Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Hostirano na http://www.allbest.ru/

Električni automobili

kursni projekat

"Dizajniranje asinhronog motora sa kaveznim rotorom"

Tehnički zadatak

Dizajnirajte asinhroni trofazni motor sa kaveznim rotorom:

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

n = 3000 o/min, = 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;

dizajn IM1001;

izvedba prema načinu zaštite IP44;

metoda hlađenja IC0141;

klimatski dizajn i kategorija smještaja U3;

klasa izolacije F.

način rada S1

Određivanje glavnih geometrijskih dimenzija

1. Prethodno izaberite visinu ose rotacije prema sl. 8.17, a (u daljem tekstu sve formule, tabele i slike iz) h = 150 mm.

Iz tabele. 8.6 prihvatamo najbližu manju vrijednost h = 132 mm i a = 0,225 m (D a je vanjski promjer statora).

2. Odredite unutrašnji prečnik statora:

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

K D - koeficijent proporcionalnosti, određen iz tabele. 8.7.

3. Pole division

m

gdje je 2p broj parova polova.

4. Odredite izračunatu snagu:

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

k E - odnos EMF namotaja statora prema nazivnom naponu, određen sa sl. 8,20, k E = 0,983

- Efikasnost asinhronog motora, prema sl. 8.21,a , = 0.89 , cos = 0.91

P 2 - snaga na osovini motora, W

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

5. Određujemo elektromagnetna opterećenja (preliminarno) prema sl. 8.22b:

Linearno opterećenje (omjer struje svih zavoja namota prema opsegu) A = 25,310 3 (A / m)

Indukcija zračnog raspora B= 0,73 (T)

6. Koeficijent prethodnog namotaja se bira u zavisnosti od vrste namotaja statora. Za jednoslojne namote k O1 = 0,95 0,96.

Uzmimo k O1 = 0,96.

7. Procijenjena dužina zračnog jaza određena je formulom:

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

k B - koeficijent oblika polja, prethodno uzet jednak

k B \u003d / () = 1.11

- sinhrona ugaona brzina osovine motora, rad/s, izračunava se po formuli

rad/s

gdje je 1 - frekvencija snage, Hz

= 18206 / (1.110.126 2 3140.9625.310 3 0,73) = 0,19 (m)

8. Provjerite relaciju = / . Trebalo bi da bude unutar 0,19 0,87, određeno sa sl. 8.25:

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

Dobijena vrijednost je viša od preporučenih granica, stoga prihvatamo sljedeću najveću iz standardne serije (tabela 8.6) visinu ose rotacije h = 160 mm. Ponavljamo proračune prema paragrafima. 1-8:

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

Proračun namotaja, utora i jarma statora

Definicija Z 1 , 1 i sekcije žice namotaja stator

1. Određujemo granične vrijednosti podjele zuba 1 prema sl. 6-15:

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

2. Granične vrijednosti za broj utora statora određene su sljedećim formulama

Prihvatamo 1 = 36, zatim q = Z 1 / (2 popodne), gdje je m broj faza

q = 36 / (23) = 6

Namotaj je jednoslojni.

3. Na kraju određujemo podjelu zubaca statora:

m = 1410 -3 m

4. Pronađite broj efektivnih provodnika u žljebu (prethodno, pod uslovom da nema paralelnih grana u namotu (a = 1)):

u=

I 1H - nazivna struja namotaja statora, A, i određena je formulom:

I 1H = P 2 / (mU 1H cos) = 1510 3 / (32200.890.91) = 28.06 (A)

u==16

5. Tada prihvatamo a = 2

u \u003d au \u003d 216 \u003d 32

6. Dobijte konačne vrijednosti:

broj zavoja u fazi namotaja

linearno opterećenje

A/m

protok

F = (1) -1

k O1 - konačna vrijednost koeficijenta namotaja, određena formulom:

k O1 = k U k R

k Y - faktor skraćivanja, za jednoslojni namotaj k Y \u003d 1

k P - koeficijent raspodjele, određen iz tabele. 3.16 za prvi harmonik

k P = 0,957

F = = 0,01 (Wb)

indukcija vazdušnog raspora

Tl

Vrijednosti A i B su u prihvatljivim granicama (slika 8.22, b)

7. Gustina struje u namotu statora (preliminarno):

J 1 = (AJ 1) / A = (18110 9) / (33,810 3) = 5,3610 6 (A / m 2)

proizvod linearnog opterećenja i gustoće struje određen je sa sl. 8.27b.

Efektivni presjek vodiča (preliminarno):

q EF = I 1 H / (aJ 1) = 28,06 / (25,1310 6) = 2,7310 -6 (m 2) \u003d 2,73 (mm 2)

Tada prihvatamo n EL = 2

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

n EL - broj elementarnih provodnika

q EL - presjek elementarnog provodnika

Odabiremo PETV žicu za namotavanje (prema tabeli A3.1) sa sljedećim podacima:

nazivni prečnik gole žice d EL = 1,32 mm

prosječna vrijednost prečnika izolovane žice d IZ = 1,384 mm

površina poprečnog presjeka gole žice q EL = 1,118 mm 2

Površina poprečnog presjeka efektivnog vodiča q EF = 1,1182 = 2,236 (mm 2)

9. Gustina struje u namotu statora (konačno)

Plaćanje veličine nazubljen zone stator i zrak klirens

Groove stator - prema sl. 1a s omjerom dimenzija koji osigurava paralelnost bočnih strana zuba.

1. Preliminarno prihvatamo prema tabeli. 8.10:

vrijednost indukcije u zupcima statora B Z1 = 1,9 (T) vrijednost indukcije u jarmu statora B a = 1,6 (T), zatim širina zupca

b Z1 =

k C - faktor punjenja jezgra čelikom, prema tabeli. 8.11 za oksidirane limove čelika razreda 2013 k C = 0,97

CT1 - dužina čelika jezgara statora, za mašine sa 1,5 mm

ST1 = 0,091 (m)

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

visina jarma statora

2. Prihvatamo dimenzije utora u žigu:

širina žlijeba b W = 4,0 (mm)

visina utora utora h W = 1,0 (mm) , = 45

visina utora

h P = h a = 23,8 (mm) (25)

širina dna utora

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

gornja širina utora

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

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

3. Dimenzije utora u čistom, uzimajući u obzir dodatke za montažu:

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

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

Površina poprečnog presjeka utora za postavljanje vodiča:

S P \u003d S OD S PR

površina poprečnog presjeka brtvi S PR = 0

površina poprečnog presjeka izolacije školjke u utoru

S OD \u003d b OD (2h P + b 1 + b 2)

b OD - jednostrana debljina izolacije u žljebu, prema tabeli. 3,1 b OD = 0,4 (mm)

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

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

4. Faktor punjenja žljebova:

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

Dobijena vrijednost k W za mehanizirano polaganje namotaja je pretjerano velika. Faktor punjenja mora biti između 0,70 i 0,72 (iz tabele 3-12). Smanjite vrijednost faktora punjenja povećanjem površine poprečnog presjeka utora.

Uzmimo B Z1 = 1,94 (T) i B a = 1,64 (T), što je prihvatljivo, jer ove vrijednosti premašuju preporučene vrijednosti samo za 2,5 - 3%.

5. Ponavljamo proračun prema paragrafima. 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 OD \u003d \u003d 29,9 (mm 2)

S P = 172,7 (mm 2)

k Z = = 0,7088 0,71

Dimenzije žlijeba u žigu su prikazane na sl. 1 , a .

Proračun namotaja, utora i jarma rotora

1. Odredite zračni zazor (prema slici 8.31): = 0,8 (mm)

2. Broj proreza rotora (prema tabeli 8.16): Z 2 = 28

3. Vanjski promjer:

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

4. Dužina magnetnog kola rotora 2 = 1 = 0,091 (m)

5. Podjela zubaca:

t 2 = (D 2) / Z 2 = (3.140.150) / 28 = 0,0168 (m) \u003d 16,8 (mm) (36)

6. Unutrašnji prečnik rotora je jednak prečniku osovine, pošto je jezgro direktno montirano na osovinu:

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

Vrijednost koeficijenta k In preuzeta iz tabele. 8,17: k B \u003d 0,23

7. Preliminarna vrijednost struje u šipki rotora:

I 2 = k i I 1 i

k i - koeficijent koji uzima u obzir uticaj struje magnetiziranja i otpora namotaja na odnos I 1 / I 2 . k i = 0,2+0,8 cos = 0,93

i - koeficijent redukcije struja:

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

I 2 = 0,9328,0619,7 = 514,1 (A)

8. Površina poprečnog presjeka štapa:

q C \u003d I 2 / J 2

J 2 - gustina struje u šipkama rotora, pri punjenju žljebova aluminijumom, bira se unutar

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

q C = 514,1 / (3,510 6) = 146,910 -6 (m 2) \u003d 146,9 (mm 2)

9. Utor rotora - prema sl. 1. b. Dizajniramo zatvorene žljebove u obliku kruške sa dimenzijama proreza b W = 1,5 mm i h W = 0,7 mm. Visina kratkospojnika iznad utora odabrana je jednaka h W = 1 mm.

Dozvoljena širina zuba

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

B Z2 - indukcija u zupcima rotora, prema tabeli. 8,10 B Z2 = 1,8 (T)

Dimenzije utora

b 1 ===10,5 (mm)

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

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

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

10. Odredite širinu zubaca rotora

b Z2 = = 9,1 (mm)

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

b Z2 = b Z2 9,1 (mm)

Ukupna visina utora:

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

Presjek šipke:

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. Gustina struje u štapu:

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

12. Prstenovi kratkog spoja. Površina poprečnog presjeka:

qCL = ICL / JCL

JCL - gustina struje u prstenovima za zatvaranje:

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

ICL - struja u prstenovima:

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. Dimenzije prstenova za zatvaranje:

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)

Proračun magnetnog kola

Čelično magnetno jezgro 2013; debljina lima 0,5 mm.

1. Magnetni napon zračnog raspora:

F= 1,5910 6 Bk, gdje je (58)

k- faktor zračnog raspora:

k \u003d t 1 / (t 1 -)

= = = 2,5

k== 1.17

F= 1,5910 6 0,7231,170,810 -3 = 893,25 (A)

2. Magnetna napetost zona zuba:

stator

F Z1 = 2h Z1 H Z1

h Z1 - izračunata visina zupca statora, h Z1 = h P1 = 24,7 (mm)

H Z1 - vrijednost jačine polja u zupcima statora, prema tabeli P1.7 na B Z1 = 1,94 (T) za čelik 2013 H Z1 = 2430 (A / m)

F Z1 = 224,710 -3 2430 = 120 (A)

izračunata indukcija u zubima:

B Z1 = = = 1,934 (T)

budući da je B Z1 1.8 (T), potrebno je uzeti u obzir grananje toka u žlijeb i pronaći stvarnu indukciju u zupcu B Z1 .

Koeficijent k RH u visini h ZX = 0,5h Z:

k HRP =

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

k HRP = = 2,06

B Z1 = B Z1 - 0 H Z1 k RH

Prihvatamo B Z1 = 1,94 (T), provjerite omjer B Z1 i B Z1:

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

rotor

F Z2 = 2h Z2 H Z2

h Z2 - izračunata visina zupca rotora:

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

H Z2 - vrijednost jačine polja u zupcima rotora, prema tabeli P1.7 na B Z2 = 1,8 (T) za čelik 2013 H Z2 = 1520 (A / m)

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

indukcija u zubu

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

3. Koeficijent zasićenja zone zuba

k Z = 1+= 1+= 1.23

4. Magnetna napetost jarma:

stator

F a = L a H a

L a - dužina prosječne magnetske linije jarma statora, m:

La = = = 0,376 (m)

H a - jačina polja, prema tabeli P1.6 na B a = 1,64 (T) H a = 902 (A / m)

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

B a =

h a - projektna visina jarma statora, m:

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

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

rotor

F j = L j H j

L j je dužina prosječne linije magnetnog toka u jarmu rotora:

Lj = 2hj

h j - visina stražnje strane rotora:

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

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

B j =

h j - projektna visina jarma rotora, m:

h j = = = 40,5 (mm)

B j = = 1,28 (T)

H j - jačina polja, prema tabeli P1.6 pri B j = 1,28 (T) H j = 307 (A / m)

F j = 0,027307 = 8,29 (A)

5. Ukupni magnetni napon magnetnog kola po paru polova:

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. Faktor zasićenja magnetnog kola:

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

7. Struja magnetiziranja:

I===7.3(A)

relativna vrijednost

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

Proračun parametara asinhrone mašine za nominalni režim

1. Aktivni otpor faze namotaja statora:

r1 = 115

115 - specifična otpornost materijala namotaja na projektnoj temperaturi, Omm. Za klasu izolacije F, projektna temperatura je 115 stepeni. Za bakar 115 = 10 -6 / 41 ohma.

L 1 - ukupna dužina efektivnih provodnika faze namotaja statora, m:

L 1 = SR1 1

SR1 - prosječna dužina namotaja statora, m:

SR1 \u003d 2 (P1 + L1)

P1 - dužina dijela utora, P1 = 1 = 0,091 (m)

L1 - prednji dio zavojnice

L1 \u003d K L b KT + 2V

K L - koeficijent, čija je vrijednost preuzeta iz tabele 8.21: K L = 1,2

B je dužina istjecanja ravnog dijela zavojnice iz utora od kraja jezgre do početka savijanja prednjeg dijela, m. Prihvatamo B = 0,01.

b CT - prosječna širina zavojnice, m:

b CT = 1

1 - relativno skraćivanje koraka namotaja statora, 1 = 1

b KT = = 0,277 (m)

L1 = 1.20.277 + 20.01 = 0.352 (m)

SR1 = 2(0,091+0,352) = 0,882 (m)

L 1 = 0,88296 = 84,67 (m)

r 1 \u003d \u003d 0,308 (Oma)

Dužina produžetka prednjeg dijela zavojnice

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

Prema tabeli 8.21 K OFF = 0,26

Relativna vrijednost

r 1 = r 1 = 0,308 = 0,05

2. Aktivni otpor faze namotaja rotora:

r 2 \u003d r C +

r C - otpor štapa:

r C = 115

za namotaj rotora od livenog aluminijuma 115 = 10 -6 / 20,5 (Ohm).

r C \u003d = 22,210 -6 (Ohm)

r CL - otpor dijela prstena za zatvaranje zatvorenog između dvije susjedne šipke

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

r 2 = 22,210 -6 + \u003d 47,110 -6 (Ohm)

Donosimo r 2 na broj zavoja statorskog namota:

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

relativna vrijednost:

r 2 = r 2 = 0,170 = 0,02168 0,022

3. Induktivni otpor faze namotaja statora:

x 1 \u003d 15,8 (P1 + L1 + D1), gdje je (96)

P1 - koeficijent magnetne provodljivosti proreza:

P1 =

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

b 1 = 8,66 (mm)

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

h 1 \u003d 0 (provodnici su pričvršćeni poklopcem utora)

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

P1 = = 1.4

L1 - koeficijent magnetne provodljivosti frontalnog raspršenja:

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

D1 - koeficijent magnetne provodljivosti diferencijalnog rasejanja

D1 =

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

k = 1

SK \u003d 0, budući da nema kosine žljebova

k SC se određuje iz krivulja na sl. 8.51,d ovisno o t 2 /t 1 i SC

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

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

D1 = 1,15 = 1,43

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

Relativna vrijednost

x 1 = x 1 = 0,731 = 0,093

4. Induktivni otpor faze namotaja rotora:

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

P2 = k D +

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

k D = 1

P2 = = 3,08

L2 = = = 1.4

D2 =

= = = 1,004

budući da sa zatvorenim utorima Z 0

D2 = = 1,5

x 2 = 7,9500,091 (3,08 + 1,4 + 1,5) 10 -6 \u003d 21510 -6 (Ohm)

Dajemo x 2 broju zavoja statora:

x 2 = x 2 = = 0,778 (Ohm)

Relativna vrijednost

x 2 = x 2 = 0,778 = 0,099 (108)

Proračun gubitka snage

1. Gubici u čeliku su glavni:

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

P 1.0/50 - specifični gubici pri indukciji od 1 T i frekvenciji remagnetizacije od 50 Hz. Prema tabeli 8,26 za čelik 2013 P 1,0/50 = 2,5 (W/kg)

m a - masa čelika jarma statora, 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 - specifična težina čelika; u proračunima uzmite C \u003d 7,810 3 (kg / m 3)

m Z1 - masa čelika zuba statora, 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 Da i k DZ - koeficijenti koji uzimaju u obzir uticaj na gubitke u čeliku neravnomerne distribucije protoka po sekcijama sekcija magnetnog kola i tehnoloških faktora. Otprilike, možete uzeti k Da = 1,6 i k DZ = 1,8.

PST. OSN. = 2,51(1,61,64217,67+1,81,93423,14) = 242,9 (W)

2. Površinski gubici u rotoru:

PPOV2 = pPOV2(t2 - bSH2)Z2ST2

pSOV2 - specifični površinski gubici:

pPOV2 = 0,5k02(B02t1103)2

B02 - amplituda indukcijske pulsacije u zračnom prostoru iznad kruna zuba rotora:

B02=02

02 ovisi o omjeru širine proreza utora statora i zračnog raspora. 02 (sa bSh1 / = 4 / 0,5 = 8 prema slici 8.53, b) = 0,375

k02 - koeficijent koji uzima u obzir uticaj površinske obrade glava zuba rotora na specifične gubitke. Uzmimo 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. Gubici talasanja u zupcima rotora:

RPUL2 = 0,11mZ2

VPUL2 - amplituda indukcionih pulsacija u prosječnom presjeku zuba:

Bpool2 = BZ2

mZ2 - težina čelika zubaca rotora, kg:

mZ2 = Z2hZ2bZ2ST2kC2C =

= 2826.6510-39.110-30.0910.977.8103 = 3,59 (kg) (117)

VSL2 = = 0,103 (T)

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

4. Iznos dodatnih gubitaka u čeliku:

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

5. Ukupni gubitak u čeliku:

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

6. Mehanički gubitak:

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

Za motore sa 2p=2 KT=1.

7. Motor u praznom hodu:

IX. X.

IX.X.a. =

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

IX.X.a. == 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

asinhroni trofazni motor kavezni rotor

Kalkulacija performansi

1. Opcije:

r 12 = P ST. OSN. / (mI 2) = 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 (Oma)

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

= = =

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

Aktivna komponenta sinhrone struje praznog hoda:

I 0a = (P ST. BASIC. + 3I 2 r 1) / (3U 1H) = = 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) = 1,024 (0,731 + 1,0241,12) = 2,51 (Ohm)

Gubici koji se ne mijenjaju promjenom klizanja:

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

	Proračunske formule	Dimenzija	Slip S
	Z \u003d (R 2 + X 2) 0,5
	I 1a = I 0a + I 2 cos 2
	I 1p = 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

Tabela 1. Karakteristike rada indukcionog motora

P2NOM = 15 kW; I0p = I = 7,3A; PST. +PMEX. = 791,6 W

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

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

a \u003d 0,402 (Ohm); b = 2,51 (ohm)

2. Izračunajte performanse za slajdove

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

0,02;0,025;0,03;0,035, pod pretpostavkom da je SNOM r2 = 0,03

Rezultati proračuna su sažeti u tabeli. 1 . Nakon konstruisanja karakteristika performansi (slika 2), specificiramo vrijednost nominalnog klizanja: SH = 0,034.

Nazivni podaci projektovanog motora:

P2NOM = 15 kW cos NOM = 0,891

U1NOM = 220/380 V NOM = 0,858

I1NOM = 28,5 A

Proračun početnih karakteristika

Plaćanje struje With uzimajući u obzir uticaj promjene parametri ispod uticaj efekat pomak struja (bez računovodstvo uticaj nas scheniya od polja rasipanje)

Detaljno proračun je dat za S = 1. Podaci proračuna za preostale tačke sumirani su u tabeli. 2.

1. Aktivni otpor namota rotora, uzimajući u obzir učinak efekta trenutnog pomaka:

= 2h C = 63,61h C = 63,610,0255= 1,62 (130)

calc = 115 o C; 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) = 27,2 - (0,7 + 1) = 25,5 (mm)

- “smanjena visina” štapa

prema sl. 8,57 za = 1,62 nalazimo = 0,43

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

od (0,510,5) 17,8 (17,5+0,510,5):

q r =

h r - dubina prodora struje u štap

q r - površina presjeka ograničena visinom h r

b r = = 6,91 (mm)

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

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

K R == 1.13

r C \u003d r C \u003d 22,210 -6 (Ohm)

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

Smanjeni otpor rotora, uzimajući u obzir uticaj efekta trenutnog pomaka:

r 2 = K R r 2 = 1,130,235 = 0,265 (Ohm)

2. Induktivni otpor namota rotora, uzimajući u obzir efekat efekta trenutnog pomaka:

za = 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 (ohm)

3. Početni parametri:

Induktivna reaktanca međusobne indukcije

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

sa 1P = 1 + x 1 / x 12P = 1 + 1,1 / 80,19 = 1,013 (143)

4. Proračun struja uzimajući u obzir uticaj efekta strujnog pomaka:

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

	Proračunske formule	Dimenzija	Slip S
	63,61h 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)

Tabela 2. Proračun struja u startnom režimu asinhronog motora sa kaveznim rotorom, uzimajući u obzir uticaj efekta pomaka struje

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

r2 = 0,170 ohma; x12P = 80,19 oma; s1P = 1,013; SNOM = 0,034

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

I2 = U1 / (RP2 + HP2) 0,5 = 220 / (0,6612 + 1,52) 0,5 = 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)

Plaćanje lanseri karakteristike With uzimajući u obzir uticaj efekat pomak struja i saturation od polja rasipanje

Plaćanje vršimo za tačke karakteristika koje odgovaraju S=1; 0,8; 0,5;

0,2; 0,1, uz korištenje vrijednosti struja i otpora za ista klizanja, uzimajući u obzir utjecaj strujnog pomaka.

Podaci proračuna su sažeti u tabeli. 3. Detaljan proračun je dat za S=1.

1. Induktivni otpor namotaja. Prihvatamo k US = 1,35:

Prosječni MMF namota, koji se odnosi na jedan utor namota statora:

F P. SR. = = = 3916.4 (A)

C N = = 1,043

Indukcija fiktivnog toka curenja u zračnom rasporu:

B F \u003d (F P. SR. / (1,6S N)) 10 -6 = (3916,410 -6) / (1,60,810 -3 1,043) = 5,27 (T)

za B F = 5,27 (T) nalazimo k = 0,47

Koeficijent magnetske provodljivosti propusta propuštanja namotaja statora, uzimajući u obzir efekat zasićenja:

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

P1 US. =((hSh1 +0,58hK)/bSh1)(sE1/(sE1+1,5bSh1))

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

P1 US. =

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

Koeficijent magnetske provodljivosti diferencijalnog raspršenja statorskog namota, uzimajući u obzir učinak zasićenja:

D1 US. \u003d D1k \u003d 1.430,47 \u003d 0,672

Induktivna reaktancija faze namotaja statora, uzimajući u obzir efekat zasićenja:

x1 US. \u003d (x11 US.) / 1 \u003d \u003d 0,607 (Ohm)

Koeficijent magnetne provodljivosti proreza propuštanja namota rotora, uzimajući u obzir utjecaj zasićenja i strujnog pomaka:

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

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

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

P2. US. =

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

Koeficijent magnetske provodljivosti diferencijalnog raspršenja rotora, uzimajući u obzir efekat zasićenja:

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

Smanjena induktivna reaktancija faze namotaja rotora, uzimajući u obzir uticaj efekta strujnog pomaka i zasićenja:

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

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

	Proračunske formule	Dimenzija	Slip S
	BF \u003d (FP.SR.10-6) / (1,6CN)
	sÉ1 = (t1 - bŠ1)(1 - k)
	P1 US. = P1 - P1 US.
	D1 US. = do D1
	x1 US. = x11 US. / 1
	c1P. US. = 1+x1 US. / h12p
	sÉ2 = (t2 - bŠ2)(1 - k)
	P2 US. = P2 - P2 US.
	D2 US. = do D2
	x2 US. = x22 US. /2
	RP. US. = r1+c1P. US. 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 US. /I1
	I1 = I1 US. /I1 NOM
	M \u003d (I2NAS / I2NOM) 2KR (sHOM / s)

Tabela 3. Proračun početnih karakteristika asinhronog motora sa kaveznim rotorom, uzimajući u obzir učinak strujnog pomaka i zasićenja iz lutajućih polja

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

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

r2 = 0,170 ohma; x12P = 80,19 oma; CN = 1,043; SNOM = 0,034

2. Proračun struja i momenata

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

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

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

I1 US. = I2US.= = 190,8 (A) (168)

IP = = 6.8

M===1,75

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

kUS. razlikuje se od prihvaćenog kNAS-a. = 1,35 za manje od 3%.

Za izračunavanje ostalih tačaka karakteristike postavljamo kHAC. , smanjen u zavisnosti od struje I1 . Prihvatamo na:

s = 0,8 kUS. = 1.3

s = 0,5 kUS. = 1.2

s = 0,2 kUS. = 1.1

s = 0,1 kUS. = 1,05

Podaci proračuna su sažeti u tabeli. 3, a početne karakteristike su prikazane na sl. 3 .

3. Kritično klizanje se određuje nakon izračunavanja svih tačaka startnih karakteristika (tabela 3) koristeći prosječne vrijednosti otpora x1 NAS. i x2 US. što odgovara listićima s = 0,2 0,1:

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

Projektovani asinhroni motor zadovoljava zahtjeve GOST-a kako u pogledu energetskih performansi (i cos) tako i startnih karakteristika.

Termički proračun

1. Prekoračenje temperature unutrašnje površine jezgre statora u odnosu na temperaturu zraka unutar motora:

pov1 =

RE. P1 - električni gubici u utornom dijelu namotaja statora

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

PE1 = 1026 W (iz tabele 1 na s = sNOM)

k = 1,07 (za namote sa klasom izolacije F)

K = 0,22 (prema tabeli 8.33)

1 - koeficijent prenosa toplote sa površine; 1 \u003d 152 (W / m 2 C)

pov1 =

2. Temperaturna razlika u izolaciji proreznog dijela namotaja statora:

od. n1 =

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

EKV - prosječna ekvivalentna toplinska provodljivost izolacije proreza, za klasu otpornosti na toplinu F EKV = 0,16 W / (mS)

EKV - prosječna vrijednost koeficijenta toplotne provodljivosti, prema sl. 8.72 at

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

od. n1 = = 3,87 (C)

3. Temperaturna razlika po debljini izolacije prednjih dijelova:

od. l1=

RE. L1 - el. gubici u prednjem dijelu namotaja statora

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

PL1 = PP1 = 0,0662 (m)

bIZ. L1 MAX \u003d 0,05

od. l1 = = 1,02 (C)

4. Prekoračenje temperature vanjske površine prednjih dijelova u odnosu na temperaturu zraka unutar motora:

pov. l1 = = 16,19 (C)

5. Prosječni porast temperature namotaja statora u odnosu na temperaturu zraka unutar motora

1 = =

== 24,7 (C)

6. Prekoračenje temperature vazduha unutar motora iznad temperature okoline

B =

P B - zbir gubitaka ispuštenih u zrak unutar motora:

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

P - zbir svih gubitaka u motoru u nominalnom režimu rada:

P = P + (k - 1) (PE1 + PE2) = 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 - ekvivalentna rashladna površina kućišta:

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

PR - uvjetni opseg poprečnog presjeka rebara kućišta motora, za h = 160 mm PR = 0,32.

B - srednja vrednost koeficijenta zagrevanja vazduha, prema sl. 8.70b

B = 20 W/m2S.

SCOR = (3.140.272+80.32)(0.091+282.0210-3) = 0.96 (m2)

B = 1559 / (0,9620) = 73,6 (C)

7. Prosječni porast temperature namotaja statora u odnosu na temperaturu okoline:

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

8. Provjerite uslove hlađenja motora:

Potreban protok vazduha za hlađenje

B =

km==9,43

Za motore sa 2r=2 m= 3.3

B = = 0,27 (m3/s)

Protok zraka osigurava vanjski ventilator

B = = 0,36 (m3/s)

Zagrijavanje dijelova motora je u prihvatljivim granicama.

Ventilator obezbeđuje potreban protok vazduha.

Zaključak

Dizajnirani motor ispunjava zahtjeve postavljene u tehničkim specifikacijama.

Spisak korišćene literature

1. I.P. Kopylov "Projektovanje električnih mašina" M.: "Energoatomizdat", 1993. dio 1,2.

2. I.P. Kopylov „Projektovanje električnih mašina“ M.: „Energija“, 1980

3. A.I. Woldek "Električne mašine" L.: "Energija", 1978

Hostirano na Allbest.ru

Slični dokumenti

Proračun karakteristika rada asinhronog motora sa kaveznim rotorom. Određivanje broja utora statora, zavoja u fazi namotaja dijela žice namotaja statora. Proračun dimenzija zupčaste zone statora i zračnog raspora. Proračuni glavnih gubitaka.

seminarski rad, dodan 01.10.2011


Podaci o DC motorima serije 4A100L4UZ. Odabir glavnih dimenzija asinhronog motora s kavezom. Proračun zone zuba i namota statora, konfiguracija njegovih utora. Izbor zračnog raspora. Proračun rotora i magnetnog kola.

seminarski rad, dodan 06.09.2012


Određivanje glavnih dimenzija elektromotora. Proračun namotaja, utora i jarma statora. Parametri motora za režim rada. Proračun magnetnog kola elektromotora, konstantni gubici snage. Proračun početne startne struje i maksimalnog momenta.

seminarski rad, dodan 27.06.2016


Izolacija namotaja statora i kaveznog rotora. Aktivni i induktivni otpori namotaja. Otpor namotaja kaveznog rotora sa ovalnim zatvorenim prorezima. Proračun parametara nazivnog načina rada asinhronog motora.

seminarski rad, dodan 15.12.2011


Proračun parametara namotaja statora i rotora asinhronog motora sa kaveznim rotorom. Proračun mehaničkih karakteristika asinhronog motora u motornom režimu prema približnoj formuli M. Klossa iu režimu dinamičkog kočenja.

seminarski rad, dodan 23.11.2010


Namotaj statora sa trapezoidnim poluzatvorenim prorezima. Dimenzije kratkospojnog prstena, ovalnih zatvorenih utora i magnetnog kola. Otpor namotaja konvertovanog ekvivalentnog kola motora. Proračun parametara nazivnog načina rada.

seminarski rad, dodan 23.02.2014


Dimenzije, konfiguracija, materijal magnetskog kola trofaznog asinhronog motora sa kaveznim rotorom. Namotaj statora sa trapezoidnim poluzatvorenim prorezima. Toplotni i ventilacioni proračuni, proračun mase i dinamičkog momenta inercije.

seminarski rad, dodan 22.03.2018


Određivanje dozvoljenih elektromagnetnih opterećenja i izbor glavnih dimenzija motora. Proračun struje praznog hoda, parametara namotaja i zone zubaca statora. Proračun magnetnog kola. Određivanje parametara i karakteristika za mala i velika klizanja.

seminarski rad, dodan 11.12.2015


Režim elektromagnetne kočnice asinhronog motora sa kaveznim rotorom (opozicija): mehaničke karakteristike dinamičkog načina kočenja, princip rada IM kočnog kola: postupak njegovog rada i imenovanje komandi.

laboratorijski rad, dodano 01.12.2011


Elektromagnetski proračun trofaznog asinhronog elektromotora sa kaveznim rotorom. Odabir glavnih dimenzija, određivanje broja utora statora i presjeka žice za namotaje. Proračun dimenzija zupčaste zone statora, rotora, struje magnetiziranja.

Arkhangelsk State Technical University

Katedra za elektrotehniku ​​i elektroenergetske sisteme

Fakultet fizičke kulture

PROJEKAT KURSA

Po disciplini

"Električni uređaji i mašine"

Na temu "Projektiranje asinhronog motora"

Korelsky Vadim Sergeevich

Projekt menadžer

Art. nastavnik N.B. Balantseva

Arhangelsk 2010

za projekat trofaznog asinhronog motora sa kaveznim rotorom

Izdaje se studentu III godine I grupe Fakulteta OSB-PE

Izvršite proračun i razvoj dizajna asinhronog motora sa sljedećim podacima:

Snaga R n, kW ………………………………………………………..………… 15

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

Brzina n, min -1 (o/min) ………………………………… 1465

Efikasnost motora η ………………………………………………………………… 88,5%

Faktor snage cos φ ………………………………………… 0,88

Frekvencija struje f, Hz ……………………………………………………………..…… 50

Višekratnost startne struje I p / I n ………………………………………… 7,0

Višekratnost startnog momenta M p / M n ………………………………… 1.4

Višestrukost maksimalnog momenta M max / M n ………………………… 2.3

Dizajn ………………………………………………………..………… IM1001

Način rada …………………………………………………………… dugo

Dodatni zahtjevi ..…………………… motor 4A160S4U3

Zadatak izdao "…" ……………….. 2009

Menadžer projekta…………………………

1. IZBOR GLAVNIH DIMENZIJA

2. PRORAČUN STATORA

2.1 Definicija , i površinu poprečnog presjeka žice namotaja statora

2.2 Proračun dimenzija zupčaste zone statora i zračnog raspora

3. PRORAČUN ROTORA

4. PRORAČUN MAGNETSKOG KOLA

5. PARAMETRI NAČINA RADA

6. PRORAČUN GUBITKA

7. PRORAČUN PERFORMANSI MOTORA

8. PRORAČUN POKRETNIH KARAKTERISTIKA MOTORA

8.1 Proračun struja uzimajući u obzir utjecaj strujnog pomaka i zasićenja iz lutajućih polja

8.2 Proračun početnih karakteristika s obzirom na efekte strujnog pomaka i zasićenja od lutajućih polja

9. TERMIČKI PRORAČUN

SPISAK KORIŠĆENIH IZVORA

Korelsky V.S. Projektovanje asinhronog elektromotora. Rukovodilac - viši predavač Balantseva N.B.

kursni projekat. Objašnjenje od 49 stranica sadrži 7 slika, 3 tabele, 2 izvora, grafički dio u A1 formatu.

Ključne riječi: asinhroni elektromotor, stator, rotor.

Svrha predmetnog projekta je sticanje praktičnih vještina u projektovanju električnih aparata.

Na osnovu liste izvora i tehničkih specifikacija odabrane su glavne dimenzije, namotaj statora, rotor, magnetni krug asinhronog motora serije 4A, verzija IP44, sa kaveznim rotorom sa okvirom od livenog gvožđa i krajem štitnici, visine rotacije 160 mm, sa manjom ugradnom veličinom po dužini okvira (S), dvopolni (

), klimatska verzija U, kategorija postavljanja 3. Parametri režima rada, gubici, pogonske i startne karakteristike se takođe izračunavaju bez uzimanja u obzir i uzimanja u obzir zasićenja. Sproveden termički proračun.

1. IZBOR GLAVNIH DIMENZIJA

1.1 Prema tabeli 9.8 (str. 344) sa visinom ose rotacije

mm. prihvatiti vanjski prečnik statora, mm m

1.2 Pod pretpostavkom da dimenzije utora ne zavise od broja polova mašine, dobijamo približan izraz za unutrašnji prečnik statora, m.

, (1)

gdje K D je koeficijent koji karakterizira omjer unutrašnjeg i vanjskog promjera jezgre statora asinkrone mašine serije 4A. Sa brojem stubova str\u003d 4, prema tabeli 9.9; prihvatiti K D=0,68

1.3 Pole division

, m (2) m

1.4 Nazivna snaga, VA.

, (3)

gdje P 2 - snaga na osovini motora, P 2 \u003d 15 10 3 W;

k E je odnos EMF namotaja statora i nazivnog napona, koji je približno određen sa sl. 9.20 Prihvati

k E = 0,975;

1.5 Elektromagnetna opterećenja su preliminarno određena prema slici 9.22 b,(str. 346), ovisno o visini ose rotacije h= 160 mm i stepen zaštite motora IP44 odakle

A/m, T

1.6 Koeficijent namota (ranije za jednoslojni namotaj na 2p = 4) prihvatamo

1.7 Procijenjena dužina magnetnog kola l δ, m

, (4) - koeficijent oblika polja (unaprijed prihvaćen) , ; - sinhrona ugaona frekvencija motora, rad/s; (5) rad/s, m

1.8 Značenje omjera

. Kriterijum za ispravan izbor glavnih dimenzija - odnos izračunate dužine magnetnog kola i polne podele (6) je u prihvatljivim granicama (slika 9.25 a str. 348)

2. PRORAČUN STATORA

2.1 Definicija

, i površinu poprečnog presjeka žice za namotaje statora

1.1 Granice nagiba statora

, mm, određeno prema slici 9,26 mm; mm.

2.1.2 Broj slotova statora

, određena formulama (7) ,

Prihvatamo Z 1 \u003d 48, zatim broj žljebova po polu i fazi:

(8)
je cijeli broj. Namotaj je jednoslojni.

2.1.3 Podjela zubaca statora (konačna)

MINISTARSTVO PROSVETE I NAUKE

REPUBLIKA KAZAHSTAN

Sjeverno-Kazahstanski državni univerzitet nazvan po M. Kozybayeva

Energetski i Mašinski fakultet

Odsjek za energetiku i instrumentalno inženjerstvo

NASTAVNI RAD

Na temu: "Projektiranje asinhronog motora s kaveznim rotorom"

disciplina - "Električne mašine"

Napravio Kalantyrev

supervizor

d.t.s., prof. N.V. Shatkovskaya

Petropavlovsk 2010

Uvod

1. Izbor glavnih dimenzija

2. Određivanje broja utora statora, zavoja u fazi namotaja preseka žice namotaja statora

4. Proračun rotora

5. Proračun magnetnog kola

6. Parametri režima rada

7. Obračun gubitka

9. Termički proračun

Aneks A

Zaključak

Bibliografija

Uvod

Asinhroni motori su glavni pretvarači električne energije u mehaničku energiju i čine osnovu električnog pogona većine mehanizama. Serija 4A pokriva raspon nazivne snage od 0,06 do 400 kW i ima 17 visina osi od 50 do 355 mm.

U ovom predmetnom projektu razmatra se sljedeći motor:

Izvedba na stepen zaštite: IP23;

Način hlađenja: IC0141.

Dizajn prema načinu montaže: IM1081 - prema prvoj cifri - motor na nogama, sa završnim štitnicima; prema drugoj i trećoj znamenki - s horizontalnom osovinom i donjim šapama; na četvrtoj znamenki - sa jednim cilindričnim krajem osovine.

Klimatski uslovi rada: U3 - slovom - za umjerenu klimu; na slici - za smeštaj u zatvorenim prostorima sa prirodnom ventilacijom bez veštački kontrolisanih klimatskih uslova, gde su fluktuacije temperature i vlažnosti, izloženost pesku i prašini, sunčevom zračenju znatno manje nego u otvorenim kamenim, betonskim, drvenim i drugim negrijanim prostorijama.

1. Izbor glavnih dimenzija

1.1 Odredite broj parova stubova:

Tada je broj polova .

1.2 Odredimo grafički visinu ose rotacije: prema slici 9.18, b, u skladu sa, prema tabeli 9.8, odredimo spoljni prečnik koji odgovara osi rotacije.

1.3 Unutrašnji prečnik statora, izračunavamo po formuli:

gdje je koeficijent utvrđen prema tabeli 9.9.

Kada leži u intervalu: .

Odaberimo onda vrijednost

1.4 Definirajte podjelu polova:

(1.3)

1.5 Odredimo izračunatu snagu, W:

, (1.4)

gdje je snaga na vratilu motora, W;

- odnos EMF namotaja statora i nazivnog napona, koji se približno može odrediti sa slike 9.20. Za i , .

Približne vrijednosti i bit će uzete iz krivulja konstruiranih prema podacima motora serije 4A. slika 9.21, c. Na kW i , , i

1.6 Elektromagnetna opterećenja A i B d su određena grafički iz krivulja na slici 9.23, b. Na kW i , , Tl.

1.7 Omjer namotaja . Za dvoslojne namotaje sa 2r>2 treba uzeti = 0,91–0,92. Hajde da prihvatimo.

1.8 Odredite sinhronu ugaonu brzinu osovine motora W:

gdje je sinhrona brzina.

1.9 Izračunajte dužinu zračnog raspora:

, (1.6)

gdje je koeficijent oblika polja. .

1.10 Kriterijum za pravilan izbor glavnih dimenzija D i je odnos, koji treba da bude u dozvoljenim granicama sa slike 9.25, b.

. Vrijednost l leži u preporučenim granicama, što znači da su glavne dimenzije ispravno određene.

2. Određivanje broja utora statora, zavoja u fazi namotaja i poprečnog presjeka žice namotaja statora

2.1 Definirajmo granične vrijednosti: t 1 max i t 1 min Slika 9.26. Za i , , .

2.2 Broj slotova statora:

, (2.1)

(2.2)

Konačno, broj utora mora biti višekratnik broja slotova po polu i fazi: q. Prihvati, onda

, (2.3)

gdje je m broj faza.

2.3 Konačno, određujemo podjelu zubaca statora:

(2.4)

2.4 Preliminarna struja namotaja statora

2.5 Broj efektivnih provodnika u utoru (pod pretpostavkom):

(2.6)

2.6 Tada prihvatamo broj paralelnih grana

(2.7)

2.7 Konačan broj zavoja u fazi namotaja i magnetni tok:

, (2.8)

2.8 Odredite vrijednosti električnog i magnetskog opterećenja:

(2.11)

Vrijednosti električnih i magnetskih opterećenja neznatno se razlikuju od onih odabranih grafički.

2.9 Izbor dozvoljene gustine struje vrši se uzimajući u obzir linearno opterećenje motora:

gdje je zagrijavanje proreznog dijela namotaja statora, definiramo grafički Slika 9.27, d. Kada .

2.10 Izračunajte površinu poprečnog presjeka efektivnih vodiča:

(2.13)

Prihvatamo , zatim tabela P-3.1 , , .

2.11 Odredimo konačno gustinu struje u namotu statora:

3. Proračun dimenzija zupčaste zone statora i zračnog raspora

3.1 Prvo biramo elektromagnetnu indukciju u jarmu statora B Z 1 i u zupcima statora B a . Sa tabelom 9.12, a.

3.2 Odaberimo tabelu 9.13 klase čelika za 2013. i faktor punjenja čelika za magnetna jezgra statora i rotora.

3.3 Na osnovu odabranih indukcija određujemo visinu jarma statora i minimalnu širinu zupca

3.4 Odaberimo visinu proreza i širinu proreza poluzatvorenog žljeba. Za motore sa osovinskom visinom, mm. Širina proreza biramo iz tabele 9.16. Za i , .

3.5 Odredite dimenzije utora:

visina utora:

dimenzije žlijeba u kalupu i:

Hajde da izaberemo onda

visina klinastog dijela utora:

Slika 3.1. Utor dizajniranog kaveznog motora

3.6 Odredimo dimenzije žlijeba na čistom, uzimajući u obzir dopuštenja za miješanje i sastavljanje jezgri: i, tabela 9.14:

širina i:

i visina:

Odredimo površinu poprečnog presjeka izolacije tijela u utoru:

gdje je jednostrana debljina izolacije u žljebu, .

Izračunajte površinu poprečnog presjeka brtvi do utora:

Odredimo površinu poprečnog presjeka utora za postavljanje vodiča:

3.7 Kriterijum za ispravnost odabranih dimenzija je faktor punjenja žlijeba koji je približno jednak .

, (3.13)

stoga su odabrane vrijednosti tačne.

4. Proračun rotora

4.1 Grafički odaberite visinu zračnog raspora d prema slici 9.31. Za i , .

4.2 Vanjski promjer kaveznog rotora:

4.3 Dužina rotora jednaka je dužini zračnog raspora: , .

4.4 Broj žljebova biramo iz tabele 9.18, .

4.5 Odredite vrijednost zupčaste podjele rotora:

(4.2)

4.6 Vrijednost koeficijenta k B za izračunavanje prečnika osovine određena je iz tabele 9.19. Za i , .

Unutrašnji prečnik rotora je:

4.7 Odredite struju u šipki rotora:

gde je k i koeficijent koji uzima u obzir uticaj struje magnetizacije i otpora namotaja na odnos , koji definišemo grafički na ; ;

Koeficijent smanjenja struja određujemo po formuli:

Zatim željena struja u šipki rotora:

4.8 Odredite površinu poprečnog presjeka štapa:

gdje je dozvoljena gustina struje; u našem slučaju .

4.9 Utor rotora je određen prema slici 9.40, b. Prihvatamo , , .

Iz intervala biramo magnetnu indukciju u zupcu rotora tabela 9.12. Hajde da prihvatimo.

Odredimo dozvoljenu širinu zuba:

Izračunajte dimenzije utora:

širina b 1 i b 2:

, (4.9)

visina h 1:

Izračunajte ukupnu visinu utora rotora h P2:

Odredite površinu poprečnog presjeka štapa:

4.10 Odredite gustinu struje u štapu J 2:

(4.13)

Slika 4.1. Utor dizajniranog kaveznog motora

4.11 Izračunajte površinu poprečnog presjeka prstenova kratkog spoja q cl:

gdje je struja u prstenu, određujemo po formuli:

,

4.12 Izračunajte dimenzije prstenova za zatvaranje i prosječni prečnik prstena:

(4.18)

Odredite površinu poprečnog presjeka prstena:

5. Proračun struje magnetiziranja

5.1 Vrijednost indukcije u zupcima rotora i statora:

, (5.1)

(5.2)

5.2 Izračunajte indukciju u jarmu statora B a:

5.3 Odredite indukciju u jarmu rotora B j:

, (5.4)

gdje je h "j izračunata visina jarma rotora, m.

Za motore sa 2r≥4 sa jezgrom rotora postavljenim na čahuru ili na rebrasto vratilo, h "j se određuje po formuli:

5.4 Magnetski napon zračnog raspora F d:

, (5.6)

gdje je k d koeficijent zračnog raspora, određujemo po formuli:

, (5.7)

gdje

Magnetski napon zračnog raspora:

5.5 Magnetski napon zona zubaca statora F z 1:

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

gdje je 2h z1 izračunata visina zupca statora, m.

H z1 će se odrediti iz Tabele A-1.7. u , .

5.6 Magnetski napon zona zubaca rotora F z 2:

, (5.9)

, tabela P-1.7.

5.7 Izračunajte koeficijent zasićenja zone zubaca k z:

(5.10)

5.8 Pronađite dužinu prosječne magnetne linije jarma statora L a:

5.9 Odredimo jačinu polja H a na indukciji B a prema krivulji magnetizacije za jaram prihvaćene klase čelika 2013, tabela P-1.6. U , .

5.10 Pronađite magnetni napon jarma statora F a:

5.11 Odredimo dužinu srednje magnetne linije fluksa u jarmu rotora L j:

, (5.13)

gdje je h j - visina stražnjeg dijela rotora, nalazi se po formuli:

5.12 Jačina polja H j za vrijeme indukcije određena je iz krive magnetizacije jarma za prihvaćeni razred čelika Tablica P-1.6. U , .

Odredimo magnetni napon jarma rotora F j:

5.13 Izračunajte ukupan magnetni napon magnetnog kola mašine (po paru polova) F c:

5.14 Faktor zasićenja magnetnog kola:

(5.17)

5.15 Struja magnetiziranja:

Relativna vrijednost struje magnetiziranja:

(5.19)

6. Parametri režima rada

Parametri asinhrone mašine su aktivni i induktivni otpor namotaja statora x 1, r 1, rotora r 2, x 2, otpor međusobne induktivnosti x 12 (ili x m) i izračunati otpor r 12 (ili r m), čije uvođenje uzima u obzir uticaj gubitaka u čeliku statora na karakteristike motora.

Na slici 6.1 prikazani su krugovi zamjene faza asinhrone mašine, zasnovani na dovođenju procesa u rotirajućoj mašini u stacionarni. Fizički procesi u asinhronoj mašini jasnije su prikazani na dijagramu prikazanom na slici 6.1. Ali za proračun je pogodnije pretvoriti ga u kolo prikazano na slici 6.2.

Slika 6.1. Krug zamjene faze namotaja reducirane asinhrone mašine

Slika 6.2. Transformisani fazni ekvivalentni krug namotaja redukovane asinhrone mašine

6.1 Aktivni otpor faze namota statora izračunava se po formuli:

, (6.1)

gdje je L 1 ukupna dužina efektivnih provodnika faze namotaja, m;

a je broj paralelnih grana namotaja;

c 115 - specifični otpor materijala namotaja (bakar za stator) na projektnoj temperaturi. Za bakar ;

k r je koeficijent povećanja aktivnog otpora faze namotaja od efekta efekta strujnog pomaka.

U provodnicima namotaja statora asinhronih mašina, efekat pomaka struje je neznatan zbog malih dimenzija elementarnih vodiča. Stoga se u proračunima normalnih mašina po pravilu uzima k r =1.

6.2 Ukupna dužina faznih provodnika namotaja L 1 izračunava se po formuli:

gdje je l cf prosječna dužina zavoja namotaja, m.

6.3 Prosječna dužina zavojnice l cf nalazi se kao zbir ravnih - užljebljenih i zakrivljenih prednjih dijelova zavojnice:

, (6.3)

gdje je l P dužina žljebnog dijela, jednaka konstruktivnoj dužini jezgara mašine. ;

l l - dužina prednjeg dijela.

6.4 Dužina prednjeg dijela zavojnice labavog namota statora određena je formulom:

, (6.4)

gdje je K l - koeficijent čija vrijednost zavisi od broja parova polova, za tabelu 9.23;

b CT - prosječna širina zavojnice, m, određena lukom kruga koji prolazi kroz sredine visine žljebova:

, (6.5)

gdje je b 1 relativno skraćivanje koraka namotaja statora. Obično se prihvata.

Koeficijent za labav namotaj postavljen u žljebove prije utiskivanja jezgra u kućište.

Prosječna dužina:

Ukupna dužina efektivnih faznih provodnika namotaja:

Fazni aktivni otpor namotaja statora:

6.5 Odredite dužinu odlaska duž čeonog dijela:

gdje je K out koeficijent određen prema tabeli 9.23. u .

6.6 Odredimo relativnu vrijednost faznog otpora namotaja statora:

(6.7)

6.7 Odredite aktivni otpor faze namota rotora r 2:

gdje je r c otpor štapa;

r cl - otpor prstena.

6.8 Izračunajte otpor štapa po formuli:

6.9 Izračunajte otpor prstena:

Tada aktivni otpor rotora:

6.10 Dovedemo r 2 do broja zavoja statorskog namota, definiramo:

6.11 Relativna vrijednost faznog otpora namotaja rotora.

(6.12)

6.12 Induktivni otpor faza namotaja rotora:

, (6.13)

gdje je l p koeficijent magnetne provodljivosti rotora sa prorezima.

Na osnovu slike 9.50, e l p je određen formulom iz tabele 9.26:

, (6.14)

(provodnici su osigurani poklopcem utora).

, (6.15)

Frontalni koeficijent rasejanja magnetne provodljivosti:

Koeficijent magnetne provodljivosti diferencijalnog raspršenja određujemo po formuli:

, (6.17)

gdje je određen grafički, na , Slika 9.51, e, .

Koristeći formulu (6.13), izračunavamo induktivni otpor namota statora:

6.13 Odredimo relativnu vrijednost induktivnog otpora namotaja statora:

(6.18)

6.14 Izračunajmo induktivni otpor faze namotaja rotora prema formuli:

gdje je l p2 koeficijent magnetne provodljivosti proreza rotora;

l l2 - koeficijent magnetne provodljivosti prednjeg dijela rotora;

l d2 - koeficijent magnetske provodljivosti diferencijalnog raspršenja rotora.

Koeficijent magnetne provodljivosti utora rotora izračunava se po formuli, na osnovu tabele 9.27:

6.15 Koeficijent magnetne provodljivosti prednjeg dijela rotora određuje se formulom:

,

6.16 Koeficijent magnetne provodljivosti diferencijalnog raspršenja rotora određuje se formulom:

, (6.23)

gdje .

6.17 Nađimo vrijednost induktivnog otpora prema formuli (6.19):

Donosimo x 2 na broj okreta statora:

Relativna vrijednost, :

(6.25)

7. Obračun gubitka

7.1 Izračunajte glavne gubitke u čeliku statora asinkrone mašine prema formuli:

, (7.1)

gdje su konkretni gubici, tabela 9.28;

b - eksponent, za čelik 2013;

k da i k d z - koeficijenti koji uzimaju u obzir uticaj na gubitke u čeliku, za čelik 2013 , ;

m a - masa jarma, izračunata prema formuli:

gdje je specifična težina čelika.

Težina zubaca statora:

7.2 Izračunajte ukupne površinske gubitke u rotoru:

gdje je p sur2 - specifični površinski gubici, određujemo po formuli:

, (7.5)

gdje je koeficijent koji uzima u obzir utjecaj površinske obrade glava zubaca rotora na specifične gubitke;

V 02 - amplituda indukcijskog talasa u zračnom rasporu, određujemo po formuli:

gdje je grafički određeno na slici 9.53, b.

7.3 Izračunajte specifične površinske gubitke prema formuli (7.5):

7.4 Izračunajte gubitke pulsiranja u zupcima rotora:

, (7.7)

gdje je m z 2 masa čelika zubaca rotora;

V pool2 je amplituda magnetne pulsacije u rotoru.

, (7.9)

7.5 Odrediti iznos dodatnih gubitaka u čeliku:

7.6 Ukupni gubitak čelika:

7.7 Definirajmo mehaničke gubitke:

gdje , kada prema tabeli 9.29 .

7.8 Izračunajte dodatne gubitke u nominalnom režimu rada:

7.9 Struja bez opterećenja motora:

, (7.14)

gdje je I x.x.a. - aktivna komponenta struje praznog hoda, određujemo je po formuli:

gdje je R e.1 x.x. - električni gubici u statoru u praznom hodu:

7.10 Odredite faktor snage u praznom hodu:

(7.17)

8. Proračun učinka

8.1 Odredite stvarni dio otpora:

(8.1)

(8.2)

8.3 Konstanta motora:

, (8.3)

(8.4)

8.4 Odredite aktivnu komponentu struje:

8.5 Definirajte količine:

8.6 Gubici koji se ne mijenjaju promjenom klizanja:

Prihvati i izračunaj učinak, sa proklizavanjem jednakim: 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,0201. Rezultate proračuna upisujemo u tabelu 8.1.

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

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

a¢=1,0795; a=0,0266 ohma; b¢=0; b=0,26 oma

Tabela 8.1

Karakteristike performansi asinhronog motora

Formula za izračun		slip s

Slika 8.1. Snaga motora u odnosu na snagu P 2

Slika 8.2. Grafikon efikasnosti motora u odnosu na snagu P 2

Slika 8.3. Grafikon klizanja motora s u odnosu na snagu P 2

Slika 8.4. Grafikon zavisnosti struje statora I 1 motora od snage P 2

9. Termički proračun

9.1 Odredimo porast temperature unutrašnje površine jezgre statora u odnosu na temperaturu zraka unutar motora:

, (9.1)

gdje je i stepen zaštite IP23, tabela 9.35;

a 1 - koeficijent prolaza toplote sa površine, grafički ćemo definisati Slika 9.68, b, .

, (9.2)

gdje je koeficijent povećanja gubitka, za klasu otpornosti na toplinu F.

,

9.2 Temperaturna razlika u izolaciji proreznog dijela namotaja statora:

, (9.4)

gdje je P p1 obim poprečnog presjeka žljeba statora, određujemo po formuli:

l equiv. – prosječna ekvivalentna toplinska provodljivost dijela žljeba, za klasu otpornosti na toplinu F , strana 452;

- prosječna vrijednost koeficijenta toplotne provodljivosti unutrašnje izolacije. grafički definirati at , , slika 9.69.

9.3 Odredite temperaturnu razliku po debljini izolacije prednjih dijelova:

, (9.6)

gdje , .

Stoga prednji dijelovi namotaja statora nisu izolirani.

9.4 Izračunajte temperaturu viška vanjske površine prednjih dijelova u odnosu na temperaturu zraka unutar stroja:

9.5 Odredite prosječni porast temperature namotaja statora u odnosu na temperaturu zraka unutar stroja:

(9.8)

9.6 Izračunajte prosječan višak temperature zraka unutar stroja nad temperaturom okoline:

gdje a in - definiramo grafički Slika 9.68, ;

- zbir gubitaka ispuštenih u vazduh unutar motora:

gdje su ukupni gubici u motoru u nominalnom režimu;

P e1 - električni gubici u namotaju statora u nominalnom režimu;

P e2 - električni gubici u namotaju rotora pri nominalnom režimu rada.

, (9.12)

gdje je S kor. je površina okvira.

P p se određuje grafički. Kada, slika 9.70.

9.7 Odredite prosječni porast temperature namotaja statora u odnosu na temperaturu okoline:

9.8 Odredite protok zraka potreban za ventilaciju:

(9.14)

9.9 Protok zraka koji pruža vanjski ventilator s dizajnom i dimenzijama usvojenim u seriji 4A može se približno odrediti formulom:

, (9.15)

gdje i - broj i širina, m, radijalnih ventilacijskih kanala, strana 384;

n - broj obrtaja motora, o/min;

Koeficijent, za motore sa .

One. protok zraka koji pruža vanjski ventilator veći je od protoka zraka potrebnog za ventilaciju motora.

10. Proračun performansi tortnog grafikona

10.1 Prvo odredite sinhronu struju bez opterećenja koristeći formulu:

10.2 Izračunajte aktivni i induktivni otpor kratkog spoja:

10.3 Izračunajte skalu tortnog grafikona:

Trenutna skala je:

gdje je D do - prečnik kruga dijagrama, bira se iz intervala: , izaberite .

Skala snage:

Skala momenta:

(10.6)

Kružni dijagram motora je prikazan ispod. Krug promjera od D do sa centrom O¢ je mjesto krajeva vektora struje statora motora pri različitim klizanjima. Tačka A 0 određuje položaj kraja strujnog vektora I 0 u sinhronom praznom hodu i - u stvarnom praznom hodu motora. Segment , jednak je faktoru snage u praznom hodu. Tačka A 3 određuje položaj kraja vektora struje statora u slučaju kratkog spoja (s=1), segment je struja I kratkog spoja. , a ugao je . Tačka A 2 određuje položaj kraja vektora struje statora na .

Međutačke na luku A 0 A 3 određuju položaj krajeva vektora struje I 1 pri različitim opterećenjima u motornom režimu. Osa apscisa OB dijagrama je linija primarne snage P 1 . Linija elektromagnetne snage R em ili elektromagnetnih momenata M em je linija A 0 A 2. Linija korisne snage na osovini (sekundarna snaga P 2) je linija A ’ 0 A 3.

Slika 10.1. Pie chart

Zaključak

U ovom predmetnom projektu dizajniran je asinhroni elektromotor sa kaveznim rotorom. Kao rezultat proračuna, dobijeni su glavni pokazatelji za motor date snage h i cosj, koji zadovoljavaju maksimalnu dozvoljenu vrijednost GOST-a za seriju motora 4A. Izvršen je proračun i konstrukcija radnih karakteristika projektovane mašine.

Dakle, prema podacima proračuna, ovom motoru se može dati sljedeći simbol:

4 – serijski broj serije;

A - tip motora - asinhroni;

315 - visina ose rotacije;

M - uslovna dužina kreveta prema IEC;

10 - broj polova;

U - klimatski dizajn za umjerenu klimu;

Nazivni podaci projektovanog motora:

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

Bibliografija

1. Projektovanje električnih mašina: Proc. za univerzitete / P79

I.P. Kopylov, B.K. Klokov, V.P. Morozkin, B.F. Tokarev; Ed. I.P. Kopylov. – 4. izd., revidirano. i dodatne - M.: Više. škola, 2005. - 767 str.: ilustr.

2. Voldek A.I., Popov V.V. Električni automobili. AC mašine: udžbenik za srednje škole. - Sankt Peterburg: - Peter, 2007. -350 str.

3. Katsman M.M. Priručnik za električne mašine: udžbenik za učenike obrazovanja. srednje institucije. prof. obrazovanje / Mark Mihajlovič Katsman. - M.: Izdavački centar "Akademija", 2005. - 480 str.

Aneks A

(obavezno)

Slika 1. Šema dvoslojnog namota sa skraćenim korakom, , ,

Ministarstvo obrazovanja i nauke Ruske Federacije

Federalna agencija za obrazovanje

IRKUTSK DRŽAVNI TEHNIČKI UNIVERZITET

Katedra za elektro pogon i elektrotransport

Dozvoljeno mi je da branim:

Šef__ Klepikova T.V __

DIZAJN ASINHRONOG MOTORA SA ROTOROM ZA ZATVOR

OBJAŠNJENJE

Na predmetni projekat iz discipline

"električni automobili"

096.00.00P3

Završio učenik grupe _EAPB 11-1 ________ __ Nguyen Van Vu____

Kontrola norme ___________ _vanredni profesor Katedre za EET Klepikova T.V __

Irkutsk 2013

Uvod

1. Glavne dimenzije

2 Jezgro statora

3 Jezgro rotora

Namotaj statora

1 Namotaj statora sa trapezoidnim poluzatvorenim prorezima

Namotavanje kaveza

1 Dimenzije ovalnih zatvorenih proreza

2 Dimenzije prstena za kratki spoj

Proračun magnetnog kola

1 MDS za zračni raspor

2 MMF za zube sa trapezoidnim poluzatvorenim prorezima statora

3 MMF za zupce rotora sa ovalnim zatvorenim prorezima rotora

4 MDS za stražnji dio statora

5 MDS za stražnji dio rotora

6 Parametri magnetnog kola

Aktivni i induktivni otpori namotaja

1 Otpor namotaja statora

2 Otpor namotaja kaveznog rotora sa ovalnim zatvorenim prorezima

3 Otpor namotaja konvertovanog ekvivalentnog kola motora

Idle i nominalno

1 Način mirovanja

2 Proračun parametara nominalnog načina rada

Tortni grafikon i performanse

1 Tortni grafikon

2 Podaci o performansama

Maksimalni trenutak

Početna struja pokretanja i početni startni moment

1 Aktivni i induktivni otpori koji odgovaraju režimu pokretanja

2 Početna struja pokretanja i obrtni moment

Toplotni i ventilacijski proračuni

1 Namotaj statora

2 Proračun ventilacije motora sa stepenom zaštite IP44 i načinom hlađenja IC0141

Zaključak

Spisak korištenih izvora

Uvod

Električne mašine su glavni elementi energetskih postrojenja, raznih mašina, mehanizama, tehnološke opreme, savremenih transportnih sredstava, komunikacija itd. One proizvode električnu energiju, vrše visoko ekonomično pretvaranje u mehaničku energiju, obavljaju različite funkcije pretvaranja i pojačavanja različitih signala. u sistemima automatskog upravljanja i upravljanja.

Električne mašine se široko koriste u svim sektorima nacionalne privrede. Njihove prednosti su visoka efikasnost, koja dostiže 95÷99% kod snažnih električnih mašina, relativno mala težina i ukupne dimenzije, kao i ekonomična upotreba materijala. Električne mašine se mogu izraditi za različite kapacitete (od frakcija vata do stotina megavata), brzine i napone. Odlikuje ih visoka pouzdanost i izdržljivost, lakoća kontrole i održavanja, pogodna opskrba i uklanjanje energije, niska cijena u masovnoj i masovnoj proizvodnji, te su ekološki prihvatljivi.

Asinhrone mašine su najčešće električne mašine. Uglavnom se koriste kao elektromotori i glavni su pretvarači električne energije u mehaničku energiju.

Trenutno, asinhroni elektromotori troše oko polovinu električne energije proizvedene u svijetu i naširoko se koriste kao električni pogon za veliku većinu mehanizama. To je zbog jednostavnosti dizajna, pouzdanosti i visoke efikasnosti ovih električnih mašina.

U našoj zemlji najmasovnija serija električnih mašina je opšta industrijska serija asinhronih mašina 4A. Serija uključuje mašine snage od 0,06 do 400 kW i izrađuje se u 17 standardnih visina ose rotacije. Za svaku od visina rotacije proizvode se motori dvije snage, koji se razlikuju po dužini. Na osnovu jedne serije proizvode se različite modifikacije motora koje zadovoljavaju tehničke zahtjeve većine potrošača.

Na osnovu jedne serije proizvode se različite verzije motora, dizajnirane za rad u posebnim uslovima.

Proračun asinhronog motora sa kaveznim rotorom

Tehnički zadatak

Projektovati asinhroni trofazni motor sa kaveznim rotorom: P=45kW, U= 380/660 V, n=750 o/min; dizajn IM 1001; izvedba prema načinu zaštite IP44.

1. Magnetni krug motora. Dimenzije, konfiguracija, materijal

1 Glavne dimenzije

Prihvatamo visinu ose rotacije motora h=250 mm (tabela 9-1).

Prihvatamo vanjski prečnik jezgre statora DH1=450 mm (Tabela 9-2).

Unutrašnji prečnik jezgre statora (, tabela 9-3):

1= 0,72 DH1-3=0,72ˑ450-3= 321 (1,1)

Prihvatamo koeficijent (, Slika 9-1).

Prihvatamo preliminarnu vrijednost efikasnosti (Slika 9-2, a)

Prihvatamo preliminarnu vrijednost (Slika 9-3, a).

Procijenjena snaga

(1.2)

Prihvatamo preliminarno linearno opterećenje A/cm (, slika 9-4, a i tabela 9-5).

Prihvatamo preliminarnu indukciju u procjepu (, slika 9-4, b i tabela 9-5).

Prihvatamo preliminarnu vrijednost faktora namotaja (, strana 119).

Procijenjena dužina jezgra statora

Prihvatamo konstruktivnu dužinu jezgre statora.

Maksimalna vrijednost omjera dužine jezgra i njegovog prečnika (tabela 9-6)

Odnos dužine jezgra i njegovog prečnika

(1.5)

1.2 Jezgro statora

Prihvatamo čelik marke - 2013. Prihvatamo lim debljine 0,5 mm. Uzimamo oblik izolacije lima - oksidacije.

Prihvatamo faktor punjenja čelika kC=0,97.

Prihvatamo broj utora po polu i fazi (Tabela 9-8).

Broj utora jezgre statora (1,6)

1.3 Jezgro rotora

Prihvatamo čelik marke - 2013. Prihvatamo lim debljine 0,5 mm. Uzimamo oblik izolacije lima - oksidacije.

Prihvatamo faktor punjenja čelika kC=0,97.

Prihvatamo jezgro rotora bez zakošenih žljebova.

Prihvatamo zračni zazor između statora i rotora (Tabela 9-9).

Vanjski prečnik jezgra rotora

Unutrašnji prečnik listova rotora

Uzimamo dužinu jezgre rotora jednaku dužini jezgre statora,

.

Prihvatamo broj žljebova jezgra rotora (Tabela 9-12).

2. Namotaj statora

Prihvatamo dvoslojni namotaj sa skraćenim korakom koji se postavlja u trapezoidne poluzatvorene žljebove (tabela 9-4).

Koeficijent distribucije

(2.1)

gdje

Prihvatamo relativni korak namotaja.

Visina namotaja:

(2.2)

Faktor skraćivanja

Odnos namotaja

Preliminarna vrijednost magnetnog fluksa

Preliminarni broj zavoja u faznom namotu

Preliminarni broj efektivnih provodnika u utoru

(2.7)

gdje je broj paralelnih grana namotaja statora.

Prihvati

Navedeni broj zavoja u faznom namotu

(2.8)

Korigirana vrijednost magnetnog fluksa

Korigirana vrijednost indukcije u zračnom rasporu

(2.10)

Preliminarna vrijednost nazivne fazne struje

Odstupanje primljenog linearnog opterećenja od prethodno prihvaćenog

(2.13)

Odstupanje ne prelazi dozvoljenu vrijednost od 10%.

Uzimamo prosječnu vrijednost magnetne indukcije u stražnjem dijelu statora (Tablica 9-13).

Podjela zubaca prema unutrašnjem prečniku statora

(2.14)

2.1 Namotaj statora sa trapezoidnim poluzatvorenim prorezima

Namotaj i žljeb statora određeni su prema slici 9.7

Prihvatamo prosječnu vrijednost magnetne indukcije u zupcima statora (Tabela 9-14).

Širina zuba

(2.15)

Visina leđa statora

Visina utora

Velika širina proreza

Privremena širina utora

Manja širina proreza

gdje je visina proreza (, stranica 131).

I na osnovu zahtjeva

Površina poprečnog presjeka utora

Čisto područje žlijeba

(2.23)

gdje - montažne dodatke za jezgra statora i rotora, po širini i visini (, strana 131).

Površina poprečnog presjeka izolacije trupa

gdje je prosječna vrijednost jednostrane debljine izolacije trupa (, strana 131).

Površina poprečnog presjeka odstojnika između gornjeg i donjeg namotaja u utoru, na dnu žlijeba i ispod klina

Površina poprečnog presjeka utora koju zauzima namotaj

Posao

gdje je dozvoljeni faktor punjenja proreza za ručno polaganje (. strana 132).

Prihvatamo broj elementarnih žica u efektivnom .

Prečnik elementarne izolovane žice

(2.28)

Promjer elementarne izolirane žice ne smije biti veći od 1,71 mm za ručnu ugradnju i 1,33 mm za mašinsku ugradnju. Ovaj uslov je ispunjen.

Prihvatamo prečnike elementarne izolovane i neizolovane (d) žice (Dodatak 1)

Prihvatamo površinu poprečnog presjeka žice (, Dodatak 1).

Rafinirani faktor popunjavanja utora

(2.29)

Vrijednost prilagođenog faktora punjenja utora zadovoljava uslove ručnog slaganja i mašinskog slaganja (kod mašinskog slaganja dozvoljeni ).

Rafinirana širina utora

Prihvati , kao .

(2.31)

Proizvod linearnog opterećenja i gustine struje

Prihvatamo dozvoljenu vrijednost proizvoda linearnog opterećenja i gustoće struje (Slika 9-8). Gdje je koeficijent k5=1 (Tabela 9-15).

Prosječna podjela zubaca statora

Prosječna širina namotaja statora

Prosječna dužina jedne glave zavojnice

Prosječna dužina namotaja

Dužina prepusta kraja namotaja

3. Kavezni namotaj

Prihvatamo rotorske žljebove ovalnog oblika, zatvorene.

3.1 Dimenzije ovalnih zatvorenih proreza

Žljebovi rotora su određeni sl. 9.10

Prihvatamo visinu utora. (, Slika 9-12).

Procijenjena visina stražnje strane rotora

gdje je promjer okruglih aksijalnih ventilacijskih kanala u jezgri rotora, oni nisu predviđeni u projektovanom motoru.

Magnetna indukcija u stražnjem dijelu rotora

Podjela zubaca prema vanjskom prečniku rotora

(3.3)

Prihvatamo magnetnu indukciju u zupcima rotora (tabela 9-18).

Širina zuba

(3.4)

Manji radijus utora

Veći radijus utora

gdje je - visina proreza (, strana 142);

Širina proreza (, strana 142);

za zatvoreni utor (, stranica 142).

Udaljenost između centara radijusa

Provjera ispravnosti definicije i na osnovu uvjeta

(3.8)

Površina poprečnog presjeka štapa, jednaka površini poprečnog presjeka utora u kalupu

3.2 Dimenzije prstena za kratki spoj

Prihvatamo liveni kavez.

Prstenovi za kratki spoj rotora prikazani su na sl. 9.13

Presjek prstena

visina prstena

Dužina prstena

(3.12)

Prosječan prečnik prstena

4. Proračun magnetnog kola

1 MDS za zračni raspor

Faktor koji uzima u obzir povećanje magnetskog otpora zračnog raspora zbog strukture zupčanika statora

(4.1)

Koeficijent koji uzima u obzir povećanje magnetskog otpora zračnog raspora zbog strukture zupčanika rotora

Prihvaćamo koeficijent koji uzima u obzir smanjenje magnetskog otpora zračnog raspora u prisustvu radijalnih kanala na statoru ili rotoru.

Faktor ukupnog zračnog raspora

MDS za zračni raspor

4.2 MMF za zube sa trapezoidnim poluzatvorenim prorezima statora

(, dodatak 8)

Uzimamo prosječnu dužinu putanje magnetskog fluksa

MDS za zube

4.3 MMF za zupce rotora sa ovalnim zatvorenim prorezima rotora

Pošto , prihvatamo jačinu magnetnog polja (Dodatak 8).

MDS za zube

4.4 MMF za stražnji dio statora

(, Dodatak 11).

Prosječna dužina putanje magnetskog fluksa

MDS za stražnji dio statora

4,5 MMF za stražnji dio rotora

Prihvatamo jačinu magnetnog polja (, dodatak 5)

Prosječna dužina putanje magnetskog fluksa

MDS za stražnji dio rotora

4.6 Parametri magnetnog kola

Ukupni MMF magnetnog kola po jednom polu

Faktor zasićenja magnetnog kola

(4.13)

Struja magnetiziranja

Struja magnetiziranja u relativnim jedinicama

(4.15)

emf bez opterećenja

Glavna induktivna reaktanca

(4.17)

Glavna induktivna reaktancija u relativnim jedinicama

(4.18)

5. Aktivni i induktivni otpor namotaja

1 Otpor namotaja statora

Aktivni otpor faznog namotaja na 20 0S

gdje -specifična električna provodljivost bakra na 200C (, strana 158).

Aktivni otpor faznog namotaja na 20 0S u relativnim jedinicama

(5.2)

Provjera ispravnosti definicije

Prihvatamo dimenzije žljeba statora (, tabela 9-21)

Visina: (6,4)

Koeficijenti koji uzimaju u obzir skraćivanje koraka

Scattering Conductivity

(5.7)

Prihvatite koeficijent diferencijalne disipacije statora (tablica 9-23).

Faktor koji uzima u obzir utjecaj otvaranja proreza statora na provodljivost diferencijalnog raspršenja

Prihvaćamo koeficijent koji uzima u obzir reakciju prigušenja struja induciranih u namotaju kaveznog rotora višim harmonicima polja statora (Tablica 9-22).

(5.9)

Pole divizija:

(5.10)

Koeficijent provodljivosti disipacije krajeva namotaja

Koeficijent provodljivosti curenja namotaja statora

Induktivna reaktancija faznog namotaja statora

Induktivni otpor faznog namotaja statora u relativnim jedinicama

(5.14)

Provjera ispravnosti definicije

5.2 Otpor namotaja kaveznog rotora sa ovalnim zatvorenim prorezima

Aktivni otpor kaveznog štapa na 20 0S

gdje - električna provodljivost aluminija na 20 °C (, strana 161).

Koeficijent redukcije struje prstena na struju štapa

(5.17)

Otpor prstenova kratkog spoja, smanjen na struju štapa na 20 0S

otpor magnetnog kola

Centralni ugao kosine žljebova ask=0 jer nema kosine.

Omjer nagiba proreza rotora

Koeficijent smanjenja otpora namotaja rotora prema namotaju statora

Aktivni otpor namotaja rotora na 20 0C, sveden na namotaj statora

Aktivni otpor namotaja rotora na 20 0C, sveden na namotaj statora u relativnim jedinicama

Struja šipke rotora za način rada

(5.23)

Faktor provodljivosti curenja za ovalni zatvoreni prorez rotora

(5.24)

Broj utora rotora po polu i fazi

(5.25)

Prihvatamo koeficijent diferencijalnog rasipanja rotora (slika 9-17).

Provodljivost diferencijalnog raspršenja

(5.26)

Koeficijent provodljivosti rasejanja kratkih prstenova od livenog kaveza

Relativna kosina proreza rotora, u dijelovima zupčaste podjele rotora

(5.28)

Faktor provodljivosti curenja ukoso

Induktivni otpor namotaja rotora

Induktivni otpor namotaja rotora, sveden na namotaj statora

Induktivni otpor namotaja rotora, sveden na namotaj statora, u relativnim jedinicama

(5.32)

Provjera ispravnosti definicije

(5.33)

Uslov mora biti ispunjen. Ovaj uslov je ispunjen.

5.3 Otpor namotaja konvertovanog ekvivalentnog kola motora

Faktor disipacije statora

Faktor otpora statora

gdje je koeficijent (, strana 72).

Pretvoreni otpori namotaja

Preračunavanje magnetnog kola nije potrebno, jer i .

6. Prazan hod i nazivni

1 Način mirovanja

As , u daljim proračunima ćemo prihvatiti .

Reaktivna komponenta struje statora tokom sinhrone rotacije

Električni gubici u namotaju statora pri sinhronoj rotaciji

Procijenjena težina čelika zuba statora sa trapezoidnim žljebovima

Magnetski gubici u zupcima statora

Težina stražnjeg čelika statora

Magnetski gubici u stražnjem dijelu statora

Ukupni magnetni gubici u jezgri statora, uključujući dodatne gubitke u čeliku

(6.7)

Mehanički gubici sa stepenom zaštite IP44, način hlađenja IC0141

(6.8)

gdje je 2p=8

Aktivna komponenta struje x.x.

Struja bez opterećenja

Faktor snage na x.x.

6.2 Proračun parametara nazivnog opterećenja

Aktivni otpor kratkog spoja

Kratki spoj induktivne reaktanse

Impedansa kratkog spoja

Dodatni gubici pri nazivnom opterećenju

Mehanička snaga motora

Ekvivalentni otpor kola

(6.17)

Ekvivalentna impedansa kola

Provjera ispravnosti proračuna i

(6.19)

Slip

Aktivna komponenta struje statora pri sinhronoj rotaciji

Struja rotora

Aktivna komponenta struje statora

(6.23)

Reaktivna komponenta struje statora

(6.24)

Struja faznog statora

Faktor snage

Gustina struje u namotaju statora

(6.28)

gdje je faktor namotaja za kavezni rotor (, stranica 171).

Struja u kaveznom rotoru

Gustoća struje u štapu rotora sa vjevericama

Struja kratkog spoja

Električni gubici u namotaju statora

Električni gubici u namotaju rotora

Ukupni gubici u elektromotoru

Ulazna snaga:

Efikasnost

(6.37)

Ulazna snaga: (6,38)

Ulazna snaga izračunata formulama (6.36) i (6.38) mora biti jednaka jedna drugoj, do zaokruživanja. Ovaj uslov je ispunjen.

Izlazna snaga

Izlazna snaga mora odgovarati izlaznoj snazi ​​navedenoj u projektnom zadatku. Ovaj uslov je ispunjen.

7. Tortni grafikon i podaci o performansama

1 Tortni grafikon

trenutna skala

gdje - opseg prečnika radnog kruga (, strana 175).

Prihvati .

Prečnik radnog kruga

(7.2)

skala snage

Dužina segmenta reaktivne struje

Dužina aktivnog trenutnog segmenta

Trake na grafikonu

(7.7)

(7.8)

7.2 Podaci o performansama

Izračunavamo karakteristike performansi u obliku tabele 1.

Tabela 1 - Karakteristike performansi asinhronog motora

Uslovi konvoj	Isporučena snaga u razlomcima
cos0.080.500.710.800.830.85
P, W1564.75172520622591.53341.74358.4
, %13,5486,8891,6492,8893,0892,80

8. Maksimalni moment

Varijabilni dio faktora statora sa trapezoidnim poluzatvorenim žljebom

Komponenta provodljivosti curenja statora zavisna od zasićenja

Varijabilni dio faktora rotora sa ovalnim zatvorenim prorezima

(8.3)

Komponenta provodljivosti curenja rotora zavisna od zasićenja

Struja rotora koja odgovara maksimalnom momentu (9-322)

(8.7)

Ekvivalentna impedansa kola pri maksimalnom obrtnom momentu

Ukupni otpor ekvivalentnog kola pri beskonačno velikom klizanju

Ekvivalentni otpor ekvivalentnog kola pri maksimalnom obrtnom momentu

Višestrukost maksimalnog obrtnog momenta

Proklizavanje pri maksimalnom obrtnom momentu

(8.12)

9. Početna struja pokretanja i početni startni moment

1 Aktivni i induktivni otpori koji odgovaraju režimu pokretanja

Visina šipke kaveza rotora

Smanjena visina šipke rotora

Prihvatamo koeficijent (, slika 9-23).

Procijenjena dubina prodiranja struje u štap

Širina štapa na izračunatoj dubini prodora struje u štap

(9.4)

Površina poprečnog presjeka šipke na izračunatoj dubini prodora struje

(9.5)

omjer trenutnog pomaka

Aktivni otpor kavezne šipke na 20 0C za startni režim

Aktivni otpor namota rotora na 20 0C, svedeno na namotaj statora, za startni režim

Prihvatamo koeficijent (, slika 9-23).

Koeficijent provodljivosti propuštanja proreza rotora pri pokretanju za ovalni zatvoreni prorez

Koeficijent provodljivosti curenja namotaja rotora pri pokretanju

Induktivnost curenja motora ovisi o zasićenju

Induktivnost curenja motora neovisna o zasićenju

(9.12)

Aktivni otpor kratkog spoja na početku

9.2 Početna struja pokretanja i obrtni moment

Struja rotora pri startovanju motora

Ekvivalentna impedancija kola pri pokretanju (uzimajući u obzir efekte pomaka struje i zasićenja zalutalih staza)

Induktivna reaktancija ekvivalentnog kola pri startu

Aktivna komponenta struje statora pri pokretanju

(9.17)

Reaktivna komponenta struje statora pri pokretanju

(9.18)

Struja faznog statora pri startu

Višestrukost početne startne struje

(9.20)

Aktivni otpor rotora pri pokretanju, sveden na stator, pri izračunatoj radnoj temperaturi i ekvivalentnom kolu u obliku slova L

(9.21)

Višestrukost početnog momenta pokretanja

10. Toplotni i ventilacijski proračuni

1 Namotaj statora

Gubici u namotaju statora na maksimalno dozvoljenoj temperaturi

gdje je koeficijent (, strana 76).

Uslovna unutrašnja rashladna površina aktivnog dijela statora

Protok zraka koji može osigurati vanjski ventilator mora premašiti potreban protok zraka. Ovaj uslov je ispunjen.

Pritisak zraka koji razvija vanjski ventilator

Zaključak

U ovom predmetnom projektu projektovan je asinhroni elektromotor glavne konstrukcije, visine ose rotacije h=250 mm, stepena zaštite IP44, sa kaveznim rotorom. Kao rezultat proračuna, dobijeni su glavni pokazatelji za motor date snage P i cos, koji zadovoljavaju maksimalnu dozvoljenu vrijednost GOST-a.

Projektovani asinhroni elektromotor ispunjava zahtjeve GOST-a kako u pogledu energetskih pokazatelja (efikasnost i cosφ), tako i u pogledu startnih karakteristika.

Tip motora Snaga, kW Visina ose rotacije, mm Težina, kg Brzina, o/min Efikasnost, % Faktor snage, Moment inercije,

2. Kravchik A.E. et al Asinhroni motor serije 4A, priručnik. - M.: Energoatomizdat, 1982. - 504 str.

3. Projektovanje električnih mašina: udžbenik. za elektromeh. I struju. specijalnosti univerziteta / I. P. Kopylov [i drugi]; ed. I. P. Kopylova. - Ed. 4., revidirano. i dodatne - M.: Više. škola, 2011. - 306 str.

Dodatak. Izrada specifikacije

			Oznaka	Ime		Bilješka
				Dokumentacija
			1.096.00.000.PZ	Objašnjenje
			1.096.00.000.CH	Montažni crtež
				Namotaj statora
				Namotaj rotora
				Jezgro statora
				Jezgro rotora
				priključna kutija
				Rym. Bolt
				Ground bolt
				Fan
				Shroud Fan
				Ležaj

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Hostirano na http://www.allbest.ru

Uvod

Moderni električni pogon je kompleks uređaja i uređaja dizajniranih za kontrolu i regulaciju fizičkih i indikatora snage elektromotora. Najčešći električni motor koji se koristi u industriji je asinhroni motor. Razvojem energetske elektronike i razvojem novih moćnih sistema upravljanja asinhronim motorima, električni pogon na bazi asinhronog motora i frekventnih pretvarača je najbolji izbor za upravljanje različitim tehnološkim procesima. Asinhroni električni pogon ima najbolje tehničke i ekonomske pokazatelje, a razvoj novih motora koji štede energiju omogućava stvaranje energetski efikasnih elektropogonskih sistema.

Asinhroni elektromotor, električna asinhrona mašina za pretvaranje električne energije u mehaničku. Princip rada asinhronog elektromotora zasniva se na interakciji rotirajućeg magnetnog polja koje nastaje kada trofazna izmjenična struja prolazi kroz namote statora, sa strujom induciranom statorskim poljem u namotajima rotora. Kao rezultat, nastaju mehaničke sile koje uzrokuju rotaciju rotora u smjeru rotacije magnetskog polja, pod uvjetom da je brzina rotora n manja od brzine polja n1. Dakle, rotor se rotira asinhrono u odnosu na polje.

Svrha nastavnog rada je projektiranje asinhronog motora. Ovim dizajnom proučavamo svojstva i karakteristike ovog motora, proučavamo i karakteristike ovih motora. Ovaj rad je sastavni dio kursa izučavanja električnih mašina.

1. Magnetni krug motora. Dimenzije, konfiguracija, materijal

1.1 Glavne dimenzije

1. Visina ose rotacije asinhronog motora:

Za Rn =75 kW, n1=750 o/min

h=280 mm, 2p=8.

2. Spoljni prečnik jezgra DH1 sa standardnom visinom ose rotacije h=280 mm. Pod ovim uslovima DH1=520 mm.

3. Za određivanje unutrašnjeg prečnika jezgre statora D1 koristimo odnos D1=f(DH1) dat u tabeli 9-3. Za DH1=520 mm;

D1=0,72 DH1 - 3;

D1 = 0,72 520-3 = 371,4 mm.

4. Pronađite prosječnu vrijednost kH=f(P2) asinhronih motora

Za pH=75 kW; 2p=8;

5. Za kavezne motore sa zaštitom IP44, privremene vrijednosti.

Za pH=75 kW

6. Za motore sa kaveznim rotorom sa zaštitom IP44 uzimamo vrijednost cos prema slici 9-3, a sa 2r = 8

7. Procijenjena snaga P? za AC motore:

gdje - efikasnost; cos - faktor snage pri nazivnom opterećenju;

8. Pronalaženje linearnog opterećenja namotaja statora A1

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

9. Pronalaženje maksimalne vrijednosti magnetne indukcije u vazdušnom rasporu B

B=0,77 1,04 0,86=0,69 T

10. Da bismo odredili dužinu jezgra statora, postavimo preliminarnu vrijednost koeficijenta namotaja kob1, na 2r=8

11. Pronađite procijenjenu dužinu jezgra l1

l1=366,7+125=426,7

12. Konstrukcijska dužina jezgre statora l1 zaokružuje se na najbliži višekratnik od 5:

13. Omjer

425 / 371,4 = 1,149

14. Pronađite 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 Jezgro statora

Jezgro je sastavljeno od odvojenih štancanih limova od elektro čelika debljine 0,5 mm, sa izolacionim premazima za smanjenje gubitaka u čeliku od vrtložnih struja.

Za čelik 2312 koristimo lakiranu izolaciju limova.

Broj utora po polu i fazi:

Prema odabranoj vrijednosti q1, određuje se broj utora jezgre statora z1:

gdje je m1 broj faza;

z1 = 8 3 3 = 72.

1.3 Jezgro rotora

Za datu visinu ose rotacije biramo čelik 2312.

Jezgro je sastavljeno od odvojenih štancanih limova od elektro čelika debljine 0,5 mm.

Za jezgro prihvatamo istu lim izolaciju kao i za stator - lakiranje.

Faktor punjenja čelika uzima se jednakim

Prihvaćena je veličina zračnog raspora između statora i rotora.

Sa h = 280 mm i 2p = 8;

Košenje utora ck (bez kosnog utora)

Vanjski promjer jezgre rotora DH2:

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

Za visinu rotacije h 71 mm unutrašnji prečnik limova rotora D2:

D2 0,23 520 = 119,6 mm.

Za poboljšanje hlađenja, smanjenje mase i dinamičkog momenta inercije rotora, u jezgri rotora sa h250 su predviđeni okrugli aksijalni ventilacijski kanali:

Dužina jezgra rotora l2 pri h>250 mm.

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

Broj proreza u jezgru za motor sa kaveznim rotorom na z1=72 i 2r=8

2. Namotaj statora

2.1 Parametri zajednički za bilo koji namotaj

Za naš motor prihvatamo višeslojni dvoslojni koncentrični namotaj od žice marke PETV (klasa otpornosti na toplinu B), postavljen u pravokutne poluotvorene žljebove.

Obično je namotaj statora šestozonski; svaka zona je jednaka 60 električnih stepeni. Kod šestozonskog namotaja, koeficijent raspodjele kP1

kR1 = 0,5/(q1sin(b/20));

kR1 = 0,5/(3 sin(10)) = 0,95.

Skraćivanje koraka 1 uzima se jednakim

1 = 0,8, sa 2p = 8.

Dvoslojno namotavanje se izvodi sa skraćenim korakom yP1

yP1 = 1 z1 / 2p;

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

Faktor skraćivanja ky1

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

Koeficijent namotaja kOB1

kOB1 = kP1 ky1;

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

Preliminarna vrijednost magnetnog fluksa F

F \u003d B D1l1 10-6 / p;

F = 0,689 371,4 42510-6/4 = 0,027 Wb.

Preliminarni broj zavoja u faznom namotu? 1

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

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

Broj paralelnih grana namotaja statora a1 bira se kao jedan od djelitelja broja polova a1 = 1.

Preliminarni broj efektivnih provodnika u žljebu NP1

NP1 = 1a1(rq1);

NP1 = 155,3 1 / (4 3) = 5,58

Vrijednost NP1 se prihvaća zaokruživanjem NP1 na najbližu cjelobrojnu vrijednost

Odabirom cijelog broja određujemo vrijednost 1

1 = NP1rq1a1;

1 = 4 4 3/1 = 72.

Vrijednost magnetnog fluksa F

F = 0,023 66,5 / 64 = 0,028 Wb.

Vrijednost indukcije zračnog raspora B

B = B? 1/ ? 1;

B = 0,8 66,9/72 = 0,689 T

Preliminarna vrijednost nazivne fazne struje I1

I1 = Rn 103/(3U1cos);

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

A1 = 10Np1z1I1(D1a1);

A1 = 6 13 72 84,216 / (3,14 371,4) = 311,8 A / cm.

Prosječna vrijednost magnetne indukcije u stražnjem dijelu statora BC1

Sa h = 280 mm, 2p = 8

BC1 = 1,5 T.

Podjela zubaca prema unutrašnjem prečniku statora t1

t1 = p 371,4 / 72 = 16,1 mm.

2.2 Namotaj statora sa pravougaonim poluzatvorenim prorezima

Prihvatamo preliminarnu vrijednost magnetne indukcije na najužoj tački zupca statora

31max = 1,8 T

Podjela zubaca statora na najužem mjestu

Preliminarna širina zuba na najužoj tački

Preliminarna širina poluotvorenog i otvorenog proreza u kalupu

Širina proreza poluotvorenog utora

Dozvoljena širina efektivnog provodnika sa tokovanom izolacijom

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

Broj efektivnih provodnika prema visini proreza

Preliminarna visina leđa statora

F 106?(2 kc l1 Vc1);

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

Visina pred-žljeba

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

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

Dozvoljena visina efektivnog provodnika sa izolacijom namotaja

Efektivno područje provodnika

Preliminarni broj elementarnih provodnika

Broj elementarnih provodnika u jednom efektivnom

Preliminarni broj elementarnih provodnika u jednoj efektivnoj

Povećajte na 4

Veličina osnovnog elementarnog provodnika po visini utora

Konačan broj elementarnih provodnika

Manje i veće veličine gole žice

Dimenzija visine utora

Veličina prema širini utora u marki

Visina utora

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

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

Rafinirana širina zuba na najužoj tački

Rafinirana magnetna indukcija u najužem dijelu zupca statora

Gustina struje u namotaju statora J1

J1 = I1(c S a1);

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

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

(A1J1)dodaj \u003d 2200 0,75 0,87 \u003d 1435,5 A2 / (cm mm2).

lv1 = (0,19+0,1p)bcp1 + 10;

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

Prosječna podjela zubaca statora tSR1

tSR1 = (D1 + hP1)/z1;

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

Prosječna širina zavojnice statora bCP1

bSR1 = tSR1 uP1;

bSR1 = 18,6 7,2 = 133,6 mm.

Prosječna dužina prednjeg dijela namotaja ll1

ll1 = 1,3 = 279,6 mm

Prosječna dužina namotaja lcp1

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

Dužina prevjesa prednjeg dijela namotaja lv1

3. Kavezni namotaj

asinhrona faza magnetnog statora

Koristimo namotaj rotora sa žljebovima za boce, jer h = 280 mm.

Visina utora sa sl. 9-12 je jednako hp2 = 40 mm.

Procijenjena visina zadnje strane rotora hc2 na 2r=8 i h = 280 mm

hc2 = 0,38 Dn2 - hp2 - ?dk2;

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

Magnetna indukcija u stražnjem dijelu rotora Vs2

Sun2 = F 106 / (2 kc l2 hc2);

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

Podjela zubaca prema vanjskom prečniku rotora t2

t2 = rDn2/z2 = r 369,8/86 = 13,4 mm.

Magnetna indukcija u zupcima rotora Vz2.

Int2 = 1,9 T.

Književnost

1. Goldberg O.D., Gurin Ya.S., Sviridenko I.S. Projektovanje električnih mašina. - M.: Viša škola, 1984. - 431s.

Hostirano na Allbest.ru

...

Slični dokumenti

Dimenzioniranje i odabir elektromagnetnih opterećenja asinhronog motora. Izbor žljebova i vrste namotaja statora. Proračun namotaja i dimenzija zupčaste zone statora. Proračun kaveznog rotora i magnetnog kola. Gubitak snage u praznom hodu.

seminarski rad, dodan 09.10.2012


Podaci o DC motorima serije 4A100L4UZ. Odabir glavnih dimenzija asinhronog motora s kavezom. Proračun zone zuba i namota statora, konfiguracija njegovih utora. Izbor zračnog raspora. Proračun rotora i magnetnog kola.

seminarski rad, dodan 06.09.2012


Proračun karakteristika rada asinhronog motora sa kaveznim rotorom. Određivanje broja utora statora, zavoja u fazi namotaja dijela žice namotaja statora. Proračun dimenzija zupčaste zone statora i zračnog raspora. Proračuni glavnih gubitaka.

seminarski rad, dodan 01.10.2011


Proračun statora, rotora, magnetskog kola i gubitaka asinhronog motora. Određivanje parametara režima rada i startnih karakteristika. Termički, ventilacioni i mehanički proračun asinhronog motora. Testiranje osovine na krutost i snagu.

seminarski rad, dodan 10.10.2012


Izbor glavnih dimenzija asinhronog motora. Određivanje dimenzija zupčaste zone statora. Proračun rotora, magnetnog kola, parametara režima rada, radnih gubitaka. Proračun i konstrukcija startnih karakteristika. Termički proračun asinhronog motora.

seminarski rad, dodan 27.09.2014


Određivanje dozvoljenih elektromagnetnih opterećenja i izbor glavnih dimenzija motora. Proračun struje praznog hoda, parametara namotaja i zone zubaca statora. Proračun magnetnog kola. Određivanje parametara i karakteristika za mala i velika klizanja.

seminarski rad, dodan 11.12.2015


Izolacija namotaja statora i kaveznog rotora. Aktivni i induktivni otpori namotaja. Otpor namotaja kaveznog rotora sa ovalnim zatvorenim prorezima. Proračun parametara nazivnog načina rada asinhronog motora.

seminarski rad, dodan 15.12.2011


Proračun površine poprečnog presjeka žice namotaja statora, veličine njegove zupčaste zone, zračnog raspora, rotora, magnetskog kruga, parametara načina rada, gubitaka, startnih karakteristika kako bi se projektirao trofazni asinhroni motor.

seminarski rad, dodan 04.09.2010


Konstrukcija proširenih i radijalnih kola namotaja statora, određivanje vektora struje kratkog spoja. Konstrukcija kružnog dijagrama asinhronog motora. Analitički proračun prema ekvivalentnom kolu. Konstrukcija karakteristika performansi asinhronog motora.

test, dodano 20.05.2014


Određivanje struje praznog hoda, otpora statora i rotora asinhronog motora. Proračun i konstrukcija mehaničkih i elektromehaničkih karakteristika elektromotaja, koji daje zakone za regulaciju frekvencije i napona namotaja statora.