|
Рефераты |
Расчет асинхронного двигателяРасчет асинхронного двигателя3 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 Главные размерыКоличество пар полюсовВысота вращения осиh=180ммВращающий момент на валуПо значению h определяю предельно допустимые значения Dн1 max, припуски на штамповку :Dн1 max=322мм=7ммДвигатель с h=180мм выполняется с литой станиной.Внутренний диаметр сердечника статораКоэффициент kн=0,945Определяю предварительно и =0,87, =0,82Расчетная мощность ВтРасчетная 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 Сердечник статораСобирается 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 фазуКоличество пазов сердечника статораСердечник ротораСобирается 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 ротораВнутренний диаметр листов ротораДолина сердечника ротораКоличество пазов выбирается в зависимости от и наличия скоса пазов Обмотка статораПринимаю обмотку из круглого провода, двухслойную укладываемую в трапецеидальные полузакрытые пазы, марки ПЭТ-155Обмотка шестизонная; каждая зона равна 60 эл. град.Коэффициент распределенияУкороченный шаг обмотки по пазамКоэффициент укорочения Обмоточный коэффициентПредварительно значение магнитного потокаПредварительно количество витков в обмотке фазыПредварительно количество эффективных проводников в пазуКоличество параллельных ветвей обмотки статораУточненное значение количества витков в обмотке фазыУточненное значение магнитного потокаУточненное значение индукции в воздушном зазореПредварительное значение номинального фазного токаУточненная линейная нагрузка статораСреднее значение магнитной индукции в спинке статораЗубцовое деление по внутреннему диаметру статораЗначение магнитной индукции в зубцах статораШирина зубцаПрипуски 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 статораВысота пазаБольшая ширина пазаШирина шлицаВысота шлицаМеньшая ширина пазаПроверка правильности определения b1 и b2 исходя из требования bз1=constУсловие выполняетсяПлощадь поперечного сечения паза в штампеПлощадь поперечного сечения паза в светуСреднее значение односторонней толщины корпусной изоляцииПлощадь поперечного сечения корпусной изоляцииПлощадь поперечного сечения прокладок между верхней и нижней катушками в пазу, на дне паза и под клиномПлощадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткойКоэффициент заполнения пазаПринимаю с=3Диаметр элементарного изолированного проводаПо таблице определяю ближайший стандартный диаметр dI, соответствующий ему диаметр неизолированного провода d и площадь поперечного сечения S.dI=1,585ммd=1,5ммS=1,767ммУточняю коэффициент заполнения пазаУточняю ширину шлицаПлотность тока в обмотке статораУровень удельной тепловой нагрузкиИз рисунка - верно Размеры элементов обмоткиСреднее зубцовое деление статораСредняя ширина катушки обмотки статораСредняя длина одной лобовой части катушкиСредняя длина витка обмоткиДлина вылета лобовой части обмоткиОбмотка короткозамкнутого ротораОпределяю размеры овальных закрытых пазов ротора:Высота пазаРис 2 Овальный закрытый паз короткозамкнутого ротораРасчетная высота спинки ротораМагнитная индукция в спинке ротораЗубцовое деление по наружному диаметру ротораМагнитная индукция в зубцах ротораШирина зубцаМеньший радиус пазаДля полузакрытого пазаБольший радиус пазаРасстояние между центрами радиусовПроверка правильности определения и исходя из условия Площадь поперечного сечения, равная площади поперечного сечения паза в штампе Короткозамыкающее кольцо обмотки ротораОпределяю размеры короткозамыкающего кольца с литой конструкцией клетки: Поперечное сечение кольцаВысота кольцаДлина кольцаСредний диаметр кольцаВылет лобовой части обмоткиКоэффициент, учитывающий изгиб стержняДлина лобовой части стержняРасчет магнитной цепиВ 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 зазораКоэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения статораКоэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения ротораКоэффициент, учитывающий уменьшение магнитного сопротивления воздушного зазора при наличии радиальных каналов на статоре или на роторе, так как отсутствуют радиальные каналы.Общий коэффициент воздушного зазораМДС для воздушного зазораМДС для зубцов при трапецеидальных полузакрытых пазах статораНапряженность магнитного поляСредняя длина пути магнитного потокаМДС для зубцовМДС для зубцов при овальных закрытых пазах ротораНапряженность магнитного поляСредняя длина пути магнитного потокаМДС для зубцовМДС для спинки статораНапряженность магнитного поляСредняя длина пути магнитного потокаМДС для спинки статораМДС для спинки ротораНапряженность магнитного поляСредняя длина пути магнитного потокаМДС для спинки ротораПараметры магнитной цепиСуммарная ЭДС магнитной цепи на один полюсКоэффициент насыщения магнитной цепиНамагничивающий токНамагничивающий ток, в относительных единицах ЭДС холостого ходаГлавное индуктивное сопротивлениеГлавное индуктивное сопротивление в относительных единицах Активные и индуктивные сопротивления обмотокСопротивление обмотки статораУдельная электрическая проводимость меди при 20оСАктивное сопротивление обмотки фазы при 20оСАктивное сопротивление обмотки фазы при 20оС в относительных единицахПроверка правильности определения в относительных единицахКоэффициенты, учитывающие укорочение шагаРазмеры частей обмоток и паза ==0,4Размер обмоткиКоэффициент проводимости рассеянияКоэффициент, учитывающий влияния открытия пазов статора на проводимость дифференциального рассеянияКоэффициент дифференциального рассеяния статораКоэффициент, учитывающий демпфирующую реакцию токовКоэффициент проводимости дифференциального рассеянияПолюсное делениеКоэффициент проводимости рассеяния лобовых частей обмоткиКоэффициент проводимости рассеяния обмотки статораИндуктивное сопротивление обмотки фазы статораИндуктивное сопротивление обмотки фазы статора в относительных единицахПроверка правильности определения в относительных единицах Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротораУдельная электрическая проводимость алюминия при 20оСАктивное сопротивление стержня клетки при 20оСКоэффициент приведения тока кольца к току стержняСопротивление короткозамыкающих колец, приведенное к току стержня при 20оСЦентральный угол скоса пазовКоэффициент скоса пазов ротораКоэффициент приведения сопротивления обмотки ротора к обмотке статораАктивное сопротивление обмотки ротора при 20оС, приведенное к обмотке статораАктивное сопротивление обмотки ротора при 20оС, приведенное к обмотке статора в относительных единицахТок стержня ротора для рабочего режимаКоэффициент проводимости рассеянияКоличество пазов ротора на полюс и фазуКоэффициент дифференциального рассеяния ротораКоэффициент проводимости дифференциального рассеянияКоэффициент проводимости рассеяния короткозамыкающих колец литой клеткиОтносительный скос пазов ротора, в долях зубцового деления ротораКоэффициент проводимости рассеяния скоса пазовКоэффициент проводимости рассеяния обмотки ротораИндуктивное сопротивление обмотки ротораИндуктивное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмотке статораИндуктивное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмотке статора в относительных единицах Сопротивление обмоток преобразованной схемы замещения двигателя (с вынесенными на зажимы намагничивающим контуром)Коэффициент рассеяния статораКоэффициент Коэффициент сопротивления статораПреобразованные сопротивления обмотокПересчет магнитной системы не требуется, так как , а Расчет режима холостого ходаРеактивная составляющая тока статора при синхронном вращенииЭлектрические потери в обмотке статора при синхронном вращенииВтРасчетная масса стали зубцов статора при трапецеидальных пазахкгМагнитные потери в зубцах статораВтМасса стали спинки статоракгМагнитные потери в спинке статораВтСуммарные магнитные потери в сердечнике статора, включающие добавочные потери в сталиВтКоэффициент Механические потериВтАктивная составляющая тока холостого ходаТок холостого ходаКоэффициент мощности при холостом ходеРасчет номинального режима работыАктивное сопротивление короткого замыканияИндуктивное сопротивление короткого замыканияПолное сопротивление короткого замыканияДобавочные потери при номинальной нагрузкеВтМеханическая мощность двигателяВтЭквивалентное сопротивление схемы замещенияПолное сопротивление схемы замещенияПроверка правильности расчетов и Скольжение в относительных единицахАктивная составляющая тока статора при синхронном вращенииТок ротораТок статора:активная составляющаяреактивная составляющаяФазныйКоэффициент мощностиЛинейная нагрузка статораПлотность тока в обмотке статораЛинейная нагрузка ротораТок в стержне короткозамкнутого ротораПлотность тока в стержне короткозамкнутого ротораТок в короткозамкнутом кольцеЭлектрические потери в обмотке статора и ротора соответственноВтВтСуммарные потери в электродвигателеВтПодводимая мощностьВтКоэффициент полезного действия%Проверкаподводимая мощностьВтНоминальная отдаваемая мощностьВт Построение графиков рабочих характеристик произведем в MathCadРасчёт рабочих характеристикРис.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 Максимальный моментПеременная часть коэффициента статора Составляющая коэффициента проводимости рассеяния статора, зависящая от насыщенияПеременная часть коэффициента ротора Составляющая коэффициента проводимости рассеяния ротора, зависящая от насыщенияИндуктивное сопротивление рассеяния двигателя, зависящая от насыщенияИндуктивное сопротивление рассеяния двигателя, не зависящая от насыщенияТок ротора, соответствующий максимальному моментуПолное сопротивление схемы замещения:при максимальном моментепри бесконечно большом скольженииЭквивалентное сопротивление схемы замещения при максимальном моментеКратность максимального моментаСкольжение при максимальном моменте в относительных единицахНачальный пусковой ток и начальный пусковой моментОпределяю активные и индуктивные сопротивления соответствующие пусковому режиму:Высота стержня клетки ротораПриведенная высота стержня ротораКоэффициент Расчетная глубина проникновения тока в стерженьШирина стержня на расчетной глубине проникновения токаПлощадь поперечного сечения стержня при расчетной глубине проникновения токаКоэффициент вытеснения токаАктивное сопротивление стержня клетки при 20оС для пускового режимаАктивное сопротивление обмотки ротора при 20оС приведенное к обмотке статора, для пускового режимаКоэффициент Коэффициент проводимости рассеяния паза ротора при пускеКоэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора при пускеИндуктивное сопротивление рассеяния двигатель, зависящее от насыщенияИндуктивное сопротивление рассеяния двигатель, не зависящее от насыщенияАктивное сопротивление короткого замыкания при пускеТок ротора при пуске двигателяПолное сопротивление схемы замещения при пуске (с учетом вытеснения тока и насыщения путей потоков рассеяния)Индуктивное сопротивление схемы замещения при пускеАктивная составляющая тока статора при пускеРеактивная составляющая тока статора при пускеФазный ток статора при пускеКратность начального пускового токаАктивное сопротивление ротора при пуске, приведенное к статору, при расчетной рабочей температуре и Т-образной схеме замещенияКратность начального пускового моментаТепловой расчет обмотки статораКоэффициент Потери в обмотке статора, при максимальной допускаемой температуреВтУсловная внутренняя поверхность охлаждения активной части статораУсловный периметр поперечного сеченияЧисло ребер принимаю Высота ребраУсловная поверхность охлаждения:Пазовлобовых частей обмоткидвигателей с охлаждающими ребрами на станинеУдельный тепловой поток от потерь в активной части обмотки и от потерь в стали, отнесенных к внутренней поверхности охлаждения активной части статораУдельный тепловой поток от потерь в активной части обмотки отнесенных к поверхности охлаждения пазовУдельный тепловой поток от потерь в лобовых частях обмотки, отнесенных к поверхности охлаждения лобовых частей обмоткиОкружная скорость ротораКоэффициент теплоотдачи поверхности статораПревышение температуры внутренней поверхности активной части статора над температурой воздуха внутри машиныОдносторонняя толщина изоляции в пазу статораЭквивалентный коэффициент теплопроводности изоляции в пазу включающий воздушные прослойкиЭквивалентный коэффициент теплопроводности внутренней изоляции катушкиПерепад температуры в изоляции паза и катушек из круглых проводовПревышение температуры наружной поверхности лобовых частей обмотки над температурой воздуха внутри двигателяПерепад температуры в изоляции лобовых частей катушекСреднее превышение температуры обмотки над температурой воздуха внутри двигателяПотери в двигателе передаваемые воздуху, внутри двигателяКоэффициент подогрева воздухаСреднее повышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой наружного воздуха с охлаждающими ребрами на станинеСреднее превышение температуры обмотки над температурой наружного воздуха Вентиляционный расчетРасстояние от нижней части корпуса машины до опорной плоскости лапНаружный диаметр корпусаКоэффициент, учитывающий изменение теплоотдачи по длине корпуса двигателяНеобходимый расход воздухаРасход воздуха, который может быть обеспечен наружным вентиляторомНапор воздуха, развиваемый наружным вентиляторомПроверка:- верноТаблица сравнения данных разработанного электродвигателя с двигателем марки 4А180М8У3 выпускаемого Ярославским электромашиностроительным заводом
|
|
