Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Хоствано на http://www.allbest.ru/

Електрически автомобили

курсов проект

"Проектиране на асинхронен двигател с ротор с катерица"

Техническо задание

Проектиране на асинхронен трифазен двигател с ротор с катерица:

P \u003d 15 kW, U \u003d 220/380 V, 2r \u003d 2;

n = 3000 rpm, = 90%, cos = 0,89, S NOM = 3%;

h=160 M p / M n =1,8, M max / M n =2,7, I p / I n = 7;

дизайн IM1001;

изпълнение съгласно метода на защита IP44;

метод на охлаждане IC0141;

климатично проектиране и категория на разположение U3;

клас на изолация F.

режим на работа S1

Определяне на основните геометрични размери

1. Предварително изберете височината на оста на въртене съгласно фиг. 8.17, a (по-нататък всички формули, таблици и фигури от) h = 150 mm.

От табл. 8.6 приемаме най-близката по-малка стойност h \u003d 132 mm и a \u003d 0,225 m (D a е външният диаметър на статора).

2. Определете вътрешния диаметър на статора:

D \u003d K D D a \u003d 0,560,225 \u003d 0,126 (m)

K D - коефициент на пропорционалност, определен от таблицата. 8.7.

3. Полюсно разделение

м

където 2p е броят на двойките полюси.

4. Определете изчислената мощност:

P \u003d (P 2 k E) / (cos)

k E - съотношението на ЕМП на намотката на статора към номиналното напрежение, определено от фиг. 8.20, kE = 0.983

- КПД на асинхронен двигател, съгласно фиг. 8,21,a, = 0,89, cos = 0,91

P 2 - мощност на вала на двигателя, W

P = (1510 3 0,983) / (0,890,91) = 18206 (W)

5. Определяме електромагнитните натоварвания (предварително) съгласно фиг. 8.22b:

Линейно натоварване (съотношението на тока на всички намотки на намотката към обиколката) A \u003d 25.310 3 (A / m)

Индукция на въздушна междина B= 0,73 (T)

6. Коефициентът на предварителна намотка се избира в зависимост от вида на намотката на статора. За еднослойни намотки k O1 = 0,95 0,96.

Да вземем k O1 = 0,96.

7. Очакваната дължина на въздушната междина се определя по формулата:

= P / (k B D 2 k O 1 AB)

k B - коефициент на формата на полето, предварително взет равен на

k B \u003d / () \u003d 1.11

- синхронната ъглова скорост на вала на двигателя, rad/s, се изчислява по формулата

рад/сек

където 1 - честота на захранване, Hz

= 18206 / (1.110.126 2 3140.9625.310 3 0.73) = 0.19 (m)

8. Проверете релацията = / . Тя трябва да бъде в рамките на 0,19 0,87, определена от фиг. 8.25:

= 0,19 / 0,198 = 0,96

Получената стойност е по-висока от препоръчителните граници, поради което приемаме следващата по големина от стандартната серия (Таблица 8.6) височината на оста на въртене h = 160 mm. Повтаряме изчисленията според параграфите. 1-8:

D a \u003d 0,272 (m) P = (1510 3 0,984) / (0,910,89) \u003d 18224 (W)

D = 0,560,272 = 0,152 (m) A = 3410 3 (A/m)

= (3.140.152) / 2 = 0.239 (m) B = 0.738 (T)

= 18224 / (1.110.152 2 3140.963610 3 0.738) = 0.091 (m)

= 0,091 / 0,239 = 0,38

Изчисляване на намотка, прорези и хомут на статора

Определение З 1 , 1 и секции жици намотки статор

1. Определяме граничните стойности на зъбното разделение 1 съгласно фиг. 6-15:

1 max = 18 (mm) 1 min = 13 (mm)

2. Граничните стойности за броя на слотовете на статора се определят по следните формули

Приемаме 1 = 36, тогава q = Z 1 / (2pm), където m е броят на фазите

q = 36 / (23) = 6

Намотката е еднослойна.

3. Накрая определяме зъбното деление на статора:

m = 1410 -3 m

4. Намерете броя на ефективните проводници в жлеба (преди това, при условие че няма паралелни клонове в намотката (a = 1)):

u=

I 1H - номинален ток на намотката на статора, A, и се определя по формулата:

I 1H \u003d P 2 / (mU 1H cos) \u003d 1510 3 / (32200.890.91) \u003d 28,06 (A)

u==16

5. Приемаме a = 2, тогава

u \u003d au \u003d 216 \u003d 32

6. Вземете крайните стойности:

брой навивки във фаза на навиване

линеен товар

A/m

поток

Ф = (1) -1

k O1 - крайната стойност на коефициента на намотка, определена по формулата:

k О1 = k У k Р

k Y - коефициент на скъсяване, за еднослойна намотка k Y \u003d 1

k P - коефициент на разпределение, определен от табл. 3.16 за първи хармоник

k P = 0,957

F = = 0,01 (Wb)

индукция на въздушна междина

Tl

Стойностите A и B са в допустими граници (фиг. 8.22, b)

7. Плътност на тока в намотката на статора (предварително):

J 1 \u003d (AJ 1) / A \u003d (18110 9) / (33.810 3) \u003d 5.3610 6 (A / m 2)

произведението на линейния товар и плътността на тока се определя от фиг. 8.27б.

Ефективно напречно сечение на проводника (предварително):

q EF = I 1 H / (aJ 1) = 28,06 / (25,1310 6) = 2,7310 -6 (m 2) = 2,73 (mm 2)

Приемаме n EL = 2, тогава

q EL \u003d q EF / 2 \u003d 2,73 / 2 \u003d 1,365 (mm 2)

n EL - брой елементарни проводници

q EL - сечение на елементарния проводник

Избираме проводника за намотаване на PETV (съгласно таблица A3.1) със следните данни:

номинален диаметър на голия проводник d EL = 1,32 mm

средна стойност на диаметъра на изолирания проводник d IZ = 1,384 mm

площ на напречното сечение на оголен проводник q EL = 1,118 mm 2

площ на напречното сечение на ефективния проводник q EF \u003d 1.1182 \u003d 2.236 (mm 2)

9. Плътност на тока в намотката на статора (накрая)

Плащане размери назъбен зони статор и въздух клирънс

Grooveстатор - съгласно фиг. 1а със съотношение на размерите, което осигурява паралелността на страничните повърхности на зъбите.

1. Предварително приемаме според таблицата. 8.10:

стойност на индукция в зъбите на статора B Z1 = 1,9 (T) стойност на индукция в хомут на статора B a = 1,6 (T), след това ширината на зъба

b Z1 =

k C - коефициент на запълване на сърцевината със стомана, съгласно таблицата. 8.11 за оксидирани листове от стомана клас 2013 k C = 0,97

CT1 - дължината на стоманата на статорните ядра, за машини с 1,5 мм

ST1 = 0,091 (m)

b Z1 = = 6,410 -3 (m) = 6,4 (mm)

височина на вилото на статора

2. Приемаме размерите на жлеба в щампата:

ширина на канала b W = 4,0 (mm)

височина на слота на канала h W = 1,0 (mm) , = 45

височина на жлеба

h P \u003d h a \u003d \u003d 23,8 (mm) (25)

ширина на дъното на канала

b 2 = = = 14,5 (mm) (26)

горна ширина на канала

b 1 = = = 10,4 (mm) (27)

h 1 = h P - + = = 19,6 (mm) (28)

3. Размери на жлеба в чистото, като се вземат предвид надбавките за монтаж:

за h = 160 250 (mm) b P = 0,2 (mm); h P = 0,2 (mm)

b 2 \u003d b 2 - b P \u003d 14,5 - 0,2 \u003d 14,3 (mm) (29)

b 1 \u003d b 1 - b P \u003d 10,4 - 0,2 \u003d 10,2 (mm) (30)

h 1 \u003d h 1 - h P \u003d 19,6 - 0,2 \u003d 19,4 (mm) (31)

Площ на напречното сечение на жлеба за поставяне на проводници:

S P \u003d S ОТ S PR

площ на напречното сечение на уплътненията S PR = 0

площ на напречното сечение на изолацията на корпуса в жлеба

S ОТ \u003d b ОТ (2h P + b 1 + b 2)

b ОТ - едностранна дебелина на изолацията в жлеба, съгласно таблицата. 3,1 b FROM = 0,4 (mm)

S ОТ \u003d 0,4 (223,8 + 14,5 + 10,4) \u003d 29 (mm 2)

S P \u003d 0,5 (14,3 + 10,2) 19,4 29 \u003d 208,65 (mm 2)

4. Коефициент на запълване на канала:

k Z \u003d [(d IZ) 2 u n n EL] / S P \u003d (1,405 2 402) / 208,65 \u003d 0,757 (34)

Получената стойност на k W за механизирано полагане на намотката е прекалено голяма. Коефициентът на запълване трябва да бъде между 0,70 и 0,72 (от таблица 3-12). Намалете стойността на коефициента на запълване, като увеличите площта на напречното сечение на жлеба.

Да вземем B Z1 = 1,94 (T) и B a = 1,64 (T), което е приемливо, тъй като тези стойности надвишават препоръчителните стойности само с 2,5 - 3%.

5. Повтаряме изчислението според параграфите. 1-4.

b Z1 = = 0,0063(m)= 6,3(mm) b 2 == 11,55(mm)

h a = = 0,0353 (m) = 35,3 (mm) b 1 = = 8,46 (mm)

h P = = 24,7 (mm) h 1 = = 20,25 (mm)

b 2 \u003d \u003d 11,75 (mm)

b 1 = = 8,66 (mm)

h 1 = = 20,45 (mm)

S ОТ \u003d \u003d 29,9 (mm 2)

S P \u003d \u003d 172,7 (mm 2)

k Z = = 0,7088 0,71

Размерите на жлеба в щампата са показани на фиг. 1 , а .

Изчисляване на намотката, прорезите и ярема на ротора

1. Определете въздушната междина (съгласно фиг. 8.31): = 0,8 (mm)

2. Брой роторни слотове (съгласно таблица 8.16): Z 2 = 28

3. Външен диаметър:

D 2 \u003d D2 \u003d 0,15220,810 -3 \u003d 0,150 (m) (35)

4. Дължината на магнитната верига на ротора 2 = 1 = 0,091 (m)

5. Разделение на зъбците:

t 2 \u003d (D 2) / Z 2 \u003d (3.140.150) / 28 \u003d 0.0168 (m) = 16.8 (mm) (36)

6. Вътрешният диаметър на ротора е равен на диаметъра на вала, тъй като сърцевината е директно монтирана на вала:

D J \u003d D B \u003d k B D a = 0,230,272 \u003d 0,0626 (m) 60 (mm) (37)

Стойността на коефициента k В взета от таблицата. 8,17: k B \u003d 0,23

7. Предварителна стойност на тока в роторния прът:

I 2 = k i I 1 i

k i - коефициент, отчитащ влиянието на тока на намагнитване и съпротивлението на намотката върху отношението I 1 / I 2 . k i = 0,2+0,8 cos = 0,93

i - коефициент на намаляване на токовете:

i \u003d (2m 1 1 k O 1) / Z 2 \u003d (23960,957) / 28 \u003d 19,7

I 2 \u003d 0.9328.0619.7 \u003d 514.1 (A)

8. Площ на напречното сечение на пръта:

q C \u003d I 2 / J 2

J 2 - плътност на тока в прътите на ротора, при запълване на жлебовете с алуминий, тя се избира в рамките на

J 2 \u003d (2.53.5) 10 6 (A / m 2)

q C = 514,1 / (3,510 6) = 146,910 -6 (m 2) = 146,9 (mm 2)

9. Жлеб на ротора - съгласно фиг. 1. б. Проектираме крушовидни затворени канали с размери на шлица b W = 1,5 mm и h W = 0,7 mm. Височината на джъмпера над жлеба е избрана равна на h W = 1 mm.

Допустима ширина на зъбите

b Z2 = = = 7,010 -3 (m) = 7,0 (mm) (41)

B Z2 - индукция в зъбите на ротора, съгласно таблицата. 8,10 B Z2 = 1,8 (T)

Размери на канала

b 1 ===10,5 (mm)

b 2 = = = 5,54 (mm) (43)

h 1 \u003d (b 1 - b 2) (Z 2 / (2)) \u003d (10,5 - 5,54) (28 / 6,28) \u003d 22,11 (mm) (44)

Приемаме b 1 = 10,5 mm, b 2 = 5,5 mm, h 1 = 22,11 mm.

10. Посочете ширината на зъбите на ротора

b Z2 = = 9,1 (mm)

b Z2 = = 3,14 9,1 (mm)

b Z2 = b Z2 9,1 (mm)

Обща височина на канала:

h P 2 \u003d h W + h W + 0,5b 1 + h 1 + 0,5b 2 \u003d 1 + 0,7 + 0,510,5 + 22,11 + 0,55,5 \u003d 31,81 (mm)

Напречно сечение на пръта:

q C = (/8)(b 1 b 1 +b 2 b 2)+0,5(b 1 +b 2)h 1 =

(3,14 / 8) (10,5 2 +5,5 2) + 0,5 (10,5 + 5,5) 22,11 \u003d 195,2 (mm 2)

11. Плътност на тока в пръта:

J 2 \u003d I 2 / q C \u003d 514,1 / 195,210 -6 \u003d 3,4910 6 (A / m 2)

12. Късосъединителни пръстени. Площ на напречното сечение:

qCL = ICL / JCL

JCL - плътност на тока в затварящите пръстени:

JCL = 0,85J2 = 0,853,49106 = 2,97106 (A/m2) (51)

ICL - ток в пръстените:

ICL = I2 /

= 2sin = 2sin = 0,224 (53)

ICL = 514,1 / 0,224 = 2295,1 (A)

qCL = 2295 / 2,97106 = 772,710-6 (m2) = 772,7 (mm2)

13. Размери на затварящи пръстени:

hCL = 1,25hP2 = 1,2531,8 = 38,2 (mm) (54)

bKL = qKL / hKL = 772,7 / 38,2 = 20,2 (mm) (55)

qCL = bCLhCL = 38,2 20,2 = 771,6 (mm2) (56)

DC. SR \u003d D2 - hKL \u003d 150 - 38,2 \u003d 111,8 (mm) (57)

Изчисляване на магнитна верига

Стоманен магнитопровод 2013; дебелина на листа 0,5 мм.

1. Магнитно напрежение на въздушната междина:

F= 1.5910 6 Bk, където (58)

k- коефициент на въздушна междина:

k \u003d t 1 / (t 1 -)

= = = 2,5

k== 1,17

F= 1.5910 6 0.7231.170.810 -3 = 893.25 (A)

2. Магнитно напрежение на зъбните зони:

статор

F Z1 = 2h Z1 H Z1

h Z1 - изчислена височина на зъба на статора, h Z1 = h P1 = 24,7 (mm)

H Z1 - стойността на напрегнатостта на полето в зъбите на статора, съгласно таблица P1.7 при B Z1 = 1,94 (T) за стомана 2013 H Z1 = 2430 (A / m)

F Z1 = 224.710 -3 2430 = 120 (A)

изчислена индукция в зъбите:

B Z1 = = = 1,934 (T)

тъй като B Z1 1.8 (T), е необходимо да се вземе предвид разклонението на потока в жлеба и да се намери действителната индукция в зъба B Z1 .

Коефициент k RH във височина h ZX = 0,5h Z:

k HRP =

b HRP \u003d 0,5 (b 1 + b 2) = 0,5 (8,66 + 11,75) \u003d 12,6

k HRP = = 2,06

B Z1 = B Z1 - 0 H Z1 k RH

Приемаме B Z1 = 1,94 (T), проверете съотношението на B Z1 и B Z1:

1,94 = 1,934 - 1,25610 -6 24302,06 = 1,93

ротор

F Z2 = 2h Z2 H Z2

h Z2 - изчислена височина на зъба на ротора:

h Z2 \u003d h P2 - 0,1b 2 \u003d 31,8-0,15,5 \u003d 31,25 (mm)

H Z2 - стойността на напрегнатостта на полето в зъбите на ротора, съгласно таблица P1.7 при B Z2 = 1,8 (T) за стомана 2013 H Z2 = 1520 (A / m)

F Z2 = 231,25 10 -3 1520 = 81,02 (A)

индукция в зъба

B Z2 = = = 1,799 (T) 1,8 (T)

3. Коефициент на насищане на зъбната зона

k Z = 1+= 1+= 1,23

4. Магнитно напрежение на игото:

статор

F a = L a H a

L a - дължината на средната магнитна линия на игото на статора, m:

La = = = 0,376 (m)

H a - сила на полето, съгласно таблица P1.6 при B a = 1,64 (T) H a = 902 (A / m)

Fa = 0,376902 = 339,2 (A)

B a =

h a - проектна височина на ярема на статора, m:

h a \u003d 0,5 (D a - D) - h P 1 \u003d 0,5 (272 - 152) - 24,7 \u003d 35,3 (mm)

Ba = = 1,6407 (T) 1,64 (T)

ротор

F j = L j H j

L j е дължината на линията на средния магнитен поток в ярема на ротора:

Lj = 2hj

h j - височина на гърба на ротора:

h j \u003d - h P2 \u003d - 31,8 \u003d 13,7 (mm)

L j \u003d 213,7 10 -3 \u003d 0,027 (m)

B j =

h j - проектна височина на роторното хомут, m:

h j = = = 40,5 (mm)

B j = = 1,28 (T)

H j - сила на полето, съгласно таблица P1.6 при B j = 1,28 (T) H j = 307 (A / m)

F j \u003d 0,027307 \u003d 8,29 (A)

5. Общото магнитно напрежение на магнитната верига на двойка полюси:

F C \u003d F + F Z1 + F Z2 + F a + F j = 893,25 + 120 + 81,02 + 339,2 + 8,29 = 1441,83 (A)

6. Фактор на насищане на магнитната верига:

k \u003d F C / F \u003d 1441,83 / 893,25 \u003d 1,6

7. Магнетизиращ ток:

I===7.3(A)

относителна стойност

I = I / I 1H = 7,3 / 28,06 = 0,26

Изчисляване на параметрите на асинхронна машина за номинален режим

1. Активно съпротивление на фазата на намотката на статора:

r1 = 115

115 - специфично съпротивление на материала на намотката при проектната температура, Omm. За клас на изолация F проектната температура е 115 градуса. За мед 115 = 10 -6 / 41 ома.

L 1 - общата дължина на ефективните проводници на фазата на намотката на статора, m:

L 1 = СР1 1

СР1 - средна дължина на намотката на статора, m:

СР1 \u003d 2 (P1 + L1)

P1 - дължината на частта на жлеба, P1 \u003d 1 \u003d 0,091 (m)

L1 - челна част на намотката

L1 \u003d K L b KT + 2V

K L - коефициент, чиято стойност е взета от таблица 8.21: K L \u003d 1.2

B е дължината на изтичането на правата част на намотката от жлеба от края на сърцевината до началото на завоя на предната част, м. Приемаме B = 0,01.

b CT - средна ширина на рулона, m:

b CT = 1

1 - относително скъсяване на стъпката на намотката на статора, 1 = 1

b KT = = 0,277 (m)

L1 \u003d 1,20,277 + 20,01 \u003d 0,352 (m)

СР1 = 2(0,091+0,352) = 0,882 (m)

L 1 \u003d 0,88296 \u003d 84,67 (m)

r 1 \u003d \u003d 0,308 (ома)

Дължината на удължението на предната част на бобината

OUT = K OUT b CT + V = 0,260,277+0,01= 0,08202 (m)= 82,02 (mm) (90)

Според таблица 8.21 K OFF = 0.26

Относителна стойност

r 1 \u003d r 1 \u003d 0,308 \u003d 0,05

2. Активно съпротивление на фазата на намотката на ротора:

r 2 \u003d r C +

r C - съпротивление на пръта:

r C = 115

за лята алуминиева роторна намотка 115 = 10 -6 / 20,5 (Ohm).

r C \u003d \u003d 22.210 -6 (Ohm)

r CL - съпротивление на участъка на затварящия пръстен, затворен между два съседни пръта

r CL \u003d 115 \u003d \u003d 1,0110 -6 (Ohm) (94)

r 2 \u003d 22.210 -6 + \u003d 47.110 -6 (Ohm)

Привеждаме r 2 до броя на завъртанията на намотката на статора:

r 2 \u003d r 2 \u003d 47,110 -6 \u003d 0,170 (Ohm) (95)

Относителна стойност:

r 2 \u003d r 2 \u003d 0,170 \u003d 0,02168 0,022

3. Индуктивно съпротивление на фазата на намотката на статора:

x 1 \u003d 15.8 (P1 + L1 + D1), където (96)

P1 - коефициент на магнитна проводимост на разсейване на прореза:

P1 =

h 2 \u003d h 1 - 2b ОТ \u003d 20,45 - 20,4 \u003d 19,65 (mm)

b 1 \u003d 8,66 (mm)

h K \u003d 0,5 (b 1 - b) \u003d 0,5 (8,66 - 4) \u003d 2,33 (mm)

h 1 \u003d 0 (проводниците са фиксирани с капак на слота)

k = 1; k = 1; == 0,091 (m)

P1 = = 1,4

L1 - коефициент на магнитна проводимост на фронталното разсейване:

L1 \u003d 0,34 (L1 - 0,64) \u003d 0,34 (0,352 - 0,640,239) \u003d 3,8

D1 - коефициент на магнитна проводимост на диференциално разсейване

D1 =

= 2k SC k - k O1 2 (1+ SC 2)

k = 1

SK \u003d 0, тъй като няма скосяване на жлебовете

k SC се определя от кривите на фиг. 8.51,d в зависимост от t 2 /t 1 и SC

== 1,34; SC = 0; k SC = 1,4

= 21,41 - 0,957 2 1,34 2 = 1,15

D1 \u003d 1,15 \u003d 1,43

x 1 \u003d 15,8 (1,4 + 3,8 + 1,43) \u003d 0,731 (Ohm)

Относителна стойност

x 1 \u003d x 1 \u003d 0,731 \u003d 0,093

4. Индуктивно съпротивление на фазата на намотката на ротора:

x 2 \u003d 7,9 1 (P2 + L2 + D2 + SC) 10 -6 (102)

P2 = k D +

h 0 \u003d h 1 + 0,4b 2 \u003d 17,5 + 0,45,5 \u003d 19,7 (mm)

k D = 1

P2 = = 3,08

L2 = = = 1,4

D2 =

= = = 1,004

тъй като със затворени слотове Z 0

D2 = = 1,5

x 2 \u003d 7.9500.091 (3.08 + 1.4 + 1.5) 10 -6 \u003d 21510 -6 (Ohm)

Даваме x 2 на броя на завъртанията на статора:

x 2 \u003d x 2 \u003d \u003d 0,778 (Ohm)

Относителна стойност

x 2 \u003d x 2 \u003d 0,778 \u003d 0,099 (108)

Изчисляване на загубата на мощност

1. Загубите в стоманата са основните:

P ST. OSN. = P 1,0/50 (k Да B a 2 m a +k DZ B Z1 2 +m Z1)

P 1.0/50 - специфични загуби при индукция 1 T и честота на повторно намагнитване 50 Hz. Според таблицата 8,26 за стомана 2013 P 1,0/50 = 2,5 (W/kg)

m a - стоманена маса на ярема на статора, kg:

m a = (D a - h a)h a k C1 C =

= 3,14 (0,272 - 0,0353) 0,03530,0910,977,810 3 = 17,67 (kg)

C - специфично тегло на стоманата; в изчисленията вземете C \u003d 7.810 3 (kg / m 3)

m Z1 - маса на стоманените зъби на статора, kg:

m Z1 = h Z1 b Z1 SR. Z 1 CT 1 k C 1 C =

= 24,710 -3 6,310 -3 360,0910,977,810 3 = 3,14 (kg) (111)

k Да и k DZ - коефициенти, които отчитат ефекта върху загубите в стоманата на неравномерното разпределение на потока върху секциите на секциите на магнитната верига и технологичните фактори. Приблизително можете да вземете k Да \u003d 1.6 и k DZ \u003d 1.8.

PST. OSN. = 2.51(1.61.64217.67+1.81.93423.14) = 242.9 (W)

2. Повърхностни загуби в ротора:

PPOV2 = pPOV2(t2 - bSH2)Z2ST2

pSOV2 - специфични повърхностни загуби:

pPOV2 = 0.5k02(B02t1103)2

B02 - амплитуда на индукционна пулсация във въздушната междина над короните на зъбите на ротора:

B02=02

02 зависи от съотношението на ширината на процепа на статорните процепи към въздушната междина. 02 (с bSh1 / = 4 / 0,5 = 8 съгласно фиг. 8.53, b) = 0,375

k02 - коефициент, отчитащ ефекта от повърхностната обработка на главите на зъбите на ротора върху специфичните загуби. Да вземем k02 =1,5

B02 = 0,3571,180,739 = 0,331 (T)

pSW2 = 0,51,5(0,33114)2 = 568 (16,8 - 1,5)24 0,091 = 22,2 (W)

3. Загуби от пулсации в зъбите на ротора:

RPUL2 = 0,11mZ2

VPUL2 - амплитудата на индукционните пулсации в средната част на зъбите:

Bpool2 = BZ2

mZ2 - тегло на стоманените зъби на ротора, kg:

mZ2 = Z2hZ2bZ2ST2kC2C =

= 2826.6510-39.110-30.0910.977.8103 = 3.59 (кг) (117)

VSL2 = = 0,103 (T)

RPUL2 = 0,11= 33,9 (W)

4. Размерът на допълнителните загуби в стомана:

PST. ПРИЛОЖЕНИЕ = PPOW1+PPOOL1+PPOV2+PPOOL2 = 22,2 + 33,9 = 56,1 (W

5. Обща загуба на стомана:

PST. = PST. OSN. + PST. ПРИЛОЖЕНИЕ = 242,9 + 56,1 = 299 (W

6. Механична загуба:

PMEX = KTDa4 = 0,2724 = 492,6 (W) (120)

За двигатели с 2p=2 KT=1.

7. Двигател на празен ход:

IX. Х.

IX.X.а. =

PE1 H.H. = mI2r1 = 37.320.308 = 27.4 (W)

IX.X.а. == 1,24 (A)

IX.X.R. I = 7,3 (A)

IX.X. == 7,405 (A)

cos xx = IX.X.a / IX.X. = 1,24/4,98 = 0,25

асинхронен трифазен двигател с короткозатворен ротор

Изчисляване на производителността

1. Опции:

r 12 = P ST. OSN. / (mI 2) \u003d 242,9 / (37,3 2) \u003d 3,48 (Ohm)

x 12 \u003d U 1H / I - x 1 \u003d 220 / 7,3 - 1,09 \u003d 44,55 (Ohm)

c 1 \u003d 1 + x 1 / x 12 \u003d 1 + 0,731 / 44,55 \u003d 1,024 (Ohm)

= = =

\u003d arctg 0,0067 \u003d 0,38 (23) 1 o

Активен компонент на синхронния ток на празен ход:

I 0a \u003d (P ST. BASIC. + 3I 2 r 1) / (3U 1H) \u003d \u003d 0,41 (A)

a = c 1 2 = 1,024 2 = 1,048

b = 0

a \u003d c 1 r 1 \u003d 1,0240,308 \u003d 0,402 (Ohm)

b \u003d c 1 (x 1 + c 1 x 2) \u003d 1,024 (0,731 + 1,0241,12) \u003d 2,51 (Ohm)

Загуби, които не се променят с промяна на фиша:

P ST. +P MEC. \u003d 299 + 492,6 \u003d 791,6 (W)

	Формули за изчисление	Измерение	Слип С
	Z \u003d (R 2 + X 2) 0,5
	I 1a \u003d I 0a + I 2 cos 2
	I 1p \u003d I 0p + I 2 sin 2
	I 1 \u003d (I 1a 2 + I 1p 2) 0,5
	P 1 \u003d 3U 1 I 1a 10 -3
	P E 1 \u003d 3I 1 2 r 1 10 -3
	P E 2 \u003d 3I 2 2 r 2 10 -3
	P DOB \u003d 0,005P 1
	P \u003d P ST + R MEX + P E1 + R E2 + R DOB

Таблица 1. Работни характеристики на асинхронен двигател

P2NOM = 15 kW; I0p = I = 7.3A; PST. +PMEX. = 791,6 W

U1NOM = 220/380 V; r1 \u003d 0,308 Ohm; r2 = 0,170 ома

2p=2; I0a = 0,41 A ; c1 = 1,024; а = 1,048 b = 0

a \u003d 0,402 (Ohm); b = 2,51 (ома)

2. Изчислете производителността за слайдове

S = 0,005; 0,01; 0,015

0,02;0,025;0,03;0,035, като преди това се приеме, че SNOM r2 = 0,03

Резултатите от изчислението са обобщени в табл. 1 . След конструирането на експлоатационните характеристики (фиг. 2) определяме стойността на номиналното приплъзване: SH = 0,034.

Номинални данни на проектирания двигател:

P2NOM = 15 kW cos NOM = 0,891

U1NOM = 220/380 V NOM = 0,858

I1NOM = 28,5 A

Изчисляване на стартови характеристики

Плащане течения с като се вземат предвид влияние промени параметри под влияние ефект денивелация текущ (без счетоводство влияние нас scheniya от полета разпръскване)

Подробноизчислението е дадено за S = 1. Изчислителните данни за останалите точки са обобщени в табл. 2.

1. Активното съпротивление на намотката на ротора, като се вземе предвид ефектът от ефекта на текущото изместване:

= 2h C = 63.61h C = 63.610.0255= 1.62 (130)

изчислено = 115 около С; 115 \u003d 10 -6 / 20,5 (Ohm); b C /b P \u003d 1; 1 = 50 Hz

h C \u003d h P - (h W + h W) \u003d 27,2 - (0,7 + 1) \u003d 25,5 (mm)

- “намалена височина” на пръта

съгласно фиг. 8,57 за = 1,62 намираме = 0,43

h r = = = 0,0178 (m) = 17,8 (mm)

тъй като (0.510.5) 17.8 (17.5+0.510.5):

q r =

h r - дълбочина на проникване на тока в пръта

q r - площта на сечението, ограничена от височината h r

b r = = 6,91 (mm)

q r \u003d \u003d 152,5 (mm 2)

k r \u003d q C / q r \u003d 195,2 / 152,5 \u003d 1,28 (135)

K R == 1,13

r C \u003d r C \u003d 22.210 -6 (Ohm)

r 2 \u003d 47.110 -6 (Ohm)

Намалено съпротивление на ротора, като се вземе предвид влиянието на ефекта на текущото изместване:

r 2 \u003d K R r 2 \u003d 1.130.235 \u003d 0.265 (Ohm)

2. Индуктивно съпротивление на намотката на ротора, като се вземе предвид ефектът от ефекта на текущото изместване:

за = 1,62 = kD = 0,86

KX \u003d (P2 + L2 + D2) / (P2 + L2 + D2)

P2 = P2 - P2

P2 = P2(1- kD) = =

= = 0,13

P2 = 3,08 - 0,13 = 2,95

KX==0,98

x2 = KXx2 = 0,980,778 = 0,762 (ома)

3. Начални параметри:

Индуктивно съпротивление на взаимна индукция

x 12P \u003d k x 12 \u003d 1,644,55 \u003d 80,19 (Ohm) (142)

с 1P \u003d 1 + x 1 / x 12P \u003d 1 + 1,1 / 80,19 \u003d 1,013 (143)

4. Изчисляване на токовете, като се вземе предвид влиянието на ефекта на текущото изместване:

R P \u003d r 1 + c 1 P r 2 / s \u003d 0,308 + 1,0130,265 \u003d 0,661 (Ohm)

	Формули за изчисление	Измерение	Слип С
	63,61 h C S 0,5
	K R =1+(r C /r 2)(k r - 1)
	R P \u003d r 1 + c 1 P r 2 / s
	X P \u003d x 1 + c 1P x 2
	I 2 \u003d U 1 / (R P 2 + X P 2) 0,5
	I 1 \u003d I 2 (R P 2 + + (X P + x 12 P) 2) 0,5 / (c 1 P x 12 P)

Таблица 2 . Изчисляване на токовете в режим на стартиране на асинхронен двигател с ротор с катерица, като се вземе предвид влиянието на ефекта на текущото изместване

P2NOM = 15 kW; U1 = 220/380 V ; 2p=2; I1NOM = 28,5 A;

r2 = 0,170 ома; x12P = 80,19 ома; s1P = 1.013; SNOM = 0,034

XP \u003d x1 + s1Px2 \u003d 0,731 + 1,0130,762 \u003d 1,5 (Ohm)

I2 \u003d U1 / (RP2 + HP2) 0,5 \u003d 220 / (0,6612 + 1,52) 0,5 \u003d 137,9 (A)

I1 \u003d I2 (RP2 + (XP + x12P) 2) 0,5 / (s1Px12P) \u003d

=137.9(0.6612+(1.5+80.19)2)0.5/(1.01380.19)= 140.8 (A)

Плащане ракети-носители характеристики с като се вземат предвид влияние ефект денивелация текущ и насищане от полета разсейване

Плащанеизвършваме за точките от характеристиките, съответстващи на S=1; 0,8; 0,5;

0,2; 0,1, като се използват стойностите на токовете и съпротивленията за същите приплъзвания, като се вземе предвид влиянието на текущото изместване.

Данните от изчислението са обобщени в табл. 3. Дадено е подробно изчисление за S=1.

1. Индуктивно съпротивление на намотките. Приемаме k US \u003d 1,35:

Средният MMF на намотката, отнесен към един слот на намотката на статора:

F P. SR. = = = 3916,4 (A)

C N = = 1,043

Индукция на фиктивен поток на изтичане във въздушната междина:

B F \u003d (F P. SR. / (1.6С N)) 10 -6 \u003d (3916.410 -6) / (1.60.810 -3 1.043) \u003d 5.27 (T)

за B Ф = 5,27 (T) намираме k = 0,47

Коефициентът на магнитна проводимост на изтичането на слота на намотката на статора, като се вземе предвид ефектът на насищане:

sE1 \u003d (t1 - bSh1) (1 - k) \u003d (14 - 4) (1 - 0,47) \u003d 6,36

P1 САЩ. =((hSh1 +0.58hK)/bSh1)(sE1/(sE1+1.5bSh1))

hK \u003d (b1 - bSh1) / 2 \u003d (10,5 - 4) / 2 \u003d 3,25 (153)

P1 САЩ. =

P1 САЩ. = P1 - P1 САЩ. = 1,4 - 0,37 = 1,03

Коефициентът на магнитна проводимост на диференциалното разсейване на намотката на статора, като се вземе предвид ефектът на насищане:

D1 САЩ. \u003d D1k \u003d 1,430,47 \u003d 0,672

Индуктивното съпротивление на фазата на намотката на статора, като се вземе предвид ефектът на насищане:

х1 САЩ. \u003d (x11 US.) / 1 \u003d \u003d 0,607 (Ohm)

Коефициентът на магнитна проводимост на изтичането на слота на намотката на ротора, като се вземе предвид влиянието на насищането и изместването на тока:

P2. НАС. = (hSh2/bSh2)/(cE2/(sE2+bSh2))

cE2 \u003d (t2 - bSh2) (1 - k) \u003d (16,8 - 1,5) (1 - 0,47) \u003d 10,6

hSH2 = hSH + hSH = 1+0,7 = 1,7 (mm)

P2. НАС. =

P2. НАС. = P2 - P2. НАС. = 2,95 - 0,99 = 1,96

Коефициентът на магнитна проводимост на диференциалното разсейване на ротора, като се вземе предвид ефектът на насищане:

D 2. НАС. \u003d D2k \u003d 1,50,47 \u003d 0,705

Намалено индуктивно съпротивление на фазата на намотката на ротора, като се вземе предвид влиянието на ефекта на текущото изместване и насищане:

x2 US \u003d (x22 US.) / 2 \u003d \u003d 0,529 (Ohm)

s1p. НАС. \u003d 1+ (x1 US / x12 P) \u003d 1 + (0,85 / 80,19) \u003d 1,011

	Формули за изчисление	Измерение	Слип С
	BF \u003d (FP.SR.10-6) / (1.6CN)
	сЭ1 = (t1 - bШ1)(1 - k)
	P1 САЩ. = P1 - P1 САЩ.
	D1 САЩ. = към D1
	х1 САЩ. = x11 САЩ. / 1
	c1P. НАС. = 1+x1 САЩ. / h12p
	сЭ2 = (t2 - bШ2)(1 - k)
	P2 САЩ. = P2 - P2 САЩ.
	D2 САЩ. = към D2
	х2 САЩ. = x22 САЩ. /2
	RP. НАС. = r1+c1P. НАС. r2/s
	XP.US=x1US.+s1P.US.x2US
	I2US=U1/(RP.US2+HP.US2)0,5
	I1 US \u003d I2 US (RP. US2 + (HP. US + x12P) 2) 0,5 / (c1P. USx12P)
	kUS. = I1 САЩ. /I1
	I1 = I1 САЩ. /I1 NOM
	M \u003d (I2NAS / I2NOM) 2KR (sHOM / s)

Таблица 3. Изчисляване на пусковите характеристики на асинхронен двигател с ротор с катерица, като се вземе предвид ефектът на изместване на тока и насищане от бездомни полета

P2NOM = 15 kW; U1 = 220/380 V ; 2p=2; I1NOM = 28,06 A;

I2NOM = 27,9 A; x1 = 0,731 ома; x2 = 0,778 ома; r1 = 0,308 ома;

r2 = 0,170 ома; x12P = 80,19 ома; CN = 1.043; SNOM = 0,034

2. Изчисляване на токовете и моментите

RP. НАС. = r1+c1P. НАС. r2/s = 0,393+1,0110,265 = 0,661 (Ω) (165)

XP.US.=x1US.+s1P.US.x2US. = 1,385 (ома) (166)

I2NAS.=U1/(RP.NAS2+CP.NAS2)0,5= 220/(0,6612+1,3852)0,5= 187,6 (A)

I1 САЩ. = I2US.= = 190,8 (A) (168)

IP = = 6,8

M===1,75

kUS. = I1 САЩ. /I1 = 190,8 / 140,8 = 1,355

kUS. се различава от приетия kNAS. = 1,35 с по-малко от 3%.

За да изчислим други точки от характеристиката, задаваме kHAC. , намален в зависимост от тока I1 . Приемаме на:

s = 0,8 kUS. = 1,3

s = 0,5 kUS. = 1,2

s = 0,2 kUS. = 1,1

s = 0,1 kUS. = 1,05

Данните от изчислението са обобщени в табл. 3, а стартовите характеристики са показани на фиг. 3 .

3. Критичното приплъзване се определя след изчисляване на всички точки на началните характеристики (Таблица 3), като се използват средните стойности на съпротивлението x1 NAS. и х2 САЩ. съответстващи на приплъзвания s = 0,2 0,1:

sCR = r2 / (x1 NAS. /c1P NAS. +x2 NAS) = 0,265 / (1,085 / 1,0135 + 1,225) \u003d 0,12

Проектираният асинхронен двигател отговаря на изискванията на GOST както по отношение на енергийните характеристики (и cos), така и на стартовите характеристики.

Топлинно изчисление

1. Превишаване на температурата на вътрешната повърхност на ядрото на статора над температурата на въздуха вътре в двигателя:

pov1 =

RE. P1 - електрически загуби в слота на намотката на статора

RE. P1= kPE1= = 221,5 (W)

PE1 = 1026 W (от таблица 1 при s = sNOM)

k = 1,07 (за намотки с клас на изолация F)

K = 0,22 (съгласно таблица 8.33)

1 - коефициент на топлопреминаване от повърхността; 1 \u003d 152 (W / m 2 C)

pov1 =

2. Температурна разлика в изолацията на слота на намотката на статора:

от. n1 =

P P1 \u003d 2h PC + b 1 + b 2 = 220,45 + 8,66 + 11,75 \u003d 66,2 (mm) \u003d 0,0662 (m)

EKV - средна еквивалентна топлопроводимост на изолацията на прореза, за клас на топлоустойчивост F EKV = 0,16 W / (mS)

EKV - средната стойност на коефициента на топлопроводимост, съгласно фиг. 8.72 при

d / d IZ \u003d 1,32 / 1,405 \u003d 0,94 EQ \u003d 1,3 W / (m 2 C)

от. n1 = = 3,87 (C)

3. Температурна разлика по дебелината на изолацията на челните части:

от. l1=

RE. L1 - ел. загуби в челната част на намотката на статора

RE. L1 \u003d kPE1 \u003d \u003d 876 (W)

PL1 = PP1 = 0,0662 (m)

bIZ. L1 МАКС \u003d 0,05

от. l1 = = 1,02 (C)

4. Превишаване на температурата на външната повърхност на челните части над температурата на въздуха вътре в двигателя:

пов. l1 = = 16,19 (C)

5. Средно повишаване на температурата на намотката на статора спрямо температурата на въздуха вътре в двигателя

1 = =

== 24,7 (C)

6. Превишаване на температурата на въздуха в двигателя над температурата на околната среда

B =

P B - сумата от загубите, изхвърлени във въздуха вътре в двигателя:

P B \u003d P - (1 - K) (P E. P1 + P ST. BASIC) - 0,9P MEX

P - сумата от всички загуби в двигателя при номинален режим:

P \u003d P + (k - 1) (PE1 + PE2) \u003d 2255 + (1,07 - 1) (1026 + 550) \u003d 2365 (W)

PB \u003d 2365 - (1 - 0,22) (221,5 + 242,9) - 0,9492,6 \u003d 1559 (W)

SCOR - еквивалентна охлаждаща повърхност на корпуса:

SCOR \u003d (Da + 8PR) (+ 2OUT1)

PR - условен периметър на напречното сечение на ребрата на корпуса на двигателя, за h \u003d 160 mm PR \u003d 0,32.

B - средната стойност на коефициента на нагряване на въздуха, съгласно фиг. 8.70b

B = 20 W/m2S.

SCOR = (3,140,272+80,32)(0,091+282,0210-3) = 0,96 (m2)

B \u003d 1559 / (0,9620) \u003d 73,6 (C)

7. Средно повишаване на температурата на намотката на статора над околната температура:

1 \u003d 1 + B \u003d 24,7 + 73,6 \u003d 98,3 (C)

8. Проверете условията за охлаждане на двигателя:

Необходим въздушен поток за охлаждане

B =

км==9,43

За двигатели с 2р=2 m= 3.3

B = = 0,27 (m3/s)

Въздушен поток, осигурен от външен вентилатор

B = = 0,36 (m3/s)

Нагряването на частите на двигателя е в допустими граници.

Вентилаторът осигурява необходимия въздушен поток.

Заключение

Проектираният двигател отговаря на изискванията на техническото задание.

Списък на използваната литература

1. И.П. Копилов "Проектиране на електрически машини" М .: "Енергоатомиздат", 1993 г. част 1,2.

2. И.П. Копилов „Проектиране на електрически машини” М .: „Енергетика”, 1980 г

3. А.И. Волдек "Електрически машини" Л.: "Енергия", 1978 г

Хоствано на Allbest.ru

Подобни документи

Изчисляване на работните характеристики на асинхронен двигател с короткозатворен ротор. Определяне на броя на слотовете на статора, завъртания във фазата на намотката на секцията на проводника на намотката на статора. Изчисляване на размерите на зъбната зона на статора и въздушната междина. Изчисления на основните загуби.

курсова работа, добавена на 01/10/2011


Данни за DC двигатели от серия 4A100L4UZ. Избор на основните размери на асинхронен двигател с катерица. Изчисляване на зъбната зона и намотката на статора, конфигурацията на нейните слотове. Избор на въздушна междина. Изчисляване на ротор и магнитна верига.

курсова работа, добавена на 09/06/2012


Определяне на основните размери на електродвигателя. Изчисляване на намотката, жлеба и статорното ярем. Параметри на двигателя за режим на работа. Изчисляване на магнитната верига на електродвигателя, постоянни загуби на мощност. Изчисляване на началния пусков ток и максималния въртящ момент.

курсова работа, добавена на 27.06.2016 г


Изолация на намотката на статора и ротора с катерица. Активни и индуктивни съпротивления на намотките. Съпротивление на намотка на ротор с катерица с овални затворени прорези. Изчисляване на параметрите на номиналния режим на работа на асинхронен двигател.

курсова работа, добавена на 15.12.2011 г


Изчисляване на параметрите на намотката на статора и ротора на асинхронен двигател с ротор с катерица. Изчисляване на механичните характеристики на асинхронен двигател в двигателен режим по приблизителната формула на М. Клос и в режим на динамично спиране.

курсова работа, добавена на 23.11.2010 г


Статорна намотка с трапецовидни полузатворени процепи. Размери на късосъединителен пръстен, овални затворени процепи и магнитна верига. Съпротивление на намотката на преобразуваната еквивалентна верига на двигателя. Изчисляване на параметрите на номиналния режим на работа.

курсова работа, добавена на 23.02.2014 г


Размери, конфигурация, материал на магнитната верига на трифазен асинхронен двигател с ротор с катерица. Статорна намотка с трапецовидни полузатворени процепи. Топлинни и вентилационни изчисления, изчисляване на маса и динамичен инерционен момент.

курсова работа, добавена на 22.03.2018 г


Определяне на допустимите електромагнитни натоварвания и избор на основните размери на двигателя. Изчисляване на тока на празен ход, параметрите на намотката и зъбната зона на статора. Изчисляване на магнитната верига. Определяне на параметри и характеристики за малки и големи приплъзвания.

курсова работа, добавена на 11.12.2015 г


Електромагнитен спирачен режим на асинхронен двигател с ротор с катерица (опозиция): механични характеристики на динамичния спирачен режим, принципът на работа на спирачната верига IM: процедурата за нейната работа и назначаването на контроли.

лабораторна работа, добавена на 01.12.2011 г


Електромагнитно изчисляване на трифазен асинхронен електродвигател с ротор с катерица. Избор на основните размери, определяне на броя на слотовете на статора и сечението на намотката. Изчисляване на размерите на зъбната зона на статора, ротора, тока на намагнитване.

Архангелски държавен технически университет

Катедра "Електротехника и енергийни системи".

Факултет по физическо възпитание

КУРСОВИ ПРОЕКТ

По дисциплина

"Електрически апарати и машини"

По темата "Проектиране на асинхронен двигател"

Корелски Вадим Сергеевич

Ръководител проект

Изкуство. преподавател Н.Б. Баланцева

Архангелск 2010 г

за проект на трифазен асинхронен двигател с короткозатворен ротор

Издава се на студент от III година от 1-ва група на факултета OSB-PE

Извършете изчисление и разработка на дизайн на асинхронен двигател със следните данни:

Мощност R n, kW ……………………………………………..………… 15

Напрежение U n, V ………………………………………………….… 220/380

Скорост n, min -1 (rpm) ………………………………… 1465

Ефективност на двигателя η …………………………………………...………… 88,5%

Фактор на мощността cos φ ……………………………..………… 0,88

Текуща честота f, Hz ……………………………………………………..…… 50

Кратност на пусковия ток I p / I n ………………………………………… 7.0

Множество на началния въртящ момент M p / M n ………………………………… 1.4

Кратност на максималния въртящ момент M max / M n ………………………… 2.3

Дизайн ………………………………………………..………… IM1001

Режим на работа ……………………………………………… дълго

Допълнителни изисквания ..…………………… двигател 4A160S4U3

Задание издадено от "…" ……………….. 2009г

Ръководител проект…………………………

1. ИЗБОР НА ОСНОВНИ РАЗМЕРИ

2. ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА СТАТОРА

2.1 Определение , и площта на напречното сечение на проводника на намотката на статора

2.2 Изчисляване на размерите на зъбната зона на статора и въздушната междина

3. ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА РОТОРА

4. ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА МАГНИТНАТА ВЕРИГА

5. ПАРАМЕТРИ НА РЕЖИМ НА РАБОТА

6. ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА ЗАГУБИТЕ

7. ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА ПРОИЗВОДИТЕЛНОСТТА НА ДВИГАТЕЛЯ

8. ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА ПУСКОВИТЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ДВИГАТЕЛЯ

8.1 Изчисляване на токовете, като се вземе предвид влиянието на текущото изместване и насищане от полета на разсейване

8.2 Изчисляване на стартовите характеристики, като се вземат предвид ефектите от текущото изместване и насищане от паразитни полета

9. ТОПЛИННО ИЗЧИСЛЕНИЕ

СПИСЪК НА ИЗПОЛЗВАНИТЕ ИЗТОЧНИЦИ

Корелски V.S. Проектиране на асинхронен електродвигател. Научен ръководител - ст. преподавател Баланцева Н.Б.

курсов проект. Обяснителна записка от 49 страници съдържа 7 фигури, 3 таблици, 2 източника, графична част във формат А1.

Ключови думи: асинхронен електродвигател, статор, ротор.

Целта на курсовия проект е придобиването на практически умения за проектиране на електрически апарати.

Въз основа на списъка с източници и технически спецификации бяха избрани основните размери, намотката на статора, ротора, магнитната верига на асинхронния двигател от серия 4A, версия IP44, с ротор с катерица с клетка от чугун и край щитове, с височина на оста на въртене 160 mm, с по-малък монтажен размер по дължината на рамката (S), двуполюсен (

), климатично изпълнение U, категория на поставяне 3. Параметрите на режима на работа, загубите, работните и стартовите характеристики също се изчисляват без да се отчита и отчита насищането. Извършено топлинно изчисление.

1. ИЗБОР НА ОСНОВНИ РАЗМЕРИ

1.1 Съгласно таблица 9.8 (стр. 344) с височината на оста на въртене

мм. приемете външния диаметър на статора, mm m

1.2 Ако приемем, че размерите на прорезите не зависят от броя на полюсите на машината, получаваме приблизителен израз за вътрешния диаметър на статора, m.

, (1)

където К D е коефициент, характеризиращ съотношението на вътрешния и външния диаметър на сърцевината на статора на асинхронната машина от серия 4А. С броя на полюсите стр\u003d 4, съгласно таблица 9.9; приемам К D=0,68

1.3 Разделяне на полюсите

, m (2) m

1.4 Номинална мощност, VA.

, (3)

където П 2 - захранване на вала на двигателя, П 2 \u003d 15 10 3 W;

к E е съотношението на ЕМП на намотката на статора към номиналното напрежение, което се определя приблизително от фиг. 9.20 Приеми

кЕ = 0.975;

1.5 Електромагнитните натоварвания се определят предварително съгласно фиг. 9.22 б,(стр. 346 ), в зависимост от височината на оста на въртене ч= 160 мм и степен на защита на двигателя IP44 от където

А/м, Т

1.6 Коефициент на намотка (преди това за еднослойна намотка при 2p = 4) приемаме

1.7 Очаквана дължина на магнитната верига l δ, м

, (4) - коефициент на формата на полето (приет предварително) , ; - синхронна ъглова честота на двигателя, rad/s; (5) rad/s, m

1.8 Значение на отношението

. Критерият за правилния избор на основните размери - съотношението на изчислената дължина на магнитната верига към разделението на полюсите (6) е в приемливи граници (фиг. 9.25 a стр. 348)

2. ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА СТАТОРА

2.1 Определение

, и площта на напречното сечение на проводника на намотката на статора

1.1 Граници на стъпката на статора

, mm, определена според фигурата 9,26 mm; мм.

2.1.2 Брой статорни слотове

, определени по формули (7) ,

Приемаме Z 1 \u003d 48, след това броят на каналите на полюс и фаза:

(8)
е цяло число. Намотката е еднослойна.

2.1.3 Зъбно деление на статора (окончателно)

МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО И НАУКАТА

РЕПУБЛИКА КАЗАХСТАН

Северноказахстански държавен университет на името на М. Козибаева

Факултет по енергетика и машиностроене

Катедра Енергетика и уредостроене

КУРСОВА РАБОТА

По темата: "Проектиране на асинхронен двигател с ротор с катерица"

дисциплина - "Електрически машини"

Изработено от Калантирев

ръководител

д.т.с., проф. Н.В. Шатковская

Петропавловск 2010 г

Въведение

1. Избор на основни размери

2. Определяне на броя на слотовете на статора, завъртания във фазата на намотката на секцията на проводника на намотката на статора

4. Изчисляване на ротора

5. Изчисляване на магнитната верига

6. Параметри на режима на работа

7. Изчисляване на загубите

9. Топлинно изчисление

Приложение А

Заключение

Библиография

Въведение

Асинхронните двигатели са основните преобразуватели на електрическа енергия в механична енергия и формират основата на електрическото задвижване на повечето механизми. Серия 4A покрива диапазона на мощност от 0,06 до 400 kW и има 17 височини на осите от 50 до 355 mm.

В този курсов проект се разглежда следният двигател:

Изпълнение по степен на защита: IP23;

Метод на охлаждане: IC0141.

Изпълнение по начин на монтаж: IM1081 - по първа цифра - двигател на крака, с крайни щитове; според втората и третата цифра - с хоризонтален вал и долни лапи; на четвъртата цифра - с единия цилиндричен край на вала.

Климатични условия на работа: U3 - по буква - за умерен климат; по фигура - за поставяне в затворени помещения с естествена вентилация без изкуствено контролирани климатични условия, където колебанията в температурата и влажността, излагането на пясък и прах, слънчевата радиация са значително по-малко, отколкото в открити каменни, бетонни, дървени и други неотопляеми помещения.

1. Избор на основни размери

1.1 Определете броя на двойките полюси:

Тогава броят на полюсите е .

1.2 Да определим графично височината на оста на въртене: съгласно фигура 9.18, b, в съответствие с, съгласно таблица 9.8, определяме външния диаметър, съответстващ на оста на въртене.

1.3 Вътрешният диаметър на статора се изчислява по формулата:

където е коефициентът, определен съгласно таблица 9.9.

Когато се намира в интервала: .

Тогава нека изберем стойност

1.4 Дефинирайте разделението на полюсите:

(1.3)

1.5 Да определим изчислената мощност, W:

, (1.4)

където е мощността на вала на двигателя, W;

- съотношението на ЕМП на намотката на статора към номиналното напрежение, което може да бъде приблизително определено от фигура 9.20. За и , .

Приблизителните стойности и ще бъдат взети от кривите, изградени според данните на двигателите от серия 4A. фигура 9.21, c. При kW и , , и

1.6 Електромагнитните натоварвания A и B d се определят графично от кривите на фигура 9.23, b. При kW и, , Тл.

1.7 Коефициент на намотка. За двуслойни намотки с 2р>2 трябва да се вземе = 0,91–0,92. Да приемем.

1.8 Определете синхронната ъглова скорост на вала на двигателя W:

където е синхронната скорост.

1.9 Изчислете дължината на въздушната междина:

, (1.6)

където е коефициентът на формата на полето. .

1.10 Критерият за правилния избор на основните размери D и е съотношението, което трябва да бъде в допустимите граници на фигура 9.25, b.

. Стойността на l е в препоръчителните граници, което означава, че основните размери са определени правилно.

2. Определяне на броя на слотовете на статора, завоите във фазата на намотката и напречното сечение на проводника на намотката на статора

2.1 Да дефинираме граничните стойности: t 1 max и t 1 min Фигура 9.26. За и , , .

2.2 Брой слотове на статора:

, (2.1)

(2.2)

И накрая, броят на слотовете трябва да бъде кратен на броя на слотовете на полюс и фаза: q. Приеми тогава

, (2.3)

където m е броят на фазите.

2.3 Накрая определяме зъбното деление на статора:

(2.4)

2.4 Предварителен ток на намотката на статора

2.5 Брой ефективни проводници в слот (приемайки):

(2.6)

2.6 Тогава приемаме броя на паралелните клонове

(2.7)

2.7 Краен брой навивки във фазата на намотката и магнитен поток:

, (2.8)

2.8 Определете стойностите на електрическите и магнитните товари:

(2.11)

Стойностите на електрическите и магнитните натоварвания се различават леко от избраните графично.

2.9 Изборът на допустимата плътност на тока се извършва, като се вземе предвид линейното натоварване на двигателя:

където е нагряването на слота на намотката на статора, ние определяме графично Фигура 9.27, г. Когато .

2.10 Изчислете площта на напречното сечение на ефективните проводници:

(2.13)

Приемаме , след това таблица P-3.1 , , .

2.11 Нека най-накрая да определим плътността на тока в намотката на статора:

3. Изчисляване на размерите на зъбната зона на статора и въздушната междина

3.1 Първо избираме електромагнитната индукция в ярема на статора B Z 1 и в зъбите на статора B a . С таблица 9.12, a.

3.2 Нека изберем марката стомана 2013 таблица 9.13 и коефициента на запълване на стоманата на магнитните сърцевини на статора и ротора.

3.3 Въз основа на избраните индукции, ние определяме височината на хомота на статора и минималната ширина на зъба

3.4 Нека изберем височината на слота и ширината на слота на полузатворения жлеб. За двигатели с височина на оста , мм. Избираме ширината на слота от таблица 9.16. За и , .

3.5 Определете размерите на жлеба:

височина на канала:

размери на жлеба в матрицата и:

Да изберем тогава

височината на клиновата част на жлеба:

Фигура 3.1. Жлеб на проектиран двигател с катерица

3.6 Нека да определим размерите на жлеба в чистото, като вземем предвид допустимите стойности за смесване и сглобяване на сърцевините: и таблица 9.14:

ширина и:

и височина:

Нека определим площта на напречното сечение на изолацията на тялото в жлеба:

където е едностранната дебелина на изолацията в жлеба, .

Изчислете площта на напречното сечение на уплътненията към жлеба:

Да определим площта на напречното сечение на жлеба за поставяне на проводниците:

3.7 Критерият за правилността на избраните размери е коефициентът на запълване на жлеба, който е приблизително равен на .

, (3.13)

по този начин избраните стойности са правилни.

4. Изчисляване на ротора

4.1 Изберете височината на въздушната междина d графично съгласно Фигура 9.31. За и , .

4.2 Външен диаметър на ротора с катерица:

4.3 Дължината на ротора е равна на дължината на въздушната междина: , .

4.4 Избираме броя на жлебовете от таблица 9.18, .

4.5 Определете стойността на зъбното деление на ротора:

(4.2)

4.6 Стойността на коефициента k B за изчисляване на диаметъра на вала се определя от таблица 9.19. За и , .

Вътрешният диаметър на ротора е:

4.7 Определете тока в пръта на ротора:

където k i е коефициентът, който отчита влиянието на тока на намагнитване и съпротивлението на намотката върху отношението, определяме графично при ; ;

Коефициентът на намаляване на токовете определяме по формулата:

Тогава желаният ток в пръта на ротора:

4.8 Определете площта на напречното сечение на пръта:

където е допустимата плътност на тока; в нашия случай .

4.9 Жлебът на ротора се определя съгласно фигура 9.40, b. Приемаме , , .

Избираме магнитната индукция в зъба на ротора от интервала таблица 9.12. Да приемем.

Да определим допустимата ширина на зъбите:

Изчислете размерите на жлеба:

ширина b 1 и b 2:

, (4.9)

височина h 1:

Изчислете общата височина на жлеба на ротора h P2:

Посочете площта на напречното сечение на пръта:

4.10 Определете плътността на тока в пръта J 2:

(4.13)

Фигура 4.1. Жлеб на проектиран двигател с катерица

4.11 Изчислете площта на напречното сечение на пръстените за късо съединение q cl:

къде е токът в пръстена, определяме по формулата:

,

4.12 Изчислете размерите на затварящите пръстени и средния диаметър на пръстена:

(4.18)

Посочете площта на напречното сечение на пръстена:

5. Изчисляване на тока на намагнитване

5.1 Стойността на индукциите в зъбите на ротора и статора:

, (5.1)

(5.2)

5.2 Изчислете индукцията в хомота на статора B a:

5.3 Определете индукцията в игото на ротора B j:

, (5.4)

където h "j е изчислената височина на игото на ротора, m.

За двигатели с 2р≥4 с роторна сърцевина, монтирана върху втулка или на оребрен вал, h "j се определя по формулата:

5.4 Магнитно напрежение на въздушната междина F d:

, (5.6)

където k d е коефициентът на въздушна междина, определяме по формулата:

, (5.7)

където

Магнитно напрежение на въздушната междина:

5.5 Магнитно напрежение на зъбните зони на статора F z 1:

F z1 =2h z1 H z1 , (5.8)

където 2h z1 е изчислената височина на зъба на статора, m.

H z1 ще се определи от таблица A-1.7. в , .

5.6 Магнитно напрежение на зъбните зони на ротора F z 2:

, (5.9)

, таблица П-1.7.

5.7 Изчислете коефициента на насищане на зъбната зона k z:

(5.10)

5.8 Намерете дължината на средната магнитна линия на игото на статора L a:

5.9 Нека определим силата на полето H a при индукция B a според кривата на намагнитване за ярема на приетата стомана клас 2013 таблица P-1.6. В , .

5.10 Намерете магнитното напрежение на игото на статора F a:

5.11 Да определим дължината на средната магнитна линия на потока в игото на ротора L j:

, (5.13)

където h j - височината на задната част на ротора, се намира по формулата:

5.12 Силата на полето H j по време на индукция се определя от кривата на намагнитване на ярема за приетия клас стомана Таблица P-1.6. В , .

Нека определим магнитното напрежение на игото на ротора F j:

5.13 Изчислете общото магнитно напрежение на магнитната верига на машината (на двойка полюси) F c:

5.14 Фактор на насищане на магнитната верига:

(5.17)

5.15 Ток на намагнитване:

Относителна стойност на тока на намагнитване:

(5.19)

6. Параметри на режима на работа

Параметрите на асинхронна машина са активното и индуктивното съпротивление на намотките на статора x 1, r 1, ротора r 2, x 2, съпротивлението на взаимната индуктивност x 12 (или x m) и изчисленото съпротивление r 12 (или r m), чието въвеждане отчита ефекта от загубите в стоманата на статора върху характеристиките на двигателя.

Вериги за смяна на фазите на асинхронна машина, базирани на привеждане на процеси в ротационна машина към стационарна, са показани на фигура 6.1. Физическите процеси в асинхронна машина са по-ясно отразени в диаграмата, показана на фигура 6.1. Но за изчислението е по-удобно да го преобразувате във веригата, показана на фигура 6.2.

Фигура 6.1. Верига за смяна на фазата на намотката на намалената асинхронна машина

Фигура 6.2. Еквивалентна схема на фаза на трансформирана намотка на редуцирана асинхронна машина

6.1 Активното съпротивление на фазата на намотката на статора се изчислява по формулата:

, (6.1)

където L 1 е общата дължина на ефективните проводници на фазата на намотката, m;

a е броят на паралелните клонове на намотката;

c 115 - специфично съпротивление на материала на намотката (мед за статора) при проектната температура. За мед ;

k r е коефициентът на нарастване на активното съпротивление на фазата на намотката от ефекта на ефекта на текущото изместване.

В проводниците на статорната намотка на асинхронни машини ефектът от изместването на тока е незначителен поради малките размери на елементарните проводници. Следователно, при изчисленията на нормалните машини, като правило, вземете k r =1.

6.2 Общата дължина на фазовите проводници на намотката L 1 се изчислява по формулата:

където l cf е средната дължина на намотката, m.

6.3 Средната дължина на намотката l cf се намира като сумата от прави - набраздени и извити челни части на намотката:

, (6.3)

където l P е дължината на жлебовата част, равна на конструктивната дължина на сърцевините на машината. ;

l l - дължината на предната част.

6.4 Дължината на предната част на намотката на свободната намотка на статора се определя по формулата:

, (6.4)

където K l - коефициент, чиято стойност зависи от броя на двойките полюси, за таблица 9.23;

b CT - средната ширина на намотката, m, определена от дъгата на окръжност, минаваща през средните точки на височината на жлебовете:

, (6.5)

където b 1 е относителното скъсяване на стъпката на намотката на статора. Обикновено се приема.

Коефициент за хлабава намотка, поставена в жлебовете, преди сърцевината да бъде притисната в корпуса.

Средна дължина:

Обща дължина на ефективните фазови проводници на намотката:

Активно съпротивление на фазата на намотката на статора:

6.5 Определете дължината на отклонението по предната част:

където K out е коефициентът, определен съгласно таблица 9.23. при .

6.6 Да определим относителната стойност на фазовото съпротивление на намотката на статора:

(6.7)

6.7 Определете активното съпротивление на фазата на намотката на ротора r 2:

където r c е съпротивлението на пръта;

r cl - съпротивление на пръстена.

6.8 Изчислете съпротивлението на пръта по формулата:

6.9 Изчислете съпротивлението на пръстена:

Тогава активното съпротивление на ротора:

6.10 Нека приведем r 2 към броя на завъртанията на намотката на статора, дефинирайте:

6.11 Относителна стойност на фазовото съпротивление на намотката на ротора.

(6.12)

6.12 Индуктивно съпротивление на фазите на намотката на ротора:

, (6.13)

където l p е коефициентът на магнитна проводимост на шлицевия ротор.

Въз основа на фигура 9.50 e l p се определя по формулата от таблица 9.26:

, (6.14)

(проводниците са закрепени с капак на слота).

, (6.15)

Коефициент на фронтално разсейване на магнитната проводимост:

Коефициентът на магнитна проводимост на диференциалното разсейване определяме по формулата:

, (6.17)

където се определя графично, при , Фигура 9.51, e, .

Използвайки формула (6.13), изчисляваме индуктивното съпротивление на намотката на статора:

6.13 Да определим относителната стойност на индуктивното съпротивление на намотката на статора:

(6.18)

6.14 Нека изчислим индуктивното съпротивление на фазата на намотката на ротора по формулата:

където l p2 е коефициентът на магнитна проводимост на слота на ротора;

l l2 - коефициент на магнитна проводимост на челната част на ротора;

l d2 - коефициент на магнитна проводимост на диференциалното разсейване на ротора.

Коефициентът на магнитна проводимост на слота на ротора се изчислява по формулата въз основа на таблица 9.27:

6.15 Коефициентът на магнитна проводимост на предната част на ротора се определя по формулата:

,

6.16 Коефициентът на магнитна проводимост на диференциалното разсейване на ротора се определя по формулата:

, (6.23)

където .

6.17 Да намерим стойността на индуктивното съпротивление по формулата (6.19):

Привеждаме x 2 към броя на завъртанията на статора:

Относителна стойност, :

(6.25)

7. Изчисляване на загубите

7.1 Изчислете основните загуби в стоманата на статора на асинхронната машина по формулата:

, (7.1)

къде са специфичните загуби, таблица 9.28;

b - експонента, за клас стомана 2013;

k да и k d z - коефициенти, които отчитат ефекта върху загубите в стоманата, за марка стомана 2013, ;

m a - маса на игото, изчислена по формулата:

където е специфичното тегло на стоманата.

Тегло на зъбите на статора:

7.2 Изчислете общите повърхностни загуби в ротора:

където p sur2 - специфични повърхностни загуби, определяме по формулата:

, (7.5)

където е коефициент, който отчита ефекта от повърхностната обработка на главите на зъбите на ротора върху специфичните загуби;

В 02 - амплитудата на индукционната пулсация във въздушната междина, определяме по формулата:

където се определя графично на фигура 9.53, b.

7.3 Изчислете специфичните повърхностни загуби по формулата (7.5):

7.4 Изчислете загубите на пулсация в зъбите на ротора:

, (7.7)

където m z 2 е масата на стоманата на зъбите на ротора;

В pool2 е амплитудата на магнитната пулсация в ротора.

, (7.9)

7.5 Определете размера на допълнителните загуби в стомана:

7.6 Обща загуба на стомана:

7.7 Да дефинираме механичните загуби:

където , когато съгласно таблица 9.29 .

7.8 Изчислете допълнителни загуби при номинален режим:

7.9 Ток на празен ход на двигателя:

, (7.14)

където аз x.x.a. - активната компонента на тока на празен ход, определяме го по формулата:

където Р e.1 x.x. - електрически загуби в статора на празен ход:

7.10 Определете фактора на мощността при празен ход:

(7.17)

8. Изчисляване на производителността

8.1 Определете реалната част на съпротивлението:

(8.1)

(8.2)

8.3 Константа на двигателя:

, (8.3)

(8.4)

8.4 Определете активния компонент на тока:

8.5 Определете количествата:

8.6 Загуби, които не се променят с промяна на фиша:

Приеми и изчисляване на изпълнението, с приплъзване, равно на: 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,0201. Записваме резултатите от изчислението в таблица 8.1.

P 2n \u003d 110 kW; U 1n \u003d 220/380 V; 2p \u003d 10 I 0 a \u003d 2,74 A; I 0 p \u003d I m \u003d 61,99 A;

P c t + P кожа \u003d 1985,25 W; r 1 \u003d 0,0256 Ohm; r¢ 2 \u003d 0,0205 Ohm; c 1 =1,039;

a¢=1,0795; а=0,0266 ома; b¢=0; b=0,26 ома

Таблица 8.1

Експлоатационни характеристики на асинхронен двигател

Формула за изчисление		приплъзване s

Фигура 8.1. Мощност на двигателя спрямо мощност P 2

Фигура 8.2. Графика на ефективността на двигателя спрямо мощността P 2

Фигура 8.3. Графика на приплъзването на двигателя s спрямо мощността P 2

Фигура 8.4. Графика на зависимостта на тока на статора I 1 на двигателя от мощността P 2

9. Топлинно изчисление

9.1 Нека определим повишаването на температурата на вътрешната повърхност на сърцевината на статора спрямо температурата на въздуха вътре в двигателя:

, (9.1)

където при и степен на защита IP23, табл.9.35;

a 1 - коефициент на топлопреминаване от повърхността, ще определим графично Фигура 9.68, b, .

, (9.2)

където е коефициентът на нарастване на загубите, за клас на топлоустойчивост F .

,

9.2 Температурна разлика в изолацията на слота на намотката на статора:

, (9.4)

където P p1 е периметърът на напречното сечение на жлеба на статора, определяме по формулата:

l еквив. – средна еквивалентна топлопроводимост на жлебната част, за клас на топлоустойчивост F , страница 452;

- средната стойност на коефициента на топлопроводимост на вътрешната изолация. дефинирайте графично при , , фигура 9.69.

9.3 Определете температурната разлика по дебелината на изолацията на предните части:

, (9.6)

където , .

Следователно челните части на намотката на статора не са изолирани.

9.4 Изчислете превишението на температурата на външната повърхност на предните части над температурата на въздуха вътре в машината:

9.5 Определете средното повишаване на температурата на намотката на статора спрямо температурата на въздуха вътре в машината:

(9.8)

9.6 Изчислете средното превишение на температурата на въздуха вътре в машината над температурата на околната среда:

където a in - дефинираме графично Фигура 9.68, ;

- сумата на загубите, изхвърлени във въздуха вътре в двигателя:

където са общите загуби в двигателя при номинален режим;

P e1 - електрически загуби в намотката на статора при номинален режим;

P e2 - електрически загуби в намотката на ротора при номинален режим.

, (9.12)

където S кор. е повърхността на рамката.

P p се определя графично. Кога , фигура 9.70 .

9.7 Определете средното повишаване на температурата на намотката на статора спрямо околната температура:

9.8 Определете въздушния поток, необходим за вентилация:

(9.14)

9.9 Въздушният поток, осигурен от външен вентилатор с дизайн и размери, приети в серия 4A, може да се определи приблизително по формулата:

, (9.15)

където и - броят и ширината, m, на радиалните вентилационни канали, стр. 384;

n - честота на въртене на двигателя, об/мин;

Коефициент, за двигатели с .

Тези. въздушният поток, осигурен от външния вентилатор, е по-голям от въздушния поток, необходим за вентилация на двигателя.

10. Изчисляване на ефективността на кръгова диаграма

10.1 Първо, определете синхронния ток на празен ход, като използвате формулата:

10.2 Изчислете активното и индуктивното съпротивление на късо съединение:

10.3 Изчислете мащаба на кръговата диаграма:

Текущият мащаб е:

където D до - диаметърът на кръга на диаграмата, се избира от интервала: , избирам .

Скала на мощността:

Моментна скала:

(10.6)

Кръговата диаграма на двигателя е показана по-долу. Окръжност с диаметър D до с център O¢ е геометричното място на краищата на вектора на тока на статора на двигателя при различни приплъзвания. Точка A 0 определя позицията на края на текущия вектор I 0 при синхронен празен ход и - при реален празен ход на двигателя. Сегментът е равен на фактора на мощността при празен ход. Точка A 3 определя позицията на края на вектора на статорния ток при късо съединение (s=1), сегментът е ток I на късо съединение. , а ъгълът е . Точка A 2 определя позицията на края на вектора на статорния ток при .

Междинните точки на дъгата A 0 A 3 определят положението на краищата на вектора на тока I 1 при различни натоварвания в двигателен режим. Абсцисната ос на OB диаграмата е линията на първичната мощност P 1 . Линията на електромагнитната мощност R em или електромагнитните моменти M em е линията A 0 A 2. Линията на полезна мощност на вала (вторична мощност P 2) е линията A ’ 0 A 3.

Фигура 10.1. Кръгова диаграма

Заключение

В този курсов проект е проектиран асинхронен електродвигател с ротор с катерица. В резултат на изчислението бяха получени основните показатели за двигател с дадена мощност h и cosj, които отговарят на максимално допустимата стойност на GOST за серия от двигатели 4A. Извършено е изчисляване и конструиране на експлоатационните характеристики на проектираната машина.

По този начин, според изчислителните данни, този двигател може да получи следния символ:

4 – пореден номер на серията;

А - тип двигател - асинхронен;

315 - височина на оста на въртене;

M - условна дължина на леглото по IEC;

10 - брой полюси;

U - климатичен дизайн за умерен климат;

Номинални данни на проектирания двигател:

P 2n = 110 kW, U 1n = 220/380 V, I 1n = 216 A, cosj n = 0,83, h n = 0,93.

Библиография

1. Проектиране на електрически машини: учеб. за университети / P79

И.П. Копилов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев; Изд. И.П. Копилов. – 4-то изд., преработено. и допълнителни - М.: Висше. училище, 2005. - 767 с.: ил.

2. Волдек А.И., Попов В.В. Електрически автомобили. AC машини: Учебник за гимназии. - Санкт Петербург: - Петър, 2007. -350 с.

3. Кацман М.М. Справочник по електрически машини: Учебник за обучаващи студенти. средни институции. проф. образование / Марк Михайлович Кацман. - М.: Издателски център "Академия", 2005. - 480 с.

Приложение А

(задължителен)

Фигура 1. Схема на двуслойна намотка със скъсена стъпка, , ,

Министерство на образованието и науката на Руската федерация

Федерална агенция за образование

ИРКУТСК ДЪРЖАВЕН ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ

Катедра Електрозадвижване и електротранспорт

Имам право да защитавам:

Ръководител__ Клепикова Т.В __

КОНСТРУКЦИЯ НА АСИНХРОНЕН ДВИГАТЕЛ С РАЗПРИГРАЖЕН РОТОР

ОБЯСНИТЕЛНА ЗАПИСКА

Към курсовия проект по дисциплината

"Електрически коли"

096.00.00P3

Попълнено от ученик от групата _EAPB 11-1 ________ __ Nguyen Van Vu____

Нормален контрол ___________ _Доцент от катедрата по EET Klepikova T.V __

Иркутск 2013 г

Въведение

1. Основни размери

2 Ядро на статора

3 Ядро на ротора

Намотка на статора

1 Статорна намотка с трапецовидни полузатворени процепи

Навиване на катерица

1 Размери на овални затворени процепи

2 Размери на късия пръстен

Изчисляване на магнитна верига

1 MDS за въздушна междина

2 MMF за зъби с трапецовидни полузатворени статорни шлици

3 MMF за зъби на ротора с овални затворени процепи на ротора

4 MDS за гърба на статора

5 MDS за задната част на ротора

6 Параметри на магнитната верига

Активни и индуктивни съпротивления на намотките

1 Съпротивление на намотката на статора

2 Съпротивление на намотка на ротор с катерица с овални затворени прорези

3 Съпротивление на намотката на преобразуваната еквивалентна верига на двигателя

Неактивен и номинален

1 Режим на готовност

2 Изчисляване на параметрите на номиналния режим на работа

Кръгова диаграма и производителност

1 кръгова диаграма

2 Данни за ефективността

Максимален момент

Първоначален стартов ток и начален стартов момент

1 Активни и индуктивни съпротивления, съответстващи на пусковия режим

2 Първоначален стартов ток и въртящ момент

Топлинни и вентилационни изчисления

1 Намотка на статора

2 Изчисляване на вентилацията на двигателя със степен на защита IP44 и метод на охлаждане IC0141

Заключение

Списък на използваните източници

Въведение

Електрическите машини са основните елементи на електроцентрали, различни машини, механизми, технологично оборудване, съвременни транспортни средства, комуникации и др. Те генерират електрическа енергия, извършват високо икономично преобразуване в механична енергия, изпълняват различни функции за преобразуване и усилване на различни сигнали в системите за автоматичен контрол и управление.

Електрическите машини се използват широко във всички сектори на националната икономика. Техните предимства са високият коефициент на полезно действие, достигащ 95÷99% при мощни електрически машини, сравнително малкото тегло и габаритни размери, както и икономичното използване на материалите. Електрическите машини могат да бъдат направени за различни мощности (от части от вата до стотици мегавати), скорости и напрежения. Отличават се с висока надеждност и дълготрайност, лекота на управление и поддръжка, удобно подаване и отвеждане на енергия, ниска себестойност при масово и масово производство и са екологични.

Асинхронните машини са най-разпространените електрически машини. Те се използват главно като електродвигатели и са основните преобразуватели на електрическа енергия в механична.

В момента асинхронните електродвигатели консумират около половината от цялата електроенергия, генерирана в света, и се използват широко като електрическо задвижване за по-голямата част от механизмите. Това се дължи на простотата на дизайна, надеждността и високата ефективност на тези електрически машини.

В нашата страна най-масовата серия електрически машини е общопромишлената серия от 4А асинхронни машини. Серията включва машини с мощност от 0,06 до 400 kW и се изработва в 17 стандартни височини на оста на въртене. За всяка от височините на въртене се произвеждат двигатели с две мощности, различни по дължина. На базата на една серия се произвеждат различни модификации на двигатели, които отговарят на техническите изисквания на повечето потребители.

На базата на една серия се произвеждат различни версии на двигатели, предназначени за работа в специални условия.

Изчисляване на асинхронен двигател с ротор с катерица

Техническо задание

Проектиране на асинхронен трифазен двигател с короткозатворен ротор: P=45kW, U= 380/660 V, n=750 об/мин; дизайн IM 1001; изпълнение по степен на защита IP44.

1. Магнитна верига на двигателя. Размери, конфигурация, материал

1 Основни размери

Приемаме височината на оста на въртене на двигателя h=250 mm (Таблица 9-1).

Приемаме външния диаметър на сърцевината на статора DH1=450 mm (Таблица 9-2).

Вътрешен диаметър на сърцевината на статора (, таблица 9-3):

1= 0,72 DH1-3=0,72ˑ450-3= 321 (1,1)

Приемаме коефициента (, Фигура 9-1).

Приемаме предварителната стойност на ефективността (Фигура 9-2, а)

Приемаме предварителната стойност (Фигура 9-3, а).

Очаквана мощност

(1.2)

Приемаме предварително линеен товар A / cm (, Фигура 9-4, a и Таблица 9-5).

Приемаме предварителна индукция в празнината (, Фигура 9-4, b и Таблица 9-5).

Приемаме предварителната стойност на коефициента на намотка (, страница 119).

Очаквана дължина на ядрото на статора

Приемаме конструктивната дължина на сърцевината на статора.

Максималната стойност на съотношението на дължината на сърцевината към нейния диаметър (, таблица 9-6)

Съотношението на дължината на сърцевината към нейния диаметър

(1.5)

1.2 Ядро на статора

Приемаме марка стомана - 2013 г. Приемаме дебелина на листа 0,5 мм. Приемаме формата на листова изолация - оксидация.

Приемаме коефициента на запълване на стоманата kC=0,97.

Ние приемаме броя на слотовете на полюс и фаза (Таблица 9-8).

Брой слотове на ядрото на статора (1,6)

1.3 Сърцевина на ротора

Приемаме марка стомана - 2013 г. Приемаме дебелина на листа 0,5 мм. Приемаме формата на листова изолация - оксидация.

Приемаме коефициента на запълване на стоманата kC=0,97.

Приемаме сърцевината на ротора без скосени жлебове.

Приемаме въздушната междина между статора и ротора (Таблица 9-9).

Външен диаметър на сърцевината на ротора

Вътрешен диаметър на листовете на ротора

Вземаме дължината на сърцевината на ротора, равна на дължината на сърцевината на статора,

.

Приемаме броя на жлебовете на сърцевината на ротора (Таблица 9-12).

2. Намотка на статора

Приемаме двуслойна намотка със скъсена стъпка, която се поставя в трапецовидни полузатворени канали (Таблица 9-4).

Коефициент на разпределение

(2.1)

където

Приемаме относителната стъпка на навиване.

Стъпка на навиване:

(2.2)

Фактор на скъсяване

Коефициент на намотка

Предварителна стойност на магнитния поток

Предварителен брой навивки във фазовата намотка

Предварителен брой ефективни проводници в слот

(2.7)

където е броят на успоредните клонове на намотката на статора.

Приеми

Определеният брой навивки във фазовата намотка

(2.8)

Коригирана стойност на магнитния поток

Коригирана стойност на индукцията във въздушната междина

(2.10)

Предварителна стойност на номиналния фазов ток

Отклонение на полученото линейно натоварване от предварително приетото

(2.13)

Отклонението не надвишава допустимата стойност от 10%.

Вземаме средната стойност на магнитната индукция в задната част на статора (Таблица 9-13).

Разделяне на зъбите според вътрешния диаметър на статора

(2.14)

2.1 Статорна намотка с трапецовидни полузатворени процепи

Намотката на статора и жлебът се определят съгласно фигура 9.7

Приемаме средната стойност на магнитната индукция в зъбите на статора (Таблица 9-14).

Ширина на зъбите

(2.15)

Задна височина на статора

Височина на жлеба

Голяма ширина на слота

Временна ширина на слота

По-малка ширина на слота

където е височината на слота (, страница 131).

И въз основа на изискването

Площ на напречното сечение на канала на матрицата

Чиста зона на канала

(2.23)

където - надбавки за монтаж на сърцевините на статора и ротора, съответно по ширина и височина (, страница 131).

Площ на напречното сечение на изолацията на корпуса

където е средната стойност на едностранната дебелина на изолацията на корпуса (, страница 131).

Площ на напречното сечение на разделителите между горната и долната намотки в жлеба, в долната част на жлеба и под клина

Площта на напречното сечение на слота, заета от намотката

работа

където е допустимият коефициент на запълване на слота за ръчно полагане (. страница 132).

Приемаме броя на елементарните проводници в ефективна.

Диаметър на елементарен изолиран проводник

(2.28)

Диаметърът на елементарно изолиран проводник не трябва да надвишава 1,71 mm при ръчен монтаж и 1,33 mm при машинен монтаж. Това условие е изпълнено.

Приемаме диаметрите на елементарен изолиран и неизолиран (d) проводник (Приложение 1)

Приемаме площта на напречното сечение на жицата (, Приложение 1).

Усъвършенстван коефициент на запълване на слота

(2.29)

Стойността на коригирания коефициент на запълване на гнездата удовлетворява условията за ръчно подреждане и машинно подреждане (при машинно подреждане, допустимото ).

Усъвършенствана ширина на слота

Приеми , като .

(2.31)

Произведение от линеен товар и плътност на тока

Приемаме допустимата стойност на произведението на линейното натоварване и плътността на тока (Фигура 9-8). Където коефициент k5=1 (Таблица 9-15).

Средно зъбно деление на статора

Средна ширина на намотката на статора

Средна дължина на една глава на бобина

Средна дължина на намотката

Дължина на надвеса на края на навиването

3. Навиване с катерица

Приемаме роторни канали с овална форма, затворени.

3.1 Размери на овални затворени процепи

Жлебовете на ротора се определят от фиг. 9.10

Приемаме височината на жлеба. (фигура 9-12).

Очаквана височина на гърба на ротора

където е диаметърът на кръглите аксиални вентилационни канали в сърцевината на ротора, те не са предвидени в проектирания двигател.

Магнитна индукция в задната част на ротора

Разделяне на зъбите според външния диаметър на ротора

(3.3)

Приемаме магнитната индукция в зъбите на ротора (Таблица 9-18).

Ширина на зъбите

(3.4)

По-малък радиус на канала

По-голям радиус на канала

където - височина на слота (, страница 142);

Ширина на слота (, страница 142);

за затворен слот (, страница 142).

Разстояние между центровете на радиусите

Проверка на правилността на определението и въз основа на условието

(3.8)

Площта на напречното сечение на пръта, равна на площта на напречното сечение на жлеба в матрицата

3.2 Размери на пръстена на късо съединение

Приемаме лята клетка.

Късосъединителните пръстени на ротора са показани на фиг. 9.13

Напречно сечение на пръстена

височина на пръстена

Дължина на пръстена

(3.12)

Среден диаметър на пръстена

4. Изчисляване на магнитната верига

1 MDS за въздушна междина

Коефициент, отчитащ увеличаването на магнитното съпротивление на въздушната междина поради зъбната конструкция на статора

(4.1)

Коефициент, отчитащ увеличаването на магнитното съпротивление на въздушната междина поради зъбната конструкция на ротора

Приемаме коефициент, който отчита намаляването на магнитното съпротивление на въздушната междина при наличие на радиални канали на статора или ротора.

Коефициент на обща въздушна междина

MDS за въздушна междина

4.2 MMF за зъби с трапецовидни полузатворени статорни процепи

(, приложение 8)

Вземаме средната дължина на пътя на магнитния поток

MDS за зъби

4.3 MMF за зъби на ротора с овални затворени процепи на ротора

Тъй като , приемаме силата на магнитното поле (Приложение 8).

MDS за зъби

4.4 MMF за гърба на статора

(, Приложение 11).

Средна дължина на пътя на магнитния поток

MDS за гръб на статора

4.5 MMF за задната част на ротора

Приемаме силата на магнитното поле (, приложение 5)

Средна дължина на пътя на магнитния поток

MDS за задната част на ротора

4.6 Параметри на магнитната верига

Общо MMF на магнитната верига за един полюс

Коефициент на насищане на магнитната верига

(4.13)

Магнетизиращ ток

Ток на намагнитване в относителни единици

(4.15)

ЕДС на празен ход

Основно индуктивно съпротивление

(4.17)

Основно индуктивно съпротивление в относителни единици

(4.18)

5. Активно и индуктивно съпротивление на намотките

1 Съпротивление на намотката на статора

Активно съпротивление на фазовата намотка при 20 0С

където -специфична електрическа проводимост на медта при 200C (, страница 158).

Активно съпротивление на фазовата намотка при 20 0С в относителни единици

(5.2)

Проверка на верността на определението

Приемаме размерите на жлеба на статора (, таблица 9-21)

Височина: (6.4)

Коефициенти, отчитащи скъсяването на стъпката

Разсейваща проводимост

(5.7)

Приемете коефициента на диференциално разсейване на статора (Таблица 9-23).

Коефициент, отчитащ влиянието на отварянето на прорезите на статора върху проводимостта на диференциалното разсейване

Приемаме коефициент, който отчита реакцията на затихване на токовете, индуцирани в намотката на ротора с катерица от по-високите хармоници на полето на статора (Таблица 9-22).

(5.9)

Разделяне на полюсите:

(5.10)

Коефициент на проводимост на разсейване на краищата на намотката

Коефициент на проводимост на изтичане на намотката на статора

Индуктивно съпротивление на фазовата намотка на статора

Индуктивно съпротивление на фазовата намотка на статора в относителни единици

(5.14)

Проверка на верността на определението

5.2 Съпротивление на намотка на ротор с катерица с овални затворени прорези

Активно съпротивление на пръта на клетката при 20 0C

където - електрическа проводимост на алуминия при 20 °C (, страница 161).

Коефициент на намаляване на тока на пръстена към тока на пръта

(5.17)

Устойчивост на късосъединяващи пръстени, намалена до тока на пръта при 20 0С

съпротивителна намотка на магнитната верига

Централният ъгъл на скосяването на жлебовете пита=0, защото няма фаска.

Коефициент на скосяване на слота на ротора

Коефициентът на намаляване на съпротивлението на намотката на ротора към намотката на статора

Активно съпротивление на намотката на ротора при 20 0C, намалено до намотката на статора

Активно съпротивление на намотката на ротора при 20 0C, приведено към намотката на статора в относителни единици

Ток на роторна шина за режим на работа

(5.23)

Коефициент на проводимост на утечки за овален затворен слот на ротора

(5.24)

Брой роторни слотове на полюс и фаза

(5.25)

Приемаме коефициента на диференциално разсейване на ротора (Фигура 9-17).

Проводимост на диференциалното разсейване

(5.26)

Коефициент на проводимост на разсейване на къси пръстени от лята клетка

Относително скосяване на процепите на ротора, във фракции от зъбното деление на ротора

(5.28)

Коефициент на проводимост на изтичане на скосяване

Индуктивно съпротивление на намотката на ротора

Индуктивно съпротивление на намотката на ротора, намалено до намотката на статора

Индуктивно съпротивление на намотката на ротора, намалено до намотката на статора, в относителни единици

(5.32)

Проверка на верността на определението

(5.33)

Условието трябва да е изпълнено. Това условие е изпълнено.

5.3 Съпротивление на намотката на преобразуваната еквивалентна верига на двигателя

Коефициент на разсейване на статора

Коефициент на съпротивление на статора

където е коефициентът (, страница 72).

Преобразувани съпротивления на намотките

Не се изисква преизчисляване на магнитната верига, тъй като и .

6. На празен ход и номинален

1 Режим на готовност

Като , при по-нататъшни изчисления ще приемем.

Реактивният компонент на тока на статора по време на синхронно въртене

Електрически загуби в намотката на статора по време на синхронно въртене

Очаквано тегло на стомана на статорни зъби с трапецовидни канали

Магнитни загуби в зъбите на статора

Задна стоманена тежест на статора

Магнитни загуби в задната част на статора

Общи магнитни загуби в сърцевината на статора, включително допълнителни загуби в стомана

(6.7)

Механични загуби със степен на защита IP44, метод на охлаждане IC0141

(6.8)

където при 2p=8

Активният компонент на текущия x.x.

Ток на празен ход

Фактор на мощността при x.x

6.2 Изчисляване на параметрите на номиналното мито

Активно съпротивление при късо съединение

Индуктивно реактивно късо съединение

Импеданс на късо съединение

Допълнителни загуби при номинален товар

Механична мощност на двигателя

Съпротивление на еквивалентна верига

(6.17)

Импеданс на еквивалентна верига

Проверка на правилността на изчисленията и

(6.19)

приплъзване

Активна съставка на статорния ток по време на синхронно въртене

Ток на ротора

Активна съставка на статорния ток

(6.23)

Реактивна съставка на статорния ток

(6.24)

Фазов ток на статора

Фактор на мощността

Плътност на тока в намотката на статора

(6.28)

където е коефициентът на намотка за ротор с катерица (, страница 171).

Ток в ротора с катерица

Плътност на тока в пръта на ротор с катерица

Ток на късо съединение

Електрически загуби в намотката на статора

Електрически загуби в намотката на ротора

Общи загуби в електродвигателя

Входяща мощност:

Ефективност

(6.37)

Входяща мощност: (6.38)

Входната мощност, изчислена по формули (6.36) и (6.38), трябва да бъде една на друга с точност до закръгляване. Това условие е изпълнено.

Изходна мощност

Изходната мощност трябва да съответства на посочената в техническото задание изходна мощност. Това условие е изпълнено.

7. Кръгова диаграма и данни за ефективността

1 кръгова диаграма

текуща скала

където - диапазон на диаметъра на работния кръг (, страница 175).

Приеми .

Диаметър на работния кръг

(7.2)

скала на мощността

Дължина на сегмента на реактивен ток

Активна текуща дължина на сегмента

Стълбчета на диаграмата

(7.7)

(7.8)

7.2 Данни за ефективността

Изчисляваме характеристиките на производителността под формата на таблица 1.

Таблица 1 - Работни характеристики на асинхронен двигател

Условия конвой	Доставена мощност на части
cos0.080.500.710.800.830.85
P, W1564.75172520622591.53341.74358.4
, %13,5486,8891,6492,8893,0892,80

8. Максимален момент

Променлива част от фактора на статора с трапецовиден полузатворен канал

Компонент на проводимост на утечка на статора, зависим от насищането

Променлива част от фактора на ротора с овални затворени процепи

(8.3)

Зависим от насищането компонент на проводимост на утечка на ротора

Ток на ротора, съответстващ на максимален въртящ момент (9-322)

(8.7)

Импеданс на еквивалентна верига при максимален въртящ момент

Общото съпротивление на еквивалентната верига при безкрайно голямо приплъзване

Еквивалентно съпротивление на еквивалентната верига при максимален въртящ момент

Кратност на максималния въртящ момент

Плъзгане при максимален въртящ момент

(8.12)

9. Начален пусков ток и начален пусков момент

1 Активни и индуктивни съпротивления, съответстващи на пусковия режим

Височина на пръта на клетката на ротора

Намалена височина на роторната греда

Приемаме коефициента (, Фигура 9-23).

Очаквана дълбочина на проникване на ток в пръта

Ширината на пръта при изчислената дълбочина на проникване на ток в пръта

(9.4)

Площта на напречното сечение на пръта при изчислената дълбочина на проникване на тока

(9.5)

коефициент на текущо изместване

Активно съпротивление на пръта на клетката при 20 0C за пусков режим

Активното съпротивление на намотката на ротора при 20 0C, намалено до намотката на статора, за режим на стартиране

Приемаме коефициента (, Фигура 9-23).

Коефициент на проводимост на пропускане на слота на ротора при стартиране за овален затворен слот

Коефициент на проводимост на изтичане на намотката на ротора при стартиране

Индуктивност на утечка на двигателя зависи от насищането

Индуктивност на утечка на двигателя, независима от насищането

(9.12)

Активно съпротивление при късо съединение в началото

9.2 Първоначален стартов ток и въртящ момент

Ток на ротора при стартиране на двигателя

Импеданс на еквивалентна верига при стартиране (като се вземат предвид ефектите от изместването на тока и насищането на бездомните пътища)

Индуктивно съпротивление на еквивалентната верига при стартиране

Активен компонент на тока на статора при пускане

(9.17)

Реактивният компонент на статорния ток при стартиране

(9.18)

Фазов ток на статора при стартиране

Кратност на началния пусков ток

(9.20)

Активно съпротивление на ротора при пускане, намалено до статора, при изчислената работна температура и L-образна еквивалентна верига

(9.21)

Кратността на началния стартов въртящ момент

10. Топлинни и вентилационни изчисления

1 Намотка на статора

Загуби в намотката на статора при максимално допустима температура

където е коефициентът (, страница 76).

Условна вътрешна охлаждаща повърхност на активната част на статора

Въздушният поток, който може да бъде осигурен от външен вентилатор, трябва да надвишава необходимия въздушен поток. Това условие е изпълнено.

Въздушно налягане, създадено от външен вентилатор

Заключение

В този курсов проект е проектиран асинхронен електродвигател на основния дизайн с височина на оста на въртене h = 250 mm, степен на защита IP44, с ротор с катерица. В резултат на изчислението са получени основните показатели за двигател с дадена мощност P и cos, които отговарят на максимално допустимата стойност на GOST.

Проектираният асинхронен електродвигател отговаря на изискванията на GOST както по отношение на енергийните показатели (КПД и cosφ), така и по отношение на стартовите характеристики.

Тип двигател Мощност, kW Височина на оста на въртене, mm Тегло, kg Скорост, rpm Ефективност, % Фактор на мощността, Инерционен момент,

2. Кравчик А.Е. и др., Серия 4A асинхронен двигател, ръководство. - М.: Енергоатомиздат, 1982. - 504 с.

3. Проектиране на електрически машини: учебник. за електромех. И електричество. специалности на университетите / И. П. Копилов [и др.]; изд. И. П. Копилова. - Ед. 4-то, преработено. и допълнителни - М.: Висше. училище, 2011. - 306 с.

Приложение. Изготвяне на спецификация

			Обозначаване	Име		Забележка
				Документация
			1.096.00.000.PZ	Обяснителна бележка
			1.096.00.000.CH	Монтажен чертеж
				Намотка на статора
				Намотка на ротора
				Ядро на статора
				Роторно ядро
				клемна кутия
				Рим. Болт
				Заземителен болт
				Вентилатор
				Вентилатор на плащеницата
				Лагер

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Хоствано на http://www.allbest.ru

Въведение

Модерното електрическо задвижване е комплекс от устройства и устройства, предназначени да контролират и регулират физическите и мощностните показатели на електрическия двигател. Най-разпространеният електрически двигател, използван в индустрията, е асинхронният двигател. С развитието на силовата електроника и разработването на нови мощни системи за управление на асинхронни двигатели, електрическото задвижване на базата на асинхронен двигател и честотни преобразуватели е най-добрият избор за управление на различни технологични процеси. Асинхронното електрическо задвижване има най-добри технически и икономически показатели, а разработването на нови енергоспестяващи двигатели дава възможност за създаване на енергийно ефективни системи за електрическо задвижване.

Асинхронен електродвигател, електрическа асинхронна машина за преобразуване на електрическа енергия в механична. Принципът на работа на асинхронен електродвигател се основава на взаимодействието на въртящо се магнитно поле, което възниква, когато трифазен променлив ток преминава през намотките на статора, с ток, индуциран от полето на статора в намотките на ротора. В резултат на това възникват механични сили, които карат ротора да се върти в посоката на въртене на магнитното поле, при условие че скоростта на ротора n е по-малка от скоростта на полето n1. Така роторът се върти асинхронно спрямо полето.

Целта на курсовата работа е проектирането на асинхронен двигател. С помощта на този дизайн ние изучаваме свойствата и характеристиките на този двигател, ние също изучаваме характеристиките на тези двигатели. Тази работа е неразделна част от курса за изучаване на електрически машини.

1. Магнитна верига на двигателя. Размери, конфигурация, материал

1.1 Основни размери

1. Височината на оста на въртене на асинхронния двигател:

За Рн =75 kW, n1=750 об./мин

h=280 mm, 2p=8.

2. Външен диаметър на сърцевината DH1 със стандартна височина на оста на въртене h=280 mm. При тези условия DH1=520 mm.

3. За да определим вътрешния диаметър на сърцевината на статора D1, използваме зависимостта D1=f(DH1), дадена в Таблица 9-3. За DH1=520 mm;

D1=0,72 DH1 - 3;

D1 \u003d 0,72 520-3 \u003d 371,4 мм.

4. Намерете средната стойност kH=f(P2) на асинхронните двигатели

За pH=75 kW; 2p=8;

5. За двигатели с въртяща се клетка със защита IP44, временни стойности.

За pH=75 kW

6. За двигатели с ротор с катерица със защита IP44, ние вземаме стойността на cos съгласно Фигура 9-3 и с 2р = 8

7. Очаквана мощност P? за AC двигатели:

където - ефективност; cos - фактор на мощността при номинален товар;

8. Намиране на линейното натоварване на намотката на статора A1

A1 \u003d 420 0,915 0,86 \u003d 330,4 A / cm.

9. Намиране на максималната стойност на магнитната индукция във въздушната междина B

B=0.77 1.04 0.86=0.69 T

10. За да определим дължината на сърцевината на статора, нека зададем предварителната стойност на коефициента на намотка kob1, на 2р=8

11. Намерете приблизителната дължина на сърцевината l1

l1=366.7+125=426.7

12. Структурната дължина на сърцевината на статора l1 се закръгля до най-близкото кратно на 5:

13. Съотношение

425 / 371,4 = 1,149

14. Намерете max R4=1.1

max = 1,46 - 0,00071 DH1;

max = 1,46 - 0,00071 520 = 1,091

max =1,091 1,1 = 1,2

1.2 Ядро на статора

Сърцевината е сглобена от отделни щамповани листове от електротехническа стомана с дебелина 0,5 mm, с изолационни покрития за намаляване на загубите в стоманата от вихрови токове.

За стомана 2312 използваме лакирана изолация от листове.

Брой слотове на полюс и фаза:

Според избраната стойност q1 се определя броят на слотовете на ядрото на статора z1:

където m1 е броят на фазите;

z1 = 8 3 3 = 72.

1.3 Сърцевина на ротора

За дадена височина на оста на въртене избираме марка стомана 2312.

Сърцевината е сглобена от отделни щамповани листове електротехническа стомана с дебелина 0,5 mm.

За сърцевината приемаме същата листова изолация като за статора - лакиране.

Коефициентът на запълване на стоманата се приема равен на

Размерът на въздушната междина между статора и ротора се приема.

С h = 280 mm и 2p = 8;

Скосяване на гнезда ck (без скосяване на слот)

Външен диаметър на сърцевината на ротора DH2:

DH2 = 371,4 - 2 0,8 = 369,8 mm.

За височина на въртене h 71 mm вътрешен диаметър на роторни листове D2:

D2 0,23 520 = 119,6 мм.

За подобряване на охлаждането, намаляване на масата и динамичния инерционен момент на ротора, в ядрата на ротора с h250 са осигурени кръгли аксиални вентилационни канали:

Дължина на сърцевината на ротора l2 при h>250 mm.

l2 \u003d l1 + 5 \u003d 425 + 5 \u003d 430 mm.

Броят на слотовете в сърцевината за двигател с ротор с катерица при z1 = 72 и 2р = 8

2. Намотка на статора

2.1 Параметри, общи за всяка намотка

За нашия двигател приемаме многосекционна двуслойна концентрична намотка, изработена от тел от марката PETV (клас на топлоустойчивост B), поставена в правоъгълни полуотворени канали.

Обикновено намотката на статора е шестзонова; всяка зона е равна на 60 електрически градуса. При шестзонова намотка коефициентът на разпределение kP1

kР1 = 0,5/(q1sin(b/20));

kР1 = 0,5/(3 sin(10)) = 0,95.

Съкращаването на стъпка 1 се приема равно на

1 \u003d 0,8, с 2p \u003d 8.

Двуслойната намотка се извършва със скъсена стъпка yP1

yP1 = 1 z1 / 2p;

yP1 = 0,8 72 / 8 = 7,2.

Коефициент на скъсяване ky1

ky1=sin(1 90)=sin(0,8 90)=0,95.

Коефициент на намотка kOB1

kOB1 = kP1 ky1;

kOB1 = 0,95 0,95 = 0,9.

Предварителна стойност на магнитния поток Ф

F \u003d B D1l1 10-6 / p;

Ф = 0,689 371,4 42510-6/4 = 0,027 Wb.

Предварителен брой навивки във фазовата намотка? 1

1 = knU1/(222 kOB1(f1/50) F);

1 = 0,96 380/(222 0,908 0.027) ?66.9.

Броят на паралелните клонове на намотката на статора a1 се избира като един от делителите на броя на полюсите a1 = 1.

Предварителен брой ефективни проводници в жлеба NP1

NP1 = 1а1(рq1);

NP1 \u003d 155,3 1 / (4 3) \u003d 5,58

Стойността на NP1 се приема чрез закръгляване на NP1 до най-близката цяло число

Избирайки цяло число, посочваме стойността 1

1 = NП1рq1а1;

1 = 4 4 3/1 = 72.

Стойността на магнитния поток Ф

F \u003d 0,023 66,5 / 64 \u003d 0,028 Wb.

Стойност на индукция на въздушна междина B

B = B? 1/ ? 1;

B = 0.8 66.9/72 = 0.689 T

Предварителна стойност на номиналния фазов ток I1

I1 = Рн 103/(3U1cos);

I1 \u003d 75 103 / (3 380 0,93 0,84) \u003d 84,216 A.

A1 = 10Np1z1I1(D1a1);

A1 \u003d 6 13 72 84.216 / (3.14 371.4) \u003d 311.8 A / cm.

Средната стойност на магнитната индукция в задната част на статора BC1

С h \u003d 280 mm, 2p \u003d 8

BC1 = 1,5 T.

Разделяне на зъбите според вътрешния диаметър на статора t1

t1 \u003d p 371,4 / 72 \u003d 16,1 mm.

2.2 Намотка на статора с правоъгълни полузатворени процепи

Приемаме предварителната стойност на магнитната индукция в най-тясната точка на зъба на статора

31max = 1,8 T

Зъбно деление на статора в най-тясното място

Предварителна ширина на зъба в най-тясната точка

Предварителна ширина на полуотворения и отворения прорез в матрицата

Ширина на слота на полуотворен жлеб

Допустима ширина на ефективен проводник със стругована изолация

b?ef =()/=3,665 mm;

Брой ефективни проводници по височина на слота

Предварителна височина на гърба на статора

Ф 106?(2 kc l1 Вc1);

0,027 106? (2 0,95 425 1,5) = 22,3 mm.

Височина на предварителния жлеб

= [(D H1-D1)/ 2]-h c1;

\u003d \u003d [(520-371,4) / 2] -22,3 \u003d 53 mm.

Допустима височина на ефективния проводник с изолация на бобината

Ефективна площ на проводника

Предварителен брой елементарни проводници

Броят на елементарните проводници в един ефективен

Предварителен брой елементарни проводници в един ефективен

Увеличете до 4

Размерът на елементарния елементарен проводник по височината на жлеба

Краен брой елементарни проводници

По-малки и по-големи размери на голи проводници

Размер на височината на канала

Размер според ширината на вдлъбнатината на щампата

Височина на жлеба

= [(D H1-D1)/ 2]-h c1;

\u003d \u003d [(520-371,4) / 2] -18,3 \u003d 56 mm.

Усъвършенствана ширина на зъбите в най-тясната точка

Усъвършенствана магнитна индукция в най-тясната част на статорния зъб

Плътност на тока в намотката на статора J1

J1 = I1(c S a1);

J1 = 84,216/(45,465 1) = 3,852 A/mm2.

A1J1 \u003d 311 3,852 \u003d 1197,9 A2 / (cm mm2).

(А1J1) добавете \u003d 2200 0,75 0,87 \u003d 1435,5 A2 / (cm mm2).

lv1 = (0.19+0.1p)bcp1 + 10;

lv1 \u003d (0,19 + 0,1 3) 80,64 + 10 \u003d 79,4 mm.

Средно зъбно деление на статора tСР1

tСР1 = (D1 + hП1)/z1;

tCP1 \u003d p (371,4 + 56) / 72 \u003d 18,6 mm.

Средна ширина на намотката на статора bCP1

bSR1 = tSR1 uP1;

bСР1 = 18,6 7,2 = 133,6 mm.

Средната дължина на челната част на намотката ll1

ll1 \u003d 1,3 \u003d 279,6 мм

Средна дължина на намотката lcp1

lcp1 \u003d 2 (l1 + ll1) \u003d 2 (425 + 279,6) \u003d 1409,2 mm.

Дължината на надвеса на предната част на намотката lv1

3. Навиване с катерица

фаза на асинхронен магнитен статор

Да използваме роторна намотка с канали за бутилка, т.к h = 280 mm.

Височина на жлеба от фиг. 9-12 е равно на hp2 = 40 mm.

Очаквана височина на гърба на ротора hc2 при 2р=8 и h = 280 mm

hc2 = 0,38 Dн2 - hp2 - ?dk2;

hc2 = 0,38 369,8 - 40 -? 40 = 73,8 mm.

Магнитна индукция в задната част на ротора Vs2

Sun2 = Ф 106 / (2 kc l2 hc2);

Sun2 = 0,028 106 / (2 0,95 430 73,8) = 0,464 T

Разделяне на зъбите според външния диаметър на ротора t2

t2 = рDн2/z2 = р 369,8/86 = 13,4 mm.

Магнитна индукция в зъбите на ротора Vz2.

Int2 = 1,9 T.

Литература

1. Голдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С. Проектиране на електрически машини. - М.: Висше училище, 1984. - 431s.

Хоствано на Allbest.ru

...

Подобни документи

Оразмеряване и избор на електромагнитни товари на асинхронен двигател. Избор на жлебове и тип на намотка на статора. Изчисляване на намотката и размерите на зъбната зона на статора. Изчисляване на ротор с катерица и магнитна верига. Загуба на мощност при празен ход.

курсова работа, добавена на 09/10/2012


Данни за DC двигатели от серия 4A100L4UZ. Избор на основните размери на асинхронен двигател с катерица. Изчисляване на зъбната зона и намотката на статора, конфигурацията на нейните слотове. Избор на въздушна междина. Изчисляване на ротор и магнитна верига.

курсова работа, добавена на 09/06/2012


Изчисляване на работните характеристики на асинхронен двигател с короткозатворен ротор. Определяне на броя на слотовете на статора, завъртания във фазата на намотката на секцията на проводника на намотката на статора. Изчисляване на размерите на зъбната зона на статора и въздушната междина. Изчисления на основните загуби.

курсова работа, добавена на 01/10/2011


Изчисляване на статора, ротора, магнитната верига и загубите на асинхронен двигател. Определяне на параметрите на работния режим и пусковите характеристики. Топлинни, вентилационни и механични изчисления на асинхронен двигател. Тестване на вала за твърдост и здравина.

курсова работа, добавена на 10.10.2012 г


Изборът на основните размери на асинхронния двигател. Определяне на размерите на зъбната зона на статора. Изчисляване на ротора, магнитопровода, параметрите на работния режим, работните загуби. Изчисляване и изграждане на пускови характеристики. Топлинно изчисляване на асинхронен двигател.

курсова работа, добавена на 27.09.2014 г


Определяне на допустимите електромагнитни натоварвания и избор на основните размери на двигателя. Изчисляване на тока на празен ход, параметрите на намотката и зъбната зона на статора. Изчисляване на магнитната верига. Определяне на параметри и характеристики за малки и големи приплъзвания.

курсова работа, добавена на 11.12.2015 г


Изолация на намотката на статора и ротора с катерица. Активни и индуктивни съпротивления на намотките. Съпротивление на намотка на ротор с катерица с овални затворени прорези. Изчисляване на параметрите на номиналния режим на работа на асинхронен двигател.

курсова работа, добавена на 15.12.2011 г


Изчисляване на площта на напречното сечение на проводника на намотката на статора, размера на неговата зъбна зона, въздушна междина, ротор, магнитна верига, параметри на режима на работа, загуби, стартови характеристики, за да се проектира трифазен асинхронен двигател.

курсова работа, добавена на 04.09.2010 г


Изграждане на разширени и радиални вериги на статорни намотки, определяне на вектора на тока на късо съединение. Построяване на кръгова схема на асинхронен двигател. Аналитично изчисление по еквивалентна схема. Изграждане на работни характеристики на асинхронен двигател.

тест, добавен на 20.05.2014 г


Определяне на тока на празен ход, съпротивленията на статора и ротора на асинхронен двигател. Изчисляване и изграждане на механичните и електромеханичните характеристики на електрическото задвижване, което осигурява законите за регулиране на честотата и напрежението на намотката на статора.