Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Găzduit la http://www.allbest.ru/

Mașini electrice

proiect de curs

„Proiectarea unui motor asincron cu un rotor cu cușcă de veveriță”

Sarcina tehnică

Proiectați un motor trifazat asincron cu un rotor cu colivie:

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;

design IM1001;

executie conform metodei de protectie IP44;

metoda de răcire IC0141;

proiectare climatică și categoria de plasare U3;

clasa de izolare F.

modul de operare S1

Determinarea principalelor dimensiuni geometrice

1. Preselectați înălțimea axei de rotație conform fig. 8.17, a (în continuare toate formulele, tabelele și cifrele de la) h = 150 mm.

Din Tabel. 8.6 acceptăm cea mai apropiată valoare mai mică h \u003d 132 mm și a \u003d 0,225 m (D a este diametrul exterior al statorului).

2. Determinați diametrul interior al statorului:

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

K D - coeficient de proporționalitate, determinat din tabel. 8.7.

3. Diviziunea polilor

m

unde 2p este numărul de perechi de poli.

4. Determinați puterea calculată:

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

k E - raportul dintre EMF înfășurării statorului și tensiunea nominală, determinat din fig. 8,20, k E = 0,983

- Randamentul unui motor asincron, conform fig. 8,21,a , = 0,89 , cos = 0,91

P 2 - puterea pe arborele motorului, W

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

5. Determinăm sarcinile electromagnetice (prealabil) conform fig. 8.22b:

Sarcină liniară (raportul dintre curentul tuturor spirelor înfășurării și circumferință) A \u003d 25.310 3 (A / m)

Inducerea spațiului de aer B= 0,73 (T)

6. Coeficientul de înfășurare preliminară este selectat în funcție de tipul de înfășurare a statorului. Pentru înfăşurări cu un singur strat k O1 = 0,95 0,96.

Să luăm k O1 = 0,96.

7. Lungimea estimată a spațiului de aer este determinată de formula:

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

k B - coeficientul formei câmpului, luat anterior egal cu

k B \u003d / () \u003d 1.11

- viteza unghiulară sincronă a arborelui motorului, rad/s, se calculează prin formula

rad/s

unde 1 - frecvența puterii, Hz

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

8. Verificați relația = / . Ar trebui să fie în intervalul 0,19 0,87, determinat din fig. 8.25:

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

Valoarea obținută este mai mare decât limitele recomandate, de aceea acceptăm următoarea cea mai mare din seria standard (Tabelul 8.6) înălțimea axei de rotație h = 160 mm. Repetăm ​​calculele conform paragrafelor. 1-8:

D a \u003d 0,272 (m) P \u003d (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

Calculul înfășurării, fantelor și jugului statorului

Definiție Z 1 , 1 și secțiuni fire înfăşurări stator

1. Determinăm valorile limită ale diviziunii 1 a dintelui conform fig. 6-15:

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

2. Valorile limită pentru numărul de fante pentru stator sunt determinate de următoarele formule

Acceptăm 1 = 36, atunci q = Z 1 / (2pm), unde m este numărul de faze

q = 36 / (23) = 6

Înfășurarea este un singur strat.

3. În cele din urmă, determinăm diviziunea dinților statorului:

m = 1410 -3 m

4. Găsiți numărul de conductori efectivi din canelură (anterior, cu condiția să nu existe ramuri paralele în înfășurare (a = 1)):

u=

I 1H - curentul nominal al înfășurării statorului, A, și este determinat de formula:

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

u==16

5. Acceptăm a = 2, atunci

u \u003d au \u003d 216 \u003d 32

6. Obțineți valorile finale:

numărul de spire în faza de înfășurare

sarcină liniară

A.m

curgere

Ф = (1) -1

k O1 - valoarea finală a coeficientului de înfășurare, determinată de formula:

k О1 = k У k Р

k Y - factor de scurtare, pentru o înfășurare cu un singur strat k Y \u003d 1

k P - coeficient de distribuție, determinat din tabel. 3.16 pentru prima armonică

kP = 0,957

F = = 0,01 (Wb)

inducția întrefierului

Tl

Valorile A și B sunt în limite acceptabile (Fig. 8.22, b)

7. Densitatea curentului în înfășurarea statorului (prelucrare):

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

produsul sarcinii liniare și densitatea de curent se determină din fig. 8.27b.

Secțiunea efectivă a conductorului (în mod preliminar):

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

Acceptăm n EL = 2, atunci

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

n EL - numărul conductoarelor elementare

q EL - secţiunea conductorului elementar

Selectăm firul de înfășurare PETV (conform tabelului A3.1) cu următoarele date:

diametrul nominal al sârmei goale d EL = 1,32 mm

valoarea medie a diametrului firului izolat d IZ = 1,384 mm

aria secțiunii transversale a unui fir gol q EL \u003d 1.118 mm 2

aria secțiunii transversale a conductorului efectiv q EF \u003d 1,1182 \u003d 2,236 (mm 2)

9. Densitatea de curent în înfășurarea statorului (în final)

Plată dimensiuni dinţat zone stator și aer clearance-ul

Canelură stator - conform fig. 1a cu un raport de dimensiuni care asigură paralelismul fețelor laterale ale dinților.

1. Acceptăm preliminar conform tabelului. 8.10:

valoarea de inducție în dinții statorului B Z1 = 1,9 (T) valoare de inducție în jugul statorului B a = 1,6 (T), apoi lățimea dintelui

b Z1 =

k C - factor de umplere a miezului cu oțel, conform tabelului. 8,11 pentru table oxidate din oțel de calitate 2013 k C = 0,97

CT1 - lungimea oțelului miezurilor statorului, pentru mașini cu 1,5 mm

ST1 = 0,091 (m)

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

înălțimea jugului statorului

2. Acceptăm dimensiunile canelurii din ștampilă:

lățimea canelurii b W = 4,0 (mm)

înălțimea canelurii h W = 1,0 (mm), = 45

înălțimea canelurii

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

lățimea fundului canelurii

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

lățimea superioară a canelurii

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

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

3. Dimensiunile canelurii în clar, ținând cont de alocațiile de asamblare:

pentru 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)

Aria secțiunii transversale a canelurii pentru plasarea conductorilor:

S P \u003d S DIN S PR

aria secțiunii transversale a garniturilor S PR = 0

zona secțiunii transversale a izolației carcasei în canelură

S DE LA \u003d b DE LA (2h P + b 1 + b 2)

b DIN - grosimea izolației unilaterale în canelura, conform tabelului. 3,1 b DE LA = 0,4 (mm)

S DE LA \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. Factor de umplere a canelurii:

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

Valoarea k W obţinută pentru pozarea mecanizată a înfăşurării este excesiv de mare. Factorul de umplere trebuie să fie între 0,70 și 0,72 (din Tabelul 3-12). Scădeți valoarea factorului de umplere prin creșterea ariei secțiunii transversale a canelurii.

Să luăm B Z1 = 1,94 (T) și B a = 1,64 (T), ceea ce este acceptabil, deoarece aceste valori depășesc valorile recomandate doar cu 2,5 - 3%.

5. Repetăm ​​calculul conform paragrafelor. 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 DE LA \u003d \u003d 29,9 (mm 2)

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

k Z = = 0,7088 0,71

Dimensiunile canelurii din ștampilă sunt prezentate în fig. 1, a.

Calculul înfășurării, fantelor și jugului rotorului

1. Determinați întrefierul (conform Fig. 8.31): = 0,8 (mm)

2. Numărul de fante pentru rotor (conform tabelului 8.16): Z 2 = 28

3. Diametrul exterior:

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

4. Lungimea circuitului magnetic al rotorului 2 = 1 = 0,091 (m)

5. Împărțirea țevilor:

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

6. Diametrul interior al rotorului este egal cu diametrul arborelui, deoarece miezul este montat direct pe arbore:

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

Valoarea coeficientului k In luată din tabel. 8,17: k B \u003d 0,23

7. Valoarea preliminară a curentului în tija rotorului:

I 2 = k i I 1 i

k i - coeficient ţinând cont de influenţa curentului de magnetizare şi a rezistenţei înfăşurării asupra raportului I 1 / I 2 . k i = 0,2+0,8 cos = 0,93

i - coeficientul de reducere a curenților:

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. Aria secțiunii transversale a tijei:

q C \u003d I 2 / J 2

J 2 - densitatea de curent în tijele rotorului, la umplerea canelurilor cu aluminiu, este selectată în

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

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

9. Canelura rotorului - conform fig. 1. b. Proiectam caneluri inchise in forma de para cu dimensiunile fantului b L = 1,5 mm si h L = 0,7 mm. Înălțimea jumperului deasupra canelurii este aleasă egală cu h W = 1 mm.

Lățimea dintelui permisă

b Z2 = = = 7.010 -3 (m) = 7.0 (mm) (41)

B Z2 - inducție în dinții rotorului, conform tabelului. 8,10 B Z2 = 1,8 (T)

Dimensiuni caneluri

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)

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

10. Specificați lățimea dinților rotorului

b Z2 = = 9,1 (mm)

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

b Z2 = b Z2 9,1 (mm)

Înălțimea totală a canelurii:

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)

Secțiune transversală tijei:

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. Densitatea curentului în tijă:

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

12. Inele de scurtcircuit. Arie a secțiunii transversale:

qCL = ICL / JCL

JCL - densitatea de curent în inelele de închidere:

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

ICL - curent în inele:

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. Dimensiunile inelelor de închidere:

hCL = 1,25 hP2 = 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)

Calculul circuitului magnetic

Miez magnetic din otel 2013; grosimea tablei 0,5 mm.

1. Tensiune magnetică a spațiului de aer:

F= 1,5910 6 Bk, unde (58)

k- factorul de aer:

k \u003d t 1 / (t 1 -)

= = = 2,5

k== 1,17

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

2. Tensiunea magnetică a zonelor dentare:

stator

F Z1 = 2h Z1 H Z1

h Z1 - înălțimea calculată a dintelui statorului, h Z1 = h P1 = 24,7 (mm)

H Z1 - valoarea intensității câmpului în dinții statorului, conform tabelului P1.7 la B Z1 = 1,94 (T) pentru oțel 2013 H Z1 = 2430 (A / m)

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

inductie calculata in dinti:

B Z1 = = = 1,934 (T)

din moment ce B Z1 1.8 (T), este necesar să se țină cont de ramificarea fluxului în șanț și să se găsească inducția efectivă în dintele B Z1 .

Coeficient k RH în înălțime h ZX = 0,5h Z:

k HRP =

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

k HRP = = 2,06

B Z1 = B Z1 - 0 H Z1 k RH

Acceptăm B Z1 = 1,94 (T), verificăm raportul dintre B Z1 și B Z1:

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

rotor

F Z2 = 2h Z2 H Z2

h Z2 - înălțimea calculată a dintelui rotorului:

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

H Z2 - valoarea intensității câmpului în dinții rotorului, conform tabelului P1.7 la B Z2 = 1,8 (T) pentru oțel 2013 H Z2 = 1520 (A / m)

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

inducție în dinte

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

3. Coeficientul de saturație al zonei dentare

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

4. Tensiunea magnetică a jugului:

stator

F a = L a H a

L a - lungimea liniei magnetice medii a jugului statorului, m:

La = = = 0,376 (m)

H a - intensitatea câmpului, conform tabelului P1.6 la B a = 1,64 (T) H a = 902 (A / m)

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

B a =

h a - înălțimea de proiectare a jugului statorului, 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)

rotor

F j = L j H j

L j este lungimea liniei medii de flux magnetic din jugul rotorului:

Lj = 2hj

h j - înălțimea spatelui rotorului:

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 - înălțimea de proiectare a jugului rotorului, m:

h j = = = 40,5 (mm)

B j = = 1,28 (T)

H j - intensitatea câmpului, conform tabelului P1.6 la B j = 1,28 (T) H j = 307 (A/m)

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

5. Tensiunea magnetică totală a circuitului magnetic pe pereche de poli:

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

6. Factorul de saturație al circuitului magnetic:

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

7. Curent de magnetizare:

I===7,3(A)

valoare relativă

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

Calculul parametrilor unei mașini asincrone pentru regimul nominal

1. Rezistența activă a fazei de înfășurare a statorului:

r1 = 115

115 - rezistenta specifica materialului infasurarii la temperatura de proiectare, Omm. Pentru clasa de izolare F, temperatura de proiectare este de 115 grade. Pentru cupru 115 = 10 -6 / 41 ohmi.

L 1 - lungimea totală a conductorilor efectivi ai fazei de înfășurare a statorului, m:

L 1 = СР1 1

СР1 - lungimea medie a înfășurării statorului, m:

СР1 \u003d 2 (P1 + L1)

P1 - lungimea părții canelurii, P1 \u003d 1 \u003d 0,091 (m)

L1 - partea frontală a bobinei

L1 \u003d K L b KT + 2V

K L - coeficient, a cărui valoare este luată din tabelul 8.21: K L \u003d 1,2

B este lungimea curgerii părții drepte a bobinei de la canelura de la capătul miezului până la începutul curbei părții frontale, m. Acceptăm B = 0,01.

b CT - lățimea medie a bobinei, m:

b CT = 1

1 - scurtarea relativă a pasului înfășurării statorului, 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 (Ohm)

Lungimea prelungirii părții frontale a bobinei

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

Conform tabelului 8.21 K OFF = 0.26

Valoare relativă

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

2. Rezistența activă a fazei înfășurării rotorului:

r 2 \u003d r C +

r C - rezistența tijei:

r C = 115

pentru înfășurarea rotorului din aluminiu turnat 115 = 10 -6 / 20,5 (Ohm).

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

r CL - rezistența secțiunii inelului de închidere închisă între două tije adiacente

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

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

Aducem r 2 la numărul de spire ale înfășurării statorului:

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

Valoare relativă:

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

3. Rezistența inductivă a fazei înfășurării statorului:

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

P1 - coeficientul de conductivitate magnetică a împrăștierii slotului:

P1 =

h 2 \u003d h 1 - 2b DE LA \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 (conductorii sunt fixați cu un capac pentru slot)

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

P1 = = 1,4

L1 - coeficient de conductivitate magnetică a împrăștierii frontale:

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

D1 - coeficient de conductivitate magnetică a împrăștierii diferențiale

D1 =

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

k = 1

SK \u003d 0, deoarece nu există nicio teșire a canelurilor

k SC se determină din curbele din fig. 8,51,d în funcţie de t 2 /t 1 şi 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)

Valoare relativă

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

4. Rezistența inductivă a fazei înfășurării rotorului:

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

deoarece cu fantele închise Z 0

D2 = = 1,5

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

Dăm x 2 la numărul de spire ale statorului:

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

Valoare relativă

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

Calculul pierderii de putere

1. Pierderile în oțel sunt principalele:

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

P 1,0/50 - pierderi specifice la o inducție de 1 T și o frecvență de remagnetizare de 50 Hz. Conform tabelului 8,26 pentru oțel 2013 P 1,0/50 = 2,5 (W/kg)

m a - masa de oțel a jugului statorului, 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 - greutatea specifică a oțelului; în calcule ia C \u003d 7.810 3 (kg / m 3)

m Z1 - masa oțelului dinților statorului, kg:

m Z1 = h Z1 b Z1 SR. Z1CT1kC1C =

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

k Da și k DZ - coeficienți care iau în considerare efectul asupra pierderilor în oțel al distribuției neuniforme a fluxului pe secțiunile secțiunilor circuitului magnetic și factorii tehnologici. Aproximativ, puteți lua k Da \u003d 1,6 și k DZ \u003d 1,8.

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

2. Pierderi de suprafață în rotor:

PPOV2 = pPOV2(t2 - bSH2)Z2ST2

pSOV2 - pierderi specifice de suprafață:

pPOV2 = 0,5k02(B02t1103)2

B02 - amplitudinea pulsației de inducție în spațiul de aer deasupra coroanelor dinților rotorului:

B02=02

02 depinde de raportul dintre lățimea fantelor fantelor statorului și spațiul de aer. 02 (cu bSh1 / = 4 / 0,5 = 8 conform Fig. 8.53, b) = 0,375

k02 - coeficient care ține cont de efectul tratamentului de suprafață al capetelor dinților rotorului asupra pierderilor specifice. Să luăm 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. Pierderi de ondulare în dinții rotorului:

RPUL2 = 0,11mZ2

VPUL2 - amplitudinea pulsațiilor de inducție în secțiunea medie a dinților:

Bpool2 = BZ2

mZ2 - greutatea dinților rotorului din oțel, 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. Valoarea pierderilor suplimentare în oțel:

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

5. Pierdere totală în oțel:

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

6. Pierdere mecanică:

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

Pentru motoare cu 2p=2 KT=1.

7. Motor la ralanti:

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

rotor cu colivie cu motor trifazat asincron

Calculul performanței

1. Opțiuni:

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

Componenta activă a curentului de repaus sincron:

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)

Pierderi care nu se modifică odată cu modificarea alunecării:

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

	Formule de calcul	Dimensiune	Slip S
	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

Tabelul 1. Caracteristicile de performanță ale unui motor cu inducție

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

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

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

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

2. Calculați performanța pentru diapozitive

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

0,02;0,025;0,03;0,035, presupunând anterior că SNOM r2 = 0,03

Rezultatele calculului sunt rezumate în tabel. 1 . După construirea caracteristicilor de performanță (Fig. 2), precizăm valoarea alunecării nominale: SH = 0,034.

Date nominale ale motorului proiectat:

P2NOM = 15 kW cos NOM = 0,891

U1NOM = 220/380 V NOM = 0,858

I1NOM = 28,5 A

Calculul caracteristicilor de pornire

Plată curenti Cu luând în considerare influență schimbări parametrii sub influență efect deplasare actual (fără contabilitate influență nas scheniya din câmpuri împrăștiere)

Detaliat calculul este dat pentru S = 1. Datele de calcul pentru punctele rămase sunt rezumate în Tabel. 2.

1. Rezistența activă a înfășurării rotorului, ținând cont de efectul efectului de deplasare a curentului:

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

calc = 115 aproximativ 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) \u003d 27,2 - (0,7 + 1) \u003d 25,5 (mm)

- „înălțimea redusă” a barei

conform fig. 8,57 pentru = 1,62 găsim = 0,43

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

din moment ce (0,510,5) 17,8 (17,5+0,510,5):

q r =

h r - adâncimea pătrunderii curentului în tijă

q r - aria secțiunii limitată de înălțimea 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)

KR == 1,13

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

r 2 \u003d 47.110 -6 (Ohm)

Rezistență redusă a rotorului, ținând cont de influența efectului de deplasare a curentului:

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

2. Rezistența inductivă a înfășurării rotorului, ținând cont de efectul efectului de deplasare a curentului:

pentru = 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. Parametri de pornire:

Reactanța inductivă a inducției reciproce

x 12P \u003d k x 12 \u003d 1.644.55 \u003d 80.19 (Ohm) (142)

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

4. Calculul curenților ținând cont de influența efectului de deplasare a curentului:

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

	Formule de calcul	Dimensiune	Slip S
	63,61 h C S 0,5
	KR =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)

Masa 2 . Calculul curenților în modul de pornire al unui motor asincron cu un rotor cu colivie, ținând cont de influența efectului de deplasare a curentului

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

r2 = 0,170 ohmi; x12P = 80,19 ohmi; 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)

Plată lansatoare caracteristici Cu luând în considerare influență efect deplasare actual și saturare din câmpuri împrăștiere

Plată efectuăm pentru punctele caracteristicilor corespunzătoare lui S=1; 0,8; 0,5;

0,2; 0,1, în timp ce se utilizează valorile curenților și rezistențelor pentru aceleași alunecări, ținând cont de influența deplasării curentului.

Datele de calcul sunt rezumate în tabel. 3. Calcul detaliat este dat pentru S=1.

1. Rezistenta inductiva a infasurarilor. Acceptăm k US \u003d 1,35:

MMF medie a înfășurării, raportată la o fantă a înfășurării statorului:

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

C N = = 1,043

Inducerea fluxului de scurgere fictiv în întrefier:

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)

pentru B Ф = 5,27 (T) găsim k = 0,47

Coeficientul de conductivitate magnetică a scurgerii slotului înfășurării statorului, ținând cont de efectul de saturație:

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

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

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

P1 SUA. =

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

Coeficientul de conductivitate magnetică a împrăștierii diferențiale a înfășurării statorului, ținând cont de efectul de saturație:

D1 SUA. \u003d D1k \u003d 1.430.47 \u003d 0.672

Reactanța inductivă a fazei înfășurării statorului, ținând cont de efectul de saturație:

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

Coeficientul de conductivitate magnetică a scurgerii slotului înfășurării rotorului, ținând cont de influența saturației și a deplasării curentului:

P2. S.U.A. = (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. S.U.A. =

P2. S.U.A. = P2 - P2. S.U.A. = 2,95 - 0,99 = 1,96

Coeficientul de conductivitate magnetică a împrăștierii diferențiale a rotorului, ținând cont de efectul de saturație:

D 2. S.U.A. \u003d D2k \u003d 1,50,47 \u003d 0,705

Reactanța inductivă redusă a fazei înfășurării rotorului, ținând cont de influența efectului deplasării și saturației curentului:

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

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

	Formule de calcul	Dimensiune	Slip S
	BF \u003d (FP.SR.10-6) / (1.6CN)
	сЭ1 = (t1 - bШ1)(1 - k)
	P1 SUA. = P1 - P1 US.
	D1 SUA. = la D1
	x1 SUA. = x11 SUA. / 1
	c1P. S.U.A. = 1+x1 US. / h12p
	сЭ2 = (t2 - bШ2)(1 - k)
	P2 SUA. = P2 - P2 US.
	D2 SUA. = la D2
	x2 SUA. = x22 SUA. /2
	RP. S.U.A. = r1+c1P. S.U.A. r2/s
	XP.US=x1US.+s1P.US.x2US
	I2US=U1/(RP.US2+HP.US2)0,5
	I1 SUA \u003d I2 SUA (RP. US2 + (HP. SUA + x12P) 2) 0,5 / (c1P. USx12P)
	kUS. = I1 US. /I1
	I1 = I1 US. /I1 NOM
	M \u003d (I2NAS / I2NOM) 2KR (sHOM / s)

Tabelul 3. Calculul caracteristicilor de pornire ale unui motor asincron cu un rotor cu colivie, ținând cont de efectul deplasării curentului și al saturației din câmpurile parazite

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

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

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

2. Calculul curenților și momentelor

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

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

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

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

IP = = 6,8

M===1,75

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

kUS. diferă de kNAS acceptat. = 1,35 cu mai puțin de 3%.

Pentru a calcula alte puncte ale caracteristicii, setăm kHAC. , redus in functie de curentul I1 . Acceptăm la:

s = 0,8 kUS. = 1,3

s = 0,5 kUS. = 1,2

s = 0,2 kUS. = 1,1

s = 0,1 kUS. = 1,05

Datele de calcul sunt rezumate în tabel. 3, iar caracteristicile de pornire sunt prezentate în fig. 3 .

3. Alunecarea critică se determină după calcularea tuturor punctelor caracteristicilor de pornire (Tabelul 3) folosind valorile medii ale rezistenței x1 NAS. și x2 SUA. corespunzătoare alunecărilor s = 0,2 0,1:

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

Motorul asincron proiectat satisface cerințele GOST atât în ​​ceea ce privește performanța energetică (și cos), cât și caracteristicile de pornire.

Calcul termic

1. Depășirea temperaturii suprafeței interioare a miezului statorului peste temperatura aerului din interiorul motorului:

pov1 =

RE. P1 - pierderi electrice în partea fantei a înfășurării statorului

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

PE1 = 1026 W (din tabelul 1 la s = sNOM)

k = 1,07 (pentru înfășurări cu clasa de izolație F)

K = 0,22 (conform tabelului 8.33)

1 - coeficientul de transfer de căldură de la suprafață; 1 \u003d 152 (W / m 2 C)

pov1 =

2. Diferența de temperatură în izolarea părții slot a înfășurării statorului:

din. n1 =

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

EKV - conductivitate termică echivalentă medie a izolației slotului, pentru clasa de rezistență la căldură F EKV = 0,16 W / (mS)

EKV - valoarea medie a coeficientului de conductivitate termică, conform fig. 8.72 la

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

din. n1 = = 3,87 (C)

3. Diferența de temperatură pe grosimea izolației părților frontale:

din. l1=

RE. L1 - el. pierderi în partea frontală a înfășurării statorului

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

PL1 = PP1 = 0,0662 (m)

bIZ. L1 MAX \u003d 0,05

din. l1 = = 1,02 (C)

4. Depășirea temperaturii suprafeței exterioare a părților frontale peste temperatura aerului din interiorul motorului:

pov. l1 = = 16,19 (C)

5. Creșterea medie a temperaturii înfășurării statorului peste temperatura aerului din interiorul motorului

1 = =

== 24,7 (C)

6. Depășirea temperaturii aerului din interiorul motorului peste temperatura ambiantă

B =

P B - suma pierderilor evacuate în aerul din interiorul motorului:

P B \u003d P - (1 - K) (PE. P1 + P ST. BASIC) - 0.9P MEX

P - suma tuturor pierderilor din motor la modul nominal:

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 - suprafața de răcire echivalentă a carcasei:

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

PR - perimetrul condiționat al secțiunii transversale a nervurilor carcasei motorului, pentru h \u003d 160 mm PR \u003d 0,32.

B - valoarea medie a coeficientului de încălzire a aerului, conform fig. 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. Creșterea medie a temperaturii înfășurării statorului față de temperatura ambiantă:

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

8. Verificați condițiile de răcire a motorului:

Flux de aer necesar pentru răcire

B =

km==9,43

Pentru motoarele cu 2р=2 m= 3.3

B = = 0,27 (m3/s)

Flux de aer asigurat de un ventilator exterior

B = = 0,36 (m3/s)

Încălzirea pieselor motorului este în limite acceptabile.

Ventilatorul asigură fluxul de aer necesar.

Concluzie

Motorul proiectat îndeplinește cerințele stabilite în specificațiile tehnice.

Lista literaturii folosite

1. I.P. Kopylov "Proiectarea mașinilor electrice" M .: "Energoatomizdat", 1993 partea 1,2.

2. I.P. Kopylov „Proiectarea mașinilor electrice” M .: „Energie”, 1980

3. A.I. Woldek „Mașini electrice” L.: „Energie”, 1978

Găzduit pe Allbest.ru

Documente similare

Calculul caracteristicilor de performanță ale unui motor asincron cu rotor cu colivie. Determinarea numărului de fante pentru stator, spire în faza de înfășurare a secțiunii de sârmă a înfășurării statorului. Calculul dimensiunilor zonei dinte a statorului și a spațiului de aer. Calcule ale principalelor pierderi.

lucrare de termen, adăugată 01.10.2011


Datele motorului DC seria 4A100L4UZ. Selectarea dimensiunilor principale ale unui motor cu inducție cu veveriță. Calculul zonei dinților și înfășurării statorului, configurația fantelor acesteia. Selectarea spațiului de aer. Calculul rotorului și al circuitului magnetic.

lucrare de termen, adăugată 09.06.2012


Determinarea dimensiunilor principale ale motorului electric. Calculul înfășurării, canelurii și jugului statorului. Parametrii motorului pentru modul de funcționare. Calculul circuitului magnetic al motorului electric, pierderi constante de putere. Calculul curentului inițial de pornire și al cuplului maxim.

lucrare de termen, adăugată 27.06.2016


Izolarea înfășurării statorului și a rotorului cu colivie. Rezistențe active și inductive de înfășurare. Rezistența la înfășurare a unui rotor cu colivie de veveriță cu fante închise ovale. Calculul parametrilor regimului nominal de funcționare al unui motor asincron.

lucrare de termen, adăugată 15.12.2011


Calculul parametrilor înfășurării statorului și rotorului unui motor asincron cu rotor cu colivie. Calculul caracteristicilor mecanice ale unui motor asincron în regim de motor după formula aproximativă a lui M. Kloss și în regim de frânare dinamică.

lucrare de termen, adăugată 23.11.2010


Înfășurare statorică cu fante trapezoidale semiînchise. Dimensiunile inelului de scurtcircuitare, fante ovale închise și circuit magnetic. Rezistența înfășurării circuitului echivalent al motorului convertit. Calculul parametrilor regimului nominal de operare.

lucrare de termen, adăugată 23.02.2014


Dimensiunile, configurația, materialul circuitului magnetic al unui motor asincron trifazat cu rotor cu colivie. Înfășurare statorică cu fante trapezoidale semiînchise. Calcule termice și de ventilație, calculul masei și al momentului de inerție dinamic.

lucrare de termen, adăugată 22.03.2018


Determinarea sarcinilor electromagnetice admise și selectarea dimensiunilor principale ale motorului. Calculul curentului fără sarcină, parametrii de înfășurare și zona dinților statorului. Calculul circuitului magnetic. Determinarea parametrilor și caracteristicilor pentru alunecări mici și mari.

lucrare de termen, adăugată 12.11.2015


Modul de frânare electromagnetică al unui motor asincron cu rotor cu colivie (opoziție): caracteristicile mecanice ale modului de frânare dinamică, principiul de funcționare a circuitului de frânare IM: procedura de funcționare a acestuia și numirea comenzilor.

munca de laborator, adaugat 12.01.2011


Calcul electromagnetic al unui motor electric asincron trifazat cu rotor cu colivie. Selectarea dimensiunilor principale, determinarea numărului de fante pentru stator și a secțiunii firului de înfășurare. Calculul dimensiunilor zonei dentare a statorului, rotorului, curentului de magnetizare.

Universitatea Tehnică de Stat Arhangelsk

Departamentul de Inginerie Electrică și Sisteme de Energie

Facultatea de PE

PROIECT DE CURS

Prin disciplină

„Dispozitive și mașini electrice”

La subiectul „Proiectarea unui motor asincron”

Korelski Vadim Sergheevici

Manager de proiect

Artă. profesor N.B. Balantseva

Arhangelsk 2010

pentru proiectul unui motor asincron trifazat cu rotor cu colivie

Eliberat unui student din anul III al grupei I a Facultății OSB-PE

Efectuați calculul și dezvoltarea de proiectare a unui motor asincron cu următoarele date:

Puterea R n, kW ……………………………………………..………… 15

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

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

Eficiența motorului η …………………………………………...………… 88,5%

Factorul de putere cos φ ……………………………..………… 0,88

Frecvența curentă f, Hz ……………………………………………………………..…… 50

Multiplicitatea curentului de pornire I p / I n ………………………………………… 7.0

Multiplicitatea cuplului de pornire M p / M n ………………………………… 1.4

Multiplicitatea cuplului maxim M max / M n ………………………… 2.3

Design ……………………………………………..………… IM1001

Mod de operare ……………………………………………………… lung

Cerințe suplimentare ..………… motor 4A160S4U3

Misiunea emisă de „…” ……………….. 2009

Manager de proiect…………………………

1. SELECTAREA DIMENSIUNILOR PRINCIPALE

2. CALCULUL STATORULUI

2.1 Definiție , și zona secțiunii transversale a firului înfășurării statorului

2.2 Calculul dimensiunilor zonei dentare a statorului și a spațiului de aer

3. CALCULUL ROTOR

4. CALCULUL CIRCUITULUI MAGNETIC

5. PARAMETRII MODULUI DE OPERARE

6. CALCULUL PIERDERILOR

7. CALCULUL PERFORMANȚEI MOTORULUI

8. CALCULUL CARACTERISTICILOR DE PORNIRE ALE MOTORULUI

8.1 Calculul curenților ținând cont de influența deplasării curentului și a saturației din câmpurile parazite

8.2 Calculul caracteristicilor de pornire luând în considerare efectele deplasării curentului și saturației din câmpurile parazite

9. CALCUL TERMIC

LISTA SURSELOR UTILIZATE

Korelsky V.S. Proiectarea unui motor electric asincron. Supraveghetor - Lector principal Balantseva N.B.

proiect de curs. O notă explicativă de 49 de pagini conține 7 figuri, 3 tabele, 2 surse, o parte grafică în format A1.

Cuvinte cheie: motor electric asincron, stator, rotor.

Scopul proiectului de curs este dobândirea de competențe practice în proiectarea aparatelor electrice.

Pe baza listei de surse și specificații tehnice au fost selectate dimensiunile principale, înfășurarea statorului, rotorul, circuitul magnetic al motorului asincron din seria 4A, versiunea IP44, cu rotor cu colivie cu cadru și capăt din fontă. scuturi, cu o înălțime a axei de rotație de 160 mm, cu o dimensiune de instalare mai mică pe lungimea cadrului (S), bipolar (

), versiunea climatică U, categoria de plasare 3. Parametrii regimului de funcționare, pierderile, caracteristicile de funcționare și de pornire se calculează și fără a se ține cont și de a lua în considerare saturația. Calcul termic efectuat.

1. SELECTAREA DIMENSIUNILOR PRINCIPALE

1.1 Conform tabelului 9.8 (p. 344) cu înălțimea axei de rotație

mm. acceptați diametrul exterior al statorului, mm m

1.2 Presupunând că dimensiunile fantelor nu depind de numărul de poli ai mașinii, obținem o expresie aproximativă pentru diametrul interior al statorului, m.

, (1)

Unde K D este un coeficient care caracterizează raportul dintre diametrele interior și exterior ale miezului statorului al mașinii asincrone din seria 4A. Cu numărul de poli p\u003d 4, conform tabelului 9.9; Accept K D=0,68

1.3 Diviziunea polilor

, m (2) m

1,4 Putere nominală, VA.

, (3)

Unde P 2 - alimentarea pe arborele motorului, P 2 \u003d 15 10 3 W;

k E este raportul dintre EMF înfășurării statorului și tensiunea nominală, care este determinat aproximativ din fig. 9.20 Accept

k E = 0,975;

1.5 Sarcinile electromagnetice se determină preliminar conform Fig. 9.22 b,(p. 346 ), în funcție de înălțimea axei de rotație h= 160 mm si gradul de protectie al motorului IP44 de unde

A/m, T

1.6 Coeficientul de înfășurare (anterior pentru o înfășurare cu un singur strat la 2p = 4) acceptăm

1.7 Lungimea estimată a circuitului magnetic l δ, m

, (4) - coeficientul formei câmpului (acceptat în prealabil) , ; - frecventa unghiulara sincrona a motorului, rad/s; (5) rad/s, m

1.8 Înțelesul raportului

. Criteriul pentru alegerea corectă a dimensiunilor principale - raportul dintre lungimea calculată a circuitului magnetic și diviziunea polilor (6) este în limite acceptabile (Fig. 9.25 a p. 348)

2. CALCULUL STATORULUI

2.1 Definiție

și aria secțiunii transversale a firului înfășurării statorului

1.1 Limitele pasului statorului

, mm, determinată conform cifrei 9,26 mm; mm.

2.1.2 Numărul de fante pentru stator

, determinat prin formulele (7) ,

Acceptăm Z 1 \u003d 48, apoi numărul de caneluri pe pol și fază:

(8)
este un număr întreg. Înfășurarea este un singur strat.

2.1.3 Diviziunea dinților a statorului (finală)

MINISTERUL EDUCAŢIEI ŞI ŞTIINŢEI

REPUBLICA KAZAKHSTAN

Universitatea de Stat din Kazahstanul de Nord poartă numele M. Kozybayeva

Facultatea de Energie și Inginerie Mecanică

Departamentul de Energie și Inginerie a Instrumentelor

LUCRARE DE CURS

Pe subiect: „Proiectarea unui motor asincron cu un rotor cu cușcă de veveriță”

disciplina - "Mașini electrice"

Fabricat de Kalantyrev

supraveghetor

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

Petropavlovsk 2010

Introducere

1. Alegerea dimensiunilor principale

2. Determinarea numărului de fante statorice, spire în faza de înfășurare a secțiunii de sârmă a înfășurării statorului

4. Calcul rotor

5. Calculul circuitului magnetic

6. Parametrii modului de lucru

7. Calculul pierderii

9. Calcul termic

anexa a

Concluzie

Bibliografie

Introducere

Motoarele asincrone sunt principalele convertoare de energie electrică în energie mecanică și formează baza antrenării electrice a majorității mecanismelor. Seria 4A acoperă domeniul de putere nominală de la 0,06 la 400 kW și are 17 înălțimi de axe de la 50 la 355 mm.

În acest proiect de curs, este luat în considerare următorul motor:

Executie pe grad de protectie: IP23;

Metoda de răcire: IC0141.

Proiectare după metoda de montare: IM1081 - conform primei cifre - motor pe picioare, cu scuturi de capăt; conform a doua și a treia cifră - cu un arbore orizontal și labe inferioare; pe a patra cifră - cu un capăt cilindric al arborelui.

Conditii climatice de lucru: U3 - prin litera - pentru un climat temperat; după figură - pentru amplasarea în spații închise cu ventilație naturală, fără condiții climatice controlate artificial, unde fluctuațiile de temperatură și umiditate, expunerea la nisip și praf, radiația solară sunt semnificativ mai mici decât în ​​spațiile în aer liber de piatră, beton, lemn și alte încăperi neîncălzite.

1. Alegerea dimensiunilor principale

1.1 Determinați numărul de perechi de poli:

Atunci numărul de poli este .

1.2 Să determinăm grafic înălțimea axei de rotație: conform figurii 9.18, b, în ​​conformitate cu, conform tabelului 9.8, determinăm diametrul exterior corespunzător axei de rotație.

1.3 Diametrul interior al statorului, îl calculăm prin formula:

unde este coeficientul determinat conform tabelului 9.9.

Când se află în interval: .

Atunci să alegem o valoare

1.4 Definiți diviziunea polilor:

(1.3)

1.5 Să determinăm puterea calculată, W:

, (1.4)

unde este puterea pe arborele motorului, W;

- raportul dintre EMF înfășurării statorului și tensiunea nominală, care poate fi determinat aproximativ din Figura 9.20. Pentru și , .

Valorile aproximative și vor fi preluate din curbele construite conform datelor motoarelor din seria 4A. figura 9.21, c. La kW și , , și

1.6 Sarcinile electromagnetice A și B d sunt determinate grafic din curbele din figura 9.23, b. La kW și , , Tl.

1.7 Raportul de înfăşurare . Pentru înfășurările cu două straturi cu 2р>2, ar trebui luată = 0,91–0,92. Să acceptăm.

1.8 Determinați viteza unghiulară sincronă a arborelui motorului W:

unde este viteza sincronă.

1.9 Calculați lungimea spațiului de aer:

, (1.6)

unde este coeficientul formei câmpului. .

1.10 Criteriul pentru alegerea corectă a dimensiunilor principale D și este raportul, care ar trebui să se încadreze în limitele admisibile din Figura 9.25, b.

. Valoarea lui l se află în limitele recomandate, ceea ce înseamnă că dimensiunile principale sunt determinate corect.

2. Determinarea numărului de fante pentru stator, spire în faza înfășurării și secțiunea transversală a firului înfășurării statorului

2.1 Să definim valorile limită: t 1 max și t 1 min Figura 9.26. Pentru și , , .

2.2 Numărul de fante pentru stator:

, (2.1)

(2.2)

În cele din urmă, numărul de sloturi trebuie să fie un multiplu al numărului de sloturi pe pol și fază: q. Acceptă, atunci

, (2.3)

unde m este numărul de faze.

2.3 În cele din urmă, determinăm diviziunea dinților statorului:

(2.4)

2.4 Curentul preliminar al înfăşurării statorului

2.5 Numărul de conductori efectivi într-un slot (presupunând):

(2.6)

2.6 Acceptăm, deci, numărul de ramuri paralele

(2.7)

2.7 Numărul final de spire în faza de înfășurare și fluxul magnetic:

, (2.8)

2.8 Determinați valorile sarcinilor electrice și magnetice:

(2.11)

Valorile sarcinilor electrice și magnetice diferă ușor de cele selectate grafic.

2.9 Alegerea densității de curent admisibile se face ținând cont de sarcina liniară a motorului:

unde este încălzirea părții fantă a înfășurării statorului, definim grafic Figura 9.27, d. Când .

2.10 Calculați aria secțiunii transversale a conductorilor efectivi:

(2.13)

Acceptăm , apoi tabelul P-3.1 , , .

2.11 Să determinăm în sfârșit densitatea de curent în înfășurarea statorului:

3. Calculul dimensiunilor zonei dentare a statorului si a golului de aer

3.1 Selectăm mai întâi inducția electromagnetică în jugul stator B Z 1 și în dinții statori B a . Cu tabelul 9.12, a.

3.2 Să alegem clasa de oțel 2013 tabelul 9.13 și factorul de umplere din oțel al miezurilor magnetice ale statorului și rotorului.

3.3 Pe baza inducțiilor selectate, determinăm înălțimea jugului statorului și lățimea minimă a dintelui

3.4 Să selectăm înălțimea fantei și lățimea fantei canelurii semiînchise. Pentru motoare cu înălțimea axului , mm. Selectăm lățimea slotului din tabelul 9.16. Pentru și , .

3.5 Determinați dimensiunile canelurii:

înălțimea canelurii:

dimensiunile canelurii din matriță și:

Să alegem atunci

înălțimea părții pane a canelurii:

Figura 3.1. Canelura unui motor proiectat cu colivie

3.6 Să determinăm dimensiunile canelurii în clar, ținând cont de permisele pentru amestecarea și asamblarea miezurilor: și, tabelul 9.14:

lățime și:

si inaltime:

Să determinăm aria secțiunii transversale a izolației corpului în canelură:

unde este grosimea unilaterală a izolației din canelură, .

Calculați aria secțiunii transversale a garniturilor la canelura:

Să determinăm aria secțiunii transversale a canelurii pentru plasarea conductorilor:

3.7 Criteriul pentru corectitudinea dimensiunilor selectate este factorul de umplere al canelurii, care este aproximativ egal cu .

, (3.13)

astfel valorile alese sunt corecte.

4. Calcul rotor

4.1 Selectați grafic înălțimea spațiului de aer d conform Figura 9.31. Pentru și , .

4.2 Diametrul exterior al rotorului cuștii de veveriță:

4.3 Lungimea rotorului este egală cu lungimea întrefierului: , .

4.4 Selectăm numărul de caneluri din tabelul 9.18, .

4.5 Determinați valoarea diviziunii dinților rotorului:

(4.2)

4.6 Valoarea coeficientului k B pentru calcularea diametrului arborelui se determină din tabelul 9.19. Pentru și , .

Diametrul interior al rotorului este:

4.7 Determinați curentul în tija rotorului:

unde k i este coeficientul care ține cont de influența curentului de magnetizare și a rezistenței înfășurării asupra raportului , definim grafic la ; ;

Coeficientul de reducere a curenților, îl determinăm prin formula:

Apoi curentul dorit în tija rotorului:

4.8 Determinați aria secțiunii transversale a tijei:

unde este densitatea de curent admisibilă; în cazul nostru .

4.9 Canelura rotorului se determină conform figurii 9.40, b. Noi acceptam , , .

Alegem inducția magnetică în dintele rotorului din interval tabelul 9.12. Să acceptăm.

Să determinăm lățimea permisă a dintelui:

Calculați dimensiunile canelurii:

lățimea b 1 și b 2:

, (4.9)

inaltime h 1:

Calculați înălțimea totală a canelurii rotorului h P2:

Specificați aria secțiunii transversale a tijei:

4.10 Determinați densitatea de curent în tija J 2:

(4.13)

Figura 4.1. Canelura unui motor proiectat cu colivie

4.11 Calculați aria secțiunii transversale a inelelor de scurtcircuit q cl:

unde este curentul în inel, determinăm prin formula:

,

4.12 Calculați dimensiunile inelelor de închidere și diametrul mediu al inelului:

(4.18)

Specificați aria secțiunii transversale a inelului:

5. Calculul curentului de magnetizare

5.1 Valoarea inducțiilor în dinții rotorului și ai statorului:

, (5.1)

(5.2)

5.2 Calculați inducția în jugul statorului B a:

5.3 Determinați inducția în jugul rotorului B j:

, (5.4)

unde h "j este înălțimea calculată a jugului rotorului, m.

Pentru motoarele cu 2р≥4 cu un miez de rotor montat pe o bucșă sau pe un arbore cu aripioare, h "j este determinată de formula:

5.4 Stresul magnetic al întrefierului F d:

, (5.6)

unde k d este coeficientul de aer, determinăm prin formula:

, (5.7)

Unde

Tensiune magnetică a spațiului de aer:

5.5 Tensiunea magnetică a zonelor dentare ale statorului F z 1:

F z1 =2h z1 H z1 , (5,8)

unde 2h z1 este înălțimea calculată a dintelui statorului, m.

Hz1 va fi determinat din Tabelul A-1.7. La , .

5.6 Tensiunea magnetică a zonelor dentare ale rotorului F z 2:

, (5.9)

, tabelul P-1.7.

5.7 Calculați coeficientul de saturație al zonei dentare k z:

(5.10)

5.8 Aflați lungimea liniei medii magnetice a jugului statorului L a:

5.9 Să determinăm intensitatea câmpului H a la inducția B a conform curbei de magnetizare pentru jugul oțelului de calitate acceptată 2013 tabelul P-1.6. La , .

5.10 Aflați tensiunea magnetică a jugului statorului F a:

5.11 Să determinăm lungimea liniei medii magnetice a fluxului în jugul rotorului L j:

, (5.13)

unde h j - înălțimea spatelui rotorului, se găsește prin formula:

5.12 Intensitatea câmpului H j în timpul inducției este determinată din curba de magnetizare a jugului pentru calitatea de oțel acceptată Tabelul P-1.6. La , .

Să determinăm tensiunea magnetică a jugului rotorului F j:

5.13 Calculați tensiunea magnetică totală a circuitului magnetic al mașinii (pe pereche de poli) F c:

5.14 Factorul de saturație al circuitului magnetic:

(5.17)

5.15 Curent de magnetizare:

Valoarea relativă a curentului de magnetizare:

(5.19)

6. Parametrii modului de lucru

Parametrii unei mașini asincrone sunt rezistențele active și inductive ale înfășurărilor statorului x 1, r 1, rotorul r 2, x 2, rezistența inductanței reciproce x 12 (sau x m) și rezistența calculată r 12 (sau r m), a cărui introducere ia în considerare efectul pierderilor din oțelul statorului asupra caracteristicilor motorului.

Circuitele de înlocuire de fază ale unei mașini asincrone, bazate pe aducerea proceselor dintr-o mașină rotativă la una staționară, sunt prezentate în Figura 6.1. Procesele fizice dintr-o mașină asincronă sunt reflectate mai clar în diagrama prezentată în Figura 6.1. Dar pentru calcul este mai convenabil să îl convertiți în circuitul prezentat în Figura 6.2.

Figura 6.1. Circuit de înlocuire de fază a înfășurării mașinii asincrone reduse

Figura 6.2. Circuit echivalent de fază de înfășurare transformată al unei mașini asincrone reduse

6.1 Rezistența activă a fazei înfășurării statorului se calculează prin formula:

, (6.1)

unde L 1 este lungimea totală a conductorilor efectivi ai fazei de înfășurare, m;

a este numărul de ramuri de înfășurare paralele;

c 115 - rezistenta specifica a materialului infasurarii (cupru pentru stator) la temperatura de proiectare. Pentru cupru ;

k r este coeficientul de creștere a rezistenței active a fazei înfășurării din efectul efectului de deplasare a curentului.

În conductoarele înfășurării statorice ale mașinilor asincrone, efectul deplasării curentului este nesemnificativ din cauza dimensiunilor reduse ale conductoarelor elementare. Prin urmare, în calculele mașinilor normale, de regulă, luați k r =1.

6.2 Lungimea totală a conductoarelor de fază de înfășurare L 1 se calculează prin formula:

unde l cf este lungimea medie a spirei înfășurării, m.

6.3 Lungimea medie a bobinei l cf se găsește ca suma părților frontale drepte - canelate și curbate ale bobinei:

, (6.3)

unde l P este lungimea piesei caneluri, egală cu lungimea constructivă a miezurilor mașinii. ;

l l - lungimea părții frontale.

6.4 Lungimea părții frontale a bobinei înfășurării statorului liber este determinată de formula:

, (6.4)

unde K l - coeficient, a cărui valoare depinde de numărul de perechi de poli, pentru tabelul 9.23;

b CT - lățimea medie a bobinei, m, determinată de arcul de cerc care trece prin punctele medii ale înălțimii canelurilor:

, (6.5)

unde b 1 este scurtarea relativă a pasului înfășurării statorului. De obicei acceptat.

Coeficient pentru înfășurare liberă plasat în caneluri înainte ca miezul să fie presat în carcasă.

Lungime medie:

Lungimea totală a conductoarelor efective de fază de înfășurare:

Rezistența activă a fazei înfășurării statorului:

6.5 Determinați lungimea plecării de-a lungul părții frontale:

unde K out este coeficientul determinat conform tabelului 9.23. la .

6.6 Să determinăm valoarea relativă a rezistenței de fază a înfășurării statorului:

(6.7)

6.7 Determinați rezistența activă a fazei înfășurării rotorului r 2:

unde r c este rezistența tijei;

r cl - rezistența inelului.

6.8 Calculați rezistența tijei cu formula:

6.9 Calculați rezistența inelului:

Apoi, rezistența activă a rotorului:

6.10 Să aducem r 2 la numărul de spire ale înfășurării statorului, definiți:

6.11 Valoarea relativă a rezistenței de fază a înfășurării rotorului.

(6.12)

6.12 Rezistența inductivă a fazelor înfășurării rotorului:

, (6.13)

unde l p este coeficientul de conductivitate magnetică al rotorului cu fante.

Pe baza figurii 9.50, e l p este determinată de formula din tabelul 9.26:

, (6.14)

(conductorii sunt asigurați cu un capac de fante).

, (6.15)

Coeficientul de împrăștiere frontală al conductivității magnetice:

Coeficientul de conductivitate magnetică a împrăștierii diferențiale, îl determinăm prin formula:

, (6.17)

unde se determină grafic, la , Figura 9.51, e, .

Folosind formula (6.13), calculăm rezistența inductivă a înfășurării statorului:

6.13 Să determinăm valoarea relativă a rezistenței inductive a înfășurării statorului:

(6.18)

6.14 Să calculăm rezistența inductivă a fazei înfășurării rotorului după formula:

unde l p2 este coeficientul de conductivitate magnetică a fantei rotorului;

l l2 - coeficientul de conductivitate magnetică a părții frontale a rotorului;

l d2 - coeficientul de conductivitate magnetică a împrăștierii diferențiale a rotorului.

Coeficientul de conductivitate magnetică a fantei rotorului este calculat prin formula, pe baza tabelului 9.27:

6.15 Coeficientul de conductivitate magnetică a părții frontale a rotorului este determinat de formula:

,

6.16 Coeficientul de conductivitate magnetică a împrăștierii diferențiale a rotorului este determinat de formula:

, (6.23)

Unde .

6.17 Să aflăm valoarea rezistenței inductive după formula (6.19):

Aducem x 2 la numărul de spire ale statorului:

Valoarea relativă,:

(6.25)

7. Calculul pierderii

7.1 Calculați pierderile principale în oțelul statorului mașinii asincrone după formula:

, (7.1)

unde sunt pierderi specifice, tabelul 9.28;

b - exponent, pentru oțel grad 2013;

k da și k d z - coeficienți care iau în considerare efectul asupra pierderilor în oțel, pentru oțel de calitate 2013 , ;

m a - masa jugului, calculată după formula:

Unde este greutatea specifică a oțelului.

Greutatea dinților statorului:

7.2 Calculați pierderile totale de suprafață în rotor:

unde p sur2 - pierderi specifice de suprafață, determinăm prin formula:

, (7.5)

unde este un coeficient care ia în considerare efectul tratamentului de suprafață al capetelor dinților rotorului asupra pierderilor specifice;

В 02 - amplitudinea ondulației de inducție în spațiul de aer, determinăm prin formula:

unde este determinat grafic în Figura 9.53, b.

7.3 Calculați pierderile specifice de suprafață conform formulei (7.5):

7.4 Calculați pierderile de pulsație în dinții rotorului:

, (7.7)

unde m z 2 este masa de oțel a dinților rotorului;

В pool2 este amplitudinea pulsației magnetice din rotor.

, (7.9)

7.5 Determinați cantitatea de pierderi suplimentare în oțel:

7.6 Pierdere totală de oțel:

7.7 Să definim pierderile mecanice:

unde , când conform tabelului 9.29 .

7.8 Calculați pierderile suplimentare la modul nominal:

7.9 Curentul motor în gol:

, (7.14)

unde I x.x.a. - componenta activă a curentului fără sarcină, o determinăm prin formula:

unde Р e.1 x.x. - pierderi electrice in stator la ralanti:

7.10 Determinați factorul de putere la ralanti:

(7.17)

8. Calculul performanței

8.1 Determinați partea reală a rezistenței:

(8.1)

(8.2)

8.3 Constanta motorului:

, (8.3)

(8.4)

8.4 Determinați componenta activă a curentului:

8.5 Definiți cantitățile:

8.6 Pierderi care nu se modifică odată cu modificarea alunecării:

Accept si se calculeaza performanta, cu un alunecare egal cu: 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,0201. Rezultatele calculului le scriem în tabelul 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 blană \u003d 1985,25 W; r 1 \u003d 0,0256 Ohm; r¢ 2 \u003d 0,0205 Ohm; c1 = 1,039;

a¢=1,0795; a=0,0266 ohmi; b¢=0; b=0,26 ohmi

Tabelul 8.1

Caracteristicile de performanță ale motorului asincron

Formula de calcul		alunecare s

Figura 8.1. Puterea motorului versus puterea P 2

Figura 8.2. Graficul eficienței motorului în funcție de puterea P 2

Figura 8.3. Graficul alunecării motorului s față de puterea P 2

Figura 8.4. Graficul dependenței curentului statoric I 1 al motorului de puterea P 2

9. Calcul termic

9.1 Să determinăm creșterea temperaturii suprafeței interioare a miezului statorului față de temperatura aerului din interiorul motorului:

, (9.1)

unde la si grad de protectie IP23, tabel.9.35;

a 1 - coeficientul de transfer termic de la suprafață, vom defini grafic Figura 9.68, b, .

, (9.2)

unde este coeficientul de creștere a pierderilor, pentru clasa de rezistență la căldură F .

,

9.2 Diferența de temperatură în izolarea părții slot a înfășurării statorului:

, (9.4)

unde P p1 este perimetrul secțiunii transversale a canelurii statorului, determinăm prin formula:

l echiv. – conductivitate termică echivalentă medie a piesei caneluri, pentru clasa de rezistență la căldură F , pagina 452;

- valoarea medie a coeficientului de conductivitate termica a izolatiei interioare. defini grafic la , , figura 9.69.

9.3 Determinați diferența de temperatură pe grosimea izolației părților frontale:

, (9.6)

Unde , .

Prin urmare, părțile frontale ale înfășurării statorului nu sunt izolate.

9.4 Calculați excesul de temperatură a suprafeței exterioare a părților frontale față de temperatura aerului din interiorul mașinii:

9.5 Determinați creșterea medie a temperaturii înfășurării statorului față de temperatura aerului din interiorul mașinii:

(9.8)

9.6 Calculați excesul mediu al temperaturii aerului din interiorul mașinii față de temperatura ambiantă:

unde un in - definim grafic Figura 9.68, ;

- suma pierderilor evacuate în aerul din interiorul motorului:

unde sunt pierderile totale ale motorului la modul nominal;

P e1 - pierderi electrice în înfăşurarea statorului la regim nominal;

P e2 - pierderi electrice în înfășurarea rotorului la modul nominal.

, (9.12)

unde S cor. este suprafața cadrului.

P p se determină grafic. Când , figura 9.70 .

9.7 Determinați creșterea medie a temperaturii înfășurării statorului față de temperatura ambiantă:

9.8 Determinați debitul de aer necesar pentru ventilație:

(9.14)

9.9 Debitul de aer furnizat de un ventilator exterior cu design și dimensiuni adoptate în seria 4A poate fi determinat aproximativ prin formula:

, (9.15)

unde și - numărul și lățimea, m, ale conductelor radiale de ventilație, pag. 384;

n - turația motorului, rpm;

Coeficient, pentru motoarele cu .

Acestea. debitul de aer furnizat de ventilatorul exterior este mai mare decât debitul de aer necesar pentru ventilarea motorului.

10. Calculul performanței graficului circular

10.1 Mai întâi, determinați curentul sincron fără sarcină folosind formula:

10.2 Calculați rezistențele la scurtcircuit activ și inductiv:

10.3 Calculați scara diagramei circulare:

Scara actuală este:

unde D la - diametrul cercului diagramei, este selectat din intervalul: , alege .

Scara de putere:

Scala momentului:

(10.6)

Diagrama circulară a motorului este prezentată mai jos. Un cerc cu un diametru D până la cu un centru O¢ este locul capetelor vectorului de curent al statorului motorului la diferite alunecări. Punctul A 0 determină poziția capătului vectorului curent I 0 la ralanti sincron și - la ralanti real al motorului. Segmentul , este egal cu factorul de putere la ralanti. Punctul A 3 determină poziția capătului vectorului curent al statorului în cazul unui scurtcircuit (s=1), segmentul este curentul I scurtcircuit. , iar unghiul este . Punctul A 2 determină poziția capătului vectorului de curent stator la .

Punctele intermediare de pe arcul A 0 A 3 determină poziţia capetelor vectorului curent I 1 la diferite sarcini în modul motor. Axa de abscisă a diagramei OB este linia puterii primare P 1 . Linia puterii electromagnetice R em sau momentele electromagnetice M em este linia A 0 A 2. Linia de putere utilă pe arbore (puterea secundară P 2) este linia A ’ 0 A 3.

Figura 10.1. Graficul proporțiilor

Concluzie

În acest proiect de curs, a fost proiectat un motor electric asincron cu un rotor cu colivie. Ca rezultat al calculului, au fost obținuți principalii indicatori pentru un motor cu o anumită putere h și cosj, care satisfac valoarea maximă admisă a GOST pentru o serie de motoare 4A. S-a realizat calculul și construcția caracteristicilor de performanță ale mașinii proiectate.

Astfel, conform datelor de calcul, acestui motor i se poate atribui următorul simbol:

4 – numărul de serie al seriei;

A - tip de motor - asincron;

315 - înălțimea axei de rotație;

M - lungimea condiționată a patului conform IEC;

10 - numărul de poli;

U - design climatic pentru un climat temperat;

Date nominale ale motorului proiectat:

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

Bibliografie

1. Proiectare mașini electrice: Proc. pentru universități / P79

I.P. Kopylov, B.K. Klokov, V.P. Morozkin, B.F. Tokarev; Ed. I.P. Kopylov. – Ed. a IV-a, revizuită. si suplimentare - M.: Mai sus. scoala, 2005. - 767 p.: ill.

2. Voldek A.I., Popov V.V. Mașini electrice. AC Machines: Un manual pentru licee. - Sankt Petersburg: - Peter, 2007. -350 p.

3. Katsman M.M. Manual de mașini electrice: manual pentru studenți. instituții medii. prof. educație / Mark Mikhailovici Katsman. - M.: Centrul editorial „Academia”, 2005. - 480 p.

anexa a

(obligatoriu)

Figura 1. Schema unei înfășurări cu două straturi cu pas scurtat, , ,

Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse

Agenția Federală pentru Educație

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE STAT IRKUTSK

Departamentul de Acționare Electrică și Transport Electric

Am voie să apăr:

Head__ Klepikova T.V __

PROIECTAREA MOTORULUI ASINCRON CU ROTOR SQUIRT-CLOSE

NOTĂ EXPLICATIVĂ

La proiectul de curs la disciplina

"Mașini electrice"

096.00.00P3

Completat de un elev al grupului _EAPB 11-1 ________ __ Nguyen Van Vu____

Controlul normelor ___________ _Conf. univ. al Departamentului EET Klepikova T.V __

Irkutsk 2013

Introducere

1. Dimensiuni principale

2 Miez de stator

3 Miezul rotorului

Înfășurarea statorului

1 Înfășurare statorică cu fante trapezoidale semiînchise

Înfășurare cușcă veveriță

1 Dimensiunile fantelor ovale închise

2 Dimensiunile inelului de scurtcircuitare

Calculul circuitului magnetic

1 MDS pentru spațiu de aer

2 MMF pentru dinți cu fante statorice semi-închise trapezoidale

3 MMF pentru dinții rotorului cu fante ovale închise pentru rotor

4 MDS pentru spatele statorului

5 MDS pentru spatele rotorului

6 parametrii circuitului magnetic

Rezistențe active și inductive de înfășurare

1 Rezistenta infasurarii statorului

2 Rezistența la înfășurare a unui rotor cu colivie de veveriță cu fante închise ovale

3 Rezistența înfășurării circuitului echivalent al motorului convertit

Inactiv și nominal

1 Mod inactiv

2 Calculul parametrilor regimului nominal de funcționare

Diagramă circulară și performanță

1 diagramă circulară

2 Date de performanță

Moment maxim

Curentul inițial de pornire și cuplul inițial de pornire

1 Rezistențe active și inductive corespunzătoare modului de pornire

2 Curentul și cuplul inițial de pornire

Calcule termice și de ventilație

1 Înfășurare statorică

2 Calculul ventilației motorului cu grad de protecție IP44 și metoda de răcire IC0141

Concluzie

Lista surselor utilizate

Introducere

Mașinile electrice sunt principalele elemente ale centralelor electrice, diverse mașini, mecanisme, echipamente tehnologice, mijloace moderne de transport, comunicații etc. Ele generează energie electrică, realizează conversie extrem de economică în energie mecanică, îndeplinesc diverse funcții de conversie și amplificare a diferitelor semnale. în sistemele automate de control și management.

Mașinile electrice sunt utilizate pe scară largă în toate sectoarele economiei naționale. Avantajele acestora sunt randamentul ridicat, ajungand la 95÷99% la masini electrice puternice, greutatea si dimensiunile de gabarit relativ reduse, precum si utilizarea economica a materialelor. Mașinile electrice pot fi realizate pentru diferite capacități (de la fracțiuni de watt la sute de megawați), viteze și tensiuni. Ele se caracterizează prin fiabilitate și durabilitate ridicate, ușurință în control și întreținere, furnizare și eliminare convenabilă a energiei, costuri reduse în producție în masă și pe scară largă și sunt ecologice.

Mașinile asincrone sunt cele mai comune mașini electrice. Sunt utilizate în principal ca motoare electrice și sunt principalii convertori de energie electrică în energie mecanică.

În prezent, motoarele electrice asincrone consumă aproximativ jumătate din toată energia electrică generată în lume și sunt utilizate pe scară largă ca motor electric pentru marea majoritate a mecanismelor. Acest lucru se datorează simplității designului, fiabilității și eficienței ridicate a acestor mașini electrice.

În țara noastră, cea mai masivă serie de mașini electrice este seria industrială generală de mașini asincrone 4A. Seria include mașini cu putere de la 0,06 la 400 kW și este realizată în 17 înălțimi standard ale axei de rotație. Pentru fiecare dintre înălțimile de rotație sunt produse motoare de două puteri, care diferă ca lungime. Pe baza unei singure serii, sunt produse diverse modificări ale motoarelor care îndeplinesc cerințele tehnice ale majorității consumatorilor.

Pe baza unei singure serii, sunt produse diverse versiuni de motoare, concepute pentru funcționare în condiții speciale.

Calculul unui motor de inducție cu rotor cu colivie

Sarcina tehnică

Proiectați un motor trifazat asincron cu rotor cu colivie: P=45kW, U= 380/660 V, n=750 rpm; design IM 1001; executie conform metodei de protectie IP44.

1. Circuit magnetic motor. Dimensiuni, configurație, material

1 Dimensiuni principale

Acceptăm înălțimea axei de rotație a motorului h=250 mm (Tabelul 9-1).

Acceptăm diametrul exterior al miezului statorului DH1=450 mm (Tabelul 9-2).

Diametrul interior al miezului statorului (, tabelul 9-3):

1= 0,72 DH1-3=0,72ˑ450-3= 321 (1,1)

Acceptăm coeficientul (, Figura 9-1).

Acceptăm valoarea preliminară a eficienței (Figura 9-2, a)

Acceptăm valoarea preliminară (Figura 9-3, a).

Putere estimată

(1.2)

Acceptăm o sarcină liniară preliminară A / cm (, Figura 9-4, a și Tabelul 9-5).

Acceptăm inducerea preliminară în decalaj (, Figura 9-4, b și Tabelul 9-5).

Acceptăm valoarea preliminară a factorului de înfășurare (, pagina 119).

Lungimea estimată a miezului statorului

Acceptăm lungimea constructivă a miezului statorului.

Valoarea maximă a raportului dintre lungimea miezului și diametrul său (, tabelul 9-6)

Raportul dintre lungimea miezului și diametrul acestuia

(1.5)

1.2 Miezul statorului

Acceptam clasa de otel - 2013. Acceptam tabla de grosime de 0,5 mm. Luăm forma izolației din tablă - oxidare.

Acceptăm factorul de umplere al oțelului kC=0,97.

Acceptăm numărul de sloturi pe pol și fază (Tabelul 9-8).

Numărul de fante pentru miezul statorului (1,6)

1.3 Miezul rotorului

Acceptam clasa de otel - 2013. Acceptam tabla de grosime de 0,5 mm. Luăm forma izolației din tablă - oxidare.

Acceptăm factorul de umplere al oțelului kC=0,97.

Acceptăm miezul rotorului fără caneluri teșite.

Acceptăm spațiul de aer dintre stator și rotor (Tabelul 9-9).

Diametrul exterior al miezului rotorului

Diametrul interior al foilor rotorului

Luăm lungimea miezului rotorului egală cu lungimea miezului statorului,

.

Acceptăm numărul de caneluri ale miezului rotorului (Tabelul 9-12).

2. Înfășurarea statorului

Acceptăm o înfășurare cu două straturi cu pas scurt, care este plasată în caneluri semi-închise trapezoidale (Tabelul 9-4).

Coeficientul de distribuție

(2.1)

Unde

Acceptăm pasul relativ de înfășurare.

Pas de înfăşurare:

(2.2)

Factorul de scurtare

Raportul de înfăşurare

Valoarea preliminară a fluxului magnetic

Numărul preliminar de spire în înfășurarea de fază

Număr preliminar de conductori efectivi într-un slot

(2.7)

unde este numărul de ramuri paralele ale înfășurării statorului.

Accept

Numărul specificat de spire în înfășurarea de fază

(2.8)

Valoarea corectată a fluxului magnetic

Valoarea corectată a inducției în spațiul de aer

(2.10)

Valoarea preliminară a curentului nominal de fază

Abaterea sarcinii liniare primite de la cea acceptată anterior

(2.13)

Abaterea nu depășește valoarea admisă de 10%.

Luăm valoarea medie a inducției magnetice în spatele statorului (Tabelul 9-13).

Împărțirea dinților în funcție de diametrul interior al statorului

(2.14)

2.1 Înfășurare statorică cu fante trapezoidale semiînchise

Înfășurarea statorului și canelura sunt determinate conform figurii 9.7

Acceptăm valoarea medie a inducției magnetice în dinții statorului (Tabelul 9-14).

Latimea dintelui

(2.15)

Înălțimea spatelui statorului

Înălțimea canelurii

Lățimea mare a slotului

Lățimea slotului provizorie

Lățimea slotului mai mică

unde este înălțimea slotului (, pagina 131).

Și în funcție de cerință

Zona secțiunii transversale a canelurii matriței

Groove zona liberă

(2.23)

Unde - alocații de asamblare pentru miezurile statorului și respectiv rotorului, în lățime și înălțime (, pag. 131).

Suprafața secțiunii transversale a izolației carenei

unde este valoarea medie a grosimii unilaterale a izolației carenei (, pagina 131).

Zona în secțiune transversală a distanțierilor dintre bobinele de sus și de jos în canelură, în partea de jos a canelurii și sub pană

Aria secțiunii transversale a fantei ocupată de înfășurare

Muncă

unde este factorul de umplere admisibil al fantului pentru pozarea manuală (. pag. 132).

Acceptăm numărul de fire elementare în vigoare.

Diametrul unui fir elementar izolat

(2.28)

Diametrul unui fir izolat elementar nu trebuie să depășească 1,71 mm pentru instalarea manuală și 1,33 mm pentru instalarea la mașină. Această condiție este îndeplinită.

Acceptăm diametrele unui fir elementar izolat și neizolat (d) (Anexa 1)

Acceptăm aria secțiunii transversale a firului (, Anexa 1).

Factor de umplere rafinat al slotului

(2.29)

Valoarea factorului de umplere a fantelor ajustat satisface condițiile de stivuire manuală și de stivuire la mașină (cu stivuire la mașină, ).

Lățime rafinată a slotului

Accept , la fel de .

(2.31)

Produsul sarcinii liniare și al densității de curent

Acceptăm valoarea admisibilă a produsului dintre sarcina liniară și densitatea de curent (Figura 9-8). Unde coeficientul k5=1 (Tabelul 9-15).

Diviziunea medie a dinților a statorului

Lățimea medie a bobinei statorului

Lungimea medie a unui cap de bobină

Lungimea medie a înfășurării

Lungimea de deasupra capului de înfășurare

3. Înfășurare în cușcă de veveriță

Acceptăm caneluri de rotor de formă ovală, închise.

3.1 Dimensiunile fantelor ovale închise

Canelurile rotorului sunt determinate de fig. 9.10

Acceptăm înălțimea canelurii. (, Figura 9-12).

Înălțimea estimată a spatelui rotorului

unde este diametrul conductelor de ventilație axiale rotunde din miezul rotorului; acestea nu sunt prevăzute în motorul proiectat.

Inductie magnetica in spatele rotorului

Împărțirea dinților în funcție de diametrul exterior al rotorului

(3.3)

Acceptăm inducția magnetică în dinții rotorului (Tabelul 9-18).

Latimea dintelui

(3.4)

Raza canelurii mai mică

Raza canelurii mai mare

unde - înălțimea fantei (, pagina 142);

Lățimea fantei (, pagina 142);

pentru un slot închis (, pagina 142).

Distanța dintre centrele razelor

Verificarea corectitudinii definiției și pe baza condiției

(3.8)

Aria secțiunii transversale a tijei, egală cu aria secțiunii transversale a canelurii din matriță

3.2 Dimensiunile inelului de scurtcircuit

Acceptăm o cușcă turnată.

Inelele de scurtcircuitare ale rotorului sunt prezentate în fig. 9.13

Secțiune transversală a inelului

înălțimea inelului

Lungimea inelului

(3.12)

Diametrul mediu al inelului

4. Calculul circuitului magnetic

1 MDS pentru spațiu de aer

Factor ținând cont de creșterea rezistenței magnetice a spațiului de aer datorită structurii angrenate a statorului

(4.1)

Coeficient ținând cont de creșterea rezistenței magnetice a spațiului de aer datorită structurii angrenate a rotorului

Acceptăm un coeficient care ține cont de scăderea rezistenței magnetice a întrefierului în prezența canalelor radiale pe stator sau rotor.

Factor de întrefiere generală

MDS pentru spațiu de aer

4.2 MMF pentru dinți cu fante statorice semi-închise trapezoidale

(, anexa 8)

Luăm lungimea medie a traseului fluxului magnetic

MDS pentru dinți

4.3 MMF pentru dinții rotorului cu fante ovale închise pentru rotor

Din moment ce, acceptăm puterea câmpului magnetic (Anexa 8).

MDS pentru dinți

4,4 MMF pentru partea din spate a statorului

(, Anexa 11).

Lungimea medie a traseului fluxului magnetic

MDS pentru spatele statorului

4,5 MMF pentru spatele rotorului

Acceptăm puterea câmpului magnetic (, anexa 5)

Lungimea medie a traseului fluxului magnetic

MDS pentru spatele rotorului

4.6 Parametrii circuitului magnetic

MMF totală a circuitului magnetic pe un pol

Factorul de saturație al circuitului magnetic

(4.13)

Curent de magnetizare

Curent de magnetizare în unități relative

(4.15)

FEM fără sarcină

Reactanța inductivă principală

(4.17)

Reactanța inductivă principală în unități relative

(4.18)

5. Rezistența activă și inductivă a înfășurărilor

1 Rezistenta infasurarii statorului

Rezistența activă a înfășurării de fază la 20 0С

Unde -conductivitatea electrică specifică a cuprului la 200C (, pag. 158).

Rezistența activă a înfășurării de fază la 20 0С în unități relative

(5.2)

Verificarea corectitudinii definiției

Acceptăm dimensiunile canelurii statorului (, tabelul 9-21)

Înălțime: (6,4)

Coeficienți ținând cont de scurtarea treptei

Conductivitate de împrăștiere

(5.7)

Acceptați coeficientul de disipare diferențială a statorului (Tabelul 9-23).

Factorizarea ținând cont de influența deschiderii fantelor statorice asupra conductivității împrăștierii diferențiale

Acceptăm un coeficient care ține cont de răspunsul de amortizare al curenților induși în înfășurarea rotorului cușcă de veveriță de armonicile superioare ale câmpului statorului (Tabelul 9-22).

(5.9)

Diviziunea polilor:

(5.10)

Coeficientul de disipare a conductanței capetelor înfășurării

Coeficientul de conductivitate al scurgerii înfășurării statorului

Reactanța inductivă a înfășurării fazei statorului

Rezistența inductivă a înfășurării fazei statorice în unități relative

(5.14)

Verificarea corectitudinii definiției

5.2 Rezistența la înfășurare a unui rotor cu colivie cu fante ovale închise

Rezistența activă a tijei cuștii la 20 0С

Unde - conductivitatea electrică a aluminiului la 20 °C (, pagina 161).

Coeficientul de reducere a curentului inel la curentul tijei

(5.17)

Rezistența inelelor de scurtcircuitare, redusă la curentul tijei la 20 0С

înfăşurare de rezistenţă a circuitului magnetic

Unghiul central al teşirii canelurilor cere=0 deoarece nu există teșit.

Factor de teșire a fantei rotorului

Coeficientul de reducere a rezistenței înfășurării rotorului față de înfășurarea statorului

Rezistenta activa a infasurarii rotorului la 20 0C, redusa la infasurarea statorului

Rezistența activă a înfășurării rotorului la 20 0C, redusă la înfășurarea statorului în unități relative

Curentul barei rotorului pentru modul de funcționare

(5.23)

Factor de conductanță de scurgere pentru fanta rotor închisă ovală

(5.24)

Numărul de sloturi pentru rotor pe pol și fază

(5.25)

Acceptăm coeficientul de împrăștiere diferențială a rotorului (Figura 9-17).

Conductibilitatea împrăștierii diferențiale

(5.26)

Coeficientul de conductanță de împrăștiere al inelelor scurte ale cuștii turnate

Teșirea relativă a fantelor rotorului, în fracțiuni din diviziunea dinților rotorului

(5.28)

Factor de conductanță de scurgere teșită

Rezistența inductivă a înfășurării rotorului

Rezistența inductivă a înfășurării rotorului, redusă la înfășurarea statorului

Rezistența inductivă a înfășurării rotorului, redusă la înfășurarea statorului, în unități relative

(5.32)

Verificarea corectitudinii definiției

(5.33)

Condiția trebuie îndeplinită. Această condiție este îndeplinită.

5.3 Rezistența înfășurării circuitului echivalent al motorului convertit

Factorul de disipare a statorului

Factorul de rezistență al statorului

unde este coeficientul (, pagina 72).

Rezistențe de înfășurare convertite

Recalcularea circuitului magnetic nu este necesară, deoarece și .

6. Funcționare în gol și evaluat

1 Mod inactiv

La fel de , în calculele ulterioare vom accepta .

Componenta reactivă a curentului statorului în timpul rotației sincrone

Pierderi electrice în înfășurarea statorului în timpul rotației sincrone

Greutatea estimată de oțel a dinților statorului cu caneluri trapezoidale

Pierderi magnetice în dinții statorului

Greutate din oțel spate stator

Pierderi magnetice în spatele statorului

Pierderi magnetice totale în miezul statorului, inclusiv pierderi suplimentare în oțel

(6.7)

Pierderi mecanice cu grad de protectie IP44, metoda de racire IC0141

(6.8)

unde la 2p=8

Componenta activă a curentului x.x.

Curent fără sarcină

Factor de putere la x.x.

6.2 Calculul parametrilor taxei nominale

Rezistență activă la scurtcircuit

Scurtcircuit cu reactanță inductivă

Impedanta de scurtcircuit

Pierderi suplimentare la sarcina nominală

Puterea mecanică a motorului

Rezistența circuitului echivalent

(6.17)

Impedanța circuitului echivalent

Verificarea corectitudinii calculelor si

(6.19)

Alunecare

Componentă activă a curentului statoric în timpul rotației sincrone

Curentul rotorului

Componenta activă a curentului statoric

(6.23)

Componenta reactivă a curentului statoric

(6.24)

Curentul statorului de fază

Factor de putere

Densitatea curentului în înfășurarea statorului

(6.28)

unde este factorul de înfășurare pentru un rotor cu cușcă veveriță (, pagina 171).

Curent în rotorul cuștii de veveriță

Densitatea de curent în tija unui rotor cu cuști de veveriță

Scurt circuit

Pierderi electrice în înfășurarea statorului

Pierderi electrice în înfășurarea rotorului

Pierderi totale la motorul electric

Putere de intrare:

Eficienţă

(6.37)

Putere de intrare: (6,38)

Puterea de intrare calculată prin formulele (6.36) și (6.38) trebuie să fie egală între ele, până la rotunjire. Această condiție este îndeplinită.

Putere de iesire

Puterea de ieșire trebuie să corespundă cu puterea de ieșire specificată în termenii de referință. Această condiție este îndeplinită.

7. Diagramă circulară și date de performanță

1 diagramă circulară

scara actuală

Unde - intervalul diametrului cercului de lucru (, pagina 175).

Accept .

Diametrul cercului de lucru

(7.2)

scara de putere

Lungimea segmentului de curent reactiv

Lungimea segmentului de curent activ

Bare pe diagramă

(7.7)

(7.8)

7.2 Date de performanță

Calculăm caracteristicile de performanță sub forma tabelului 1.

Tabelul 1 - Caracteristici de performanță ale unui motor asincron

Condiții convoi	Putere furnizată în fracțiuni
cos0.080.500.710.800.830.85
P, W1564.75172520622591.53341.74358.4
, %13,5486,8891,6492,8893,0892,80

8. Cuplu maxim

Parte variabilă a factorului stator cu o canelură trapezoidală semiînchisă

Componentă de conductanță de scurgere a statorului dependentă de saturație

Parte variabilă a factorului rotor cu fante ovale închise

(8.3)

Componentă de conductanță de scurgere a rotorului dependentă de saturație

Curentul rotorului corespunzător cuplului maxim (9-322)

(8.7)

Impedanța circuitului echivalent la cuplul maxim

Rezistența totală a circuitului echivalent la o alunecare infinit de mare

Rezistența echivalentă a circuitului echivalent la cuplul maxim

Multiplicitatea cuplului maxim

Alunecare la cuplul maxim

(8.12)

9. Curentul inițial de pornire și cuplul inițial de pornire

1 Rezistențe active și inductive corespunzătoare modului de pornire

Înălțimea barei cuștii rotorului

Înălțimea barei rotorului redusă

Acceptăm coeficientul (, Figura 9-23).

Adâncimea estimată de pătrundere a curentului în tijă

Lățimea tijei la adâncimea calculată a pătrunderii curentului în tijă

(9.4)

Aria secțiunii transversale a tijei la adâncimea de penetrare a curentului calculată

(9.5)

raportul de deplasare a curentului

Rezistența activă a tijei cuștii la 20 0C pentru modul de pornire

Rezistența activă a înfășurării rotorului la 20 0C, redusă la înfășurarea statorului, pentru modul de pornire

Acceptăm coeficientul (, Figura 9-23).

Coeficientul de conductivitate de scurgere al fantei rotorului la pornire pentru o fantă ovală închisă

Coeficientul de conductivitate de scurgere al înfășurării rotorului la pornire

Inductanța de scurgere a motorului depinde de saturație

Inductanța de scurgere a motorului independent de saturație

(9.12)

Rezistență activă la scurtcircuit la început

9.2 Curentul inițial de pornire și cuplul

Curentul rotorului la pornirea motorului

Impedanța circuitului echivalent la pornire (ținând cont de efectele deplasării curentului și saturarea căilor parazite)

Reactanța inductivă a circuitului echivalent la pornire

Componenta activă a curentului statoric la pornire

(9.17)

Componenta reactivă a curentului statorului la pornire

(9.18)

Curentul statorului de fază la pornire

Multiplicitatea curentului inițial de pornire

(9.20)

Rezistența activă a rotorului la pornire, redusă la stator, la temperatura de funcționare calculată și circuit echivalent în formă de L

(9.21)

Multiplicitatea cuplului de pornire inițial

10. Calcule termice și de ventilație

1 Înfășurare statorică

Pierderi în înfășurarea statorului la temperatura maximă admisă

unde este coeficientul (, pagina 76).

Suprafața de răcire internă condiționată a părții active a statorului

Debitul de aer care poate fi asigurat de un ventilator exterior trebuie să depășească debitul de aer necesar. Această condiție este îndeplinită.

Presiunea aerului dezvoltată de un ventilator exterior

Concluzie

În cadrul acestui proiect de curs a fost proiectat un motor electric asincron de proiectare principală, cu înălțimea axei de rotație h = 250 mm, grad de protecție IP44, cu rotor în cușcă veveriță. Ca rezultat al calculului, au fost obținuți principalii indicatori pentru un motor cu o putere dată P și cos, care satisfac valoarea maximă admisă a GOST.

Motorul electric asincron proiectat îndeplinește cerințele GOST atât în ​​ceea ce privește indicatorii de energie (eficiență și cosφ), cât și în ceea ce privește caracteristicile de pornire.

Tip motor Putere, kW Înălțimea axei de rotație, mm Greutate, kg Viteză, rpm Eficiență, % factor de putere, moment de inerție,

2. Kravchik A.E. et al. Motor asincron seria 4A, manual. - M.: Energoatomizdat, 1982. - 504 p.

3. Proiectarea mașinilor electrice: manual. pentru electromec. Și electricitate. specialitățile universităților / I. P. Kopylov [și altele]; ed. I. P. Kopylova. - Ed. a 4-a, revizuită. si suplimentare - M.: Mai sus. şcoală, 2011. - 306 p.

Apendice. Întocmirea unui caiet de sarcini

			Desemnare	Nume		Notă
				Documentație
			1.096.00.000.PZ	Notă explicativă
			1.096.00.000.CH	Desen de ansamblu
				Înfășurarea statorului
				Înfășurarea rotorului
				Miezul statorului
				Miezul rotorului
				cutie de borne
				Rym. Bolt
				Șurub de împământare
				Ventilator
				Ventilator Giulgiul
				Ținând

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Găzduit la http://www.allbest.ru

Introducere

O unitate electrică modernă este un complex de dispozitive și dispozitive concepute pentru a controla și regla indicatorii fizici și de putere ai unui motor electric. Cel mai frecvent motor electric folosit în industrie este motorul asincron. Odată cu dezvoltarea electronicii de putere și dezvoltarea noilor sisteme puternice de control al motoarelor cu inducție, o acționare electrică bazată pe un motor cu inducție și convertoare de frecvență este cea mai bună alegere pentru controlul diferitelor procese tehnologice. Acționarea electrică asincronă are cei mai buni indicatori tehnici și economici, iar dezvoltarea de noi motoare de economisire a energiei face posibilă crearea sistemelor de acționare electrică eficiente din punct de vedere energetic.

Motor electric asincron, mașină electrică asincronă pentru transformarea energiei electrice în energie mecanică. Principiul de funcționare al unui motor electric asincron se bazează pe interacțiunea unui câmp magnetic rotativ care apare atunci când un curent alternativ trifazat trece prin înfășurările statorului, cu un curent indus de câmpul statoric în înfășurările rotorului. Ca urmare, apar forțe mecanice care fac rotorul să se rotească în direcția de rotație a câmpului magnetic, cu condiția ca viteza rotorului n să fie mai mică decât viteza câmpului n1. Astfel, rotorul se rotește asincron în raport cu câmpul.

Scopul lucrării de curs este proiectarea unui motor asincron. Prin intermediul acestui design, studiem proprietățile și caracteristicile acestui motor, studiem și caracteristicile acestor motoare. Această lucrare este o parte integrantă a cursului de studiere a mașinilor electrice.

1. Circuit magnetic motor. Dimensiuni, configurație, material

1.1 Dimensiuni principale

1. Înălțimea axei de rotație a motorului asincron:

Pentru Рн =75 kW, n1=750 rpm

h=280 mm, 2p=8.

2. Diametrul exterior al miezului DH1 cu o înălțime standard a axei de rotație h=280 mm. In aceste conditii DH1=520 mm.

3. Pentru a determina diametrul interior al miezului statorului D1, folosim relația D1=f(DH1) dată în Tabelul 9-3. Pentru DH1=520 mm;

D1=0,72 DH1 - 3;

D1 \u003d 0,72 520-3 \u003d 371,4 mm.

4. Aflați valoarea medie kH=f(P2) a motoarelor asincrone

Pentru pH=75 kW; 2p=8;

5. Pentru motoare cu colivie cu protectie IP44, valori provizorii.

Pentru pH=75 kW

6. Pentru motoarele cu rotor în cușcă veveriță cu protecție IP44, luăm valoarea cos conform Figura 9-3, iar cu 2р = 8

7. Puterea estimată P? pentru motoarele de curent alternativ:

unde - eficienta; cos - factor de putere la sarcina nominală;

8. Aflarea sarcinii liniare a înfășurării statorului A1

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

9. Aflarea valorii maxime a inducției magnetice în întrefierul B

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

10. Pentru a determina lungimea miezului statorului, să stabilim valoarea preliminară a coeficientului de înfășurare kob1, la 2р=8

11. Aflați lungimea estimată a miezului l1

l1=366,7+125=426,7

12. Lungimea structurală a miezului statorului l1 este rotunjită la cel mai apropiat multiplu de 5:

13. Raport

425 / 371,4 = 1,149

14. Găsiți 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 Miezul statorului

Miezul este asamblat din foi separate ștanțate din oțel electric de 0,5 mm grosime, cu acoperiri izolatoare pentru a reduce pierderile din oțel de la curenții turbionari.

Pentru oțel 2312 folosim izolație lăcuită din foi.

Număr de sloturi pe pol și fază:

În funcție de valoarea selectată q1, se determină numărul de fante ale miezului statorului z1:

unde m1 este numărul de faze;

z1 = 8 3 3 = 72.

1.3 Miezul rotorului

Pentru o înălțime dată a axei de rotație, selectăm oțelul de calitate 2312.

Miezul este asamblat din foi separate ștanțate din oțel electric cu o grosime de 0,5 mm.

Pentru miez, acceptăm aceeași izolație din tablă ca și pentru stator - lacuire.

Factorul de umplere al oțelului este considerat egal cu

Este acceptată dimensiunea spațiului de aer dintre stator și rotor.

Cu h = 280 mm și 2p = 8;

Slot teșit ck (fără fantă teșită)

Diametrul exterior al miezului rotorului DH2:

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

Pentru înălțimea de rotație h 71 mm diametrul interior al foilor de rotor D2:

D2 0,23 520 = 119,6 mm.

Pentru a îmbunătăți răcirea, a reduce masa și momentul dinamic de inerție al rotorului, în miezurile rotorului sunt prevăzute canale de ventilație axiale rotunde cu h250:

Lungimea miezului rotorului l2 la h>250 mm.

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

Numărul de fante din miez pentru un motor cu rotor cu colivie la z1=72 și 2р=8

2. Înfășurarea statorului

2.1 Parametri comuni oricărei înfășurări

Pentru motorul nostru, acceptăm o înfășurare concentrică cu două straturi cu mai multe secțiuni din sârmă marca PETV (clasa de rezistență la căldură B), plasată în caneluri dreptunghiulare semideschise.

De obicei, înfășurarea statorului este realizată în șase zone; fiecare zonă este egală cu 60 de grade electrice. Cu o înfășurare cu șase zone, coeficientul de distribuție kP1

kР1 = 0,5/(q1sin(b/20));

kР1 = 0,5/(3 sin(10)) = 0,95.

Scurtarea pasului 1 este luată egală cu

1 \u003d 0,8, cu 2p \u003d 8.

Înfășurarea în două straturi se realizează cu un pas scurtat yP1

yP1 = 1 z1 / 2p;

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

Factorul de scurtare ky1

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

Coeficientul de înfăşurare kOB1

kOB1 = kP1 ky1;

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

Valoarea preliminară a fluxului magnetic Ф

F \u003d B D1l1 10-6 / p;

Ф = 0,689 371,4 42510-6/4 = 0,027 Wb.

Numărul preliminar de spire în înfășurarea fazei? 1

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

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

Numărul de ramuri paralele ale înfășurării statorului a1 este ales ca unul dintre divizorii numărului de poli a1 = 1.

Număr preliminar de conductoare efective în canalul NP1

NP1 = 1а1(рq1);

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

Valoarea lui NP1 este acceptată prin rotunjirea NP1 la cea mai apropiată valoare întreagă

Alegând un număr întreg, specificăm valoarea 1

1 = NП1рq1а1;

1 = 4 4 3/1 = 72.

Valoarea fluxului magnetic Ф

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

Valoarea de inducție a spațiului de aer B

B = B? 1/ ? 1;

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

Valoarea preliminară a curentului nominal de fază 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.

Valoarea medie a inducției magnetice în spatele statorului BC1

Cu h \u003d 280 mm, 2p \u003d 8

BC1 = 1,5 T.

Împărțirea dinților în funcție de diametrul interior al statorului t1

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

2.2 Înfășurare statorică cu fante dreptunghiulare semiînchise

Acceptăm valoarea preliminară a inducției magnetice în punctul cel mai îngust al dintelui statorului

31max = 1,8 T

Împărțirea dinților a statorului în locul cel mai îngust

Lățimea preliminară a dintelui în punctul cel mai îngust

Lățimea preliminară a fantei semideschise și deschise din matriță

Lățimea canelurii semideschise

Lățimea permisă a unui conductor efectiv cu izolație turnată

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

Numărul de conductori efectivi în funcție de înălțimea fantei

Înălțimea preliminară a spatelui statorului

Ф 106?(2 kc l1 Вc1);

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

Înălțimea pre-canelură

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

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

Înălțimea admisă a conductorului efectiv cu izolație a bobinei

Zona efectivă a conductorului

Număr preliminar de conductoare elementare

Numărul de conductoare elementare dintr-un efectiv

Număr preliminar de conductoare elementare într-un singur efectiv

Creșteți la 4

Dimensiunea conductorului elementar elementar de-a lungul înălțimii canelurii

Numărul final de conductoare elementare

Dimensiuni mai mici și mai mari ale sârmei goale

Dimensiunea înălțimii canelurii

Dimensiune în funcție de lățimea canelurii din ștampilă

Înălțimea canelurii

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

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

Lățimea dintelui rafinată în cel mai îngust punct

Inducție magnetică rafinată în partea cea mai îngustă a dintelui statorului

Densitatea curentului în înfășurarea statorului 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)adăugați \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.

Diviziunea medie a dinților a statorului tСР1

tСР1 = (D1 + hП1)/z1;

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

Lățimea medie a bobinei statorice bCP1

bSR1 = tSR1 uP1;

bСР1 = 18,6 7,2 = 133,6 mm.

Lungimea medie a părții frontale a înfășurării ll1

ll1 \u003d 1,3 \u003d 279,6 mm

Lungimea medie a înfășurării lcp1

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

Lungimea proeminenței părții frontale a înfășurării lv1

3. Înfășurare în cușcă de veveriță

faza statorului magnetic asincron

Să folosim o înfășurare rotor cu caneluri pentru sticle, pentru că h = 280 mm.

Înălțimea canelurii din fig. 9-12 este egal cu hp2 = 40 mm.

Înălțimea estimată a spatelui rotorului hc2 la 2р=8 și h = 280 mm

hc2 = 0,38 Dн2 - hp2 - ?dk2;

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

Inductie magnetica in spatele rotorului Vs2

Soare2 = Ф 106 / (2 kc l2 hc2);

Soare2 = 0,028 106 / (2 0,95 430 73,8) = 0,464 T

Împărțirea dinților în funcție de diametrul exterior al rotorului t2

t2 = рDн2/z2 = р 369,8/86 = 13,4 mm.

Inducția magnetică în dinții rotorului Vz2.

Int2 = 1,9 T.

Literatură

1. Goldberg O.D., Gurin Ya.S., Sviridenko I.S. Proiectare masini electrice. - M.: Liceu, 1984. - 431s.

Găzduit pe Allbest.ru

...

Documente similare

Dimensionarea și selectarea sarcinilor electromagnetice ale unui motor cu inducție. Alegerea canelurilor și a tipului de înfășurare a statorului. Calculul înfășurării și dimensiunilor zonei dentare a statorului. Calculul unui rotor cu cuști de veveriță și al unui circuit magnetic. Pierderea puterii la ralanti.

lucrare de termen, adăugată 09.10.2012


Datele motorului DC seria 4A100L4UZ. Selectarea dimensiunilor principale ale unui motor cu inducție cu veveriță. Calculul zonei dinților și înfășurării statorului, configurația fantelor acesteia. Selectarea spațiului de aer. Calculul rotorului și al circuitului magnetic.

lucrare de termen, adăugată 09.06.2012


Calculul caracteristicilor de performanță ale unui motor asincron cu rotor cu colivie. Determinarea numărului de fante pentru stator, spire în faza de înfășurare a secțiunii de sârmă a înfășurării statorului. Calculul dimensiunilor zonei dinte a statorului și a spațiului de aer. Calcule ale principalelor pierderi.

lucrare de termen, adăugată 01.10.2011


Calculul statorului, rotorului, circuitului magnetic și pierderilor unui motor cu inducție. Determinarea parametrilor modului de funcționare și a caracteristicilor de pornire. Calcul termic, de ventilație și mecanic al unui motor asincron. Testarea axului pentru rigiditate și rezistență.

lucrare de termen, adăugată 10.10.2012


Alegerea dimensiunilor principale ale motorului asincron. Determinarea dimensiunilor zonei dentare a statorului. Calculul rotorului, circuitului magnetic, parametrilor modului de funcționare, pierderilor de funcționare. Calculul și construcția caracteristicilor de pornire. Calculul termic al unui motor asincron.

lucrare de termen, adăugată 27.09.2014


Determinarea sarcinilor electromagnetice admise și selectarea dimensiunilor principale ale motorului. Calculul curentului fără sarcină, parametrii de înfășurare și zona dinților statorului. Calculul circuitului magnetic. Determinarea parametrilor și caracteristicilor pentru alunecări mici și mari.

lucrare de termen, adăugată 12.11.2015


Izolarea înfășurării statorului și a rotorului cu colivie. Rezistențe active și inductive de înfășurare. Rezistența la înfășurare a unui rotor cu colivie de veveriță cu fante închise ovale. Calculul parametrilor regimului nominal de funcționare al unui motor asincron.

lucrare de termen, adăugată 15.12.2011


Calculul secțiunii transversale a firului înfășurării statorului, dimensiunea zonei sale dinților, spațiul de aer, rotorul, circuitul magnetic, parametrii modului de funcționare, pierderile, caracteristicile de pornire pentru a proiecta un motor asincron trifazat.

lucrare de termen, adăugată 09/04/2010


Construcția circuitelor extinse și radiale ale înfășurărilor statorice, determinarea vectorului de curent de scurtcircuit. Construcția unei scheme circulare a unui motor cu inducție. Calcul analitic conform circuitului echivalent. Construcția caracteristicilor de performanță ale unui motor asincron.

test, adaugat 20.05.2014


Determinarea curentului fără sarcină, a rezistențelor statorice și rotorului unui motor asincron. Calculul și construcția caracteristicilor mecanice și electromecanice ale acționării electrice, care prevede legile pentru reglarea frecvenței și tensiunii înfășurării statorului.