока статора при пуске Фазный ток статора при пуске Кратность начального пускового тока Активное сопротивление ротора при пуске, приведенное к статору, при расчетной рабочей температуре и Т-образной схеме замещения Кратность начального пускового момента Тепловой расчет обмотки статора Коэффициент Потери в обмотке статора, при максимальной допускаемой температуре Вт Условная внутренняя поверхность охлаждения активной части статора Условный периметр поперечного сечения Число ребер  принимаю Высота ребра Условная поверхность охлаждения: Пазов лобовых частей обмотки двигателей с охлаждающими ребрами на станине Удельный тепловой поток от потерь в активной части обмотки и от потерь в стали, отнесенных к внутренней поверхности охлаждения активной части статора Удельный тепловой поток от потерь в активной части обмотки отнесенных к поверхности охлаждения пазов Удельный тепловой поток от потерь в лобовых частях обмотки, отнесенных к поверхности охлаждения лобовых частей обмотки Окружная скорость ротора Коэффициент теплоотдачи поверхности статора Превышение температуры внутренней поверхности активной части статора над температурой воздуха внутри машины Односторонняя толщина изоляции в пазу статора Эквивалентный коэффициент теплопроводности изоляции в пазу включающий воздушные прослойки Эквивалентный коэффициент теплопроводности внутренней изоляции катушки Перепад температуры в изоляции паза и катушек из круглых проводов Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей обмотки над температурой воздуха внутри двигателя Перепад температуры в изоляции лобовых частей катушек Среднее превышение температуры обмотки над температурой воздуха внутри двигателя Потери в двигателе передаваемые воздуху, внутри двигателя Коэффициент подогрева воздуха Среднее повышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой наружного воздуха с охлаждающими ребрами на станине Среднее превышение температуры обмотки над температурой наружного воздуха Вентиляционный расчет Расстояние от нижней части корпуса машины до опорной плоскости лап Наружный диаметр корпуса Коэффициент, учитывающий изменение теплоотдачи по длине корпуса двигателя Необходимый расход воздуха Расход воздуха, который может быть обеспечен наружным вентилятором Напор воздуха, развиваемый наружным вентилятором Проверка: - верно Таблица сравнения данных разработанного электродвигателя с двигателем марки 4А180М8У3 выпускаемого Ярославским электромашиностроительным заводом
Сравниваемые данные Разработанныйэлектродвигатель Марки4А180М8У3
Мощность, кВт 15 15
КПД, % 88 87
cos φ 82,7 82
5,105 5,5
1,144 1,2
1,604 2,0
1.                Гольдберг О.Д, Гурин Я.С, Свириденко И.С. «Проектирование электрических машин». Москва: «Высшая школа» 2001г. 2.                Алиев И.И. «Справочник по электротехнике и электрооборудованию». Ростов-на-Дону: «Феникс» 2003г. 3.                А.Э. Кравчик «Асинхронные двигатели серии 4А» Справочник. Энергоиздат. 1982г.

baza-referat.ru

Расчет трехфазного асинхронного двигателя: учеб. пособ. по

Documents войти Загрузить ×
  1. Технологии
  2. Электротехника
advertisement advertisement
Related documents
Жукова_Литвинов_Голиков
14. Минимизация мощности потерь электропривода с
Содержание 1.Техническое задание .............................................................................................. 3
КП Расчёт Асинхронного Двигателя с Короткозамкнутым
Опросный лист для двигателя и возбудителя
Техническое задание №________. на изготовление преобразователя тиристорного для асинхронно-вентильного каскада Предприятие Заказчик
1
Лекция 10.
УДК 255:29
Скачать advertisement StudyDoc © 2018 DMCA / GDPR Пожаловаться

studydoc.ru

Расчет асинхронного двигателя - часть 2

Условие выполняется

Площадь поперечного сечения паза в штампе

Площадь поперечного сечения паза в свету

Среднее значение односторонней толщины корпусной изоляции

Площадь поперечного сечения корпусной изоляции

Площадь поперечного сечения прокладок между верхней и нижней катушками в пазу, на дне паза и под клином

Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой

Коэффициент заполнения паза

Принимаю с=3

Диаметр элементарного изолированного провода

По таблице определяю ближайший стандартный диаметр dI , соответствующий ему диаметр неизолированного провода d и площадь поперечного сечения S .

dI =1,585мм

d =1,5мм

S =1,767мм

Уточняю коэффициент заполнения паза

Уточняю ширину шлица

Плотность тока в обмотке статора

Уровень удельной тепловой нагрузки

Из рисунка

- верно

Среднее зубцовое деление статора

Средняя ширина катушки обмотки статора

Средняя длина одной лобовой части катушки

Средняя длина витка обмотки

Длина вылета лобовой части обмотки

Обмотка короткозамкнутого ротора

Определяю размеры овальных закрытых пазов ротора:

Высота паза

Рис 2 Овальный закрытый паз короткозамкнутого ротора

Расчетная высота спинки ротора

Магнитная индукция в спинке ротора

Зубцовое деление по наружному диаметру ротора

Магнитная индукция в зубцах ротора

Ширина зубца

Меньший радиус паза

Для полузакрытого паза

Больший радиус паза

Расстояние между центрами радиусов

Проверка правильности определения

и исходя из условия

Площадь поперечного сечения, равная площади поперечного сечения паза в штампе

Короткозамыкающее кольцо обмотки ротора

Определяю размеры короткозамыкающего кольца с литой конструкцией клетки: Поперечное сечение кольца

Высота кольца

Длина кольца

Средний диаметр кольца

Вылет лобовой части обмотки

Коэффициент, учитывающий изгиб стержня

Длина лобовой части стержня

Расчет магнитной цепи

В электрических машинах с симметричной магнитной цепью, а к таким относятся асинхронные двигатели, можно ограничиться расчетом МДС на полюс.

Магнитная цепь асинхронного двигателя состоит из следующих пяти однородных участков, соединенных последовательно: воздушный зазор между ротором и статором, зубцы статора, зубцы ротора, спинка статора, спинка ротора.

МДС для воздушного зазора

Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения статора

Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения ротора

Коэффициент, учитывающий уменьшение магнитного сопротивления воздушного зазора при наличии радиальных каналов на статоре или на роторе

, так как отсутствуют радиальные каналы.

Общий коэффициент воздушного зазора

МДС для воздушного зазора

МДС для зубцов при трапецеидальных полузакрытых пазах статора

Напряженность магнитного поля

Средняя длина пути магнитного потока

МДС для зубцов

МДС для зубцов при овальных закрытых пазах ротора

Напряженность магнитного поля

Средняя длина пути магнитного потока

МДС для зубцов

МДС для спинки статора

Напряженность магнитного поля

Средняя длина пути магнитного потока

МДС для спинки статора

МДС для спинки ротора

Напряженность магнитного поля

Средняя длина пути магнитного потока

МДС для спинки ротора

Параметры магнитной цепи

Суммарная ЭДС магнитной цепи на один полюс

Коэффициент насыщения магнитной цепи

Намагничивающий ток

Намагничивающий ток, в относительных единицах

mirznanii.com

Расчет асинхронного двигателя

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра: «Электрооборудование и энергосбережение» КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине «Электрические машины» для специальности 140610 «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений» Тема: Расчет асинхронного электродвигателя Выполнил Группа Руководитель Загрядцкий В.И. Орел, 2007 Количество пар полюсов Высота вращения оси h=180мм Вращающий момент на валу По значению h определяю предельно допустимые значения Dн1 max, припуски на штамповку : Dн1 max=322мм =7мм Двигатель с h=180мм выполняется с литой станиной. Внутренний диаметр сердечника статора Коэффициент kн=0,945 Определяю предварительно  и =0,87, =0,82 Расчетная мощность Вт Расчетная длина сердечника  - обмоточный коэффициент  и  - электромагнитные нагрузки   Выбираю форму паза – трапецеидальная полузакрытая, тип обмотки – двухслойная из проводов круглого поперечного сечения. Определяю длину сердечника при отсутствии радиальных вентиляционных каналов , , , условие выполняется Собирается из отдельных отштампованных листов электротехнической стали толщиной 0.5мм, имеющих изоляционные покрытия для уменьшения потерь в стали от вихревых токов. Применяю холоднокатаную изотропную электротехническую сталь марки 2013. Использую изолирование листов оксидированием. Коэффициент заполнения стали Количество пазов на полюс и фазу Количество пазов сердечника статора Сердечник ротора Собирается из отдельных отштампованных листов электротехнической стали толщиной 0.5мм, имеющих изоляционные покрытия для уменьшения потерь в стали от вихревых токов. Применяю холоднокатаную изотропную электротехническую сталь марки 2013. Использую изолирование листов оксидированием. Коэффициент заполнения стали Для уменьшения влияния моментов высших гармоник на пусковые и виброакустические характеристики машины ротор имеет скос пазов  на одно зубцовое деление статора ; при этом . Воздушный зазор между статором и ротором: Наружный диаметр сердечника ротора Внутренний диаметр листов ротора Долина сердечника ротора Количество пазов  выбирается в зависимости от  и наличия скоса пазов Принимаю обмотку из круглого провода, двухслойную укладываемую в трапецеидальные полузакрытые пазы, марки ПЭТ-155 Обмотка шестизонная; каждая зона равна 60 эл. град. Коэффициент распределения Укороченный шаг обмотки по пазам Коэффициент укорочения      Обмоточный коэффициент Предварительно значение магнитного потока Предварительно количество витков в обмотке фазы Предварительно количество эффективных проводников в пазу Количество параллельных ветвей обмотки статора    Уточненное значение количества витков в обмотке фазы Уточненное значение магнитного потока Уточненное значение индукции в воздушном зазоре Предварительное значение номинального фазного тока Уточненная линейная нагрузка статора Среднее значение магнитной индукции в спинке статора Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора Значение магнитной индукции в зубцах статора Ширина зубца Припуски на сборку сердечника статора и ротора по ширине  и высоте  составляют 0.2мм. Определяю размеры трапецеидальных пазов (рис 1) Рис. 1. Трапецеидальный полузакрытый паз статора. Высота спинки статора Высота паза Большая ширина паза Ширина шлица Высота шлица Меньшая ширина паза Проверка правильности определения b1 и b2 исходя из требования bз1=const Условие выполняется Площадь поперечного сечения паза в штампе Площадь поперечного сечения паза в свету Среднее значение односторонней толщины корпусной изоляции Площадь поперечного сечения корпусной изоляции Площадь поперечного сечения прокладок между верхней и нижней катушками в пазу, на дне паза и под клином Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой Коэффициент заполнения паза Принимаю с=3 Диаметр элементарного изолированного провода По таблице определяю ближайший стандартный диаметр dI, соответствующий ему диаметр неизолированного провода d и площадь поперечного сечения S. dI=1,585мм d=1,5мм S=1,767мм Уточняю коэффициент заполнения паза Уточняю ширину шлица Плотность тока в обмотке статора Уровень удельной тепловой нагрузки Из рисунка - верно Среднее зубцовое деление статора Средняя ширина катушки обмотки статора Средняя длина одной лобовой части катушки Средняя длина витка обмотки Длина вылета лобовой части обмотки Обмотка короткозамкнутого ротора Определяю размеры овальных закрытых пазов ротора: Высота паза Рис 2 Овальный закрытый паз короткозамкнутого ротора Расчетная высота спинки ротора Магнитная индукция в спинке ротора Зубцовое деление по наружному диаметру ротора Магнитная индукция в зубцах ротора Ширина зубца Меньший радиус паза Для полузакрытого паза Больший радиус паза Расстояние между центрами радиусов Проверка правильности определения  и  исходя из условия Площадь поперечного сечения, равная площади поперечного сечения паза в штампе Короткозамыкающее кольцо обмотки ротора Определяю размеры короткозамыкающего кольца с литой конструкцией клетки: Поперечное сечение кольца Высота кольца Длина кольца Средний диаметр кольца Вылет лобовой части обмотки Коэффициент, учитывающий изгиб стержня Длина лобовой части стержня Расчет магнитной цепи В электрических машинах с симметричной магнитной цепью, а к таким относятся асинхронные двигатели, можно ограничиться расчетом МДС на полюс. Магнитная цепь асинхронного двигателя состоит из следующих пяти однородных участков, соединенных последовательно: воздушный зазор между ротором и статором, зубцы статора, зубцы ротора, спинка статора, спинка ротора. МДС для воздушного зазора Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения статора Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения ротора Коэффициент, учитывающий уменьшение магнитного сопротивления воздушного зазора при наличии радиальных каналов на статоре или на роторе , так как отсутствуют радиальные каналы. Общий коэффициент воздушного зазора МДС для воздушного зазора МДС для зубцов при трапецеидальных полузакрытых пазах статора Напряженность магнитного поля Средняя длина пути магнитного потока МДС для зубцов МДС для зубцов при овальных закрытых пазах ротора Напряженность магнитного поля Средняя длина пути магнитного потока МДС для зубцов МДС для спинки статора Напряженность магнитного поля Средняя длина пути магнитного потока МДС для спинки статора МДС для спинки ротора Напряженность магнитного поля Средняя длина пути магнитного потока МДС для спинки ротора Параметры магнитной цепи Суммарная ЭДС магнитной цепи на один полюс Коэффициент насыщения магнитной цепи Намагничивающий ток Намагничивающий ток, в относительных единицах ЭДС холостого хода Главное индуктивное сопротивление Главное индуктивное сопротивление в относительных единицах Сопротивление обмотки статора Удельная электрическая проводимость меди при 20оС Активное сопротивление обмотки фазы при 20оС Активное сопротивление обмотки фазы при 20оС в относительных единицах Проверка правильности определения  в относительных единицах Коэффициенты, учитывающие укорочение шага Размеры частей обмоток и паза     ==0,4 Размер обмотки Коэффициент проводимости рассеяния Коэффициент, учитывающий влияния открытия пазов статора на проводимость дифференциального рассеяния Коэффициент дифференциального рассеяния статора Коэффициент, учитывающий демпфирующую реакцию токов Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния Полюсное деление Коэффициент проводимости рассеяния лобовых частей обмотки Коэффициент проводимости рассеяния обмотки статора Индуктивное сопротивление обмотки фазы статора Индуктивное сопротивление обмотки фазы статора в относительных единицах Проверка правильности определения  в относительных единицах Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора Удельная электрическая проводимость алюминия при 20оС Активное сопротивление стержня клетки при 20оС Коэффициент приведения тока кольца к току стержня Сопротивление короткозамыкающих колец, приведенное к току стержня при 20оС Центральный угол скоса пазов Коэффициент скоса пазов ротора Коэффициент приведения сопротивления обмотки ротора к обмотке статора Активное сопротивление обмотки ротора при 20оС, приведенное к обмотке статора Активное сопротивление обмотки ротора при 20оС, приведенное к обмотке статора в относительных единицах Ток стержня ротора для рабочего режима Коэффициент проводимости рассеяния Количество пазов ротора на полюс и фазу Коэффициент дифференциального рассеяния ротора Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния Коэффициент проводимости рассеяния короткозамыкающих колец литой клетки Относительный скос пазов ротора, в долях зубцового деления ротора Коэффициент проводимости рассеяния скоса пазов Коэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора Индуктивное сопротивление обмотки ротора Индуктивное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмотке статора Индуктивное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмотке статора в относительных единицах Коэффициент рассеяния статора Коэффициент Коэффициент сопротивления статора Преобразованные сопротивления обмоток Пересчет магнитной системы не требуется, так как , а Расчет режима холостого хода Реактивная составляющая тока статора при синхронном вращении Электрические потери в обмотке статора при синхронном вращении Вт Расчетная масса стали зубцов статора при трапецеидальных пазах кг Магнитные потери в зубцах статора Вт Масса стали спинки статора кг Магнитные потери в спинке статора Вт Суммарные магнитные потери в сердечнике статора, включающие добавочные потери в стали Вт Коэффициент Механические потери Вт Активная составляющая тока холостого хода Ток холостого хода Коэффициент мощности при холостом ходе Расчет номинального режима работы Активное сопротивление короткого замыкания Индуктивное сопротивление короткого замыкания Полное сопротивление короткого замыкания Добавочные потери при номинальной нагрузке Вт Механическая мощность двигателя Вт Эквивалентное сопротивление схемы замещения Полное сопротивление схемы замещения Проверка правильности расчетов  и Скольжение в относительных единицах Активная составляющая тока статора при синхронном вращении Ток ротора Ток статора: активная составляющая реактивная составляющая Фазный Коэффициент мощности Линейная нагрузка статора Плотность тока в обмотке статора Линейная нагрузка ротора Ток в стержне короткозамкнутого ротора Плотность тока в стержне короткозамкнутого ротора Ток в короткозамкнутом кольце Электрические потери в обмотке статора и ротора соответственно Вт Вт Суммарные потери в электродвигателе Вт Подводимая мощность Вт Коэффициент полезного действия % Проверка подводимая мощность Вт Номинальная отдаваемая мощность Вт Расчёт рабочих характеристик

Рис.3 Зависимость I1=f(P2) Рис.4 Зависимость n=f(P2)

Рис.5 Зависимость cos(u)=f(P2) Рис.6 Зависимость Sn=f(P2) Рис.7 Рабочие характеристики двигателя

Переменная часть коэффициента статора Составляющая коэффициента проводимости рассеяния статора, зависящая от насыщения Переменная часть коэффициента ротора Составляющая коэффициента проводимости рассеяния ротора, зависящая от насыщения Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя, зависящая от насыщения Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя, не зависящая от насыщения Ток ротора, соответствующий максимальному моменту Полное сопротивление схемы замещения: при максимальном моменте при бесконечно большом скольжении

coolreferat.com

Расчёт асинхронного двигателя

Содержание

 

 

Введение……………………………………………………………….…………….....5

Анализ технического задания………………………..………………………….……7

1 Определение главных  размеров и выбор электромагнитных  нагрузок….………8

2 Выбор числа пазов и типа обмотки статора, расчёт обмотки и размеров зубцовой зоны статора………………………………………………………………..….…10

3 Выбор воздушного  зазора………………………………...………………….…….18

4 Расчет короткозамкнутого ротора……………….....…………………..……...…..19

5 Расчет магнитной цепи……………………………….……………………..……...25

6 Параметры рабочего режима…………………………….………………….……..31

6.1 Активные сопротивления обмоток ротора и статора …..……………….……..31

6.2 Индуктивные сопротивления рассеяния асинхронного двигателя …….……..34

7 Расчет потерь мощности в  режиме холостого хода….…..……………….……...39

8 Расчет рабочих характеристик…………………………….…………….….…..…44

9 Расчет пусковых характеристик………………………….………………….….....51

10 Тепловой и вентиляционный расчёт асинхронного двигателя……..……...…..62

11 Конструирование двигателя……………………………………………….……..67

Заключение…………………………………………….……….……………….…….69

Список использованных источников...…………………….………………..............70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

Электротехническая наука и  электромашиностроение принадлежат  к молодым отраслям человеческого знания. Электромашиностроение насчитывает всего около ста лет. Но за этот относительно небольшой период времени проделана огромная работа, преобразившая техническое и экономическое лицо современной промышленности и общественной жизни. За последние 30-40 лет прогресс электротехники получил огромные размеры.

Электрическая машина, являющаяся основным преобразователем механической энергии в электрическую и наоборот играла на всем историческом пути развития ведущую роль, которая определяла движение всей электротехники и особенно электротехники больших токов.

Использование электрических машин, в наше время приобрело повсеместный характер. Каждый день требуется производство большого количества электрических машин (двигателей) с различными параметрами.

Асинхронные двигатели являются основными преобразователями  электрической энергии в механическую и составляют основу электропривода большинства механизмов, используемых во всех отраслях промышленности, сельского хозяйства, транспорта и в быту. Это объясняется простотой их конструкции, большей надёжностью и высоким значением КПД. Более 60 % всей электрической энергии, вырабатываемой в мире, преобразуется в механическую энергию с их помощью.

Асинхронные двигатели  общего назначения мощностью от 0.06 до 400 кВт на напряжение до 1000 В - наиболее широко применяемые электрические машины. На их изготовление расходуется большое количество дефицитных материалов: обмоточной меди, электротехнической стали, изоляционных и конструкционных материалов. Затраты на обслуживание и ремонт асинхронных двигателей в эксплуатации составляют более 5 % затрат на ремонт и обслуживание всего установленного оборудования. Поэтому создание экономичных и надёжных асинхронных двигателей является важнейшей задачей.

Асинхронные двигатели  проектируются в виде серий. Серия  имеет широкий ряд модификаций и специализированных исполнений для максимального удовлетворения нужд электропривода.

Модификации и специализированные исполнения двигателей построены на базе основного исполнения и имеют  те же принципиальные конструктивные решения основных элементов. Такие двигатели выпускаются отдельными отрезками серии на определенные высоты оси вращения, и предназначены для применения в качестве приводов механизмов, предъявляющих специфические требования к двигателю или работающих в условиях, отличных от нормальных по температуре или чистоте окружающей среды.

По своим  энергетическим, пусковым, вибрационным и шумовым, механическим и эксплуатационным характеристикам асинхронные двигатели современных серий должны удовлетворять государственным стандартам, требованиям документов международной электротехнической комиссии (МЭК) и соответствовать современному уровню развития производства.

Важнейшее значение для международной торговли асинхронными двигателями имеет стандартизация шкалы мощностей и рядов установочных размеров, а также увязка шкалы мощностей с установочными размерами.

Целью курсового проекта является изучение внутреннего устройства асинхронного двигателя, исследование характеристик двигателя, расчет его основных параметров и сравнение полученных результатов со справочными данными.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Анализ технического задания 

 

 

Двигатель асинхронный 4А90L4У3 трехфазный с короткозамкнутым ротором. Его номинальная мощность  2,2 кВт, частота вращения 1800 об/мин, эксплуатируется при напряжении сети 230/400 В Δ/   , при частоте сети 60 Гц.

Двигатель может использоваться как вентилятор с вариантом монтажа IM1001. Степень защиты IP54 (полная защита от контакта, проникновения пыли, а также защищен от брызг, падающих в любом направлении). Способ охлаждения IC0141 осуществляется установленным на валу центробежным реверсивным вентилятором.

 

Расшифровка двигателя:

    4А 90   L 4 У3

Порядковый номер серии  

Высота оси вращения

Длина сердечника при определенном                         установочном размере

Число полюсов

Климатическое исполнение и категория        размещения

 

Двигатель имеет статорную обмотку  однослойную. Высота оси вращения определяется от оси вращения ротора до установочной поверхности. Основные данные двигателя 4А90L4У3 приведены в таблице 1.

 

Типоразмер двигателя

Мощность, кВт

Скольжение, %

КПД, %

4А90L4УЗ

2,2

5,4

80

0,83

2,2

2

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Определение главных размеров и выбор электромагнитных

нагрузок

 

 

Проектирование асинхронного двигателя начинают с выбора базовой  модели, на которую ориентируются, выполняя все виды расчётов и разрабатывая конструкцию отдельных узлов машины. За базовую модель принимается асинхронный двигатель серии АИ.

Расчёт асинхронного двигателя начинают с определения  главных размеров машины (D и ), которые связаны с расчётной мощностью (Р) электромагнитными нагрузками (А и ) и коэффициентами ().

где   – коэффициент формы поля;

 – расчётный коэффициент  полюсного перекрытия;

 – обмоточный коэффициент.  В асинхронных двигателях с  однослойной обмоткой на статоре (высота оси вращения h260 мм) предварительно ≈ 0,96.

А – линейная токовая  нагрузка, А/м;

 – магнитная индукция в  воздушном зазоре, Тл;

D – диаметр внутренней  поверхности статора, м;

 – расчётная длина машины, м;

 

Значения коэффициентов  принимают равными:

 

. (1.1)

 

Высота оси вращения (h) принимается равной высоте оси  вращения базовой модели, h=90 мм. По высоте оси вращения определяется внешний диаметр сердечника статора, Da=0,149. Значение диаметра внутренней поверхности статора определяется по внешнему диаметру сердечника статора и коэффициенту kd , равному отношению внутреннего диаметра к внешнему. Значения коэффициента kd в зависимости от числа полюсов (2р=4) принимается, kd=0,64.

 

,                                              (1.2)

 

м

 

Определяется полюсное деление:

 

,                                                   (1.3)

 

и расчетная мощность машины:

 

,                                           (1.4)

 

  Вт

 

где ke - коэффициент, равный отношению ЭДС к номинальному напряжению, ke=0,965.

Номинальный коэффициент  мощности =0,83 и номинальный коэффициент полезного действия =80 выбираются по данным машины 4А90L4Y3.

Предварительные значения линейной токовой нагрузки и магнитной  индукции в воздушном зазоре определяется в зависимости от числа полюсов, внешнего диаметра магнитопровода статора и исполнения машины по степени защищённости, А=24180А/м, =0,87.

 

Расчетная длина машины:

 

 

,                                   (1.5)

 

 м

 

где п =1800 - частота вращения в об/мин.

 

Отношение   находится в допустимых пределах

 

В асинхронных двигателях, расчётная длина которых не превышает 250 мм (300 мм), магнитопровод статора  выполняется без радиальных каналов. В таких машинах:

 м.                                               (1.6)

 

На этом выбор главных  размеров двигателя заканчивается.

 

2 Выбор числа пазов и типа обмотки статора, расчёт обмотки

и размеров зубцовой зоны статора

 

 

Определение размеров зубцовой зоны статора начинают с выбора числа пазов z1. Выбирая число пазов статора, определяют граничные значения зубцового деления tzmax=0,01 и tzmin=0,007.

Диапазон возможных значений чисел  пазов статора:

 

.       (2.1)

 

 

 

Из данного диапазона  значений z1 выбирают такое, при котором число пазов на полюс и фазу q1 будет целым числом (z1=36):

 

                                                   (2.2)

 

 

Зубцовое деление статора:

                                                    (2.3)

 

 м

 

Номинальный ток обмотки статора:

 

                                       (2.4)

 

 А

 

 

Число эффективных проводников  в пазу статора Un (предварительно) при отсутствии параллельных ветвей обмотки статора (а1 = 1):

 

                                                    (2.5)

 

 

Число параллельных ветвей обмотки а1 при целом q1 должно удовлетворять условию 2р/а1 = целое число. Его выбирают таким образом, чтобы ток параллельной ветви не превышал 15-20 А (I1H /a1 ≤ 15-20 А), число эффективных проводников в пазу максимально приближалось в однослойных обмотках - к целому ближайшему числу (=42).

 

                                                (2.6)

 

 

В зависимости от типа обмотки число эффективных проводников  в пазу округляют до соответствующего целого числа.

 

Число витков в фазе:

 

                                               (2.7)

 

 

Уточнённое значение линейной токовой нагрузки:

 

                                                  (2.8)

 

 А/м

 

В асинхронных двигателях с высотой оси вращения h ≤ 160 мм находят применение однослойные концентрические обмотки.

В двигателях с высотой  оси вращения h ≤ 250 мм обмотка статора выполняется всыпной из провода круглого поперечного сечения.

Для однослойных обмоток статора применяют механизированную укладку в пазы.

 

 

Коэффициент распределения:

 

                                                 (2.9)

 

 

Обмоточный коэффициент:

 

kоб1=ky∙kp;                                             (2.10)

 

где ky – коэффициент укорочения шага обмотки статора, принимается ky=1;

 

 

Магнитный поток в  воздушном зазоре машины:

 

                                            (2.11)

 

  Вб

 

 

Уточнённое значение магнитной  индукции в воздушном зазоре:

 

                                         (2.12)

 

  Тл

Плотность тока в обмотке  статора:

 

                                               (2.13)

stud24.ru

Решение задач по электротехнике (ТОЭ) — расчёт асинхронного двигателя

Текст задачи «По данным режима нагрузки производственного механизма построить нагрузочную диаграмму P = f (t) и выбрать мощность асинхронного двигателя любой серии. Выбранный двигатель проверить по максимальной мощности. Определить параметры Т и Г образной схемы замещения в абсолютных единицах и нанести их на схемы замещения. По паспортным данным построить механическую характеристику и определить перегрузочную способность».

Даноt1=1 с;t2=1,5 с;t3=2,5 с;t4=1,5 с;t5=1,5 с;P1=8 кВт;P2=6 кВт;P3=0 кВт;P4=4 кВт;P5=3,5 кВт;n=750 об/мин;

Решение

Нагрузочная диаграмма: Определяем продолжительность одного цикла работы лвигателя:

Для неравномерной нагрузки определяем эквивалентную мощность, развиваемую асинхронным двигателем:

Выбираем двигатель 4A132S6У3 со следующими параметрами:Pном=5,5 кВт;ωном=1000 об/мин;Mп/Mном=2;Mмакс/Mном=2,5;Sкр=0,36;

Находим номинальный момент двигателя:

Максимальный статический момент развиваемый в цикле нагрузки (на участке 1):

Необходимо учесть, что максимальный момент развивается на первом участке нагрузочной диаграммы. Значит, проверять перегрузку необходимо по максимально допустимому пусковому моменту.

Двигатель пригоден для работы по заданному циклу.

Определяем критический момент и строим механическую характеристику:

Механическая характеристика асинхронного двигателя M(s):

Г и Т-образные схемы замещения асинхронного двигателя.

Выписываем параметры схем замещения из справочника, при этом учитывая, что параметры даны уже приведённые. Г-образная схема замещения асинхронного двигателя

Т-образная схема замещения асинхронного двигателя

toe5.ru