Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki bazo znanja uporabljajo pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

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

Električni avtomobili

predmetni projekt

"Načrtovanje asinhronskega motorja z rotorjem s kletko"

Tehnična naloga

Zasnova asinhronega trifaznega motorja z rotorjem s kletko:

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

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

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

oblikovanje IM1001;

izvedba po stopnji zaščite IP44;

metoda hlajenja IC0141;

klimatska zasnova in kategorija umestitve U3;

izolacijski razred F.

način delovanja S1

Določitev glavnih geometrijskih dimenzij

1. Predizberite višino vrtilne osi po sl. 8.17, a (v nadaljevanju vse formule, tabele in slike iz) h = 150 mm.

Iz tabele. 8.6 sprejmemo najbližjo manjšo vrednost h \u003d 132 mm in a \u003d 0,225 m (D a je zunanji premer statorja).

2. Določite notranji premer statorja:

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

K D - koeficient sorazmernosti, določen iz tabele. 8.7.

3. Delitev pola

m

kjer je 2p število parov polov.

4. Določite izračunano moč:

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

k E - razmerje med EMF navitja statorja in nazivno napetostjo, določeno s sl. 8,20, k E = 0,983

- Učinkovitost asinhronega motorja, po sl. 8,21,a, = 0,89, cos = 0,91

P 2 - moč na gredi motorja, W

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

5. Določimo elektromagnetne obremenitve (predhodno) po sl. 8.22b:

Linearna obremenitev (razmerje med tokom vseh ovojev navitja in obodom) A \u003d 25,310 3 (A / m)

Indukcija zračne reže B= 0,73 (T)

6. Predhodni koeficient navitja je izbran glede na vrsto navitja statorja. Za enoslojne navitje k O1 = 0,95 0,96.

Vzemimo k O1 = 0,96.

7. Ocenjena dolžina zračne reže je določena s formulo:

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

k B - koeficient oblike polja, ki je bil prej enak

k B \u003d / () \u003d 1,11

- sinhrona kotna hitrost gredi motorja, rad/s, se izračuna po formuli

rad/s

kjer je 1 - frekvenca napajanja, Hz

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

8. Preverite relacijo = / . Biti mora znotraj 0,19 0,87, določeno s sl. 8.25:

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

Dobljena vrednost je višja od priporočenih meja, zato sprejmemo naslednjo največjo iz standardne serije (tabela 8.6) višino vrtilne osi h = 160 mm. Ponavljamo izračune po odstavkih. 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

Izračun navitja, utorov in statorskega jarma

Opredelitev Z 1 , 1 in razdelki žice navitja stator

1. Določimo mejne vrednosti delitve zob 1 po sl. 6-15:

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

2. Mejne vrednosti za število statorskih rež so določene z naslednjimi formulami

Sprejmemo 1 = 36, potem q = Z 1 / (2pm), kjer je m število faz

q = 36 / (23) = 6

Navitje je enoslojno.

3. Na koncu določimo zobno razdelitev statorja:

m = 1410 -3 m

4. Poiščite število učinkovitih vodnikov v utoru (prej, pod pogojem, da v navitju ni vzporednih vej (a = 1)):

u=

I 1H - nazivni tok statorskega navitja, A, in je določen s formulo:

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

u==16

5. Sprejmemo a = 2, torej

u \u003d au \u003d 216 \u003d 32

6. Pridobite končne vrednosti:

število obratov v fazi navijanja

linearna obremenitev

A/m

tok

Ф = (1) -1

k O1 - končna vrednost koeficienta navitja, določena s formulo:

k О1 = k У k Р

k Y - faktor skrajšanja, za enoslojno navitje k Y \u003d 1

k P - koeficient porazdelitve, določen iz tabele. 3.16 za prvi harmonik

k P = 0,957

F = = 0,01 (Wb)

indukcija zračne reže

Tl

Vrednosti A in B sta v sprejemljivih mejah (slika 8.22, b)

7. Gostota toka v navitju statorja (predhodno):

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

produkt linearne obremenitve in gostote toka je določen s sl. 8.27b.

Efektivni prerez prevodnika (predhodno):

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

Sprejmemo torej n EL = 2

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

n EL - število elementarnih vodnikov

q EL - odsek osnovnega vodnika

Izberemo žico za navijanje PETV (v skladu s tabelo A3.1) z naslednjimi podatki:

nazivni premer gole žice d EL = 1,32 mm

povprečna vrednost premera izolirane žice d IZ = 1,384 mm

površina prečnega prereza gole žice q EL \u003d 1,118 mm 2

površina prečnega prereza efektivnega vodnika q EF \u003d 1,1182 \u003d 2,236 (mm 2)

9. Gostota toka v statorskem navitju (končno)

Plačilo velikosti zobati cone stator in zrak očistek

Groove stator - po sl. 1a z razmerjem dimenzij, ki zagotavlja vzporednost stranskih ploskev zob.

1. Predhodno sprejemamo po tabeli. 8.10:

vrednost indukcije v zobcih statorja B Z1 = 1,9 (T) vrednost indukcije v jarmu statorja B a = 1,6 (T), nato širina zoba

b Z1 =

k C - faktor polnjenja jedra z jeklom po tabeli. 8.11 za oksidirane pločevine iz jekla razreda 2013 k C = 0,97

CT1 - dolžina jekla statorskih jeder, za stroje z 1,5 mm

ST1 = 0,091 (m)

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

višina jarma statorja

2. Sprejemamo dimenzije utora v štampiljki:

širina utora b W = 4,0 (mm)

višina utora h W = 1,0 (mm), = 45

višina utora

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

širina dna utora

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

zgornja širina utora

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

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

3. Mere utora v čisti obliki ob upoštevanju dovoljenj za montažo:

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

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

b 1 \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)

Prečni prerez utora za namestitev vodnikov:

S P \u003d S IZ S PR

površina prečnega prereza tesnil S PR = 0

površina prečnega prereza izolacije lupine v utoru

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

b IZ - enostranska debelina izolacije v utoru, po tabeli. 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 polnjenja utorov:

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

Dobljena vrednost k W za mehanizirano polaganje navitja je pretirano velika. Faktor polnjenja mora biti med 0,70 in 0,72 (iz tabele 3-12). Zmanjšajte vrednost faktorja polnjenja s povečanjem površine prečnega prereza utora.

Vzemimo B Z1 = 1,94 (T) in B a = 1,64 (T), kar je sprejemljivo, saj te vrednosti presegajo priporočene vrednosti le za 2,5 - 3%.

5. Ponavljamo izračun po odstavkih. 1-4.

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

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

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

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

b 1 = = 8,66 (mm)

h 1 = = 20,45 (mm)

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

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

k Z = = 0,7088 0,71

Mere utora v žigu so prikazane na sl. 1 , a .

Izračun navitja, utorov in jarma rotorja

1. Določite zračno režo (v skladu s sliko 8.31): = 0,8 (mm)

2. Število rotorskih rež (v skladu s tabelo 8.16): Z 2 = 28

3. Zunanji premer:

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

4. Dolžina magnetnega tokokroga rotorja 2 = 1 = 0,091 (m)

5. Razdelitev rogljev:

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

6. Notranji premer rotorja je enak premeru gredi, saj je jedro neposredno nameščeno na gred:

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

Vrednost koeficienta k In vzeta iz tabele. 8,17: k B \u003d 0,23

7. Predhodna vrednost toka v palici rotorja:

I 2 = k i I 1 i

k i - koeficient, ki upošteva vpliv toka magnetiziranja in upora navitja na razmerje I 1 / I 2 . k i = 0,2+0,8 cos = 0,93

i - koeficient zmanjšanja tokov:

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. Prečni prerez palice:

q C \u003d I 2 / J 2

J 2 - gostota toka v palicah rotorja, pri polnjenju utorov z aluminijem je izbrana znotraj

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. Žleb rotorja - po sl. 1. b. Načrtujemo zaprte utore hruškaste oblike z dimenzijami utorov b W = 1,5 mm in h W = 0,7 mm. Višina skakalca nad utorom je izbrana enako h W = 1 mm.

Dovoljena širina zoba

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

B Z2 - indukcija v zobeh rotorja, po tabeli. 8,10 B Z2 = 1,8 (T)

Dimenzije utora

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)

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

10. Določite širino zob rotorja

b Z2 = = 9,1 (mm)

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

b Z2 = b Z2 9,1 (mm)

Skupna višina utora:

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)

Prerez palice:

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. Gostota toka v palici:

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

12. Kratkostični obroči. Površina prečnega prereza:

qCL = ICL / JCL

JCL - gostota toka v zapiralnih obročih:

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

ICL - tok v obročih:

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. Mere zapiralnih obročev:

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

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

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

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

Izračun magnetnega kroga

Jekleno magnetno jedro 2013; debelina pločevine 0,5 mm.

1. Magnetna napetost zračne reže:

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

k- koeficient zračne reže:

k \u003d t 1 / (t 1 -)

= = = 2,5

k== 1,17

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

2. Magnetna napetost zobnih con:

stator

F Z1 = 2h Z1 H Z1

h Z1 - izračunana višina statorskega zoba, h Z1 = h P1 = 24,7 (mm)

H Z1 - vrednost poljske jakosti v zobeh statorja, v skladu s tabelo P1.7 pri B Z1 = 1,94 (T) za jeklo 2013 H Z1 = 2430 (A / m)

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

izračunana indukcija v zobeh:

B Z1 = = = 1,934 (T)

ker je B Z1 1,8 (T), je treba upoštevati razvejanost toka v utor in ugotoviti dejansko indukcijo v zobu B Z1 .

Koeficient k RH v višini 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

Sprejmemo B Z1 = 1,94 (T), preverimo razmerje B Z1 in B Z1:

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

rotor

F Z2 = 2h Z2 H Z2

h Z2 - izračunana višina zoba rotorja:

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

H Z2 - vrednost poljske jakosti v zobeh rotorja, v skladu s tabelo P1.7 pri B Z2 = 1,8 (T) za jeklo 2013 H Z2 = 1520 (A / m)

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

indukcija v zobu

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

3. Koeficient nasičenosti zobne cone

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

4. Magnetna napetost jarma:

stator

F a = L a H a

L a - dolžina povprečne magnetne črte statorskega jarma, m:

La = = = 0,376 (m)

H a - poljska jakost, v skladu s tabelo P1.6 pri B a = 1,64 (T) H a = 902 (A / m)

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

B a =

h a - konstrukcijska višina statorskega jarma, 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 je dolžina črte povprečnega magnetnega pretoka v rotorskem jarmu:

Lj = 2hj

h j - zadnja višina rotorja:

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 - konstrukcijska višina jarma rotorja, m:

h j = = = 40,5 (mm)

B j = = 1,28 (T)

H j - poljska jakost, po tabeli P1.6 pri B j = 1,28 (T) H j = 307 (A/m)

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

5. Skupna magnetna napetost magnetnega vezja na par polov:

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. Faktor nasičenosti magnetnega vezja:

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

7. Magnetizacijski tok:

I===7,3(A)

relativna vrednost

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

Izračun parametrov asinhronega stroja za nominalni način

1. Aktivni upor faze navitja statorja:

r1 = 115

115 - specifična odpornost materiala navitja pri projektirani temperaturi, Omm. Za izolacijski razred F je projektna temperatura 115 stopinj. Za baker 115 = 10 -6 / 41 ohmov.

L 1 - skupna dolžina efektivnih vodnikov faze navitja statorja, m:

L 1 = СР1 1

СР1 - povprečna dolžina navitja statorja, m:

СР1 \u003d 2 (P1 + L1)

P1 - dolžina dela utora, P1 \u003d 1 \u003d 0,091 (m)

L1 - čelni del tuljave

L1 \u003d K L b KT + 2V

K L - koeficient, katerega vrednost je vzeta iz tabele 8.21: K L \u003d 1,2

B je dolžina odtoka ravnega dela tuljave iz utora od konca jedra do začetka zavoja čelnega dela, m Sprejmemo B = 0,01.

b CT - povprečna širina tuljave, m:

b CT = 1

1 - relativno skrajšanje koraka navitja statorja, 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)

Dolžina podaljška čelnega dela tuljave

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

Glede na tabelo 8.21 K OFF = 0.26

Relativna vrednost

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

2. Aktivni upor faze navitja rotorja:

r 2 \u003d r C +

r C - odpornost palice:

r C = 115

za navitje rotorja iz litega aluminija 115 = 10 -6 / 20,5 (Ohm).

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

r CL - odpornost odseka zapiralnega obroča, zaprtega med dvema sosednjima palicama

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

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

Pripeljemo r 2 do števila obratov navitja statorja:

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

Relativna vrednost:

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

3. Induktivni upor faze navitja statorja:

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

P1 - koeficient magnetne prevodnosti sipanja rež:

P1 =

h 2 \u003d h 1 - 2b OD \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 (prevodniki so pritrjeni s pokrovom reže)

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

P1 = = 1,4

L1 - koeficient magnetne prevodnosti čelnega sipanja:

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

D1 - koeficient magnetne prevodnosti diferenčnega sipanja

D1 =

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

k = 1

SK \u003d 0, ker ni poševnine utorov

k SC se določi iz krivulj na sl. 8.51,d odvisno od t 2 /t 1 in 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)

Relativna vrednost

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

4. Induktivni upor faze navitja rotorja:

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

saj je z zaprtimi režami Z 0

D2 = = 1,5

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

Damo x 2 številu obratov statorja:

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

Relativna vrednost

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

Izračun izgube moči

1. Izgube v jeklu so glavne:

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

P 1,0/50 - specifične izgube pri indukciji 1 T in frekvenci remagnetizacije 50 Hz. Glede na tabelo 8,26 za jeklo 2013 P 1,0/50 = 2,5 (W/kg)

m a - masa jekla statorskega jarma, kg:

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

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

C - specifična teža jekla; pri izračunih vzemite C \u003d 7,810 3 (kg / m 3)

m Z1 - masa jeklenih zob statorja, kg:

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

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

k Da in k DZ - koeficienti, ki upoštevajo učinek na izgube v jeklu zaradi neenakomerne porazdelitve toka po odsekih odsekov magnetnega vezja in tehnoloških dejavnikov. Približno lahko vzamete k Da \u003d 1,6 in k DZ \u003d 1,8.

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

2. Površinske izgube v rotorju:

PPOV2 = pPOV2(t2 - bSH2)Z2ST2

pSOV2 - specifične površinske izgube:

pPOV2 = 0,5k02(B02t1103)2

B02 - amplituda indukcijskih pulzov v zračni reži nad kronami zob rotorja:

B02=02

02 je odvisna od razmerja med širino reže statorskih rež in zračno režo. 02 (z bSh1 / = 4 / 0,5 = 8 po sliki 8.53, b) = 0,375

k02 - koeficient, ki upošteva učinek površinske obdelave glav zob rotorja na specifične izgube. Vzemimo 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. Izgube zaradi valovanja v zobeh rotorja:

RPUL2 = 0,11 mZ2

VPUL2 - amplituda indukcijskih pulzacij v povprečnem delu zob:

Bpool2 = BZ2

mZ2 - teža jeklenih zob rotorja, 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. Količina dodatnih izgub v jeklu:

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

5. Skupna izguba jekla:

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

6. Mehanska izguba:

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

Za motorje z 2p=2 KT=1.

7. Motor v prostem teku:

IX. X.

IX.X.a. =

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

IX.X.a. == 1,24 (A)

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

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

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

asinhroni trifazni motor s kletkastim rotorjem

Izračun zmogljivosti

1. Možnosti:

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

Aktivna komponenta sinhronega toka prostega teka:

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)

Izgube, ki se ne spreminjajo s spremembo zdrsa:

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

	Formule za izračun	Dimenzija	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

Tabela 1. Značilnosti delovanja indukcijskega motorja

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 ohma

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

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

2. Izračunajte zmogljivost diapozitivov

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

0,02;0,025;0,03;0,035, ob predpostavki, da je SNOM r2 = 0,03

Rezultati izračuna so povzeti v tabeli. 1. Po konstruiranju značilnosti delovanja (slika 2) določimo vrednost nazivnega zdrsa: SH = 0,034.

Nazivni podatki projektiranega motorja:

P2NOM = 15 kW cos NOM = 0,891

U1NOM = 220/380 V NOM = 0,858

I1NOM = 28,5 A

Izračun začetnih karakteristik

Plačilo tokovi z ob upoštevanju vpliv spremembe parametri Spodaj vpliv učinek premik trenutno (brez računovodstvo vpliv nas scheniya od polja razprševanje)

Podrobno izračun je podan za S = 1. Izračunski podatki za preostale točke so povzeti v tabeli. 2.

1. Aktivni upor navitja rotorja ob upoštevanju učinka trenutnega učinka premika:

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

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

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

- "zmanjšana višina" palice

glede na sl. 8,57 za = 1,62 ugotovimo = 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 - globina prodiranja toka v palico

q r - površina preseka, omejena z višino h r

b r = = 6,91 (mm)

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

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

K R == 1,13

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

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

Zmanjšan upor rotorja ob upoštevanju vpliva trenutnega učinka premika:

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

2. Induktivni upor navitja rotorja ob upoštevanju učinka trenutnega učinka premika:

za = 1,62 = kD = 0,86

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

P2 = P2 - P2

P2 = P2(1- kD) = =

= = 0,13

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

KX==0,98

x2 = KXx2 = 0,980,778 = 0,762 (ohm)

3. Začetni parametri:

Induktivna reaktanca medsebojne indukcije

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. Izračun tokov ob upoštevanju vpliva učinka trenutnega premika:

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

	Formule za izračun	Dimenzija	Slip S
	63,61 h C S 0,5
	K R =1+(r C /r 2)(k r - 1)
	R P \u003d r 1 + c 1 P r 2 / s
	X P \u003d x 1 + c 1P x 2
	I 2 \u003d U 1 / (RP 2 + X P 2) 0,5
	I 1 \u003d I 2 (R P 2 + + (X P + x 12 P) 2) 0,5 / (c 1 P x 12 P)

Tabela 2. Izračun tokov v načinu zagona asinhronega motorja z rotorjem s kletko ob upoštevanju vpliva učinka tokovnega premika

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

r2 = 0,170 ohma; 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)

Plačilo zaganjalniki značilnosti z ob upoštevanju vpliv učinek premik trenutno in nasičenost od polja razpršenost

Plačilo izvedemo za točke značilnosti, ki ustrezajo S=1; 0,8; 0,5;

0,2; 0,1, ob uporabi vrednosti tokov in uporov za enake zdrse, ob upoštevanju vpliva tokovnega premika.

Podatki izračuna so povzeti v tabeli. 3. Podroben izračun je podan za S=1.

1. Induktivni upor navitij. Sprejemamo k US \u003d 1,35:

Povprečni MMF navitja glede na eno režo statorskega navitja:

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

C N = = 1,043

Indukcija fiktivnega toka uhajanja v zračni reži:

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)

za B Ф = 5,27 (T) ugotovimo k = 0,47

Koeficient magnetne prevodnosti puščanja reže statorskega navitja ob upoštevanju učinka nasičenosti:

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

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

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

P1 ZDA. =

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

Koeficient magnetne prevodnosti diferenčnega sipanja statorskega navitja ob upoštevanju učinka nasičenosti:

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

Induktivna reaktanca faze navitja statorja ob upoštevanju učinka nasičenosti:

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

Koeficient magnetne prevodnosti puščanja reže navitja rotorja ob upoštevanju vpliva nasičenosti in tokovnega premika:

P2. ZDA. = (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. ZDA. =

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

Koeficient magnetne prevodnosti diferenčnega sipanja rotorja ob upoštevanju učinka nasičenosti:

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

Zmanjšana induktivna reaktanca faze navitja rotorja, ob upoštevanju vpliva učinka tokovnega premika in nasičenosti:

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

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

	Formule za izračun	Dimenzija	Slip S
	BF \u003d (FP.SR.10-6) / (1.6CN)
	сЭ1 = (t1 - bШ1)(1 - k)
	P1 ZDA. = P1 - P1 US.
	D1 ZDA. = na D1
	x1 ZDA. = x11 ZDA. / 1
	c1P. ZDA. = 1+x1 ZDA. / h12p
	сЭ2 = (t2 - bШ2)(1 - k)
	P2 ZDA. = P2 - P2 ZDA.
	D2 ZDA. = na D2
	x2 ZDA. = x22 ZDA. /2
	RP. ZDA. = r1+c1P. ZDA. 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 ZDA. /I1
	I1 = I1 ZDA. /I1 NOM
	M \u003d (I2NAS / I2NOM) 2KR (sHOM / s)

Tabela 3. Izračun zagonskih karakteristik asinhronskega motorja z rotorjem s kletko z veverico ob upoštevanju učinka tokovnega premika in nasičenosti zaradi razpršenih polj

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

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

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

2. Izračun tokov in momentov

RP. ZDA. = r1+c1P. ZDA. 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 ZDA. = I2US.= = 190,8 (A) (168)

IP = = 6,8

M===1,75

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

kUS. razlikuje od sprejetega kNAS. = 1,35 za manj kot 3 %.

Za izračun ostalih točk karakteristike nastavimo kHAC. , zmanjšano glede na tok I1 . Sprejemamo 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

Podatki izračuna so povzeti v tabeli. 3, začetne značilnosti pa so prikazane na sl. 3.

3. Kritični zdrs se določi po izračunu vseh točk začetnih karakteristik (tabela 3) z uporabo povprečnih vrednosti upora x1 NAS. in x2 ZDA. kar ustreza zdrsom s = 0,2 0,1:

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

Načrtovani asinhroni motor izpolnjuje zahteve GOST tako glede energijske učinkovitosti (in cos) kot zagonskih značilnosti.

Toplotni izračun

1. Preseganje temperature notranje površine jedra statorja nad temperaturo zraka v motorju:

pov1 =

RE. P1 - električne izgube v režnem delu navitja statorja

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

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

k = 1,07 (za navitja z izolacijskim razredom F)

K = 0,22 (po tabeli 8.33)

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

pov1 =

2. Temperaturna razlika v izolaciji dela reže statorskega navitja:

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 - povprečna ekvivalentna toplotna prevodnost izolacije reže, za razred toplotne odpornosti F EKV = 0,16 W / (mS)

EKV - povprečna vrednost koeficienta toplotne prevodnosti, po sl. 8.72 ob

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

od. n1 = = 3,87 (C)

3. Temperaturna razlika po debelini izolacije čelnih delov:

od. l1=

RE. L1 - el. izgube v čelnem delu statorskega navitja

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. Prekoračitev temperature zunanje površine čelnih delov nad temperaturo zraka v motorju:

pov. l1 = = 16,19 (C)

5. Povprečni dvig temperature navitja statorja glede na temperaturo zraka v motorju

1 = =

== 24,7 (C)

6. Prekoračitev temperature zraka v motorju nad temperaturo okolja

B =

P B - vsota izgub, izpuščenih v zrak znotraj motorja:

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

P - vsota vseh izgub v motorju v nominalnem načinu:

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 - enakovredna hladilna površina ohišja:

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

PR - pogojni obseg prečnega prereza reber ohišja motorja, za h \u003d 160 mm PR \u003d 0,32.

B - povprečna vrednost koeficienta ogrevanja zraka, po sl. 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. Povprečni dvig temperature navitja statorja nad temperaturo okolja:

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

8. Preverite pogoje hlajenja motorja:

Potreben pretok zraka za hlajenje

B =

km==9,43

Za motorje z 2р=2 m= 3,3

B = = 0,27 (m3/s)

Pretok zraka zagotavlja zunanji ventilator

B = = 0,36 (m3/s)

Ogrevanje delov motorja je v sprejemljivih mejah.

Ventilator zagotavlja potreben pretok zraka.

Zaključek

Konstruirani motor izpolnjuje zahteve iz tehnične specifikacije.

Seznam uporabljene literature

1. I.P. Kopylov "Načrtovanje električnih strojev" M .: "Energoatomizdat", 1993 del 1,2.

2. I.P. Kopylov "Načrtovanje električnih strojev" M .: "Energija", 1980

3. A.I. Woldek "Električni stroji" L.: "Energija", 1978

Gostuje na Allbest.ru

Podobni dokumenti

Izračun značilnosti delovanja asinhronskega motorja z rotorjem s kletko. Določitev števila statorskih rež, zavojev v fazi navijanja žičnega odseka statorskega navitja. Izračun dimenzij zobne cone statorja in zračne reže. Izračuni glavnih izgub.

seminarska naloga, dodana 01.10.2011


Podatki o enosmernem motorju serije 4A100L4UZ. Izbira glavnih dimenzij indukcijskega motorja s kletko. Izračun zobne cone in navitja statorja, konfiguracija njegovih rež. Izbira zračne reže. Izračun rotorja in magnetnega kroga.

seminarska naloga, dodana 06.09.2012


Določitev glavnih dimenzij elektromotorja. Izračun navitja, utora in statorskega jarma. Parametri motorja za način delovanja. Izračun magnetnega tokokroga elektromotorja, konstantne izgube moči. Izračun začetnega zagonskega toka in največjega navora.

seminarska naloga, dodana 27.06.2016


Izolacija statorskega navitja in kletkastega rotorja. Aktivni in induktivni upor navitja. Upornost navitja kletkastega rotorja z ovalnimi zaprtimi režami. Izračun parametrov nazivnega načina delovanja asinhronskega motorja.

seminarska naloga, dodana 15.12.2011


Izračun parametrov statorskega navitja in rotorja asinhronskega motorja z rotorjem s kletko. Izračun mehanskih karakteristik asinhronskega motorja v motornem načinu po približni formuli M. Klossa in v dinamičnem zavornem načinu.

seminarska naloga, dodana 23.11.2010


Statorsko navitje s trapezoidnimi polzaprtimi režami. Dimenzije kratkostikalnega obroča, ovalne zaprte reže in magnetnega kroga. Upornost navitja pretvorjenega ekvivalentnega vezja motorja. Izračun parametrov nominalnega načina delovanja.

seminarska naloga, dodana 23.02.2014


Mere, konfiguracija, material magnetnega vezja trifaznega asinhronskega motorja z rotorjem s kletko. Statorsko navitje s trapezoidnimi polzaprtimi režami. Toplotni in prezračevalni izračuni, izračun mase in dinamičnega vztrajnostnega momenta.

seminarska naloga, dodana 22.03.2018


Določitev dovoljenih elektromagnetnih obremenitev in izbira glavnih dimenzij motorja. Izračun toka brez obremenitve, parametrov navitja in območja zob statorja. Izračun magnetnega kroga. Določanje parametrov in karakteristik za majhne in velike zdrse.

seminarska naloga, dodana 11.12.2015


Način elektromagnetne zavore asinhronega motorja z rotorjem s kletko (nasprotje): mehanske značilnosti načina dinamičnega zaviranja, princip delovanja zavornega kroga IM: postopek njegovega delovanja in imenovanje krmilnikov.

laboratorijske vaje, dodano 01.12.2011


Elektromagnetni izračun trifaznega asinhronskega elektromotorja s kletkastim rotorjem. Izbira glavnih dimenzij, določitev števila statorskih utorov in preseka žice za navijanje. Izračun dimenzij zobne cone statorja, rotorja, magnetizacijskega toka.

Arhangelska državna tehnična univerza

Katedra za elektrotehniko in elektroenergetiko

Fakulteta za športno vzgojo

TEČAJNI PROJEKT

Po disciplini

"Električne naprave in stroji"

Na temo "Načrtovanje asinhronega motorja"

Korelsky Vadim Sergeevich

Vodja projekta

Umetnost. učitelj N.B. Balanceva

Arhangelsk 2010

za projekt trifaznega asinhronskega motorja s kletkastim rotorjem

Izdano študentu III letnika 1. skupine Fakultete OSB-PE

Izvedite izračun in razvoj načrta asinhronskega motorja z naslednjimi podatki:

Moč R n, kW ……………………………………………..………… 15

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

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

Učinkovitost motorja η …………………………………………...………… 88,5 %

Faktor moči cos φ ……………………………..………… 0,88

Trenutna frekvenca f, Hz …………………………………………………..…… 50

Večkratnost zagonskega toka I p / I n ………………………………………… 7,0

Večkratnost začetnega navora M p / M n ………………………………… 1,4

Večkratnik največjega navora M max / M n ………………………… 2.3

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

Način delovanja ………………………………………………… dolgo

Dodatne zahteve ..…………………… motor 4A160S4U3

Nalogo izdal "…" ……………….. 2009

Vodja projekta……………………………

1. IZBIRA GLAVNIH DIMENZIJ

2. IZRAČUN STATORJA

2.1 Opredelitev , in površina prečnega prereza žice navitja statorja

2.2 Izračun dimenzij zobne cone statorja in zračne reže

3. IZRAČUN ROTORJA

4. IZRAČUN MAGNETNEGA VEGA

5. PARAMETRI NAČINA DELOVANJA

6. IZRAČUN IZGUBE

7. IZRAČUN ZMOGLJIVOSTI MOTORJA

8. IZRAČUN ZAGONSKIH KARAKTERISTIK MOTORJA

8.1 Izračun tokov ob upoštevanju vpliva tokovnega premika in nasičenosti iz razpršenih polj

8.2 Izračun začetnih karakteristik ob upoštevanju učinkov tokovnega premika in nasičenosti zaradi razpršenih polj

9. TOPLOTNI IZRAČUN

SEZNAM UPORABLJENIH VIROV

Korelsky V.S. Načrtovanje asinhronega elektromotorja. Nadzornik - višji predavatelj Balantseva N.B.

predmetni projekt. Pojasnilo na 49 straneh vsebuje 7 slik, 3 tabele, 2 vira, grafični del formata A1.

Ključne besede: asinhroni elektromotor, stator, rotor.

Namen predmetne naloge je pridobitev praktičnih veščin pri načrtovanju električnih naprav.

Na podlagi seznama virov in tehničnih specifikacij so bile izbrane glavne dimenzije, statorsko navitje, rotor, magnetno vezje asinhronega motorja serije 4A, izvedba IP44, z kletkastim rotorjem z okvirjem iz litega železa in koncem. oklopi, z višino vrtilne osi 160 mm, z manjšo vgradno mero po dolžini okvirja (S), dvopolni (

), klimatska izvedba U, kategorija umestitve 3. Parametri načina delovanja, izgube, obratovalne in zagonske karakteristike so izračunani tudi brez upoštevanja in upoštevanja nasičenosti. Izveden toplotni izračun.

1. IZBIRA GLAVNIH DIMENZIJ

1.1 V skladu s tabelo 9.8 (str. 344) z višino osi vrtenja

mm. sprejme zunanji premer statorja, mm m

1.2 Ob predpostavki, da dimenzije utorov niso odvisne od števila polov stroja, dobimo približen izraz za notranji premer statorja, m.

, (1)

kje K D je koeficient, ki označuje razmerje med notranjim in zunanjim premerom jedra statorja asinhronskega stroja serije 4A. S številom polov str\u003d 4, v skladu s tabelo 9.9; sprejeti K D=0,68

1.3 Delitev polov

, m (2) m

1,4 Nazivna moč, VA.

, (3)

kje p 2 - moč na gredi motorja, p 2 \u003d 15 10 3 W;

k E je razmerje med EMF navitja statorja in nazivno napetostjo, ki je približno določena s sl. 9.20 Sprejmi

k E = 0,975;

1.5 Elektromagnetne obremenitve so predhodno določene v skladu s sl. 9.22 b,(str. 346 ), odvisno od višine vrtilne osi h= 160 mm in stopnjo zaščite motorja IP44 od kje

A/m, T

1.6 Koeficient navitja (prej za enoslojno navitje pri 2p = 4) sprejemamo

1.7 Ocenjena dolžina magnetnega kroga l δ, m

, (4) - koeficient oblike polja (sprejet vnaprej) , ; - sinhrona kotna frekvenca motorja, rad/s; (5) rad/s, m

1.8 Pomen razmerja

. Merilo za pravilno izbiro glavnih dimenzij - razmerje med izračunano dolžino magnetnega kroga in razdelitvijo polov (6) je v sprejemljivih mejah (sl. 9.25 a str. 348)

2. IZRAČUN STATORJA

2.1 Opredelitev

, in površino prečnega prereza žice navitja statorja

1.1 Omejitve koraka statorja

, mm, določeno glede na sliko 9,26 mm; mm.

2.1.2 Število statorskih rež

, določeno s formulami (7) ,

Sprejmemo Z 1 \u003d 48, nato število utorov na pol in fazo:

(8)
je celo število. Navitje je enoslojno.

2.1.3 Razdelitev zob statorja (končna)

MINISTRSTVO ZA IZOBRAŽEVANJE IN ZNANOST

REPUBLIKA KAZAHSTAN

Državna univerza Severnega Kazahstana poimenovana po M. Kozibajeva

Fakulteta za energetiko in strojništvo

Oddelek za energetiko in instrumentarstvo

TEČAJNO DELO

Na temo: "Načrtovanje asinhronskega motorja z rotorjem s kletko"

disciplina - "Električni stroji"

Izdelal Kalantyrev

nadzornik

d.t.s., prof. N.V. Šatkovskaja

Petropavlovsk 2010

Uvod

1. Izbira glavnih dimenzij

2. Določitev števila statorskih rež, zavojev v fazi navijanja žičnega odseka statorskega navitja

4. Izračun rotorja

5. Izračun magnetnega kroga

6. Parametri delovnega načina

7. Izračun izgube

9. Toplotni izračun

Priloga A

Zaključek

Bibliografija

Uvod

Asinhroni motorji so glavni pretvorniki električne energije v mehansko in so osnova električnega pogona večine mehanizmov. Serija 4A pokriva razpon nazivne moči od 0,06 do 400 kW in ima 17 višin osi od 50 do 355 mm.

V tem predmetnem projektu je obravnavan naslednji motor:

Izvedba glede na stopnjo zaščite: IP23;

Način hlajenja: IC0141.

Izvedba glede na način vgradnje: IM1081 - glede na prvo številko - motor na nogah, s končnimi ščitniki; glede na drugo in tretjo številko - z vodoravno gredjo in spodnjimi tacami; na četrti številki - z enim cilindričnim koncem gredi.

Klimatski delovni pogoji: U3 - s črko - za zmerno podnebje; po sliki - za postavitev v zaprtih prostorih z naravnim prezračevanjem brez umetno reguliranih klimatskih pogojev, kjer so nihanja temperature in vlage, izpostavljenost pesku in prahu, sončno sevanje bistveno manjša kot v kamnitih, betonskih, lesenih in drugih neogrevanih prostorih na prostem.

1. Izbira glavnih dimenzij

1.1 Določite število parov polov:

Potem je število polov .

1.2 Grafično določimo višino osi vrtenja: glede na sliko 9.18, b, v skladu s tabelo 9.8 določimo zunanji premer, ki ustreza osi vrtenja.

1.3 Notranji premer statorja izračunamo po formuli:

kjer je koeficient, določen v skladu s tabelo 9.9.

Ko leži v intervalu: .

Nato izberimo vrednost

1.4 Določite razdelitev polov:

(1.3)

1.5 Določimo izračunano moč, W:

, (1.4)

kjer je moč na gredi motorja, W;

- razmerje med EMF navitja statorja in nazivno napetostjo, ki se lahko približno določi na sliki 9.20. Za in,.

Približne vrednosti in bodo vzete iz krivulj, zgrajenih glede na podatke motorjev serije 4A. slika 9.21, c. Pri kW in , , in

1.6 Elektromagnetne obremenitve A in B d so grafično določene iz krivulj na sliki 9.23, b. Pri kW in , , Tl.

1.7 Razmerje navitja . Za dvoslojna navitja z 2р>2 je treba vzeti = 0,91–0,92. Sprejmimo.

1.8 Določite sinhrono kotno hitrost gredi motorja W:

kje je sinhrona hitrost.

1.9 Izračunajte dolžino zračne reže:

, (1.6)

kjer je faktor oblike polja. .

1.10 Merilo za pravilno izbiro glavnih dimenzij D in je razmerje, ki mora biti v dovoljenih mejah slike 9.25, b.

. Vrednost l je v priporočenih mejah, kar pomeni, da so glavne mere pravilno določene.

2. Določitev števila statorskih rež, zavojev v fazi navitja in preseka žice statorskega navitja

2.1 Določimo mejni vrednosti: t 1 max in t 1 min Slika 9.26. Za in , , .

2.2 Število statorskih rež:

, (2.1)

(2.2)

Končno mora biti število rež večkratnik števila rež na pol in fazo: q. Sprejmi torej

, (2.3)

kjer je m število faz.

2.3 Na koncu določimo zobno razdelitev statorja:

(2.4)

2.4 Predhodni tok statorskega navitja

2.5 Število učinkovitih vodnikov v reži (ob predpostavki):

(2.6)

2.6 Sprejmemo torej število vzporednih vej

(2.7)

2.7 Končno število ovojev v fazi navitja in magnetni pretok:

, (2.8)

2.8 Določite vrednosti električnih in magnetnih obremenitev:

(2.11)

Vrednosti električnih in magnetnih obremenitev se nekoliko razlikujejo od grafično izbranih.

2.9 Izbira dovoljene gostote toka se izvede ob upoštevanju linearne obremenitve motorja:

kjer je segrevanje utornega dela statorskega navitja, definiramo grafično Slika 9.27, d. Ko .

2.10 Izračunajte površino prečnega prereza učinkovitih vodnikov:

(2.13)

Sprejemamo , nato tabelo P-3.1 , , .

2.11 Končno določimo gostoto toka v navitju statorja:

3. Izračun dimenzij zobne cone statorja in zračne reže

3.1 Najprej izberemo elektromagnetno indukcijo v statorskem jarmu B Z 1 in v statorskih zobcih B a . S tabelo 9.12, a.

3.2 Izberimo razred jekla 2013 tabela 9.13 in faktor polnjenja jekla magnetnih jeder statorja in rotorja.

3.3 Na podlagi izbranih indukcij določimo višino statorskega jarma in najmanjšo širino zoba.

3.4 Izberimo višino utora in širino utora polzaprtega utora. Za motorje z višino osi , mm. Širino utora izberemo iz tabele 9.16. Za in,.

3.5 Določite dimenzije utora:

višina utora:

dimenzije utora v matrici in:

Izberimo torej

višina klinastega dela utora:

Slika 3.1. Utor zasnovanega motorja s kletko

3.6 Določimo dimenzije utora v čistini ob upoštevanju dodatkov za mešanje in sestavljanje jeder: in tabela 9.14:

širina in:

in višina:

Določimo površino prečnega prereza izolacije telesa v utoru:

kjer je enostranska debelina izolacije v utoru, .

Izračunajte površino prečnega prereza tesnil do utora:

Določimo površino prečnega prereza utora za namestitev vodnikov:

3.7 Kriterij za pravilnost izbranih dimenzij je faktor zapolnitve utora, ki je približno enak .

, (3.13)

zato so izbrane vrednosti pravilne.

4. Izračun rotorja

4.1 Višino zračne reže d izberite grafično v skladu s sliko 9.31. Za in,.

4.2 Zunanji premer rotorja z veverico:

4.3 Dolžina rotorja je enaka dolžini zračne reže: , .

4.4 Število utorov izberemo iz tabele 9.18, .

4.5 Določite vrednost zobne delitve rotorja:

(4.2)

4.6 Vrednost koeficienta k B za izračun premera gredi je določena iz tabele 9.19. Za in,.

Notranji premer rotorja je:

4.7 Določite tok v palici rotorja:

kjer je k i koeficient, ki upošteva vpliv magnetizacijskega toka in upora navitja na razmerje , definiramo grafično pri ; ;

Koeficient zmanjšanja tokov določimo po formuli:

Nato želeni tok v palici rotorja:

4.8 Določite površino prečnega prereza palice:

kje je dovoljena gostota toka; v našem primeru .

4.9 Utor rotorja je določen v skladu s sliko 9.40, b. Sprejemamo , , .

Iz intervala izberemo magnetno indukcijo v zobu rotorja tabela 9.12. Sprejmimo.

Določimo dovoljeno širino zob:

Izračunajte dimenzije utora:

širina b 1 in b 2:

, (4.9)

višina h 1:

Izračunajte skupno višino utora rotorja h P2:

Določite površino prečnega prereza palice:

4.10 Določite gostoto toka v palici J 2:

(4.13)

Slika 4.1. Utor zasnovanega motorja s kletko

4.11 Izračunajte površino prečnega prereza kratkostičnih obročev q cl:

kje je tok v obroču, določimo s formulo:

,

4.12 Izračunajte dimenzije zapiralnih obročev in povprečni premer obroča:

(4.18)

Določite površino prečnega prereza obroča:

5. Izračun magnetizacijskega toka

5.1 Vrednost indukcije v zobeh rotorja in statorja:

, (5.1)

(5.2)

5.2 Izračunajte indukcijo v statorskem jarmu B a:

5.3 Določite indukcijo v jarmu rotorja B j:

, (5.4)

kjer je h "j izračunana višina jarma rotorja, m.

Za motorje z 2р≥4 z jedrom rotorja, nameščenim na pušo ali na rebrasto gred, se h "j določi s formulo:

5.4 Magnetna napetost zračne reže F d:

, (5.6)

kjer je k d koeficient zračne reže, določimo po formuli:

, (5.7)

kje

Magnetna napetost zračne reže:

5.5 Magnetna napetost zobnih con statorja F z 1:

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

kjer je 2h z1 izračunana višina zoba statorja, m.

H z1 bo določen iz tabele A-1.7. ob , .

5.6 Magnetna napetost zobnih območij rotorja F z 2:

, (5.9)

, tabela P-1.7.

5.7 Izračunajte koeficient nasičenosti zobne cone k z:

(5.10)

5.8 Poiščite dolžino povprečne magnetne črte statorskega jarma L a:

5.9 Določimo poljsko jakost H a pri indukciji B a glede na magnetno krivuljo za jarem sprejetega jekla razreda 2013 tabela P-1.6. Ob , .

5.10 Poiščite magnetno napetost statorskega jarma F a:

5.11 Določimo dolžino povprečne magnetne črte toka v jarmu rotorja L j:

, (5.13)

kjer je h j - višina zadnjega dela rotorja, se ugotovi po formuli:

5.12 Poljska jakost H j med indukcijo se določi iz krivulje magnetizacije jarma za sprejeto jeklo razreda Tabela P-1.6. Ob , .

Določimo magnetno napetost rotorskega jarma F j:

5.13 Izračunajte skupno magnetno napetost magnetnega kroga stroja (na par polov) F c:

5.14 Faktor nasičenosti magnetnega vezja:

(5.17)

5.15 Magnetizacijski tok:

Relativna vrednost magnetizirajočega toka:

(5.19)

6. Parametri delovnega načina

Parametri asinhronskega stroja so aktivni in induktivni upor statorskih navitij x 1, r 1, rotorja r 2, x 2, upor medsebojne induktivnosti x 12 (ali x m) in izračunani upor r 12 (ali r m), katerega uvedba upošteva vpliv izgub v statorskem jeklu na karakteristike motorja.

Tokokrogi zamenjave faz asinhronega stroja, ki temeljijo na prenosu procesov v rotacijskem stroju v stacionarni, so prikazani na sliki 6.1. Fizični procesi v asinhronem stroju so bolj jasno prikazani v diagramu, prikazanem na sliki 6.1. Toda za izračun je bolj priročno pretvoriti v vezje, prikazano na sliki 6.2.

Slika 6.1. Fazno nadomestno vezje navitja zmanjšanega asinhronskega stroja

Slika 6.2. Ekvivalentno vezje faze transformiranega navitja zmanjšanega asinhronskega stroja

6.1 Aktivni upor faze statorskega navitja se izračuna po formuli:

, (6.1)

kjer je L 1 skupna dolžina efektivnih prevodnikov faze navitja, m;

a je število vzporednih vej navitja;

c 115 - specifična upornost materiala navitja (baker za stator) pri načrtovani temperaturi. Za baker ;

k r je koeficient povečanja aktivne upornosti faze navitja zaradi učinka učinka premika toka.

V vodnikih statorskega navitja asinhronskih strojev je učinek tokovnega premika nepomemben zaradi majhnih dimenzij elementarnih vodnikov. Zato pri izračunih običajnih strojev praviloma vzamemo k r =1.

6.2 Skupna dolžina faznih vodnikov navitja L 1 se izračuna po formuli:

kjer je l cf povprečna dolžina zavoja navitja, m.

6.3 Povprečna dolžina tuljave l cf se izračuna kot vsota ravnih žlebov in ukrivljenih čelnih delov tuljave:

, (6.3)

kjer je l P dolžina dela utora, ki je enaka konstruktivni dolžini jeder stroja. ;

l l - dolžina čelnega dela.

6.4 Dolžina čelnega dela tuljave ohlapnega statorskega navitja je določena s formulo:

, (6.4)

kjer je K l - koeficient, katerega vrednost je odvisna od števila parov polov, za tabelo 9.23;

b CT - povprečna širina tuljave, m, določena z lokom kroga, ki poteka skozi središča višine utorov:

, (6.5)

kjer je b 1 relativno skrajšanje koraka navitja statorja. Običajno sprejeto.

Koeficient za ohlapno navijanje, nameščeno v utore, preden je jedro vtisnjeno v ohišje.

Povprečna dolžina:

Skupna dolžina efektivnih faznih vodnikov navitja:

Aktivni upor faze navitja statorja:

6.5 Določite dolžino odhoda vzdolž čelnega dela:

kjer je K out koeficient, določen v skladu s tabelo 9.23. ob .

6.6 Določimo relativno vrednost faznega upora navitja statorja:

(6.7)

6.7 Določite aktivni upor faze navitja rotorja r 2:

kjer je r c upornost palice;

r cl - upor obroča.

6.8 Izračunajte upornost palice po formuli:

6.9 Izračunajte upornost obroča:

Nato aktivni upor rotorja:

6.10 Pripeljemo r 2 do števila obratov statorskega navitja, definiramo:

6.11 Relativna vrednost faznega upora navitja rotorja.

(6.12)

6.12 Induktivni upor faz navitja rotorja:

, (6.13)

kjer je l p koeficient magnetne prevodnosti rotorja z režami.

Na podlagi slike 9.50 se e l p določi s formulo iz tabele 9.26:

, (6.14)

(prevodniki so zavarovani s pokrovom reže).

, (6.15)

Čelni koeficient sipanja magnetne prevodnosti:

Koeficient magnetne prevodnosti diferenčnega sipanja določimo po formuli:

, (6.17)

kjer je določeno grafično, pri , Slika 9.51, e, .

S formulo (6.13) izračunamo induktivno upornost statorskega navitja:

6.13 Določimo relativno vrednost induktivnega upora navitja statorja:

(6.18)

6.14 Izračunajmo induktivno upornost faze navitja rotorja po formuli:

kjer je l p2 koeficient magnetne prevodnosti rotorske reže;

l l2 - koeficient magnetne prevodnosti čelnega dela rotorja;

l d2 - koeficient magnetne prevodnosti diferenčnega sipanja rotorja.

Koeficient magnetne prevodnosti reže rotorja se izračuna po formuli na podlagi tabele 9.27:

6.15 Koeficient magnetne prevodnosti čelnega dela rotorja je določen s formulo:

,

6.16 Koeficient magnetne prevodnosti diferenčnega sipanja rotorja je določen s formulo:

, (6.23)

kje .

6.17 Najdemo vrednost induktivnega upora po formuli (6.19):

Pripeljemo x 2 do števila obratov statorja:

Relativna vrednost, :

(6.25)

7. Izračun izgube

7.1 Izračunajte glavne izgube v jeklu statorja asinhronskega stroja po formuli:

, (7.1)

kje so konkretne izgube, tabela 9.28;

b - eksponent, za razred jekla 2013;

k da in k d z - koeficienta, ki upoštevata vpliv na izgube v jeklu, za jeklo 2013, ;

m a - masa jarma, izračunana po formuli:

kje je specifična teža jekla.

Teža zob statorja:

7.2 Izračunajte skupne površinske izgube v rotorju:

kjer p sur2 - specifične površinske izgube, določimo po formuli:

, (7.5)

kjer je koeficient, ki upošteva učinek površinske obdelave glav zob rotorja na specifične izgube;

В 02 - amplituda indukcijskega valovanja v zračni reži, določimo po formuli:

kjer je določeno grafično na sliki 9.53, b.

7.3 Izračunajte specifične površinske izgube po formuli (7.5):

7.4 Izračunajte pulzacijske izgube v zobeh rotorja:

, (7.7)

kjer je m z 2 masa jekla zob rotorja;

В pool2 je amplituda magnetnega pulziranja v rotorju.

, (7.9)

7.5 Določite količino dodatnih izgub v jeklu:

7.6 Skupna izguba jekla:

7.7 Opredelimo mehanske izgube:

kjer , ko je v skladu s tabelo 9.29 .

7.8 Izračunajte dodatne izgube pri nominalnem načinu:

7.9 Tok brez obremenitve motorja:

, (7.14)

kjer sem x.x.a. - aktivna komponenta toka brez obremenitve, jo določimo po formuli:

kjer je Р e.1 x.x. - električne izgube v statorju v prostem teku:

7.10 Določite faktor moči v prostem teku:

(7.17)

8. Izračun zmogljivosti

8.1 Določite realni del upora:

(8.1)

(8.2)

8.3 Konstanta motorja:

, (8.3)

(8.4)

8.4 Določite aktivno komponento toka:

8.5 Določite količine:

8.6 Izgube, ki se ne spremenijo s spremembo zdrsa:

Sprejmi in izračunajte uspešnost z zdrsom, ki je enak: 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,0201. Rezultate izračuna zapišemo v tabelo 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 krzno \u003d 1985,25 W; r 1 \u003d 0,0256 Ohm; r¢ 2 \u003d 0,0205 Ohm; c 1 =1,039;

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

Tabela 8.1

Značilnosti delovanja asinhronskega motorja

Formula za izračun		zdrs s

Slika 8.1. Moč motorja v primerjavi z močjo P 2

Slika 8.2. Graf učinkovitosti motorja v odvisnosti od moči P 2

Slika 8.3. Graf zdrsa motorja s glede na moč P 2

Slika 8.4. Graf odvisnosti statorskega toka I 1 motorja od moči P 2

9. Toplotni izračun

9.1 Določimo porast temperature notranje površine jedra statorja glede na temperaturo zraka v motorju:

, (9.1)

kjer pri in stopnja zaščite IP23, tabela.9.35;

a 1 - koeficient prenosa toplote s površine, bomo grafično določili Slika 9.68, b, .

, (9.2)

kjer je koeficient povečanja izgube za razred toplotne odpornosti F .

,

9.2 Temperaturna razlika v izolaciji dela reže statorskega navitja:

, (9.4)

kjer je P p1 obseg prečnega prereza utora statorja, določimo s formulo:

l ekvivalent. – povprečna ekvivalentna toplotna prevodnost utornega dela za razred toplotne odpornosti F , stran 452;

- povprečna vrednost koeficienta toplotne prevodnosti notranje izolacije. definirajte grafično pri , , slika 9.69.

9.3 Določite temperaturno razliko po debelini izolacije čelnih delov:

, (9.6)

kje , .

Čelni deli statorskega navitja torej niso izolirani.

9.4 Izračunajte presežek temperature zunanje površine čelnih delov nad temperaturo zraka v stroju:

9.5 Določite povprečno povečanje temperature navitja statorja glede na temperaturo zraka v stroju:

(9.8)

9.6 Izračunajte povprečni presežek temperature zraka v stroju nad temperaturo okolja:

kjer je a in - definiramo grafično Slika 9.68, ;

- vsota izgub, izpuščenih v zrak znotraj motorja:

kjer so skupne izgube v motorju pri nazivnem načinu;

P e1 - električne izgube v navitju statorja pri nazivnem načinu;

P e2 - električne izgube v navitju rotorja pri nazivnem načinu.

, (9.12)

kjer je S kor. je površina okvirja.

P p se določi grafično. Kdaj, slika 9.70.

9.7 Določite povprečni dvig temperature statorskega navitja glede na temperaturo okolja:

9.8 Določite pretok zraka, potreben za prezračevanje:

(9.14)

9.9 Pretok zraka, ki ga zagotavlja zunanji ventilator z zasnovo in merami, sprejetimi v seriji 4A, se lahko približno določi s formulo:

, (9.15)

kjer in - število in širina, m, radialnih prezračevalnih kanalov, stran 384;

n - vrtilna frekvenca motorja, vrt / min;

Koeficient, za motorje z .

Tisti. pretok zraka, ki ga zagotavlja zunanji ventilator, je večji od pretoka zraka, potrebnega za prezračevanje motorja.

10. Izračun uspešnosti tortnega grafikona

10.1 Najprej določite sinhroni tok brez obremenitve z uporabo formule:

10.2 Izračunajte aktivni in induktivni upor kratkega stika:

10.3 Izračunajte merilo tortnega grafikona:

Trenutna lestvica je:

kjer je D do - premer kroga diagrama, izbran iz intervala: , izberite.

Lestvica moči:

Merilo trenutka:

(10.6)

Tortni diagram motorja je prikazan spodaj. Krožnica s premerom D do s središčem O¢ je geometrijsko mesto koncev tokovnega vektorja statorja motorja pri različnih zdrsih. Točka A 0 določa položaj konca trenutnega vektorja I 0 pri sinhronem prostem teku in - pri dejanskem prostem teku motorja. Segment je enak faktorju moči v prostem teku. Točka A 3 določa položaj konca vektorja statorskega toka v primeru kratkega stika (s=1), segment je tok I kratkega stika. , in kot je . Točka A 2 določa položaj konca vektorja statorskega toka pri .

Vmesne točke na loku A 0 A 3 določajo položaj koncev tokovnega vektorja I 1 pri različnih obremenitvah v motornem načinu. Abscisna os diagrama OB je premica primarne moči P 1 . Premica elektromagnetne moči R em ali elektromagnetnih momentov M em je premica A 0 A 2. Linija uporabne moči na gredi (sekundarna moč P 2) je črta A ’ 0 A 3.

Slika 10.1. Krožni diagram

Zaključek

V tem predmetu je bil zasnovan asinhronski elektromotor z rotorjem s kletko. Kot rezultat izračuna so bili pridobljeni glavni kazalniki za motor določene moči h in cosj, ki ustrezajo največji dovoljeni vrednosti GOST za serijo motorjev 4A. Izveden je bil izračun in konstrukcija delovnih karakteristik projektiranega stroja.

Tako lahko glede na podatke izračuna ta motor dobi naslednji simbol:

4 – serijska številka serije;

A - vrsta motorja - asinhroni;

315 - višina osi vrtenja;

M - pogojna dolžina postelje po IEC;

10 - število polov;

U - klimatska zasnova za zmerno podnebje;

Nazivni podatki projektiranega motorja:

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

Bibliografija

1. Načrtovanje električnih strojev: Proc. za univerze / P79

I.P. Kopylov, B.K. Klokov, V.P. Morozkin, B.F. Tokarev; Ed. I.P. Kopylov. – 4. izd., predelana. in dodatno - M.: Višje. šola, 2005. - 767 str.: ilustr.

2. Voldek A.I., Popov V.V. Električni avtomobili. Izmenični stroji: učbenik za srednje šole. - Sankt Peterburg: - Peter, 2007. -350 str.

3. Katsman M.M. Priročnik o električnih strojih: učbenik za študente vzgojno-izobraževalnega programa. srednje institucije. prof. izobraževanje / Mark Mihajlovič Katsman. - M .: Založniški center "Akademija", 2005. - 480 str.

Priloga A

(obvezno)

Slika 1. Shema dvoslojnega navitja s skrajšanim korakom, , ,

Ministrstvo za izobraževanje in znanost Ruske federacije

Zvezna agencija za izobraževanje

IRKUTSKA DRŽAVNA TEHNIČNA UNIVERZA

Katedra za elektropogon in električni transport

Dovoljeno mi je braniti:

Vodja__ Klepikova T.V __

ZASNOVA ASINHRONEGA MOTORJA Z BRISALNIM ROTORJEM

POJASNILO

K predmetnemu projektu v disciplini

"Električni avtomobili"

096.00.00P3

Izpolnil študent skupine _EAPB 11-1 ________ __ Nguyen Van Vu____

Nadzor norme ___________ _izredni profesor Oddelka za EET Klepikova T.V __

Irkutsk 2013

Uvod

1. Glavne dimenzije

2 jedro statorja

3 Jedro rotorja

Navitje statorja

1 Statorsko navitje s trapezoidnimi polzaprtimi režami

Veveričje kletko navijanje

1 Mere ovalnih zaprtih rež

2 Mere kratkega obroča

Izračun magnetnega kroga

1 MDS za zračno režo

2 MMF za zobe s trapezoidnimi polzaprtimi statorskimi režami

3 MMF za zobce rotorja z ovalno zaprtimi režami rotorja

4 MDS za zadnji del statorja

5 MDS za zadnji del rotorja

6 Parametri magnetnega vezja

Aktivni in induktivni upor navitja

1 Upor navitja statorja

2 Upornost navitja kletkastega rotorja z ovalnimi zaprtimi režami

3 Upornost navitja pretvorjenega ekvivalentnega vezja motorja

V prostem teku in nominalno

1 Način mirovanja

2 Izračun parametrov nazivnega načina delovanja

Tortni grafikon in uspešnost

1 Tortni grafikon

2 Podatki o zmogljivosti

Največji trenutek

Začetni zagonski tok in začetni zagonski navor

1 Aktivni in induktivni upor, ki ustreza načinu zagona

2 Začetni zagonski tok in navor

Toplotni in prezračevalni izračuni

1 Navitje statorja

2 Izračun prezračevanja motorja s stopnjo zaščite IP44 in metodo hlajenja IC0141

Zaključek

Seznam uporabljenih virov

Uvod

Električni stroji so glavni elementi elektrarn, različnih strojev, mehanizmov, tehnološke opreme, sodobnih prevoznih sredstev, komunikacij itd. Proizvajajo električno energijo, izvajajo zelo ekonomično pretvorbo v mehansko energijo, opravljajo različne funkcije pretvarjanja in ojačanja različnih signalov. v avtomatskih krmilnih sistemih in upravljanju.

Električni stroji se pogosto uporabljajo v vseh sektorjih nacionalnega gospodarstva. Njihove prednosti so visok izkoristek, ki pri zmogljivih električnih strojih dosega 95÷99%, razmeroma majhna teža in skupne dimenzije ter ekonomična poraba materialov. Električne stroje je mogoče izdelati za različne moči (od delcev vata do več sto megavatov), ​​hitrosti in napetosti. Odlikujejo jih visoka zanesljivost in vzdržljivost, enostavno upravljanje in vzdrževanje, udoben dovod in odvod energije, nizki stroški pri masovni in velikoserijski proizvodnji ter so okolju prijazni.

Asinhroni stroji so najpogostejši električni stroji. Uporabljajo se predvsem kot elektromotorji in so glavni pretvorniki električne energije v mehansko.

Trenutno asinhroni elektromotorji porabijo približno polovico vse proizvedene električne energije na svetu in se pogosto uporabljajo kot električni pogon za veliko večino mehanizmov. To je posledica preprostosti zasnove, zanesljivosti in visoke učinkovitosti teh električnih strojev.

Pri nas je najbolj množična serija električnih strojev splošna industrijska serija 4A asinhronih strojev. Serija obsega stroje z močjo od 0,06 do 400 kW in je izdelana v 17 standardnih višinah vrtilne osi. Za vsako od višin vrtenja se proizvajajo motorji dveh moči, ki se razlikujejo po dolžini. Na podlagi ene serije se proizvajajo različne modifikacije motorjev, ki ustrezajo tehničnim zahtevam večine potrošnikov.

Na podlagi ene same serije se proizvajajo različne različice motorjev, zasnovanih za delovanje v posebnih pogojih.

Izračun indukcijskega motorja z rotorjem s kletko

Tehnična naloga

Načrtovanje asinhronega trifaznega motorja s kletkastim rotorjem: P=45kW, U= 380/660 V, n=750 rpm; dizajn IM 1001; izvedba po stopnji zaščite IP44.

1. Magnetno vezje motorja. Dimenzije, konfiguracija, material

1 Glavne dimenzije

Sprejmemo višino osi vrtenja motorja h=250 mm (Tabela 9-1).

Sprejmemo zunanji premer jedra statorja DH1=450 mm (tabela 9-2).

Notranji premer jedra statorja (, tabela 9-3):

1= 0,72 DH1-3=0,72ˑ450-3= 321 (1,1)

Sprejmemo koeficient (, slika 9-1).

Sprejmemo predhodno vrednost učinkovitosti (slika 9-2, a)

Sprejmemo predhodno vrednost (slika 9-3, a).

Ocenjena moč

(1.2)

Sprejemamo predhodno linearno obremenitev A / cm (, slika 9-4, a in tabela 9-5).

Sprejemamo predhodno indukcijo v vrzeli (, slika 9-4, b in tabela 9-5).

Sprejemamo predhodno vrednost faktorja navitja (, stran 119).

Ocenjena dolžina jedra statorja

Sprejemamo konstruktivno dolžino jedra statorja.

Največja vrednost razmerja med dolžino jedra in njegovim premerom (, tabela 9-6)

Razmerje med dolžino jedra in njegovim premerom

(1.5)

1.2 Statorsko jedro

Sprejemamo razred jekla - 2013. Sprejemamo debelino pločevine 0,5 mm. Prevzamemo obliko pločevinaste izolacije - oksidacija.

Sprejemamo faktor polnjenja jekla kC=0,97.

Sprejemamo število rež na pol in fazo (tabela 9-8).

Število rež statorskega jedra (1,6)

1.3 Jedro rotorja

Sprejemamo razred jekla - 2013. Sprejemamo debelino pločevine 0,5 mm. Prevzamemo obliko pločevinaste izolacije - oksidacija.

Sprejemamo faktor polnjenja jekla kC=0,97.

Sprejemamo jedro rotorja brez poševnih utorov.

Sprejemamo zračno režo med statorjem in rotorjem (tabela 9-9).

Zunanji premer jedra rotorja

Notranji premer listov rotorja

Vzamemo dolžino jedra rotorja, ki je enaka dolžini jedra statorja,

.

Sprejemamo število utorov jedra rotorja (tabela 9-12).

2. Navitje statorja

Sprejemamo dvoslojno navitje s skrajšanim korakom, ki je nameščeno v trapeznih polzaprtih utorih (tabela 9-4).

Koeficient porazdelitve

(2.1)

kje

Sprejmemo relativni korak navitja.

Nagib navijanja:

(2.2)

Faktor krajšanja

Razmerje navitja

Predhodna vrednost magnetnega pretoka

Predhodno število obratov v faznem navitju

Predhodno število efektivnih vodnikov v reži

(2.7)

kjer je število vzporednih vej statorskega navitja.

Sprejmi

Določeno število ovojev v faznem navitju

(2.8)

Popravljena vrednost magnetnega pretoka

Popravljena vrednost indukcije v zračni reži

(2.10)

Predhodna vrednost nazivnega faznega toka

Odstopanje prejete linearne obremenitve od predhodno sprejete

(2.13)

Odstopanje ne presega dovoljene vrednosti 10%.

Vzamemo povprečno vrednost magnetne indukcije v zadnjem delu statorja (tabela 9-13).

Razdelitev zob glede na notranji premer statorja

(2.14)

2.1 Statorsko navitje s trapezoidnimi polzaprtimi režami

Navitje statorja in utor sta določena po sliki 9.7

Sprejmemo povprečno vrednost magnetne indukcije v zobcih statorja (tabela 9-14).

Širina zoba

(2.15)

Višina hrbta statorja

Višina utora

Velika širina reže

Začasna širina reže

Manjša širina reže

kjer je višina reže (, stran 131).

In na podlagi zahteve

Površina prečnega prereza utora

Čisto območje žleba

(2.23)

kje - montažni dodatki za jedra statorja oziroma rotorja po širini in višini (, stran 131).

Prečni prerez izolacije trupa

kjer je povprečna vrednost enostranske debeline izolacije trupa (, stran 131).

Površina prečnega prereza distančnikov med zgornjim in spodnjim kolobarjem v utoru, na dnu utora in pod zagozdo

Površina prečnega prereza reže, ki jo zaseda navitje

delo

kjer je dopustni faktor polnjenja utora za ročno polaganje (. stran 132).

Sprejemamo število elementarnih žic v efektivni.

Premer elementarne izolirane žice

(2.28)

Premer elementarno izolirane žice ne sme presegati 1,71 mm pri ročni vgradnji in 1,33 mm pri strojni vgradnji. Ta pogoj je izpolnjen.

Sprejemamo premere elementarne izolirane in neizolirane (d) žice (Dodatek 1)

Sprejemamo površino prečnega prereza žice (, Dodatek 1).

Izboljšan faktor polnjenja reže

(2.29)

Vrednost prilagojenega faktorja polnjenja rež zadošča pogojem ročnega zlaganja in strojnega zlaganja (pri strojnem zlaganju je dovoljena ).

Izboljšana širina reže

Sprejmi , kot .

(2.31)

Produkt linearne obremenitve in gostote toka

Sprejmemo dovoljeno vrednost produkta linearne obremenitve in gostote toka (slika 9-8). Kjer je koeficient k5=1 (tabela 9-15).

Povprečna zobna delitev statorja

Povprečna širina statorske tuljave

Povprečna dolžina ene glave tuljave

Povprečna dolžina navitja

Dolžina previsa konca navijanja

3. Navijanje v kletki

Sprejemamo utore rotorja ovalne oblike, zaprte.

3.1 Mere ovalnih zaprtih rež

Utori rotorja so določeni s sl. 9.10

Sprejemamo višino utora. (, slika 9-12).

Ocenjena zadnja višina rotorja

kjer je premer okroglih aksialnih prezračevalnih kanalov v jedru rotorja, v projektiranem motorju niso predvideni.

Magnetna indukcija na zadnji strani rotorja

Razdelitev zob glede na zunanji premer rotorja

(3.3)

Sprejemamo magnetno indukcijo v zobeh rotorja (tabela 9-18).

Širina zoba

(3.4)

Manjši radij utora

Večji polmer utora

kjer - višina reže (, stran 142);

Širina reže (, stran 142);

za zaprto režo (, stran 142).

Razdalja med središči polmerov

Preverjanje pravilnosti definicije in na podlagi pogoja

(3.8)

Površina prečnega prereza palice, enaka površini prečnega prereza utora v matrici

3.2 Mere kratkostičnega obroča

Sprejemamo lito kletko.

Kratkostični obroči rotorja so prikazani na sl. 9.13

Prerez obroča

višina prstana

Dolžina prstana

(3.12)

Povprečni premer obroča

4. Izračun magnetnega kroga

1 MDS za zračno režo

Faktor, ki upošteva povečanje magnetnega upora zračne reže zaradi zobniške strukture statorja

(4.1)

Koeficient, ki upošteva povečanje magnetnega upora zračne reže zaradi zobniške strukture rotorja

Sprejemamo koeficient, ki upošteva zmanjšanje magnetnega upora zračne reže v prisotnosti radialnih kanalov na statorju ali rotorju.

Skupni faktor zračne reže

MDS za zračno režo

4.2 MMF za zobe s trapezoidnimi polzaprtimi statorskimi režami

(, priloga 8)

Vzamemo povprečno dolžino poti magnetnega pretoka

MDS za zobe

4.3 MMF za zobce rotorja z ovalno zaprtimi režami rotorja

Ker sprejmemo jakost magnetnega polja (priloga 8).

MDS za zobe

4.4 MMF za zadnji del statorja

(, priloga 11).

Povprečna dolžina poti magnetnega pretoka

MDS za stator nazaj

4,5 MMF za zadnji del rotorja

Sprejemamo jakost magnetnega polja (, priloga 5)

Povprečna dolžina poti magnetnega pretoka

MDS za zadnji del rotorja

4.6 Parametri magnetnega kroga

Skupni MMF magnetnega vezja na en pol

Faktor nasičenosti magnetnega vezja

(4.13)

Magnetizirajoči tok

Magnetizacijski tok v relativnih enotah

(4.15)

emf brez obremenitve

Glavna induktivna reaktanca

(4.17)

Glavna induktivna reaktanca v relativnih enotah

(4.18)

5. Aktivni in induktivni upor navitij

1 Upor navitja statorja

Aktivni upor faznega navitja pri 20 0C

kje -specifična električna prevodnost bakra pri 200C (, stran 158).

Aktivna upornost faznega navitja pri 20 0С v relativnih enotah

(5.2)

Preverjanje pravilnosti definicije

Sprejemamo dimenzije utora statorja (, tabela 9-21)

Višina: (6,4)

Koeficienti, ki upoštevajo skrajšanje koraka

Razpršilna prevodnost

(5.7)

Sprejmite koeficient diferencialne disipacije statorja (tabela 9-23).

Faktor, ki upošteva vpliv odprtosti statorskih rež na prevodnost diferenčnega sipanja

Sprejmemo koeficient, ki upošteva odziv dušenja tokov, ki jih v navitju kletkastega rotorja inducirajo višji harmoniki statorskega polja (Tabela 9-22).

(5.9)

Delitev drogov:

(5.10)

Koeficient disipacijske prevodnosti koncev navitja

Koeficient prevodnosti puščanja navitja statorja

Induktivna reaktanca faznega navitja statorja

Induktivni upor faznega navitja statorja v relativnih enotah

(5.14)

Preverjanje pravilnosti definicije

5.2 Upornost navitja kletkastega rotorja z ovalnimi zaprtimi režami

Aktivni upor palice kletke pri 20 0C

kje - električna prevodnost aluminija pri 20 °C (, stran 161).

Koeficient zmanjšanja toka obroča na tok palice

(5.17)

Odpornost kratkostičnih obročev, zmanjšana na tok palice pri 20 0С

uporovno navitje magnetnega vezja

Osrednji kot poševnine utorov vprašaj=0, ker ni poševnine.

Faktor nagiba reže rotorja

Koeficient zmanjšanja upora navitja rotorja na navitje statorja

Aktivni upor navitja rotorja pri 20 0C, zmanjšan na navitje statorja

Aktivni upor navitja rotorja pri 20 0C, zmanjšan na navitje statorja v relativnih enotah

Tok palice rotorja za način delovanja

(5.23)

Faktor prevodnosti puščanja za ovalno zaprto režo rotorja

(5.24)

Število rež rotorja na pol in fazo

(5.25)

Sprejmemo koeficient diferenčnega sipanja rotorja (slika 9-17).

Prevodnost diferencialnega sipanja

(5.26)

Koeficient prevodnosti sipanja kratkih obročev z lito kletko

Relativna poševnina rotorskih rež, v delih zobnega prereza rotorja

(5.28)

Faktor prevodnosti poševnega uhajanja

Induktivni upor navitja rotorja

Induktivni upor navitja rotorja, zmanjšan na navitje statorja

Induktivni upor navitja rotorja, zmanjšan na navitje statorja, v relativnih enotah

(5.32)

Preverjanje pravilnosti definicije

(5.33)

Pogoj mora biti izpolnjen. Ta pogoj je izpolnjen.

5.3 Upornost navitja pretvorjenega ekvivalentnega vezja motorja

Faktor disipacije statorja

Faktor upora statorja

kjer je koeficient (, stran 72).

Pretvorjeni upor navitja

Ponovni izračun magnetnega kroga ni potreben, saj in .

6. V prostem teku in ocenjeno

1 Način mirovanja

Kot , pri nadaljnjih izračunih sprejmemo .

Reaktivna komponenta statorskega toka med sinhronim vrtenjem

Električne izgube v navitju statorja med sinhronim vrtenjem

Ocenjena teža jekla statorskih zob s trapeznimi utori

Magnetne izgube v statorskih zobcih

Zadnja jeklena teža statorja

Magnetne izgube na zadnji strani statorja

Skupne magnetne izgube v jedru statorja, vključno z dodatnimi izgubami v jeklu

(6.7)

Mehanske izgube s stopnjo zaščite IP44, metoda hlajenja IC0141

(6.8)

kjer je pri 2p=8

Aktivna komponenta trenutnega x.x.

Tok brez obremenitve

Faktor moči pri x.x.

6.2 Izračun parametrov nominalne dajatve

Aktivni upor kratkega stika

Induktivni reaktančni kratek stik

Impedanca kratkega stika

Dodatne izgube pri nazivni obremenitvi

Mehanska moč motorja

Ekvivalentni upor vezja

(6.17)

Ekvivalentna impedanca vezja

Preverjanje pravilnosti izračunov in

(6.19)

Slip

Aktivna komponenta statorskega toka med sinhronim vrtenjem

Tok rotorja

Aktivna komponenta statorskega toka

(6.23)

Reaktivna komponenta statorskega toka

(6.24)

Fazni statorski tok

Faktor moči

Gostota toka v navitju statorja

(6.28)

kjer je faktor navitja za rotor z veverico (, stran 171).

Tok v rotorju s kletko

Gostota toka v palici rotorja s kletko

Tok kratkega stika

Električne izgube v navitju statorja

Električne izgube v navitju rotorja

Skupne izgube v elektromotorju

Vhodna moč:

Učinkovitost

(6.37)

Vhodna moč: (6,38)

Vhodna moč, izračunana po formulah (6.36) in (6.38), morata biti med seboj enaki do zaokroževanja. Ta pogoj je izpolnjen.

Izhodna moč

Izhodna moč mora ustrezati izhodni moči, navedeni v projektni nalogi. Ta pogoj je izpolnjen.

7. Tortni grafikon in podatki o uspešnosti

1 Tortni grafikon

trenutna lestvica

kje - območje premera delovnega kroga (, stran 175).

Sprejmi .

Premer delovnega kroga

(7.2)

lestvica moči

Dolžina segmenta jalovega toka

Aktivna trenutna dolžina segmenta

Palice na grafikonu

(7.7)

(7.8)

7.2 Podatki o zmogljivosti

Izračunamo značilnosti delovanja v obliki tabele 1.

Tabela 1 - Značilnosti delovanja asinhronega motorja

Pogoji konvoj	Dostavljena moč v frakcijah
cos0.080.500.710.800.830.85
P, W1564.75172520622591.53341.74358.4
, %13,5486,8891,6492,8893,0892,80

8. Največji trenutek

Spremenljivi del faktorja statorja s trapeznim polzaprtim utorom

Od nasičenosti odvisna prevodna komponenta uhajanja statorja

Spremenljivi del faktorja rotorja z ovalno zaprtimi režami

(8.3)

Od nasičenosti odvisna prevodnost uhajanja rotorja

Tok rotorja, ki ustreza največjemu navoru (9-322)

(8.7)

Ekvivalentna impedanca vezja pri največjem navoru

Skupni upor nadomestnega vezja pri neskončno velikem zdrsu

Ekvivalentna upornost ekvivalentnega vezja pri največjem navoru

Večkratnost največjega navora

Zdrs pri največjem navoru

(8.12)

9. Začetni zagonski tok in začetni zagonski navor

1 Aktivni in induktivni upor, ki ustreza načinu zagona

Višina palice kletke rotorja

Zmanjšana višina palice rotorja

Sprejmemo koeficient (, slika 9-23).

Ocenjena globina prodora toka v palico

Širina palice pri izračunani globini prodiranja toka v palico

(9.4)

Površina prečnega prereza palice pri izračunani trenutni globini prodiranja

(9.5)

trenutno razmerje premika

Aktivni upor palice kletke pri 20 0C za način zagona

Aktivni upor navitja rotorja pri 20 0C, zmanjšan na navitje statorja, za način zagona

Sprejmemo koeficient (, slika 9-23).

Koeficient prevodnosti puščanja reže rotorja ob zagonu za ovalno zaprto režo

Koeficient prevodnosti puščanja navitja rotorja ob zagonu

Induktivnost uhajanja motorja je odvisna od nasičenosti

Induktivnost uhajanja motorja je neodvisna od nasičenosti

(9.12)

Aktivni upor kratkega stika na začetku

9.2 Začetni zagonski tok in navor

Tok rotorja ob zagonu motorja

Ekvivalentna impedanca vezja ob zagonu (ob upoštevanju učinkov tokovnega premika in nasičenosti blodečih poti)

Induktivna reaktanca ekvivalentnega vezja na začetku

Aktivna komponenta statorskega toka ob zagonu

(9.17)

Reaktivna komponenta statorskega toka ob zagonu

(9.18)

Fazni statorski tok ob zagonu

Večkratnost začetnega zagonskega toka

(9.20)

Aktivni upor rotorja ob zagonu, zmanjšan na stator, pri izračunani delovni temperaturi in ekvivalentnem vezju v obliki črke L

(9.21)

Večkratnost začetnega zagonskega momenta

10. Toplotni in prezračevalni izračuni

1 Navitje statorja

Izgube v navitju statorja pri najvišji dovoljeni temperaturi

kjer je koeficient (, stran 76).

Pogojna notranja hladilna površina aktivnega dela statorja

Pretok zraka, ki ga lahko zagotovi zunanji ventilator, mora presegati zahtevani pretok zraka. Ta pogoj je izpolnjen.

Zračni tlak, ki ga razvije zunanji ventilator

Zaključek

V tem predmetnem projektu je bil zasnovan asinhronski elektromotor glavne izvedbe z višino osi vrtenja h = 250 mm, stopnjo zaščite IP44, z rotorjem s kletko. Kot rezultat izračuna so bili pridobljeni glavni kazalniki za motor določene moči P in cos, ki ustrezajo največji dovoljeni vrednosti GOST.

Zasnovan asinhronski elektromotor izpolnjuje zahteve GOST tako glede energijskih kazalnikov (učinkovitost in cosφ) kot glede zagonskih značilnosti.

Tip motorja Moč, kW Višina vrtilne osi, mm Teža, kg Hitrost, rpm Učinkovitost, % Faktor moči, Vztrajnostni moment,

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

3. Načrtovanje električnih strojev: učbenik. za elektromeh. In elektriko. specialnosti univerz / I. P. Kopylov [in drugi]; izd. I. P. Kopylova. - Ed. 4., popravljeno. in dodatno - M.: Višje. šola, 2011. - 306 str.

Dodatek. Sestava specifikacije

			Imenovanje	Ime		Opomba
				Dokumentacija
			1.096.00.000.PZ	Pojasnilo
			1.096.00.000.CH	Montažna risba
				Navitje statorja
				Navitje rotorja
				Statorsko jedro
				Jedro rotorja
				priključna omarica
				Rim. Vijak
				Ozemljitveni vijak
				ventilator
				Ventilator za pokrov
				Ležaj

Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki bazo znanja uporabljajo pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

Gostuje na http://www.allbest.ru

Uvod

Sodobni električni pogon je kompleks naprav in naprav, namenjenih nadzoru in uravnavanju fizičnih in močnostnih indikatorjev elektromotorja. Najpogostejši električni motor, ki se uporablja v industriji, je asinhronski motor. Z razvojem močnostne elektronike in razvojem novih zmogljivih krmilnih sistemov indukcijskih motorjev je električni pogon na osnovi indukcijskega motorja in frekvenčnih pretvornikov najboljša izbira za krmiljenje različnih tehnoloških procesov. Asinhroni električni pogon ima najboljše tehnične in ekonomske kazalnike, razvoj novih energetsko varčnih motorjev pa omogoča ustvarjanje energetsko učinkovitih električnih pogonskih sistemov.

Asinhroni elektromotor, električni asinhronski stroj za pretvarjanje električne energije v mehansko. Načelo delovanja asinhronega elektromotorja temelji na interakciji rotacijskega magnetnega polja, ki nastane, ko trifazni izmenični tok prehaja skozi navitja statorja, s tokom, ki ga inducira polje statorja v navitjih rotorja. Posledično nastanejo mehanske sile, ki povzročijo vrtenje rotorja v smeri vrtenja magnetnega polja, če je hitrost rotorja n manjša od hitrosti polja n1. Tako se rotor vrti asinhrono glede na polje.

Namen tečaja je načrtovanje asinhronskega motorja. S pomočjo te zasnove preučujemo lastnosti in značilnosti tega motorja, preučujemo tudi značilnosti teh motorjev. To delo je sestavni del tečaja študija električnih strojev.

1. Magnetno vezje motorja. Dimenzije, konfiguracija, material

1.1 Glavne mere

1. Višina osi vrtenja asinhronega motorja:

Za Рн =75 kW, n1=750 vrt./min

h=280 mm, 2p=8.

2. Zunanji premer jedra DH1 s standardno višino vrtilne osi h=280 mm. Pri teh pogojih DH1=520 mm.

3. Za določitev notranjega premera jedra statorja D1 uporabimo razmerje D1=f(DH1), podano v tabeli 9-3. Za DH1=520 mm;

D1=0,72 DH1 - 3;

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

4. Poiščite povprečno vrednost kH=f(P2) asinhronskih motorjev

Za pH=75 kW; 2p=8;

5. Za motorje z vrtičasto kletko z zaščito IP44, začasne vrednosti.

Za pH=75 kW

6. Za motorje z rotorjem z veverico z zaščito IP44 vzamemo vrednost cos v skladu s sliko 9-3 in z 2р = 8

7. Ocenjena moč P? za AC motorje:

kjer - učinkovitost; cos - faktor moči pri nazivni obremenitvi;

8. Iskanje linearne obremenitve statorskega navitja A1

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

9. Iskanje največje vrednosti magnetne indukcije v zračni reži B

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

10. Za določitev dolžine jedra statorja nastavimo predhodno vrednost koeficienta navitja kob1 na 2р=8

11. Poiščite ocenjeno dolžino jedra l1

l1=366,7+125=426,7

12. Strukturna dolžina jedra statorja l1 je zaokrožena navzgor na najbližji večkratnik števila 5:

13. Razmerje

425 / 371,4 = 1,149

14. Poiščite max R4=1,1

največ = 1,46 - 0,00071 DH1;

največ = 1,46 - 0,00071 520 = 1,091

največ =1,091 1,1 = 1,2

1.2 Statorsko jedro

Jedro je sestavljeno iz ločenih žigosanih plošč elektrotehničnega jekla debeline 0,5 mm, z izolacijskimi prevlekami za zmanjšanje izgub v jeklu zaradi vrtinčnih tokov.

Za jeklo 2312 uporabljamo lakirano izolacijo pločevine.

Število rež na pol in fazo:

Glede na izbrano vrednost q1 se določi število utorov statorskega jedra z1:

kjer je m1 število faz;

z1 = 8 3 3 = 72.

1.3 Jedro rotorja

Za določeno višino vrtilne osi izberemo jeklo razreda 2312.

Jedro je sestavljeno iz ločenih žigosanih plošč elektrotehničnega jekla debeline 0,5 mm.

Za jedro sprejmemo enako pločevinasto izolacijo kot za stator - lakiranje.

Faktor polnjenja jekla je enak

Velikost zračne reže med statorjem in rotorjem je sprejeta.

Z h = 280 mm in 2p = 8;

Posnetek reže ck (brez poševne reže)

Zunanji premer jedra rotorja DH2:

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

Za višino vrtenja h 71 mm notranji premer plošč rotorja D2:

D2 0,23 520 = 119,6 mm.

Za izboljšanje hlajenja, zmanjšanje mase in dinamičnega vztrajnostnega momenta rotorja so v jedrih rotorja s h250 predvideni okrogli aksialni prezračevalni kanali:

Dolžina jedra rotorja l2 pri h>250 mm.

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

Število rež v jedru za motor z rotorjem s kletko pri z1 = 72 in 2р = 8

2. Navitje statorja

2.1 Parametri, ki so skupni vsakemu navitju

Za naš motor sprejmemo večdelno dvoslojno koncentrično navitje iz žice znamke PETV (razred toplotne odpornosti B), nameščeno v pravokotne polodprte utore.

Običajno je navitje statorja izdelano s šestimi conami; vsako območje je enako 60 električnim stopinjam. S šestobmočnim navitjem je koeficient porazdelitve kP1

kР1 = 0,5/(q1sin(b/20));

kР1 = 0,5/(3 sin(10)) = 0,95.

Skrajšanje koraka 1 je enako

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

Dvoslojno navijanje se izvaja s skrajšanim korakom yP1

yP1 = 1 z1 / 2p;

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

Faktor krajšanja ky1

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

Koeficient navitja kOB1

kOB1 = kP1 ky1;

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

Predhodna vrednost magnetnega pretoka Ф

F \u003d B D1l1 10-6 / str;

Ф = 0,689 371,4 42510-6/4 = 0,027 Wb.

Predhodno število ovojev v faznem navitju? 1

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

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

Število vzporednih vej statorskega navitja a1 je izbrano kot eden od deliteljev števila polov a1 = 1.

Predhodno število efektivnih vodnikov v utoru NP1

NP1 = 1а1(рq1);

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

Vrednost NP1 se sprejme tako, da se NP1 zaokroži na najbližjo vrednost celega števila

Če izberemo celo število, določimo vrednost 1

1 = NП1рq1а1;

1 = 4 4 3/1 = 72.

Vrednost magnetnega pretoka Ф

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

Vrednost indukcije zračne reže B

B = B? 1/ ? 1;

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

Predhodna vrednost nazivnega faznega toka 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.

Povprečna vrednost magnetne indukcije na zadnji strani statorja BC1

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

BC1 = 1,5 T.

Razdelitev zoba glede na notranji premer statorja t1

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

2.2 Navitje statorja s pravokotnimi polzaprtimi režami

Sprejmemo predhodno vrednost magnetne indukcije na najožji točki statorskega zoba

31max = 1,8 T

Zobata delitev statorja na najožjem mestu

Predhodna širina zoba na najožjem mestu

Predhodna širina polodprte in odprte reže v matrici

Širina reže napol odprtega utora

Dovoljena širina efektivnega vodnika s struženo izolacijo

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

Število efektivnih vodnikov glede na višino reže

Predhodna višina hrbtne strani statorja

Ф 106?(2 kc l1 Вc1);

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

Višina predutora

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

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

Dovoljena višina efektivnega prevodnika z izolacijo tuljave

Učinkovito območje prevodnika

Predhodno število elementarnih vodnikov

Število elementarnih prevodnikov v enem učinkovitem

Predhodno število elementarnih vodnikov v enem efektivnem

Povečajte na 4

Velikost elementarnega elementarnega vodnika vzdolž višine utora

Končno število elementarnih vodnikov

Manjše in večje velikosti gole žice

Dimenzija višine utora

Velikost glede na širino utora v štampiljki

Višina utora

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

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

Izboljšana širina zob na najožjem mestu

Izpopolnjena magnetna indukcija v najožjem delu statorskega zoba

Gostota toka v navitju statorja 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) dodaj \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.

Povprečna delitev zoba statorja tСР1

tСР1 = (D1 + hП1)/z1;

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

Povprečna širina statorske tuljave bCP1

bSR1 = tSR1 uP1;

bСР1 = 18,6 7,2 = 133,6 mm.

Povprečna dolžina čelnega dela navitja ll1

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

Povprečna dolžina navitja lcp1

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

Dolžina previsa čelnega dela navitja lv1

3. Navijanje v kletki

faza asinhronega magnetnega statorja

Uporabimo rotorsko navitje z utori za steklenice, saj h = 280 mm.

Višina utora iz sl. 9-12 je enako hp2 = 40 mm.

Ocenjena višina zadnjega dela rotorja hc2 pri 2р=8 in h = 280 mm

hc2 = 0,38 Dн2 - hp2 - ?dk2;

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

Magnetna indukcija na zadnji strani rotorja Vs2

Sun2 = Ф 106 / (2 kc l2 hc2);

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

Razdelitev zob glede na zunanji premer rotorja t2

t2 = рDн2/z2 = р 369,8/86 = 13,4 mm.

Magnetna indukcija v zobcih rotorja Vz2.

Int2 = 1,9 T.

Literatura

1. Goldberg O.D., Gurin Ya.S., Sviridenko I.S. Načrtovanje električnih strojev. - M.: Višja šola, 1984. - 431s.

Gostuje na Allbest.ru

...

Podobni dokumenti

Dimenzioniranje in izbira elektromagnetnih bremen indukcijskega motorja. Izbira utorov in vrste statorskega navitja. Izračun navitja in dimenzij zobne cone statorja. Izračun kletkastega rotorja in magnetnega vezja. Izguba moči v prostem teku.

seminarska naloga, dodana 10.9.2012


Podatki o enosmernem motorju serije 4A100L4UZ. Izbira glavnih dimenzij indukcijskega motorja s kletko. Izračun zobne cone in navitja statorja, konfiguracija njegovih rež. Izbira zračne reže. Izračun rotorja in magnetnega kroga.

seminarska naloga, dodana 06.09.2012


Izračun značilnosti delovanja asinhronskega motorja z rotorjem s kletko. Določitev števila statorskih rež, zavojev v fazi navijanja žičnega odseka statorskega navitja. Izračun dimenzij zobne cone statorja in zračne reže. Izračuni glavnih izgub.

seminarska naloga, dodana 01.10.2011


Izračun statorja, rotorja, magnetnega kroga in izgub indukcijskega motorja. Določitev parametrov načina delovanja in zagonskih karakteristik. Toplotni, prezračevalni in mehanski izračun asinhronskega motorja. Preskušanje gredi glede togosti in trdnosti.

seminarska naloga, dodana 10.10.2012


Izbira glavnih dimenzij asinhronega motorja. Določitev dimenzij zobne cone statorja. Izračun rotorja, magnetnega kroga, parametrov obratovalnega režima, obratovalnih izgub. Izračun in konstrukcija začetnih karakteristik. Toplotni izračun asinhronskega motorja.

seminarska naloga, dodana 27.09.2014


Določitev dovoljenih elektromagnetnih obremenitev in izbira glavnih dimenzij motorja. Izračun toka brez obremenitve, parametrov navitja in območja zob statorja. Izračun magnetnega kroga. Določanje parametrov in karakteristik za majhne in velike zdrse.

seminarska naloga, dodana 11.12.2015


Izolacija statorskega navitja in kletkastega rotorja. Aktivni in induktivni upor navitja. Upornost navitja kletkastega rotorja z ovalnimi zaprtimi režami. Izračun parametrov nazivnega načina delovanja asinhronskega motorja.

seminarska naloga, dodana 15.12.2011


Izračun površine prečnega prereza žice navitja statorja, velikosti njegove zobne cone, zračne reže, rotorja, magnetnega vezja, parametrov načina delovanja, izgub, začetnih karakteristik za načrtovanje trifaznega asinhronega motorja.

seminarska naloga, dodana 04.09.2010


Konstrukcija razširjenih in radialnih vezij statorskih navitij, določitev vektorja toka kratkega stika. Izdelava krožnega diagrama indukcijskega motorja. Analitični izračun po nadomestnem vezju. Konstrukcija značilnosti delovanja asinhronskega motorja.

test, dodan 20.05.2014


Določanje toka v prostem teku, uporov statorja in rotorja asinhronskega motorja. Izračun in konstrukcija mehanskih in elektromehanskih karakteristik električnega pogona, ki zagotavlja zakonitosti za regulacijo frekvence in napetosti statorskega navitja.