Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí využívajú vedomostnú základňu pri štúdiu a práci, vám budú veľmi vďační.

Hostené na http://www.allbest.ru/

Elektrické autá

projekt kurzu

"Návrh asynchrónneho motora s rotorom vo veveričke"

Technická úloha

Navrhnite asynchrónny trojfázový motor s rotorom vo veveričke:

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

n = 3000 ot./min., = 90 %, cos = 0,89, S NOM = 3 %;

h=160 Mp/Mn=1,8, Mmax/Mn=2,7, Ip/ln=7;

dizajn IM1001;

vyhotovenie podľa spôsobu krytia IP44;

spôsob chladenia IC0141;

klimatický dizajn a umiestnenie kategórie U3;

trieda izolácie F.

prevádzkový režim S1

Stanovenie hlavných geometrických rozmerov

1. Predvoľte výšku osi otáčania podľa obr. 8.17, a (ďalej všetky vzorce, tabuľky a obrázky z) h = 150 mm.

Z tabuľky. 8.6 akceptujeme najbližšiu menšiu hodnotu h \u003d 132 mm a \u003d 0,225 m (Da je vonkajší priemer statora).

2. Určite vnútorný priemer statora:

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

K D - koeficient proporcionality, určený z tabuľky. 8.7.

3. Rozdelenie pólov

m

kde 2p je počet pólových párov.

4. Určte vypočítaný výkon:

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

k E - pomer EMF vinutia statora k menovitému napätiu, určený z obr. 8,20, kE = 0,983

- Účinnosť asynchrónneho motora, podľa obr. 8,21, a = 0,89, cos = 0,91

P 2 - výkon na hriadeli motora, W

P = (1510 3 0,983) / (0,890,91) = 18 206 (W)

5. Elektromagnetické záťaže určíme (predbežne) podľa obr. 8.22b:

Lineárne zaťaženie (pomer prúdu všetkých závitov vinutia k obvodu) A \u003d 25,310 3 (A / m)

Indukcia vzduchovej medzery B= 0,73 (T)

6. Koeficient predbežného vinutia sa volí v závislosti od typu vinutia statora. Pre jednovrstvové vinutia k O1 = 0,95 0,96.

Vezmime si k O1 = 0,96.

7. Odhadovaná dĺžka vzduchovej medzery je určená vzorcom:

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

k B - koeficient tvaru poľa, predtým braný ako rovný

k B \u003d / () \u003d 1.11

- synchrónna uhlová rýchlosť hriadeľa motora, rad/s, sa vypočíta podľa vzorca

rad/s

kde 1 - výkonová frekvencia, Hz

= 18206 / (1 110,126 2 3140,9625,310 3 0,73) = 0,19 (m)

8. Skontrolujte vzťah = / . Mala by byť v rozmedzí 0,19 0,87, stanovené z obr. 8.25:

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

Získaná hodnota je vyššia ako odporúčané limity, preto akceptujeme ďalšiu najväčšiu zo štandardnej série (tabuľka 8.6) výšku osi otáčania h = 160 mm. Výpočty opakujeme podľa odsekov. 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

Výpočet vinutia, drážok a strmeňa statora

Definícia Z 1 , 1 a oddielov drôty vinutia stator

1. Hraničné hodnoty zubového delenia 1 určujeme podľa obr. 6-15:

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

2. Hraničné hodnoty pre počet statorových slotov sú určené nasledujúcimi vzorcami

Akceptujeme 1 = 36, potom q = Z 1 / (14:00), kde m je počet fáz

q = 36 / (23) = 6

Vinutie je jednovrstvové.

3. Nakoniec určíme zubové delenie statora:

m = 1410-3 m

4. Nájdite počet efektívnych vodičov v drážke (predtým za predpokladu, že vo vinutí nie sú paralelné vetvy (a = 1)):

u =

I 1H - menovitý prúd vinutia statora, A, a je určený vzorcom:

I 1H \u003d P 2 / (mU 1H cos) \u003d 1510 3 / (32200,890,91) \u003d 28,06 (A)

u==16

5. Akceptujeme teda a = 2

u \u003d au \u003d 216 \u003d 32

6. Získajte konečné hodnoty:

počet závitov vo fáze navíjania

lineárne zaťaženie

A/m

tok

Ф = (1) -1

k O1 - konečná hodnota koeficientu vinutia určená podľa vzorca:

k О1 = k У k Р

k Y - faktor skrátenia, pre jednovrstvové vinutie k Y \u003d 1

k P - koeficient rozdelenia, určený z tabuľky. 3,16 pre prvú harmonickú

kP = 0,957

F = = 0,01 (Wb)

indukcia vzduchovej medzery

Tl

Hodnoty A a B sú v prijateľných medziach (obr. 8.22, b)

7. Prúdová hustota vo vinutí statora (predbežná):

J 1 \u003d (AJ 1) / A \u003d (18110 9) / (33,810 3) \u003d 5,3610 6 (A / m 2)

súčin lineárneho zaťaženia a prúdovej hustoty je určený z obr. 8.27b.

Efektívny prierez vodiča (predbežne):

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)

Akceptujeme teda n EL = 2

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

n EL - počet elementárnych vodičov

q EL - úsek elementárneho vodiča

Vyberáme drôt vinutia PETV (podľa tabuľky A3.1) s nasledujúcimi údajmi:

menovitý priemer holého drôtu d EL = 1,32 mm

priemerná hodnota priemeru izolovaného drôtu d IZ = 1,384 mm

prierez holého drôtu q EL \u003d 1,118 mm 2

plocha prierezu efektívneho vodiča q EF \u003d 1,1182 \u003d 2,236 (mm 2)

9. Prúdová hustota vo vinutí statora (konečne)

Platba veľkosti zubatý zóny stator a vzduchu odbavenie

Drážka stator - podľa obr. la s pomerom rozmerov, ktorý zabezpečuje rovnobežnosť bočných plôch zubov.

1. Predbežne prijímame podľa tabuľky. 8.10:

hodnota indukcie v zuboch statora B Z1 = 1,9 (T) hodnota indukcie v strmene statora B a = 1,6 (T), potom šírka zuba

b Z1 =

k C - faktor plnenia jadra oceľou, podľa tabuľky. 8,11 pre oxidované plechy z ocele triedy 2013 k C = 0,97

CT1 - dĺžka ocele jadier statora, pre stroje s 1,5 mm

ST1 = 0,091 (m)

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

výška strmeňa statora

2. Akceptujeme rozmery drážky v raznici:

šírka drážky b W = 4,0 (mm)

výška drážky h W = 1,0 (mm) , = 45

výška drážky

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

spodná šírka drážky

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

horná šírka drážky

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

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

3. Rozmery drážky v priestranstve, berúc do úvahy montážne prídavky:

pre 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)

Plocha prierezu drážky na umiestnenie vodičov:

S P \u003d S OD S PR

plocha prierezu tesnení S PR = 0

plocha prierezu izolácie plášťa v drážke

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

b OD - jednostranná hrúbka izolácie v drážke, podľa tabuľky. 3,1 b OD = 0,4 (mm)

S OD \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. Faktor vyplnenia drážky:

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

Získaná hodnota kW pre mechanizované uloženie vinutia je nadmerne veľká. Faktor plnenia musí byť medzi 0,70 a 0,72 (z tabuľky 3-12). Znížte hodnotu faktora plnenia zväčšením plochy prierezu drážky.

Vezmime si B Z1 = 1,94 (T) a B a = 1,64 (T), čo je prijateľné, keďže tieto hodnoty prekračujú odporúčané hodnoty len o 2,5 – 3 %.

5. Zopakujeme výpočet podľa odsekov. 1-4.

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

ha = = 0,0353 (m) = 35,3 (mm) b1 = = 8,46 (mm)

h P = = 24,7 (mm) h1 = = 20,25 (mm)

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

b1 = = 8,66 (mm)

h 1 = = 20,45 (mm)

S OD \u003d \u003d 29,9 (mm 2)

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

kZ = = 0,7088 ± 0,71

Rozmery drážky v raznici sú na obr. 1, a.

Výpočet vinutia, štrbín a strmeňa rotora

1. Určte vzduchovú medzeru (podľa obr. 8.31): = 0,8 (mm)

2. Počet štrbín rotora (podľa tabuľky 8.16): Z 2 = 28

3. Vonkajší priemer:

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

4. Dĺžka magnetického obvodu rotora 2 = 1 = 0,091 (m)

5. Rozdelenie hrotov:

t 2 \u003d (D 2) / Z 2 \u003d (3 140,150) / 28 \u003d 0,0168 (m) \u003d 16,8 (mm) (36)

6. Vnútorný priemer rotora sa rovná priemeru hriadeľa, pretože jadro je namontované priamo na hriadeli:

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

Hodnota koeficientu k In prevzatá z tabuľky. 8,17: kB \u003d 0,23

7. Predbežná hodnota prúdu v tyči rotora:

I 2 = k i I 1 i

k i - koeficient zohľadňujúci vplyv magnetizačného prúdu a odporu vinutia na pomer I 1 / I 2 . ki = 0,2 + 0,8 cos = 0,93

i - koeficient redukcie prúdov:

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. Prierezová plocha tyče:

q C \u003d I 2 / J 2

J 2 - prúdová hustota v tyčiach rotora, pri plnení drážok hliníkom, je zvolená v rámci

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. Drážka rotora - podľa obr. 1. b. Navrhujeme hruškovité uzavreté drážky s rozmermi štrbiny b š = 1,5 mm a v š = 0,7 mm. Výška prepojky nad drážkou sa volí rovná h W = 1 mm.

Prípustná šírka zubov

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

B Z2 - indukcia v zuboch rotora, podľa tabuľky. 8,10 B Z2 = 1,8 (T)

Rozmery drážky

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)

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

10. Zadajte šírku zubov rotora

b Z2 = = 9,1 (mm)

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

b Z2 = b Z2 9,1 (mm)

Celková výška drážky:

h P 2 \u003d h W + v 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)

Prierez tyče:

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. Prúdová hustota v tyči:

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

12. Skratové krúžky. Prierezová plocha:

qCL = ICL / JCL

JCL - prúdová hustota v uzatváracích krúžkoch:

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

ICL - prúd v kruhoch:

ICL = I2 /

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

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

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

13. Rozmery uzatváracích krúžkov:

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)

Výpočet magnetického obvodu

Oceľové magnetické jadro 2013; hrúbka plechu 0,5 mm.

1. Magnetické napätie vzduchovej medzery:

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

k- faktor vzduchovej medzery:

k \u003d t 1 / (t 1 -)

= = = 2,5

k== 1,17

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

2. Magnetické napätie zón zubov:

stator

FZ1 = 2h Z1HZ1

h Z1 - vypočítaná výška zuba statora, h Z1 = h P1 = 24,7 (mm)

H Z1 - hodnota intenzity poľa v zuboch statora, podľa tabuľky P1.7 pri B Z1 = 1,94 (T) pre oceľ 2013 H Z1 = 2430 (A / m)

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

vypočítaná indukcia v zuboch:

BZ1 = = = 1,934 (T)

keďže B Z1 1,8 (T), je potrebné počítať s rozvetvením toku do drážky a zistiť skutočnú indukciu v zube B Z1 .

Koeficient k RH vo výške 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

BZ1 = BZ1 - 0 H Z1 k RH

Akceptujeme B Z1 = 1,94 (T), skontrolujte pomer B Z1 a B Z1:

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

rotor

FZ2 = 2h Z2HZ2

h Z2 - vypočítaná výška zuba rotora:

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

H Z2 - hodnota intenzity poľa v zuboch rotora, podľa tabuľky P1.7 pri B Z2 = 1,8 (T) pre oceľ 2013 H Z2 = 1520 (A / m)

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

indukcia v zube

BZ2 = = = 1,799 (T) 1,8 (T)

3. Koeficient saturácie zubnej zóny

kZ = 1+= 1+= 1,23

4. Magnetické napätie strmeňa:

stator

F a = L a H a

L a - dĺžka priemernej magnetickej čiary strmeňa statora, m:

La = = = 0,376 (m)

H a - sila poľa, podľa tabuľky P1.6 pri B a = 1,64 (T) H a = 902 (A / m)

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

B a =

h a - konštrukčná výška strmeňa statora, 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

Fj = Lj Hj

L j je dĺžka priemernej čiary magnetického toku v strmene rotora:

Lj = 2hj

h j - výška zadnej časti rotora:

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

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

Bj =

h j - konštrukčná výška strmeňa rotora, m:

h j = = = 40,5 (mm)

Bj = = 1,28 (T)

Hj - sila poľa podľa tabuľky P1.6 pri Bj = 1,28 (T) Hj = 307 (A / m)

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

5. Celkové magnetické napätie magnetického obvodu na pár pólov:

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

6. Faktor nasýtenia magnetického obvodu:

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

7. Magnetizačný prúd:

I===7,3 (A)

relatívna hodnota

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

Výpočet parametrov asynchrónneho stroja pre nominálny režim

1. Aktívny odpor fázy vinutia statora:

r1 = 115

115 - merný odpor materiálu vinutia pri výpočtovej teplote, Omm. Pre triedu izolácie F je návrhová teplota 115 stupňov. Pre meď 115 = 10 -6 / 41 ohm.

L 1 - celková dĺžka účinných vodičov fázy statorového vinutia, m:

L 1 = СР1 1

СР1 - priemerná dĺžka vinutia statora, m:

СР1 \u003d 2 (P1 + L1)

P1 - dĺžka časti drážky, P1 \u003d 1 \u003d 0,091 (m)

L1 - predná časť cievky

L1 \u003d K L b KT + 2V

K L - koeficient, ktorého hodnota je prevzatá z tabuľky 8.21: K L \u003d 1,2

B je dĺžka výtoku rovnej časti cievky z drážky od konca jadra po začiatok ohybu prednej časti, m. Akceptujeme B = 0,01.

b CT - priemerná šírka cievky, m:

b CT = 1

1 - relatívne skrátenie stúpania statorového vinutia, 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)

Dĺžka predĺženia prednej časti cievky

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

Podľa tabuľky 8,21 K OFF = 0,26

Relatívna hodnota

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

2. Aktívny odpor fázy vinutia rotora:

r 2 \u003d r C +

r C - odpor tyče:

rC = 115

pre vinutie rotora z liateho hliníka 115 = 10 -6 / 20,5 (Ohm).

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

r CL - odpor časti uzatváracieho krúžku uzavretého medzi dvoma susednými tyčami

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

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

Prinášame r 2 k počtu závitov vinutia statora:

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

Relatívna hodnota:

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

3. Indukčný odpor fázy vinutia statora:

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

P1 - koeficient magnetickej vodivosti štrbinového rozptylu:

P1 =

h 2 \u003d h 1 - 2b OD \u003d 20,45 - 20,4 \u003d \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 (vodiče sú upevnené krytom slotu)

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

P1 = = 1,4

L1 - koeficient magnetickej vodivosti čelného rozptylu:

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

D1 - koeficient magnetickej vodivosti diferenciálneho rozptylu

D1 =

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

k = 1

SK \u003d 0, pretože neexistuje skosenie drážok

k SC sa určí z kriviek na obr. 8,51,d v závislosti od t2/t1 a SC

== 1,34; SC = 0; kSC = 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)

Relatívna hodnota

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

4. Indukčný odpor fázy vinutia rotora:

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

P2 = kD+

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

kD = 1

P2 = = 3,08

L2 = = = 1,4

D2 =

= = = 1,004

keďže s uzavretými štrbinami Z 0

D2 = = 1,5

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

Počet závitov statora dávame x 2:

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

Relatívna hodnota

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

Výpočet straty výkonu

1. Straty v oceli sú hlavné:

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

P 1,0/50 - špecifické straty pri indukcii 1 T a remagnetizačnej frekvencii 50 Hz. Podľa tabuľky 8,26 pre oceľ 2013 P 1,0/50 = 2,5 (W/kg)

m a - oceľová hmotnosť strmeňa statora, kg:

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

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

C - merná hmotnosť ocele; pri výpočtoch vezmite C \u003d 7,810 3 (kg / m 3)

m Z1 - hmotnosť oceľových zubov statora, kg:

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

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

k Áno ak DZ - koeficienty, ktoré zohľadňujú vplyv nerovnomerného rozloženia prietoku na úsekoch sekcií magnetického obvodu a technologických faktorov na straty v oceli. Približne môžete vziať k Áno \u003d 1,6 a k DZ \u003d 1,8.

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

2. Povrchové straty v rotore:

PPOV2 = pPOV2(t2 - bSH2)Z2ST2

pSOV2 - špecifické povrchové straty:

pPOV2 = 0,5k02(B02t1103)2

B02 - amplitúda indukčnej pulzácie vo vzduchovej medzere nad korunami zubov rotora:

B02=02

02 závisí od pomeru šírky štrbín statorových štrbín k vzduchovej medzere. 02 (s bSh1 / = 4 / 0,5 = 8 podľa obr. 8.53, b) = 0,375

k02 - koeficient zohľadňujúci vplyv povrchovej úpravy hláv zubov rotora na špecifické straty. Vezmime si 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. Straty zvlnenia v zuboch rotora:

RPUL2 = 0,11 mZ2

VPUL2 - amplitúda indukčných pulzácií v priemernej časti zubov:

Bpool2 = BZ2

mZ2 - hmotnosť oceľových zubov rotora, kg:

mZ2 = Z2hZ2bZ2ST2kC2C =

= 2826,6510-39,110-30,0910,977,8103 = 3,59 (kg) (117)

VSL2 = = 0,103 (T)

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

4. Výška dodatočných strát v oceli:

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

5. Celková strata ocele:

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

6. Mechanická strata:

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

Pre motory s 2p=2 KT=1.

7. Voľnobeh motora:

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

asynchrónny trojfázový motor s rotorom nakrátko

Výpočet výkonu

1. Možnosti:

r12 = 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

Aktívna zložka synchrónneho voľnobežného prúdu:

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

a = c12 = 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)

Straty, ktoré sa nemenia so zmenou sklzu:

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

	Výpočtové vzorce	Rozmer	Slip S
	Z \u003d (R2 + X2) 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

Tabuľka 1. Výkonové charakteristiky indukčného motora

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

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

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

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

2. Vypočítajte výkon pre snímky

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

0,02;0,025;0,03;0,035, za predpokladu, že predtým SNOM r2 = 0,03

Výsledky výpočtu sú zhrnuté v tabuľke. 1. Po zostrojení výkonových charakteristík (obr. 2) upresníme hodnotu menovitého sklzu: SH = 0,034.

Menovité údaje navrhnutého motora:

P2NOM = 15 kW cos NOM = 0,891

U1NOM = 220/380 V NOM = 0,858

I1NOM = 28,5 A

Výpočet štartovacích charakteristík

Platba prúdy s vziať do úvahy vplyv zmeny parametre pod vplyv účinok posunutie prúd (bez účtovníctvo vplyv nas scheniya od poliach rozptyl)

Podrobné výpočet je uvedený pre S = 1. Údaje výpočtu pre zvyšné body sú zhrnuté v tabuľke. 2.

1. Aktívny odpor vinutia rotora, berúc do úvahy vplyv účinku prúdového posunu:

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

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

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

- „znížená výška“ tyče

podľa obr. 8,57 pre = 1,62 nájdeme = 0,43

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

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

q r =

h r - hĺbka prieniku prúdu do tyče

q r - prierezová plocha ohraničená výškou 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)

Znížený odpor rotora, berúc do úvahy vplyv prúdového posunu:

r 2 \u003d K R r 2 \u003d 1,130,235 \u003d 0,265 (Ohm)

2. Indukčný odpor vinutia rotora, berúc do úvahy vplyv prúdového posunu:

pre = 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. Štartovacie parametre:

Indukčná reaktancia vzájomnej indukcie

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

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

4. Výpočet prúdov s prihliadnutím na vplyv účinku prúdového posunu:

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

	Výpočtové vzorce	Rozmer	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 / (RP 2 + X P 2) 0,5
	I 1 \u003d I 2 (RP 2 + + (X P + x 12 P) 2) 0,5 / (c 1 P x 12 P)

Tabuľka 2 . Výpočet prúdov v štartovacom režime asynchrónneho motora s rotorom nakrátko, berúc do úvahy vplyv prúdového posunu

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

r2 = 0,170 ohm; x12P = 80,19 ohmov; 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)

Platba odpaľovacie zariadenia vlastnosti s vziať do úvahy vplyv účinok posunutie prúd a nasýtenia od poliach rozptyl

Platba vykonávame pre body charakteristiky zodpovedajúce S=1; 0,8; 0,5;

0,2; 0,1 pri použití hodnôt prúdov a odporov pre rovnaké sklzy, berúc do úvahy vplyv prúdového posunu.

Údaje o výpočte sú zhrnuté v tabuľke. 3. Podrobný výpočet je uvedený pre S=1.

1. Indukčný odpor vinutia. Akceptujeme k US \u003d 1,35:

Priemerný MMF vinutia, vztiahnutý na jeden slot vinutia statora:

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

CN= = 1,043

Fiktívna indukcia únikového toku vo vzduchovej medzere:

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)

pre B Ф = 5,27 (T) nájdeme k = 0,47

Koeficient magnetickej vodivosti úniku štrbiny statorového vinutia, berúc do úvahy vplyv nasýtenia:

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

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

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

P1 USA. =

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

Koeficient magnetickej vodivosti diferenciálneho rozptylu vinutia statora, berúc do úvahy vplyv nasýtenia:

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

Indukčná reaktancia fázy vinutia statora, berúc do úvahy vplyv nasýtenia:

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

Koeficient magnetickej vodivosti štrbinového úniku vinutia rotora, berúc do úvahy vplyv nasýtenia a prúdového posunu:

P2. USA. = (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. USA. =

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

Koeficient magnetickej vodivosti diferenciálneho rozptylu rotora, berúc do úvahy vplyv nasýtenia:

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

Znížená indukčná reaktancia fázy vinutia rotora, berúc do úvahy vplyv vplyvu prúdového posunu a saturácie:

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

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

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

Tabuľka 3. Výpočet štartovacích charakteristík asynchrónneho motora s rotorom nakrátko, berúc do úvahy vplyv prúdového posunu a saturácie z bludných polí

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

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

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

2. Výpočet prúdov a momentov

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

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

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

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

IP = = 6,8

M=== 1,75

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

kUS. sa líši od akceptovaného kNAS. = 1,35 o menej ako 3 %.

Na výpočet ďalších bodov charakteristiky nastavíme kHAC. , znížená v závislosti od prúdu I1 . Prijímame na:

s = 0,8 kUS. = 1,3

s = 0,5 kUS. = 1,2

s = 0,2 kUS. = 1,1

s = 0,1 kUS. = 1,05

Údaje o výpočte sú zhrnuté v tabuľke. 3 a východiskové charakteristiky sú znázornené na obr. 3.

3. Kritický sklz sa určí po výpočte všetkých bodov počiatočných charakteristík (tabuľka 3) pomocou priemerných hodnôt odporu x1 NAS. a x2 USA. zodpovedajúce sklzom s = 0,2 0,1:

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

Navrhnutý asynchrónny motor spĺňa požiadavky GOST z hľadiska energetickej náročnosti (a cos) a štartovacích charakteristík.

Tepelný výpočet

1. Prekročenie teploty vnútorného povrchu jadra statora nad teplotu vzduchu vo vnútri motora:

pov1 =

RE. P1 - elektrické straty v štrbinovej časti vinutia statora

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

PE1 = 1026 W (z tabuľky 1 pri s = sNOM)

k = 1,07 (pre vinutia s triedou izolácie F)

K = 0,22 (podľa tabuľky 8.33)

1 - koeficient prestupu tepla z povrchu; 1 \u003d 152 (W / m 2 C)

pov1 =

2. Rozdiel teplôt v izolácii štrbinovej časti vinutia statora:

od. 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 - priemerná ekvivalentná tepelná vodivosť štrbinovej izolácie, pre triedu tepelnej odolnosti F EKV = 0,16 W / (mS)

EKV - priemerná hodnota súčiniteľa tepelnej vodivosti, podľa obr. 8,72 o hod

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

od. n1 = = 3,87 (C)

3. Teplotný rozdiel v hrúbke izolácie predných častí:

od. l1=

RE. L1 - el. straty v prednej časti vinutia statora

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

PL1 = PP1 = 0,0662 (m)

bIZ. L1 MAX \u003d 0,05

od. l1 = = 1,02 (C)

4. Prekročenie teploty vonkajšieho povrchu predných častí nad teplotu vzduchu vo vnútri motora:

pov. l1 = = 16,19 (C)

5. Priemerný nárast teploty vinutia statora nad teplotou vzduchu vo vnútri motora

1 = =

== 24,7 (C)

6. Prekročenie teploty vzduchu vo vnútri motora nad teplotu okolia

B =

P B - súčet strát vypustených do vzduchu vo vnútri motora:

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

P - súčet všetkých strát v motore v nominálnom režime:

P \u003d P + (k - 1) (PE1 + PE2) \u003d + (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 - ekvivalentná chladiaca plocha puzdra:

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

PR - podmienený obvod prierezu rebier krytu motora, pre h \u003d 160 mm PR \u003d 0,32.

B - priemerná hodnota súčiniteľa ohrevu vzduchu, podľa obr. 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. Priemerný nárast teploty vinutia statora oproti teplote okolia:

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

8. Skontrolujte podmienky chladenia motora:

Potrebné prúdenie vzduchu na chladenie

B =

km = 9,43

Pre motory s 2р=2 m= 3,3

B = = 0,27 (m3/s)

Prúdenie vzduchu zabezpečuje vonkajší ventilátor

B = = 0,36 (m3/s)

Zahrievanie častí motora je v prijateľných medziach.

Ventilátor zabezpečuje potrebné prúdenie vzduchu.

Záver

Navrhnutý motor spĺňa požiadavky stanovené v technických špecifikáciách.

Zoznam použitej literatúry

1. I.P. Kopylov "Dizajn elektrických strojov" M .: "Energoatomizdat", 1993 časť 1,2.

2. I.P. Kopylov „Dizajn elektrických strojov“ M .: „Energia“, 1980

3. A.I. Woldek "Elektrické stroje" L.: "Energia", 1978

Hostené na Allbest.ru

Podobné dokumenty

Výpočet výkonových charakteristík asynchrónneho motora s rotorom nakrátko. Určenie počtu statorových štrbín, závitov vo fáze vinutia drôtovej časti vinutia statora. Výpočet rozmerov zubovej zóny statora a vzduchovej medzery. Výpočty hlavných strát.

ročníková práca, pridaná 1.10.2011


Údaje o jednosmernom motore série 4A100L4UZ. Výber hlavných rozmerov indukčného motora vo veveričke. Výpočet zubovej zóny a vinutia statora, konfigurácia jeho štrbín. Výber vzduchovej medzery. Výpočet rotora a magnetického obvodu.

semestrálna práca, pridaná 09.06.2012


Určenie hlavných rozmerov elektromotora. Výpočet vinutia, drážky a strmeňa statora. Parametre motora pre prevádzkový režim. Výpočet magnetického obvodu elektromotora, konštantné straty výkonu. Výpočet počiatočného štartovacieho prúdu a maximálneho krútiaceho momentu.

semestrálna práca, pridaná 27.06.2016


Izolácia vinutia statora a rotora nakrátko. Aktívne a indukčné odpory vinutia. Odpor vinutia rotora vo veveričke s oválnymi uzavretými štrbinami. Výpočet parametrov nominálneho režimu prevádzky asynchrónneho motora.

ročníková práca, pridaná 15.12.2011


Výpočet parametrov vinutia statora a rotora asynchrónneho motora s rotorom nakrátko. Výpočet mechanických charakteristík asynchrónneho motora v motorickom režime podľa približného vzorca M. Klossa a v režime dynamického brzdenia.

ročníková práca, pridaná 23.11.2010


Statorové vinutie s lichobežníkovými polouzavretými štrbinami. Rozmery skratovacieho krúžku, oválnych uzavretých štrbín a magnetického obvodu. Odpor vinutia ekvivalentného obvodu konvertovaného motora. Výpočet parametrov nominálneho režimu prevádzky.

ročníková práca, pridaná 23.02.2014


Rozmery, konfigurácia, materiál magnetického obvodu trojfázového asynchrónneho motora s rotorom nakrátko. Statorové vinutie s lichobežníkovými polouzavretými štrbinami. Tepelné a ventilačné výpočty, výpočet hmotnosti a dynamického momentu zotrvačnosti.

semestrálna práca, pridaná 22.03.2018


Stanovenie prípustných elektromagnetických zaťažení a výber hlavných rozmerov motora. Výpočet prúdu naprázdno, parametrov vinutia a zóny zubov statora. Výpočet magnetického obvodu. Stanovenie parametrov a charakteristík pre malé a veľké sklzy.

ročníková práca, pridaná 11.12.2015


Režim elektromagnetickej brzdy asynchrónneho motora s rotorom vo veveričke (opozícia): mechanické vlastnosti režimu dynamického brzdenia, princíp činnosti brzdového okruhu IM: postup jeho prevádzky a vymenovanie ovládacích prvkov.

laboratórne práce, doplnené 12.1.2011


Elektromagnetický výpočet trojfázového asynchrónneho elektromotora s rotorom nakrátko. Výber hlavných rozmerov, určenie počtu statorových štrbín a prierezu drôtu vinutia. Výpočet rozmerov zubovej zóny statora, rotora, magnetizačného prúdu.

Archangelská štátna technická univerzita

Katedra elektrotechniky a energetických systémov

Fakulta telesnej výchovy

PROJEKT KURZU

Podľa disciplíny

"Elektrické zariadenia a stroje"

Na tému "Navrhovanie asynchrónneho motora"

Korelsky Vadim Sergejevič

Projektový manažér

čl. učiteľ N.B. Balantseva

Archangelsk 2010

na projekt trojfázového asynchrónneho motora s rotorom nakrátko

Vydáva sa študentovi III. ročníka 1. skupiny Fakulty OSB-PE

Vykonajte výpočet a vývoj dizajnu asynchrónneho motora s nasledujúcimi údajmi:

Výkon R n, kW ………………………………………………….. 15

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

Otáčky n, min -1 (ot./min.) ………………………………… 1465

Účinnosť motora η …………………………………………...……………… 88,5 %

Účiník cos φ …………………………………..………… 0,88

Frekvencia prúdu f, Hz …………………………………………………..…… 50

Násobnosť štartovacieho prúdu I p / I n ………………………………………… 7.0

Násobok rozbehového momentu M p / M n ………………………………… 1.4

Násobok maximálneho krútiaceho momentu M max / M n ………………………… 2.3

Dizajn …………………………………………………..…… IM1001

Prevádzkový režim ………………………………………………… dlhý

Dodatočné požiadavky ………………………… motor 4A160S4U3

Poverenie vydané „…“ ……………….. 2009

Projektový manažér…………………………

1. VÝBER HLAVNÝCH ROZMEROV

2. VÝPOČET STATORA

2.1 Definícia , a prierezová plocha drôtu vinutia statora

2.2 Výpočet rozmerov zubovej zóny statora a vzduchovej medzery

3. VÝPOČET ROTORA

4. VÝPOČET MAGNETICKÉHO OBVODU

5. PARAMETRE PREVÁDZKOVÉHO REŽIMU

6. VÝPOČET STRATY

7. VÝPOČET VÝKONU MOTORA

8. VÝPOČET ŠTARTOVACÍCH CHARAKTERISTÍK MOTORA

8.1 Výpočet prúdov s prihliadnutím na vplyv prúdového posunu a saturácie z bludných polí

8.2 Výpočet štartovacích charakteristík s ohľadom na vplyvy prúdového posunu a saturácie z rozptylových polí

9. TEPELNÝ VÝPOČET

ZOZNAM POUŽITÝCH ZDROJOV

Korelsky V.S. Navrhovanie asynchrónneho elektromotora. Školiteľ - docent Balantseva N.B.

projekt kurzu. Vysvetlivka na 49 stranách obsahuje 7 obrázkov, 3 tabuľky, 2 pramene, grafickú časť vo formáte A1.

Kľúčové slová: asynchrónny elektromotor, stator, rotor.

Cieľom projektu predmetu je získanie praktických zručností pri projektovaní elektrických prístrojov.

Na základe zoznamu zdrojov a technických špecifikácií boli vybrané hlavné rozmery, vinutie statora, rotor, magnetický obvod asynchrónneho motora série 4A, verzia IP44, s rotorom nakrátko s liatinovým rámom a koncom štíty, s výškou osi otáčania 160 mm, s menšou veľkosťou inštalácie po dĺžke rámu (S), dvojpólové (

), klimatická verzia U, kategória umiestnenia 3. Parametre prevádzkového režimu, straty, prevádzkové a štartovacie charakteristiky sú tiež vypočítané bez zohľadnenia a zohľadnenia nasýtenia. Vykonaný tepelný výpočet.

1. VÝBER HLAVNÝCH ROZMEROV

1.1 Podľa tabuľky 9.8 (str. 344) s výškou osi otáčania

mm. akceptujte vonkajší priemer statora, mm m

1.2 Za predpokladu, že rozmery štrbín nezávisia od počtu pólov stroja, získame približné vyjadrenie pre vnútorný priemer statora, m.

, (1)

kde K D je koeficient charakterizujúci pomer vnútorného a vonkajšieho priemeru jadra statora asynchrónneho stroja radu 4A. S počtom pólov p\u003d 4, podľa tabuľky 9.9; súhlasiť K D = 0,68

1.3 Rozdelenie pólov

, m (2) m

1,4 Menovitý výkon, VA.

, (3)

kde P 2 - napájanie na hriadeli motora, P 2 \u003d 15 10 3 W;

k E je pomer EMF vinutia statora k menovitému napätiu, ktoré je približne určené z obr. 9.20 Prijať

k E = 0,975;

1.5 Elektromagnetické záťaže sú predbežne určené podľa obr. 9.22 b,(str. 346), v závislosti od výšky osi otáčania h= 160 mm a stupeň krytia motora IP44 odkiaľ

A/m, T

1,6 Koeficient vinutia (predtým pre jednovrstvové vinutie pri 2p = 4) akceptujeme

1.7 Odhadovaná dĺžka magnetického obvodu l 5, m

, (4) - koeficient tvaru poľa (vopred akceptovaný) , ; - synchrónna uhlová frekvencia motora, rad/s; (5) rad/s, m

1.8 Význam pomeru

. Kritérium pre správny výber hlavných rozmerov - pomer vypočítanej dĺžky magnetického obvodu k deleniu pólov (6) je v prijateľných medziach (obr. 9.25 a s. 348).

2. VÝPOČET STATORA

2.1 Definícia

a plocha prierezu drôtu vinutia statora

1.1 Limity rozstupu statora

, mm, určené podľa obrázku 9,26 mm; mm.

2.1.2 Počet statorových štrbín

, určené vzorcami (7) ,

Akceptujeme Z 1 \u003d 48, potom počet drážok na pól a fázu:

(8)
je celé číslo. Vinutie je jednovrstvové.

2.1.3 Rozdelenie zubov statora (konečné)

MINISTERSTVO ŠKOLSTVA A VEDY

REPUBLIKA KAZACHSTAN

Severokazašská štátna univerzita pomenovaná po M. Kozybajevová

Fakulta energetiky a strojníctva

Katedra energetiky a prístrojovej techniky

KURZOVÁ PRÁCA

Na tému: "Návrh asynchrónneho motora s rotorom vo veveričke"

disciplína - "Elektrické stroje"

Vyrobil Kalantyrev

supervízor

d.t.s., prof. N.V. Šatkovská

Petropavlovsk 2010

Úvod

1. Výber hlavných rozmerov

2. Určenie počtu statorových štrbín, závitov vo fáze vinutia drôtovej časti vinutia statora

4. Výpočet rotora

5. Výpočet magnetického obvodu

6. Parametre pracovného režimu

7. Výpočet straty

9. Tepelný výpočet

Príloha A

Záver

Bibliografia

Úvod

Asynchrónne motory sú hlavnými meničmi elektrickej energie na mechanickú energiu a tvoria základ elektrického pohonu väčšiny mechanizmov. Séria 4A pokrýva rozsah menovitého výkonu od 0,06 do 400 kW a má 17 výšok osí od 50 do 355 mm.

V tomto projekte kurzu sa uvažuje s nasledujúcim motorom:

Prevedenie na stupeň krytia: IP23;

Spôsob chladenia: IC0141.

Prevedenie podľa spôsobu montáže: IM1081 - podľa prvej číslice - motor na nohách, s koncovými štítmi; podľa druhej a tretej číslice - s vodorovným hriadeľom a spodnými labkami; na štvrtej číslici - s jedným valcovým koncom hriadeľa.

Klimatické pracovné podmienky: U3 - písmenom - pre mierne podnebie; podľa čísla - pre umiestnenie v uzavretých priestoroch s prirodzeným vetraním bez umelo riadených klimatických podmienok, kde kolísanie teploty a vlhkosti, vystavenie piesku a prachu, slnečnému žiareniu je podstatne menšie ako vo vonkajších kamenných, betónových, drevených a iných nevykurovaných priestoroch.

1. Výber hlavných rozmerov

1.1 Určte počet párov pólov:

Potom je počet pólov .

1.2 Výšku osi otáčania určíme graficky: podľa obrázku 9.18, b, v súlade s, podľa tabuľky 9.8 určíme vonkajší priemer zodpovedajúci osi otáčania.

1.3 Vnútorný priemer statora vypočítame podľa vzorca:

kde je koeficient určený podľa tabuľky 9.9.

Keď leží v intervale: .

Vyberme teda hodnotu

1.4 Definujte rozdelenie pólov:

(1.3)

1.5 Určme vypočítaný výkon, W:

, (1.4)

kde je výkon na hriadeli motora, W;

- pomer EMF vinutia statora k menovitému napätiu, ktorý možno približne určiť z obrázku 9.20. Pre a ,.

Približné hodnoty a budú prevzaté z kriviek zostrojených podľa údajov motorov série 4A. obrázok 9.21, c. Pri kW a , , a

1.6 Elektromagnetické zaťaženia A a B d sú určené graficky z kriviek na obrázku 9.23, b. Pri kW a, , Tl.

1.7 Pomer vinutia . Pre dvojvrstvové vinutia s 2R>2 by sa malo brať = 0,91–0,92. Prijmime.

1.8 Určite synchrónnu uhlovú rýchlosť hriadeľa motora W:

kde je synchrónna rýchlosť.

1.9 Vypočítajte dĺžku vzduchovej medzery:

, (1.6)

kde je koeficient tvaru poľa. .

1.10 Kritériom pre správny výber hlavných rozmerov D a je pomer, ktorý by mal byť v rámci povolených limitov na obrázku 9.25, b.

. Hodnota l leží v odporúčaných medziach, čo znamená, že hlavné rozmery sú určené správne.

2. Určenie počtu statorových štrbín, závitov vo fáze vinutia a prierezu drôtu statorového vinutia

2.1 Definujme hraničné hodnoty: t 1 max a t 1 min Obrázok 9.26. Pre a , , .

2.2 Počet statorových slotov:

, (2.1)

(2.2)

Nakoniec, počet slotov musí byť násobkom počtu slotov na pól a fázu: q. Prijmite teda

, (2.3)

kde m je počet fáz.

2.3 Nakoniec určíme zubové delenie statora:

(2.4)

2.4 Predbežný prúd vinutia statora

2.5 Počet efektívnych vodičov v drážke (za predpokladu):

(2.6)

2.6 Akceptujeme teda počet paralelných vetiev

(2.7)

2.7 Konečný počet závitov vo fáze vinutia a magnetický tok:

, (2.8)

2.8 Určite hodnoty elektrického a magnetického zaťaženia:

(2.11)

Hodnoty elektrického a magnetického zaťaženia sa mierne líšia od hodnôt vybraných graficky.

2.9 Výber prípustnej hustoty prúdu sa vykonáva s prihliadnutím na lineárne zaťaženie motora:

kde je ohrev štrbinovej časti vinutia statora, definujeme graficky Obrázok 9.27, d. Keď .

2.10 Vypočítajte plochu prierezu efektívnych vodičov:

(2.13)

Akceptujeme , potom tabuľku P-3.1 , , .

2.11 Nakoniec určme hustotu prúdu vo vinutí statora:

3. Výpočet rozmerov zubovej zóny statora a vzduchovej medzery

3.1 Najprv zvolíme elektromagnetickú indukciu v strmene statora B Z 1 a v zuboch statora B a . S tabuľkou 9.12, a.

3.2 Vyberme si triedu ocele 2013 tabuľka 9.13 a súčiniteľ oceľovej výplne magnetických jadier statora a rotora.

3.3 Na základe zvolených indukcií určíme výšku strmeňa statora a minimálnu šírku zuba

3.4 Vyberieme výšku štrbiny a šírku štrbiny polouzavretej drážky. Pre motory s výškou nápravy , mm. Šírku štrbiny vyberieme z tabuľky 9.16. Pre a ,.

3.5 Určite rozmery drážky:

výška drážky:

rozmery drážky v matrici a:

Tak si vyberme

výška klinovej časti drážky:

Obrázok 3.1. Drážka navrhnutého motora s klietkou nakrátko

3.6 Určme rozmery drážky v čistom, berúc do úvahy tolerancie na miešanie a montáž jadier: a, tabuľka 9.14:

šírka a:

a výška:

Určme prierezovú plochu izolácie tela v drážke:

kde je jednostranná hrúbka izolácie v drážke, .

Vypočítajte plochu prierezu tesnení k drážke:

Určme plochu prierezu drážky na umiestnenie vodičov:

3.7 Kritériom pre správnosť zvolených rozmerov je faktor výplne drážky, ktorý sa približne rovná .

, (3.13)

teda zvolené hodnoty sú správne.

4. Výpočet rotora

4.1 Výšku vzduchovej medzery d vyberte graficky podľa obrázku 9.31. Pre a ,.

4.2 Vonkajší priemer rotora nakrátko:

4.3 Dĺžka rotora sa rovná dĺžke vzduchovej medzery: , .

4.4 Počet drážok vyberieme z tabuľky 9.18, .

4.5 Určte hodnotu zubového delenia rotora:

(4.2)

4.6 Hodnota koeficientu k B pre výpočet priemeru hriadeľa je určená z tabuľky 9.19. Pre a ,.

Vnútorný priemer rotora je:

4.7 Určite prúd v tyči rotora:

kde k i je koeficient, ktorý zohľadňuje vplyv magnetizačného prúdu a odporu vinutia na pomer, definujeme graficky pri ; ;

Koeficient redukcie prúdov určujeme podľa vzorca:

Potom požadovaný prúd v tyči rotora:

4.8 Určite plochu prierezu tyče:

kde je povolená hustota prúdu; v našom prípade .

4.9 Drážka rotora je určená podľa obrázku 9.40, b. Schvaľujeme , , .

Magnetickú indukciu v zube rotora volíme z intervalu tabuľka 9.12. Prijmime.

Stanovme prípustnú šírku zubov:

Vypočítajte rozmery drážky:

šírka b 1 a b 2:

, (4.9)

výška h 1:

Vypočítajte celkovú výšku drážky rotora h P2:

Zadajte plochu prierezu tyče:

4.10 Určte hustotu prúdu v tyči J 2:

(4.13)

Obrázok 4.1. Drážka navrhnutého motora s klietkou nakrátko

4.11 Vypočítajte plochu prierezu krúžkov nakrátko q cl:

kde je prúd v kruhu, určíme podľa vzorca:

,

4.12 Vypočítajte rozmery uzatváracích krúžkov a stredný priemer krúžku:

(4.18)

Zadajte prierezovú plochu krúžku:

5. Výpočet magnetizačného prúdu

5.1 Hodnota indukcií v zuboch rotora a statora:

, (5.1)

(5.2)

5.2 Vypočítajte indukciu v statorovom jarme B a:

5.3 Určite indukciu v jarme rotora B j:

, (5.4)

kde h "j je vypočítaná výška strmeňa rotora, m.

Pre motory s 2р≥4 s jadrom rotora namontovaným na puzdre alebo na rebrovanom hriadeli je h "j určené podľa vzorca:

5.4 Magnetické napätie vzduchovej medzery F d:

, (5.6)

kde k d je koeficient vzduchovej medzery, určíme podľa vzorca:

, (5.7)

kde

Magnetické napätie vzduchovej medzery:

5.5 Magnetické napätie zubových zón statora F z 1:

Fz1 = 2h z1Hz1, (5,8)

kde 2h z1 je vypočítaná výška zuba statora, m.

Hz1 sa určí z tabuľky A-1.7. o , .

5.6 Magnetické napätie zón zubov rotora F z 2:

, (5.9)

, tabuľka P-1.7.

5.7 Vypočítajte koeficient saturácie zubnej zóny k z:

(5.10)

5.8 Nájdite dĺžku priemernej magnetickej čiary strmeňa statora L a:

5.9 Stanovme intenzitu poľa H a pri indukcii B a podľa magnetizačnej krivky pre jarmo akceptovanej ocele triedy 2013 tabuľka P-1.6. V , .

5.10 Nájdite magnetické napätie strmeňa statora F a:

5.11 Určme dĺžku priemernej magnetickej čiary toku v jarme rotora L j:

, (5.13)

kde h j - výška zadnej časti rotora sa zistí podľa vzorca:

5.12 Intenzita poľa H j počas indukcie sa určí z magnetizačnej krivky jarma pre akceptovanú triedu ocele Tabuľka P-1.6. V , .

Určme magnetické napätie strmeňa rotora F j:

5.13 Vypočítajte celkové magnetické napätie magnetického obvodu stroja (na pár pólov) F c:

5.14 Faktor nasýtenia magnetického obvodu:

(5.17)

5.15 Magnetizačný prúd:

Relatívna hodnota magnetizačného prúdu:

(5.19)

6. Parametre pracovného režimu

Parametrami asynchrónneho stroja sú aktívne a indukčné odpory vinutia statora x 1, r 1, rotora r 2, x 2, odpor vzájomnej indukčnosti x 12 (alebo x m), a vypočítaný odpor r 12 (príp. r m), ktorého zavedenie zohľadňuje vplyv strát v statorovej oceli na vlastnosti motora.

Obvody výmeny fáz asynchrónneho stroja, založené na privádzaní procesov v točivom stroji do stacionárneho, sú znázornené na obrázku 6.1. Fyzikálne procesy v asynchrónnom stroji sú jasnejšie vyjadrené v diagrame znázornenom na obrázku 6.1. Pre výpočet je však vhodnejšie previesť ho do obvodu znázorneného na obrázku 6.2.

Obrázok 6.1. Obvod výmeny fázy vinutia redukovaného asynchrónneho stroja

Obrázok 6.2. Transformovaný fázový ekvivalentný obvod redukovaného asynchrónneho stroja

6.1 Aktívny odpor fázy vinutia statora sa vypočíta podľa vzorca:

, (6.1)

kde L 1 je celková dĺžka účinných vodičov fázy vinutia, m;

a je počet paralelných vetiev vinutia;

c 115 - špecifický odpor materiálu vinutia (meď pre stator) pri projektovanej teplote. Pre meď ;

k r je koeficient zvýšenia aktívneho odporu fázy vinutia od účinku účinku prúdového posunu.

Vo vodičoch statorového vinutia asynchrónnych strojov je vplyv prúdového posunu nevýznamný kvôli malým rozmerom elementárnych vodičov. Preto vo výpočtoch normálnych strojov spravidla berte k r =1.

6.2 Celková dĺžka fázových vodičov vinutia L 1 sa vypočíta podľa vzorca:

kde l cf je priemerná dĺžka závitu vinutia, m.

6.3 Priemerná dĺžka cievky l cf sa zistí ako súčet rovných – drážkovaných a zakrivených predných častí cievky:

, (6.3)

kde l P je dĺžka časti drážky, ktorá sa rovná konštrukčnej dĺžke jadier stroja. ;

l l - dĺžka prednej časti.

6.4 Dĺžka prednej časti cievky voľného statorového vinutia je určená vzorcom:

, (6.4)

kde K l - koeficient, ktorého hodnota závisí od počtu párov pólov, pre tabuľku 9.23;

b CT - priemerná šírka cievky, m, určená oblúkom kruhu prechádzajúcim stredom výšky drážok:

, (6.5)

kde b 1 je relatívne skrátenie stúpania statorového vinutia. Zvyčajne akceptované.

Koeficient pre voľné vinutie umiestnené v drážkach pred vtlačením jadra do puzdra.

Priemerná dĺžka:

Celková dĺžka účinných fázových vodičov vinutia:

Aktívny odpor fázy vinutia statora:

6.5 Určite dĺžku odchodu pozdĺž prednej časti:

kde K out je koeficient určený podľa tabuľky 9.23. na .

6.6 Určme relatívnu hodnotu fázového odporu vinutia statora:

(6.7)

6.7 Určte aktívny odpor fázy vinutia rotora r 2:

kde rc je odpor tyče;

r cl - odpor krúžku.

6.8 Vypočítajte odpor tyče podľa vzorca:

6.9 Vypočítajte odpor krúžku:

Potom aktívny odpor rotora:

6.10 Priveďme r 2 k počtu závitov vinutia statora, definujme:

6.11 Relatívna hodnota fázového odporu vinutia rotora.

(6.12)

6.12 Indukčný odpor fáz vinutia rotora:

, (6.13)

kde l p je koeficient magnetickej vodivosti štrbinového rotora.

Na základe obrázku 9.50 je e l p určené vzorcom z tabuľky 9.26:

, (6.14)

(vodiče sú zaistené krytom slotu).

, (6.15)

Koeficient čelného rozptylu magnetickej vodivosti:

Koeficient magnetickej vodivosti diferenciálneho rozptylu určíme podľa vzorca:

, (6.17)

kde je určené graficky, pri , Obrázok 9.51, e, .

Pomocou vzorca (6.13) vypočítame indukčný odpor vinutia statora:

6.13 Určme relatívnu hodnotu indukčného odporu vinutia statora:

(6.18)

6.14 Vypočítajme indukčný odpor fázy vinutia rotora podľa vzorca:

kde l p2 je koeficient magnetickej vodivosti rotorovej štrbiny;

l l2 - koeficient magnetickej vodivosti prednej časti rotora;

l d2 - koeficient magnetickej vodivosti diferenciálneho rozptylu rotora.

Koeficient magnetickej vodivosti štrbiny rotora sa vypočíta podľa vzorca na základe tabuľky 9.27:

6.15 Koeficient magnetickej vodivosti prednej časti rotora je určený vzorcom:

,

6.16 Koeficient magnetickej vodivosti diferenciálneho rozptylu rotora je určený vzorcom:

, (6.23)

kde .

6.17 Zistime hodnotu indukčného odporu podľa vzorca (6.19):

Prinášame x 2 k počtu otáčok statora:

Relatívna hodnota, :

(6.25)

7. Výpočet straty

7.1 Vypočítajte hlavné straty v oceli statora asynchrónneho stroja podľa vzorca:

, (7.1)

kde sú konkrétne straty, tabuľka 9,28;

b - exponent, pre oceľ triedy 2013;

k áno ak d z - koeficienty, ktoré zohľadňujú vplyv na straty v oceli, pre triedu ocele 2013, ;

m a - hmotnosť strmeňa, vypočítaná podľa vzorca:

kde je merná hmotnosť ocele.

Hmotnosť zubov statora:

7.2 Vypočítajte celkové povrchové straty v rotore:

kde p sur2 - špecifické povrchové straty, určíme podľa vzorca:

, (7.5)

kde je koeficient, ktorý zohľadňuje vplyv povrchovej úpravy hláv zubov rotora na špecifické straty;

В 02 - amplitúdu indukčného zvlnenia vo vzduchovej medzere určujeme podľa vzorca:

kde je určené graficky na obrázku 9.53, b.

7.3 Vypočítajte špecifické povrchové straty podľa vzorca (7.5):

7.4 Vypočítajte straty pulzáciou v zuboch rotora:

, (7.7)

kde mz2 je hmotnosť ocele zubov rotora;

B pool2 je amplitúda magnetickej pulzácie v rotore.

, (7.9)

7.5 Určte množstvo dodatočných strát v oceli:

7.6 Celková strata ocele:

7.7 Definujme mechanické straty:

kde , keď podľa tabuľky 9.29 .

7.8 Vypočítajte dodatočné straty v nominálnom režime:

7.9 Prúd motora naprázdno:

, (7.14)

kde som x.x.a. - aktívna zložka prúdu naprázdno, určíme ju podľa vzorca:

kde Р e.1 x.x. - elektrické straty v statore pri voľnobehu:

7.10 Určite účinník pri voľnobehu:

(7.17)

8. Výpočet výkonu

8.1 Určite skutočnú časť odporu:

(8.1)

(8.2)

8.3 Konštanta motora:

, (8.3)

(8.4)

8.4 Určite aktívnu zložku prúdu:

8.5 Definujte množstvá:

8.6 Straty, ktoré sa nemenia zmenou sklzu:

súhlasiť a vypočítajte výkon so sklzom rovným: 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,0201. Výsledky výpočtu zapisujeme do tabuľky 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 kožušina \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 ohm; b¢=0; b = 0,26 ohmov

Tabuľka 8.1

Výkonové charakteristiky asynchrónneho motora

Vzorec na výpočet		sklz s

Obrázok 8.1. Výkon motora verzus výkon P 2

Obrázok 8.2. Graf účinnosti motora verzus výkon P 2

Obrázok 8.3. Graf sklzu motora s verzus výkon P 2

Obrázok 8.4. Graf závislosti prúdu statora I 1 motora od výkonu P 2

9. Tepelný výpočet

9.1 Určme nárast teploty vnútorného povrchu jadra statora v porovnaní s teplotou vzduchu vo vnútri motora:

, (9.1)

kde at a stupeň krytia IP23, tabuľka.9.35;

a 1 - súčiniteľ prestupu tepla z povrchu zadefinujeme graficky Obrázok 9.68, b, .

, (9.2)

kde je koeficient nárastu strát pre triedu tepelnej odolnosti F .

,

9.2 Rozdiel teplôt v izolácii štrbinovej časti vinutia statora:

, (9.4)

kde P p1 je obvod prierezu drážky statora, určíme podľa vzorca:

l ekv. – priemerná ekvivalentná tepelná vodivosť časti drážky, pre triedu tepelnej odolnosti F , strana 452;

- priemerná hodnota súčiniteľa tepelnej vodivosti vnútornej izolácie. definovať graficky na , , obrázok 9.69.

9.3 Určite teplotný rozdiel naprieč hrúbkou izolácie predných častí:

, (9.6)

kde , .

Predné časti vinutia statora preto nie sú izolované.

9.4 Vypočítajte nadmernú teplotu vonkajšieho povrchu predných častí nad teplotou vzduchu vo vnútri stroja:

9.5 Určite priemerný nárast teploty vinutia statora v porovnaní s teplotou vzduchu vo vnútri stroja:

(9.8)

9.6 Vypočítajte priemerný prebytok teploty vzduchu vo vnútri stroja nad okolitú teplotu:

kde a in - definujeme graficky Obrázok 9.68, ;

- súčet strát vypustených do vzduchu vo vnútri motora:

kde sú celkové straty v motore v nominálnom režime;

P e1 - elektrické straty vo vinutí statora pri menovitom režime;

P e2 - elektrické straty vo vinutí rotora pri menovitom režime.

, (9.12)

kde S kor. je povrchová plocha rámu.

P p sa určí graficky. Kedy, číslo 9.70.

9.7 Určte priemerný nárast teploty vinutia statora oproti teplote okolia:

9.8 Určite prietok vzduchu potrebný na vetranie:

(9.14)

9.9 Prietok vzduchu poskytovaný vonkajším ventilátorom s dizajnom a rozmermi prijatými v sérii 4A možno približne určiť podľa vzorca:

, (9.15)

kde a - počet a šírka, m, radiálnych vetracích potrubí, strana 384;

n - otáčky motora, otáčky za minútu;

Koeficient, pre motory s .

Tie. prietok vzduchu poskytovaný vonkajším ventilátorom je väčší ako prietok vzduchu potrebný na vetranie motora.

10. Výpočet výkonnosti koláčového grafu

10.1 Najprv určte synchrónny prúd naprázdno pomocou vzorca:

10.2 Vypočítajte aktívny a indukčný skratový odpor:

10.3 Vypočítajte mierku koláčového grafu:

Aktuálna mierka je:

kde D až - priemer kruhu diagramu, je vybraný z intervalu: , vyberte si.

Výkonová stupnica:

Momentová mierka:

(10.6)

Koláčový graf motora je uvedený nižšie. Kruh s priemerom D až so stredom O¢ je miestom koncov vektora statorového prúdu motora pri rôznych sklzoch. Bod A 0 určuje polohu konca vektora prúdu I 0 pri synchrónnom voľnobehu a - pri reálnom voľnobehu motora. Segment , sa rovná účinníku pri voľnobehu. Bod A 3 určuje polohu konca vektora prúdu statora v prípade skratu (s=1), segmentom je skrat prúdu I. a uhol je . Bod A 2 určuje polohu konca vektora prúdu statora v .

Medziľahlé body na oblúku A 0 A 3 určujú polohu koncov prúdového vektora I 1 pri rôznych zaťaženiach v motorickom režime. Os x OB diagramu je priamka primárneho výkonu P 1 . Čiara elektromagnetickej sily R em alebo elektromagnetických momentov M em je čiara A 0 A 2. Čiara užitočného výkonu na hriadeli (sekundárny výkon P 2) je čiara A ’ 0 A 3.

Obrázok 10.1. Koláčový graf

Záver

V tomto projekte kurzu bol navrhnutý asynchrónny elektromotor s rotorom vo veveričke. Ako výsledok výpočtu sa získali hlavné ukazovatele pre motor daného výkonu h a cosj, ktoré spĺňajú maximálnu prípustnú hodnotu GOST pre sériu motorov 4A. Bol urobený výpočet a konštrukcia výkonových charakteristík navrhnutého stroja.

Podľa výpočtových údajov môže byť tomuto motoru priradený nasledujúci symbol:

4 – poradové číslo série;

A - typ motora - asynchrónny;

315 - výška osi otáčania;

M - podmienená dĺžka lôžka podľa IEC;

10 - počet pólov;

U - klimatický dizajn pre mierne podnebie;

Menovité údaje navrhnutého motora:

P2n = 110 kW, U1n = 220/380 V, I1n = 216 A, cosjn = 0,83, hn = 0,93.

Bibliografia

1. Konštrukcia elektrických strojov: Proc. pre univerzity / P79

I.P. Kopylov, B.K. Klokov, V.P. Morozkin, B.F. Tokarev; Ed. I.P. Kopylov. – 4. vyd., prepracované. a dodatočné - M.: Vyššie. škola, 2005. - 767 s.: chor.

2. Voldek A.I., Popov V.V. Elektrické autá. AC Machines: Učebnica pre stredné školy. - Petrohrad: - Peter, 2007. -350 s.

3. Katsman M.M. Príručka elektrických strojov: Učebnica pre študentov pedagogiky. stredné inštitúcie. Prednášal prof. vzdelanie / Mark Mikhailovič Katsman. - M.: Edičné stredisko "Akadémia", 2005. - 480 s.

Príloha A

(povinné)

Obrázok 1. Schéma dvojvrstvového vinutia so skráteným stúpaním, , ,

Ministerstvo školstva a vedy Ruskej federácie

Federálna agentúra pre vzdelávanie

ŠTÁTNA TECHNICKÁ UNIVERZITA IRKUTSK

Katedra elektrického pohonu a elektrickej dopravy

Môžem sa brániť:

Head__ Klepikova T.V __

KONŠTRUKCIA ASYNCHRÓNNEHO MOTORA S ROTOROM S PRÍSTROJOM

VYSVETLIVKA

K projektu kurzu v disciplíne

"elektrické autá"

096.00.00P3

Vyplnil študent skupiny _EAPB 11-1 ________ __ Nguyen Van Vu____

Kontrola normy ___________ _Docent Katedry EET Klepikova T.V __

Irkutsk 2013

Úvod

1. Hlavné rozmery

2 jadro statora

3 Jadro rotora

Vinutie statora

1 Vinutie statora s lichobežníkovými polouzavretými štrbinami

Navíjanie klietky veveričky

1 Rozmery oválnych uzavretých štrbín

2 Rozmery skratovacieho krúžku

Výpočet magnetického obvodu

1 MDS pre vzduchovú medzeru

2 MMF pre zuby s lichobežníkovými polouzavretými statorovými drážkami

3 MMF pre zuby rotora s oválnymi uzavretými drážkami rotora

4 MDS pre zadnú stranu statora

5 MDS pre zadnú časť rotora

6 Parametre magnetického obvodu

Aktívne a indukčné odpory vinutia

1 Odpor vinutia statora

2 Odpor vinutia rotora vo veveričke s oválnymi uzavretými štrbinami

3 Odpor vinutia ekvivalentného obvodu konvertovaného motora

Nečinné a nominálne

1 Pohotovostný režim

2 Výpočet parametrov nominálneho prevádzkového režimu

Koláčový graf a výkonnosť

1 koláčový graf

2 Údaje o výkone

Maximálny moment

Počiatočný štartovací prúd a počiatočný štartovací moment

1 Aktívne a indukčné odpory zodpovedajúce štartovaciemu režimu

2 Počiatočný štartovací prúd a krútiaci moment

Tepelné a ventilačné výpočty

1 Vinutie statora

2 Výpočet vetrania motora so stupňom krytia IP44 a spôsobom chladenia IC0141

Záver

Zoznam použitých zdrojov

Úvod

Elektrické stroje sú hlavnými prvkami elektrární, rôznych strojov, mechanizmov, technologických zariadení, moderných dopravných prostriedkov, komunikácií atď. Vyrábajú elektrickú energiu, vykonávajú vysoko ekonomickú premenu na mechanickú energiu, vykonávajú rôzne funkcie premeny a zosilnenia rôznych signálov. v automatických riadiacich systémoch a riadení.

Elektrické stroje sú široko používané vo všetkých odvetviach národného hospodárstva. Ich prednosťou je vysoká účinnosť, dosahujúca pri výkonných elektrických strojoch 95÷99 %, relatívne malá hmotnosť a celkové rozmery, ako aj ekonomické využitie materiálov. Elektrické stroje môžu byť vyrobené pre rôzne kapacity (od zlomkov wattu až po stovky megawattov), ​​rýchlosti a napätia. Vyznačujú sa vysokou spoľahlivosťou a odolnosťou, jednoduchosťou ovládania a údržby, pohodlným zásobovaním a odvádzaním energie, nízkymi nákladmi v hromadnej a veľkosériovej výrobe a sú šetrné k životnému prostrediu.

Asynchrónne stroje sú najbežnejšie elektrické stroje. Používajú sa hlavne ako elektromotory a sú hlavnými meničmi elektrickej energie na mechanickú energiu.

V súčasnosti asynchrónne elektromotory spotrebujú asi polovicu všetkej elektriny vyrobenej na svete a sú široko používané ako elektrický pohon pre veľkú väčšinu mechanizmov. Je to spôsobené jednoduchosťou konštrukcie, spoľahlivosťou a vysokou účinnosťou týchto elektrických strojov.

U nás je najmasívnejším radom elektrických strojov všeobecný priemyselný rad 4A asynchrónnych strojov. Séria zahŕňa stroje s výkonom od 0,06 do 400 kW a vyrába sa v 17 štandardných výškach osi otáčania. Pre každú z výšok otáčania sa vyrábajú motory dvoch výkonov, ktoré sa líšia dĺžkou. Na základe jedinej série sa vyrábajú rôzne modifikácie motorov, ktoré spĺňajú technické požiadavky väčšiny spotrebiteľov.

Na základe jedinej série sa vyrábajú rôzne verzie motorov, určené na prevádzku v špeciálnych podmienkach.

Výpočet indukčného motora s rotorom vo veveričke

Technická úloha

Navrhnite asynchrónny trojfázový motor s rotorom nakrátko: P=45kW, U= 380/660 V, n=750 ot/min; dizajn IM 1001; vyhotovenie podľa spôsobu krytia IP44.

1. Magnetický obvod motora. Rozmery, konfigurácia, materiál

1 Hlavné rozmery

Akceptujeme výšku osi otáčania motora h=250 mm (tab. 9-1).

Akceptujeme vonkajší priemer jadra statora DH1=450 mm (tab. 9-2).

Vnútorný priemer jadra statora (, tabuľka 9-3):

1= 0,72 DH1-3=0,72ˑ450-3= 321 (1,1)

Akceptujeme koeficient (, obrázok 9-1).

Akceptujeme predbežnú hodnotu účinnosti (obrázok 9-2, a)

Akceptujeme predbežnú hodnotu (obrázok 9-3, a).

Odhadovaný výkon

(1.2)

Akceptujeme predbežné lineárne zaťaženie A / cm (obrázok 9-4, a a tabuľka 9-5).

Akceptujeme predbežnú indukciu v medzere (Obrázok 9-4, b a Tabuľka 9-5).

Akceptujeme predbežnú hodnotu súčiniteľa vinutia (, strana 119).

Odhadovaná dĺžka jadra statora

Akceptujeme konštrukčnú dĺžku jadra statora.

Maximálna hodnota pomeru dĺžky jadra k jeho priemeru (, tabuľka 9-6)

Pomer dĺžky jadra k jeho priemeru

(1.5)

1.2 Jadro statora

Akceptujeme triedu ocele - 2013. Akceptujeme hrúbku plechu 0,5 mm. Máme formu izolácie plechu - oxidácie.

Akceptujeme faktor plnenia ocele kC=0,97.

Akceptujeme počet slotov na pól a fázu (tabuľka 9-8).

Počet slotov pre jadro statora (1,6)

1.3 Jadro rotora

Akceptujeme triedu ocele - 2013. Akceptujeme hrúbku plechu 0,5 mm. Máme formu izolácie plechu - oxidácie.

Akceptujeme faktor plnenia ocele kC=0,97.

Jadro rotora akceptujeme bez skosených drážok.

Akceptujeme vzduchovú medzeru medzi statorom a rotorom (tabuľka 9-9).

Vonkajší priemer jadra rotora

Vnútorný priemer rotorových plechov

Berieme dĺžku jadra rotora rovnú dĺžke jadra statora,

.

Akceptujeme počet drážok jadra rotora (tabuľka 9-12).

2. Vinutie statora

Akceptujeme dvojvrstvové vinutie so skráteným stúpaním, ktoré je uložené v lichobežníkových polouzavretých drážkach (tab. 9-4).

Distribučný koeficient

(2.1)

kde

Akceptujeme relatívne stúpanie vinutia.

Rozteč vinutia:

(2.2)

Faktor skrátenia

Pomer vinutia

Predbežná hodnota magnetického toku

Predbežný počet závitov vo fázovom vinutí

Predbežný počet efektívnych vodičov v štrbine

(2.7)

kde je počet paralelných vetiev vinutia statora.

súhlasiť

Špecifikovaný počet závitov vo fázovom vinutí

(2.8)

Korigovaná hodnota magnetického toku

Opravená hodnota indukcie vo vzduchovej medzere

(2.10)

Predbežná hodnota menovitého fázového prúdu

Odchýlka prijatého lineárneho zaťaženia od predtým prijatého

(2.13)

Odchýlka nepresahuje prípustnú hodnotu 10 %.

Berieme priemernú hodnotu magnetickej indukcie v zadnej časti statora (tabuľka 9-13).

Delenie zubov podľa vnútorného priemeru statora

(2.14)

2.1 Vinutie statora s lichobežníkovými polouzavretými štrbinami

Vinutie statora a drážka sú určené podľa obrázku 9.7

Akceptujeme priemernú hodnotu magnetickej indukcie v zuboch statora (tab. 9-14).

Šírka zubov

(2.15)

Výška zadnej časti statora

Výška drážky

Veľká šírka štrbiny

Dočasná šírka slotu

Menšia šírka štrbiny

kde je výška drážky (, strana 131).

A na základe požiadavky

Plocha prierezu drážky matrice

Čistá oblasť drážky

(2.23)

kde - montážne tolerancie pre jadrá statora a rotora v šírke a výške (, strana 131).

Prierezová plocha izolácie trupu

kde je priemerná hodnota jednostrannej hrúbky izolácie trupu (, strana 131).

Plocha prierezu rozperiek medzi horným a spodným závitom v drážke, na dne drážky a pod klinom

Prierezová plocha štrbiny obsadená vinutím

Práca

kde je prípustný faktor plnenia štrbiny pre ručné kladenie (. strana 132).

Akceptujeme počet elementárnych drôtov v platnom .

Priemer elementárneho izolovaného drôtu

(2.28)

Priemer elementárneho izolovaného drôtu by nemal presiahnuť 1,71 mm pri ručnej inštalácii a 1,33 mm pri strojnej inštalácii. Táto podmienka je splnená.

Akceptujeme priemery elementárneho izolovaného a neizolovaného (d) drôtu (príloha 1)

Akceptujeme plochu prierezu drôtu (príloha 1).

Prepracovaný faktor vyplnenia slotu

(2.29)

Hodnota upraveného súčiniteľa naplnenia štrbiny vyhovuje podmienkam ručného stohovania a strojového stohovania (pri strojovom stohovaní je prípustná ).

Prepracovaná šírka štrbiny

súhlasiť , ako .

(2.31)

Súčin lineárneho zaťaženia a prúdovej hustoty

Akceptujeme prípustnú hodnotu súčinu lineárneho zaťaženia a prúdovej hustoty (obrázok 9-8). Kde koeficient k5=1 (tabuľka 9-15).

Priemerné zubové delenie statora

Priemerná šírka statorovej cievky

Priemerná dĺžka jednej hlavy cievky

Priemerná dĺžka vinutia

Dĺžka previsu konca vinutia

3. Vinutie vo veveričke

Akceptujeme drážky rotora oválneho tvaru, uzavreté.

3.1 Rozmery oválnych uzavretých štrbín

Drážky rotora sú určené obr. 9.10

Akceptujeme výšku drážky. (Obrázok 9-12).

Odhadovaná výška zadnej časti rotora

kde je priemer kruhových axiálnych ventilačných kanálov v jadre rotora, nie sú uvažované v konštruovanom motore.

Magnetická indukcia v zadnej časti rotora

Delenie zubov podľa vonkajšieho priemeru rotora

(3.3)

Akceptujeme magnetickú indukciu v zuboch rotora (tabuľka 9-18).

Šírka zubov

(3.4)

Menší polomer drážky

Väčší polomer drážky

kde - výška štrbiny (, strana 142);

Šírka slotu (, strana 142);

pre uzavretý slot (, strana 142).

Vzdialenosť medzi stredmi polomerov

Kontrola správnosti definície a na základe stavu

(3.8)

Plocha prierezu tyče, ktorá sa rovná ploche prierezu drážky v matrici

3.2 Rozmery krúžku na skrat

Prijímame liatu klietku.

Skratovacie krúžky rotora sú znázornené na obr. 9.13

Krúžkový prierez

výška prsteňa

Dĺžka prsteňa

(3.12)

Priemerný priemer prstenca

4. Výpočet magnetického obvodu

1 MDS pre vzduchovú medzeru

Faktor zohľadňujúci zvýšenie magnetického odporu vzduchovej medzery v dôsledku ozubenej konštrukcie statora

(4.1)

Koeficient zohľadňujúci zvýšenie magnetického odporu vzduchovej medzery v dôsledku štruktúry ozubenia rotora

Akceptujeme koeficient, ktorý zohľadňuje zníženie magnetického odporu vzduchovej medzery v prítomnosti radiálnych kanálov na statore alebo rotore.

Celkový faktor vzduchovej medzery

MDS pre vzduchovú medzeru

4.2 MMF pre zuby s trapézovými polouzavretými statorovými drážkami

(príloha 8)

Berieme priemernú dĺžku dráhy magnetického toku

MDS pre zuby

4.3 MMF pre zuby rotora s oválnymi uzavretými drážkami rotora

Od akceptujeme intenzitu magnetického poľa (Príloha 8).

MDS pre zuby

4.4 MMF pre zadnú stranu statora

(, Príloha 11).

Priemerná dĺžka dráhy magnetického toku

MDS pre zadnú stranu statora

4,5 MMF pre zadnú časť rotora

Akceptujeme intenzitu magnetického poľa (príloha 5)

Priemerná dĺžka dráhy magnetického toku

MDS pre zadnú časť rotora

4.6 Parametre magnetického obvodu

Celkový MMF magnetického obvodu na jeden pól

Faktor nasýtenia magnetického obvodu

(4.13)

Magnetizačný prúd

Magnetizačný prúd v relatívnych jednotkách

(4.15)

no-load emf

Hlavná indukčná reaktancia

(4.17)

Hlavná indukčná reaktancia v relatívnych jednotkách

(4.18)

5. Aktívny a indukčný odpor vinutia

1 Odpor vinutia statora

Aktívny odpor fázového vinutia pri 20 0С

kde -špecifická elektrická vodivosť medi pri 200C (, strana 158).

Aktívny odpor fázového vinutia pri 20 0С v relatívnych jednotkách

(5.2)

Kontrola správnosti definície

Akceptujeme rozmery drážky statora (, tabuľka 9-21)

Výška: (6,4)

Koeficienty zohľadňujúce skrátenie kroku

Rozptylová vodivosť

(5.7)

Prijmite koeficient diferenciálneho rozptylu statora (tabuľka 9-23).

Faktor zohľadňujúci vplyv otvorenia statorových štrbín na vodivosť diferenciálneho rozptylu

Akceptujeme koeficient, ktorý zohľadňuje tlmiacu odozvu prúdov indukovaných vo vinutí rotora nakrátko vyššími harmonickými poľami statora (tabuľka 9-22).

(5.9)

Rozdelenie pólov:

(5.10)

Koeficient disipačnej vodivosti koncov vinutia

Koeficient vodivosti úniku statorového vinutia

Indukčná reaktancia fázového vinutia statora

Indukčný odpor fázového vinutia statora v relatívnych jednotkách

(5.14)

Kontrola správnosti definície

5.2 Odpor vinutia rotora nakrátko s oválnymi uzavretými štrbinami

Aktívny odpor tyče klietky pri 20 0C

kde - elektrická vodivosť hliníka pri 20 °C (, strana 161).

Koeficient redukcie prstencového prúdu na prúd tyče

(5.17)

Odolnosť krúžkov proti skratu, znížená na prúd tyče pri 20 0С

odporové vinutie magnetického obvodu

Stredový uhol skosenia drážok ask=0 pretože nie je tam skosenie.

Pomer skosenia drážky rotora

Koeficient zníženia odporu vinutia rotora voči vinutiu statora

Aktívny odpor vinutia rotora pri 20 0C, znížený na vinutie statora

Aktívny odpor vinutia rotora pri 20 0C, redukovaný na vinutie statora v relatívnych jednotkách

Prúd tyče rotora pre prevádzkový režim

(5.23)

Faktor netesnosti pre oválnu uzavretú drážku rotora

(5.24)

Počet štrbín rotora na pól a fázu

(5.25)

Akceptujeme koeficient diferenciálneho rozptylu rotora (obrázok 9-17).

Vodivosť diferenciálneho rozptylu

(5.26)

Koeficient rozptylovej vodivosti krátkych krúžkov odlievanej klietky

Relatívna skosenie drážok rotora v zlomkoch zubového delenia rotora

(5.28)

Faktor vodivosti skoseného úniku

Indukčný odpor vinutia rotora

Indukčný odpor vinutia rotora, znížený na vinutie statora

Indukčný odpor vinutia rotora, redukovaný na vinutie statora, v relatívnych jednotkách

(5.32)

Kontrola správnosti definície

(5.33)

Podmienka musí byť splnená. Táto podmienka je splnená.

5.3 Odpor vinutia ekvivalentného obvodu konvertovaného motora

Faktor rozptylu statora

Faktor odporu statora

kde je koeficient (, strana 72).

Premenené odpory vinutia

Prepočet magnetického obvodu nie je potrebný, keďže a .

6. Voľnobeh a menovitý výkon

1 Pohotovostný režim

Ako , v ďalších výpočtoch akceptujeme .

Reaktívna zložka prúdu statora pri synchrónnom otáčaní

Elektrické straty vo vinutí statora pri synchrónnom otáčaní

Odhadovaná oceľová hmotnosť zubov statora s lichobežníkovými drážkami

Magnetické straty v zuboch statora

Oceľové závažie zadnej časti statora

Magnetické straty v zadnej časti statora

Celkové magnetické straty v jadre statora vrátane dodatočných strát v oceli

(6.7)

Mechanické straty so stupňom krytia IP44, spôsob chladenia IC0141

(6.8)

kde pri 2p=8

Aktívna zložka prúdu x.x.

Prúd naprázdno

Účiník pri x.x.

6.2 Výpočet parametrov nominálneho cla

Aktívny odpor proti skratu

Skrat indukčnej reaktancie

Impedancia skratu

Dodatočné straty pri menovitom zaťažení

Mechanická sila motora

Ekvivalentný odpor obvodu

(6.17)

Ekvivalentná impedancia obvodu

Kontrola správnosti výpočtov a

(6.19)

šmyk

Aktívna zložka prúdu statora pri synchrónnom otáčaní

Prúd rotora

Aktívna zložka prúdu statora

(6.23)

Reaktívna zložka prúdu statora

(6.24)

Fázový statorový prúd

Účiník

Hustota prúdu vo vinutí statora

(6.28)

kde je súčiniteľ vinutia pre rotor s klietkou nakrátko (, strana 171).

Prúd v rotore vo veveričke

Prúdová hustota v tyči rotora vo veveričke

Skratový prúd

Elektrické straty vo vinutí statora

Elektrické straty vo vinutí rotora

Celkové straty v elektromotore

Vstupný výkon:

Efektívnosť

(6.37)

Príkon: (6,38)

Príkon vypočítaný podľa vzorcov (6.36) a (6.38) sa musí navzájom rovnať až do zaokrúhľovania. Táto podmienka je splnená.

Výstupný výkon

Výstupný výkon musí zodpovedať výstupnému výkonu špecifikovanému v referenčných podmienkach. Táto podmienka je splnená.

7. Koláčový graf a údaje o výkone

1 koláčový graf

aktuálna mierka

kde - rozsah priemeru pracovného kruhu (, strana 175).

súhlasiť .

Priemer pracovného kruhu

(7.2)

výkonová stupnica

Dĺžka segmentu jalového prúdu

Dĺžka aktívneho segmentu prúdu

Stĺpce na grafe

(7.7)

(7.8)

7.2 Údaje o výkone

Výkonnostné charakteristiky vypočítame vo forme tabuľky 1.

Tabuľka 1 - Výkonové charakteristiky asynchrónneho motora

Podmienky konvoj	Dodaný výkon v zlomkoch
cos 0,080,500,710,800,830,85
P, W1564.75172520622591.53341.74358.4
, %13,5486,8891,6492,8893,0892,80

8. Maximálny moment

Variabilná časť súčiniteľa statora s lichobežníkovou polouzavretou drážkou

Zložka vodivosti pri úniku statora závislá od nasýtenia

Variabilná časť faktora rotora s oválnymi uzavretými štrbinami

(8.3)

Zložka zvodovej vodivosti rotora závislá od nasýtenia

Prúd rotora zodpovedajúci maximálnemu krútiacemu momentu (9-322)

(8.7)

Ekvivalentná impedancia obvodu pri maximálnom krútiacom momente

Celkový odpor ekvivalentného obvodu pri nekonečne veľkom sklze

Ekvivalentný odpor ekvivalentného obvodu pri maximálnom krútiacom momente

Násobnosť maximálneho krútiaceho momentu

Sklz pri maximálnom krútiacom momente

(8.12)

9. Počiatočný štartovací prúd a počiatočný štartovací moment

1 Aktívne a indukčné odpory zodpovedajúce štartovaciemu režimu

Výška tyče rotorovej klietky

Znížená výška rotorovej tyče

Akceptujeme koeficient (, Obrázok 9-23).

Odhadovaná hĺbka prieniku prúdu do tyče

Šírka tyče pri vypočítanej hĺbke prieniku prúdu do tyče

(9.4)

Plocha prierezu tyče pri vypočítanej hĺbke prieniku prúdu

(9.5)

aktuálny pomer výtlaku

Aktívny odpor tyče klietky pri 20 0C pre režim štartovania

Aktívny odpor vinutia rotora pri 20 0C, znížený na vinutie statora, pre režim štartovania

Akceptujeme koeficient (, Obrázok 9-23).

Koeficient vodivosti netesnosti štrbiny rotora pri štarte pre oválnu uzavretú štrbinu

Koeficient netesnosti vodivosti vinutia rotora pri štarte

Zvodová indukčnosť motora závisí od nasýtenia

Zvodová indukčnosť motora nezávislá od nasýtenia

(9.12)

Aktívny odpor proti skratu na začiatku

9.2 Počiatočný štartovací prúd a krútiaci moment

Prúd rotora pri štartovaní motora

Ekvivalentná impedancia obvodu pri štarte (berúc do úvahy účinky prúdového posunu a nasýtenia bludných ciest)

Indukčná reaktancia ekvivalentného obvodu pri štarte

Aktívna zložka prúdu statora pri štarte

(9.17)

Reaktívna zložka prúdu statora pri štarte

(9.18)

Fázový statorový prúd pri štarte

Násobnosť počiatočného štartovacieho prúdu

(9.20)

Aktívny odpor rotora pri štarte, znížený na stator, pri vypočítanej prevádzkovej teplote a ekvivalentnom obvode v tvare L

(9.21)

Mnohonásobnosť počiatočného rozbehového momentu

10. Tepelné a vetracie výpočty

1 Vinutie statora

Straty vo vinutí statora pri maximálnej prípustnej teplote

kde je koeficient (, strana 76).

Podmienená vnútorná chladiaca plocha aktívnej časti statora

Prietok vzduchu, ktorý môže zabezpečiť vonkajší ventilátor, musí prekročiť požadovaný prietok vzduchu. Táto podmienka je splnená.

Tlak vzduchu vyvinutý vonkajším ventilátorom

Záver

V tomto kurze bol navrhnutý asynchrónny elektromotor hlavnej konštrukcie s výškou osi otáčania h = 250 mm, stupňom krytia IP44, s rotorom nakrátko. V dôsledku výpočtu sa získali hlavné ukazovatele pre motor s daným výkonom P a cos, ktoré spĺňajú maximálnu prípustnú hodnotu GOST.

Navrhnutý asynchrónny elektromotor spĺňa požiadavky GOST tak z hľadiska energetických ukazovateľov (účinnosť a cosφ), ako aj z hľadiska štartovacích charakteristík.

Typ motora Výkon, kW Výška osi otáčania, mm Hmotnosť, kg Otáčky, otáčky za minútu Účinnosť, % Účiník, Moment zotrvačnosti,

2. Kravchik A.E. Asynchrónny motor série 4A, príručka. - M.: Energoatomizdat, 1982. - 504 s.

3. Konštrukcia elektrických strojov: učebnica. pre elektromech. A elektrina. odbornosti univerzít / I. P. Kopylov [a iné]; vyd. I. P. Kopylovej. - Ed. 4., revidované. a dodatočné - M.: Vyššie. škola, 2011. - 306 s.

Dodatok. Vypracovanie špecifikácie

			Označenie	názov		Poznámka
				Dokumentácia
			1.096.00.000.PZ	Vysvetľujúca poznámka
			1 096 00 000 CH	Montážny výkres
				Vinutie statora
				Vinutie rotora
				Jadro statora
				Jadro rotora
				svorkovnica
				Rym. Bolt
				Uzemňovacia skrutka
				Ventilátor
				Krytový ventilátor
				Ložisko

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí využívajú vedomostnú základňu pri štúdiu a práci, vám budú veľmi vďační.

Hostiteľom je http://www.allbest.ru

Úvod

Moderný elektrický pohon je komplex zariadení a zariadení určených na ovládanie a reguláciu fyzických a výkonových indikátorov elektromotora. Najbežnejším elektromotorom používaným v priemysle je asynchrónny motor. S rozvojom výkonovej elektroniky a vývojom nových výkonných riadiacich systémov indukčných motorov je elektrický pohon na báze indukčného motora a frekvenčných meničov najlepšou voľbou pre riadenie rôznych technologických procesov. Asynchrónny elektrický pohon má najlepšie technické a ekonomické ukazovatele a vývoj nových energeticky úsporných motorov umožňuje vytvárať energeticky efektívne systémy elektrického pohonu.

Asynchrónny elektromotor, elektrický asynchrónny stroj na premenu elektrickej energie na mechanickú energiu. Princíp činnosti asynchrónneho elektromotora je založený na interakcii rotujúceho magnetického poľa, ku ktorému dochádza pri prechode trojfázového striedavého prúdu cez vinutia statora, s prúdom indukovaným statorovým poľom vo vinutiach rotora. V dôsledku toho vznikajú mechanické sily, ktoré spôsobujú otáčanie rotora v smere otáčania magnetického poľa za predpokladu, že rýchlosť rotora n je menšia ako rýchlosť poľa n1. Rotor sa teda otáča asynchrónne vzhľadom na pole.

Cieľom práce v kurze je návrh asynchrónneho motora. Pomocou tohto návrhu študujeme vlastnosti a charakteristiky tohto motora, študujeme aj vlastnosti týchto motorov. Táto práca je neoddeliteľnou súčasťou výučby elektrických strojov.

1. Magnetický obvod motora. Rozmery, konfigurácia, materiál

1.1 Hlavné rozmery

1. Výška osi otáčania asynchrónneho motora:

Pre Рн = 75 kW, n1 = 750 ot./min

h = 280 mm, 2p = 8.

2. Vonkajší priemer jadra DH1 so štandardnou výškou osi otáčania h=280 mm. Za týchto podmienok DH1=520 mm.

3. Na určenie vnútorného priemeru jadra statora D1 použijeme vzťah D1=f(DH1) uvedený v tabuľke 9-3. Pre DH1=520 mm;

D1 = 0,72 DH1 - 3;

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

4. Nájdite priemernú hodnotu kH=f(P2) asynchrónnych motorov

Pre pH=75 kW; 2p = 8;

5. Pre motory s kotvou nakrátko s krytím IP44, predbežné hodnoty.

Pre pH=75 kW

6. Pre motory s rotorom nakrátko s krytím IP44 berieme hodnotu cos podľa obrázku 9-3 a pri 2р = 8

7. Odhadovaný výkon P? pre AC motory:

kde - účinnosť; cos - účinník pri menovitom zaťažení;

8. Zistenie lineárneho zaťaženia statorového vinutia A1

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

9. Nájdenie maximálnej hodnoty magnetickej indukcie vo vzduchovej medzere B

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

10. Na určenie dĺžky jadra statora nastavme predbežnú hodnotu súčiniteľa vinutia kob1 na 2р=8

11. Nájdite odhadovanú dĺžku jadra l1

l1 = 366,7 + 125 = 426,7

12. Konštrukčná dĺžka jadra statora l1 sa zaokrúhľuje nahor na najbližší násobok 5:

13. Pomer

425 / 371,4 = 1,149

14. Nájdite 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 Jadro statora

Jadro je zostavené zo samostatných lisovaných plechov z elektroocele s hrúbkou 0,5 mm, s izolačným povlakom na zníženie strát v oceli vírivými prúdmi.

Pre oceľ 2312 používame lakovanú izoláciu plechov.

Počet slotov na pól a fázu:

Podľa zvolenej hodnoty q1 sa určí počet slotov jadra statora z1:

kde m1 je počet fáz;

z1 = 8 3 3 = 72.

1.3 Jadro rotora

Pre danú výšku osi otáčania vyberáme oceľ triedy 2312.

Jadro je zostavené zo samostatných lisovaných plechov z elektroocele s hrúbkou 0,5 mm.

Pre jadro akceptujeme rovnakú plechovú izoláciu ako pre stator - lakovanie.

Faktor plnenia ocele sa považuje za rovný

Veľkosť vzduchovej medzery medzi statorom a rotorom je akceptovaná.

S h = 280 mm a 2p = 8;

Skosenie drážky ck (bez skosenej drážky)

Vonkajší priemer jadra rotora DH2:

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

Pre výšku otáčania h 71 mm vnútorný priemer rotorových listov D2:

D2 0,23 520 = 119,6 mm.

Na zlepšenie chladenia, zníženie hmotnosti a dynamického momentu zotrvačnosti rotora sú v jadrách rotora vybavené kruhové axiálne ventilačné kanály s h250:

Dĺžka jadra rotora l2 pri h>250 mm.

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

Počet štrbín v jadre pre motor s rotorom nakrátko pri z1=72 a 2р=8

2. Vinutie statora

2.1 Parametre spoločné pre akékoľvek vinutie

Pre náš motor akceptujeme viacdielne dvojvrstvové koncentrické vinutie z drôtu značky PETV (trieda tepelnej odolnosti B), uložené v pravouhlých polootvorených drážkach.

Typicky je vinutie statora vyrobené ako šesťzónové; každá zóna sa rovná 60 elektrickým stupňom. Pri šesťzónovom vinutí rozdeľovací koeficient kP1

kР1 = 0,5/(q1sin(b/20));

kР1 = 0,5/(3 sin(10)) = 0,95.

Skrátenie kroku 1 sa rovná

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

Dvojvrstvové vinutie sa vykonáva so skráteným rozstupom yP1

yP1 = 1 z1 / 2p;

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

Faktor skracovania ky1

ky1=sin(190)=sin(0,890)=0,95.

Koeficient navíjania kOB1

kOB1 = kP1 ky1;

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

Predbežná hodnota magnetického toku Ф

F \u003d B D1l1 10-6 / p;

Ф = 0,689 371,4 42510-6/4 = 0,027 Wb.

Predbežný počet závitov vo fázovom vinutí? 1

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

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

Počet paralelných vetiev statorového vinutia a1 sa volí ako jeden z deliteľov počtu pólov a1 = 1.

Predbežný počet účinných vodičov v drážke NP1

NP1 = 1а1(рq1);

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

Hodnota NP1 sa akceptuje zaokrúhlením NP1 na najbližšie celé číslo

Pri výbere celého čísla zadáme hodnotu 1

1 = NП1рq1а1;

1 = 4 4 3/1 = 72.

Hodnota magnetického toku Ф

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

Hodnota indukcie vzduchovej medzery B

B = B? 1/? 1;

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

Predbežná hodnota menovitého fázového prúdu I1

I1 = Рн 103/(3U1cos);

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

A1 = 10Nplz1I1(D1a1);

A1 \u003d 6 13 72 84,216 / (3,14 371,4) \u003d 311,8 A / cm.

Priemerná hodnota magnetickej indukcie v zadnej časti statora BC1

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

BC1 = 1,5 T.

Delenie zubov podľa vnútorného priemeru statora t1

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

2.2 Vinutie statora s pravouhlými polouzavretými štrbinami

Akceptujeme predbežnú hodnotu magnetickej indukcie v najužšom bode zuba statora

31max = 1,8 t

Zubové delenie statora v najužšom mieste

Predbežná šírka zubov v najužšom bode

Predbežná šírka polootvorenej a otvorenej štrbiny v matrici

Šírka drážky napoly otvorenej drážky

Prípustná šírka efektívneho vodiča s točenou izoláciou

bf=()/=3,665 mm;

Počet efektívnych vodičov podľa výšky štrbiny

Predbežná výška zadnej časti statora

Ф 106? (2 kc l1 Вc1);

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

Výška preddrážky

= [(DH1-D1)/2]-hc1;

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

Prípustná výška účinného vodiča s izoláciou cievky

Efektívna oblasť vodiča

Predbežný počet základných vodičov

Počet elementárnych vodičov v jednom efektívnom

Predbežný počet elementárnych vodičov v jednom efektívnom

Zvýšte na 4

Veľkosť elementárneho elementárneho vodiča pozdĺž výšky drážky

Konečný počet základných vodičov

Menšie a väčšie veľkosti holých drôtov

Výška drážky rozmer

Veľkosť podľa šírky drážky v raznici

Výška drážky

= [(DH1-D1)/2]-hc1;

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

Rafinovaná šírka zubov v najužšom bode

Rafinovaná magnetická indukcia v najužšej časti zuba statora

Prúdová hustota vo vinutí statora J1

J1 = 11(cSal);

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

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

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

lvl = (0,19 + 0,1 p) bcpl + 10;

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

Priemerné zubové delenie statora tСР1

tСР1 = (D1 + hП1)/z1;

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

Priemerná šírka statorovej cievky bCP1

bSR1 = tSR1 uP1;

bСР1 = 18,6 7,2 = 133,6 mm.

Priemerná dĺžka prednej časti vinutia ll1

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

Priemerná dĺžka vinutia lcp1

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

Dĺžka presahu prednej časti vinutia lv1

3. Vinutie vo veveričke

asynchrónna magnetická fáza statora

Použime vinutie rotora s drážkami na fľaše, pretože h = 280 mm.

Výška drážky z obr. 9-12 sa rovná hp2 = 40 mm.

Odhadovaná výška zadnej časti rotora hc2 pri 2р=8 a h = 280 mm

hc2 = 0,38 Dn2 - hp2 - Adk2;

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

Magnetická indukcia v zadnej časti rotora Vs2

Sun2 = Ф 106 / (2 kc l2 hc2);

Slnko2 = 0,028 106 / (2 0,95 430 73,8) = 0,464 T

Delenie zubov podľa vonkajšieho priemeru rotora t2

t2 = рDн2/z2 = р 369,8/86 = 13,4 mm.

Magnetická indukcia v zuboch rotora Vz2.

Int2 = 1,9 T.

Literatúra

1. Goldberg O.D., Gurin Ya.S., Sviridenko I.S. Dizajn elektrických strojov. - M.: Vyššia škola, 1984. - 431. roky.

Hostené na Allbest.ru

...

Podobné dokumenty

Dimenzovanie a výber elektromagnetických záťaží indukčného motora. Výber drážok a typu vinutia statora. Výpočet vinutia a rozmerov zubovej zóny statora. Výpočet rotora vo veveričke a magnetického obvodu. Strata výkonu pri voľnobehu.

semestrálna práca, pridaná 9.10.2012


Údaje o jednosmernom motore série 4A100L4UZ. Výber hlavných rozmerov indukčného motora vo veveričke. Výpočet zubovej zóny a vinutia statora, konfigurácia jeho štrbín. Výber vzduchovej medzery. Výpočet rotora a magnetického obvodu.

semestrálna práca, pridaná 09.06.2012


Výpočet výkonových charakteristík asynchrónneho motora s rotorom nakrátko. Určenie počtu statorových štrbín, závitov vo fáze vinutia drôtovej časti vinutia statora. Výpočet rozmerov zubovej zóny statora a vzduchovej medzery. Výpočty hlavných strát.

ročníková práca, pridaná 1.10.2011


Výpočet statora, rotora, magnetického obvodu a strát indukčného motora. Stanovenie parametrov prevádzkového režimu a štartovacích charakteristík. Tepelný, ventilačný a mechanický výpočet asynchrónneho motora. Testovanie tuhosti a pevnosti hriadeľa.

ročníková práca, pridaná 10.10.2012


Výber hlavných rozmerov asynchrónneho motora. Určenie rozmerov zubovej zóny statora. Výpočet rotora, magnetického obvodu, parametrov prevádzkového režimu, prevádzkových strát. Výpočet a konštrukcia štartovacích charakteristík. Tepelný výpočet asynchrónneho motora.

semestrálna práca, pridaná 27.09.2014


Stanovenie prípustných elektromagnetických zaťažení a výber hlavných rozmerov motora. Výpočet prúdu naprázdno, parametrov vinutia a zóny zubov statora. Výpočet magnetického obvodu. Stanovenie parametrov a charakteristík pre malé a veľké sklzy.

ročníková práca, pridaná 11.12.2015


Izolácia vinutia statora a rotora nakrátko. Aktívne a indukčné odpory vinutia. Odpor vinutia rotora vo veveričke s oválnymi uzavretými štrbinami. Výpočet parametrov nominálneho režimu prevádzky asynchrónneho motora.

ročníková práca, pridaná 15.12.2011


Výpočet plochy prierezu drôtu vinutia statora, veľkosť jeho zubovej zóny, vzduchová medzera, rotor, magnetický obvod, parametre prevádzkového režimu, straty, štartovacie charakteristiky s cieľom navrhnúť trojfázový asynchrónny motor.

semestrálna práca, pridaná 09.04.2010


Konštrukcia rozšírených a radiálnych obvodov statorových vinutí, určenie vektora skratového prúdu. Konštrukcia kruhovej schémy indukčného motora. Analytický výpočet podľa ekvivalentného obvodu. Konštrukcia výkonových charakteristík asynchrónneho motora.

test, pridané 20.05.2014


Stanovenie odporu naprázdno, statora a rotora asynchrónneho motora. Výpočet a konštrukcia mechanických a elektromechanických charakteristík elektrického pohonu, ktorý poskytuje zákony na reguláciu frekvencie a napätia vinutia statora.