Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan

Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.

Hosted på http://www.allbest.ru/

Elbilar

kursprojekt

"Designa en asynkronmotor med en ekorrburrotor"

Teknisk uppgift

Designa en asynkron trefasmotor med en ekorrburrotor:

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

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

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

design IM1001;

utförande enligt skyddsmetoden IP44;

kylningsmetod IC0141;

klimatdesign och placeringskategori U3;

isoleringsklass F.

driftsätt S1

Bestämning av de huvudsakliga geometriska dimensionerna

1. Förvälj höjden på rotationsaxeln enligt fig. 8.17, a (nedan alla formler, tabeller och figurer från) h = 150 mm.

Från Tabell. 8.6 accepterar vi det närmaste mindre värdet h \u003d 132 mm och a \u003d 0,225 m (Da är statorns yttre diameter).

2. Bestäm statorns innerdiameter:

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

K D - proportionalitetskoefficient, fastställd från tabellen. 8.7.

3. Poldelning

m

där 2p är antalet polpar.

4. Bestäm den beräknade effekten:

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

k E - förhållandet mellan statorlindningens EMF och märkspänningen, bestämt från fig. 8,20, kE = 0,983

- Verkningsgrad för en asynkronmotor, enligt fig. 8,21,a, = 0,89, cos = 0,91

P 2 - kraft på motoraxeln, W

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

5. Vi bestämmer de elektromagnetiska belastningarna (preliminärt) enligt fig. 8.22b:

Linjär belastning (förhållandet mellan strömmen mellan alla varv av lindningen och omkretsen) A \u003d 25.310 3 (A / m)

Luftspaltsinduktion B= 0,73 (T)

6. Den preliminära lindningskoefficienten väljs beroende på typen av statorlindning. För enskiktslindningar k O1 = 0,95 0,96.

Låt oss ta k O1 = 0,96.

7. Den uppskattade längden på luftgapet bestäms av formeln:

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

k B - fältformkoefficient, tidigare tagen lika med

k B \u003d / () \u003d 1.11

- synkron vinkelhastighet för motoraxeln, rad/s, beräknas med formeln

rad/s

där 1 - effektfrekvens, Hz

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

8. Kontrollera relationen = / . Den bör ligga inom 0,19 0,87, bestämt från fig. 8.25:

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

Det erhållna värdet är högre än de rekommenderade gränserna, därför accepterar vi den näst största från standardserien (tabell 8.6) höjden på rotationsaxeln h = 160 mm. Vi upprepar beräkningarna enligt paragrafer. 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

Beräkning av lindning, slitsar och statorok

Definition Z 1 , 1 och avsnitt ledningar lindningar stator

1. Vi bestämmer gränsvärdena för tanddelning 1 enligt fig. 6-15:

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

2. Gränsvärdena för antalet statorslitsar bestäms av följande formler

Vi accepterar 1 = 36, sedan q = Z 1 / (2pm), där m är antalet faser

q = 36 / (23) = 6

Lindningen är enkelskiktad.

3. Slutligen bestämmer vi statorns tanddelning:

m = 1410 -3 m

4. Hitta antalet effektiva ledare i spåret (tidigare, förutsatt att det inte finns några parallella grenar i lindningen (a = 1)):

u=

I 1H - märkström för statorlindningen, A, och bestäms av formeln:

I 1H \u003d P 2 / (mU 1H cos) \u003d 1510 3 / (32200.890.91) \u003d 28.06 (A)

u==16

5. Vi accepterar då a = 2

u \u003d au \u003d 216 \u003d 32

6. Få de slutliga värdena:

antal varv i lindningsfas

linjär belastning

A/m

flöde

Ф = (1) -1

k O1 - slutvärdet för lindningskoefficienten, bestämt av formeln:

k О1 = k У k Р

k Y - förkortningsfaktor, för en enskiktslindning k Y \u003d 1

k P - fördelningskoefficient, bestämd från tabellen. 3,16 för den första övertonen

kP = 0,957

F = = 0,01 (Wb)

induktion av luftgap

Tl

Värdena A och B ligger inom acceptabla gränser (fig. 8.22, b)

7. Strömtäthet i statorlindningen (preliminär):

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

produkten av den linjära lasten och strömtätheten bestäms från fig. 8,27b.

Effektiv ledartvärsnitt (preliminärt):

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)

Vi accepterar då n EL = 2

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

n EL - antal elementära ledare

q EL - sektion av elementärledaren

Vi väljer PETV-lindningstråden (enligt tabell A3.1) med följande data:

nominell diameter av blank tråd d EL = 1,32 mm

medelvärde för diametern på den isolerade tråden d IZ = 1,384 mm

tvärsnittsarea av bar tråd q EL \u003d 1,118 mm 2

tvärsnittsarea för den effektiva ledaren q EF \u003d 1,1182 \u003d 2,236 (mm 2)

9. Strömtäthet i statorlindningen (slutligen)

Betalning storlekar tandad zoner stator och luft undanröjning

Räffla stator - enligt fig. 1a med ett dimensionsförhållande som säkerställer parallelliteten hos tändernas sidoytor.

1. Vi accepterar preliminärt enligt tabellen. 8.10:

induktionsvärde i statortänderna B Z1 = 1,9 (T) induktionsvärdet i statoroket B a = 1,6 (T), sedan tandens bredd

b Zl =

k C - fyllnadsfaktor för kärnan med stål, enligt tabellen. 8,11 för oxiderade stålplåtar 2013 k C = 0,97

CT1 - längden på stålet på statorkärnorna, för maskiner med 1,5 mm

ST1 = 0,091 (m)

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

statorokets höjd

2. Vi accepterar måtten på spåret i stämpeln:

spårets bredd b B = 4,0 (mm)

spårslitshöjd h B = 1,0 (mm) , = 45

spårhöjd

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

spårets bottenbredd

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

spårets toppbredd

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

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

3. Mått på spåret i det fria, med hänsyn till monteringstillägg:

för 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)

Tvärsnittsarea av spåret för placering av ledare:

S P \u003d S FRÅN S PR

Tvärsnittsarea för packningar S PR = 0

tvärsnittsarea av skalisoleringen i spåret

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

b FRÅN - ensidig isoleringstjocklek i spåret, enligt tabellen. 3,1 b FRÅN = 0,4 (mm)

S FRÅN \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. Spårfyllningsfaktor:

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

Det erhållna värdet på k W för mekaniserad läggning av lindningen är för stort. Fyllningsfaktorn måste vara mellan 0,70 och 0,72 (från Tabell 3-12). Minska värdet på fyllningsfaktorn genom att öka spårets tvärsnittsarea.

Låt oss ta B Z1 = 1,94 (T) och Ba = 1,64 (T), vilket är acceptabelt, eftersom dessa värden endast överstiger de rekommenderade värdena med 2,5 - 3%.

5. Vi upprepar beräkningen enligt paragrafer. 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 FRÅN \u003d \u003d 29,9 (mm 2)

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

kZ = = 0,7088 0,71

Måtten på spåret i stämpeln visas i fig. 1 , a .

Beräkning av rotorns lindning, slitsar och ok

1. Bestäm luftgapet (enligt bild 8.31): = 0,8 (mm)

2. Antal rotorslitsar (enligt tabell 8.16): Z 2 = 28

3. Ytterdiameter:

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

4. Längden på rotorns magnetiska krets 2 = 1 = 0,091 (m)

5. Spetsdelning:

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

6. Rotorns innerdiameter är lika med axelns diameter, eftersom kärnan är direkt monterad på axeln:

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

Värdet på koefficienten k In taget från tabellen. 8,17: k B \u003d 0,23

7. Preliminärt värde på strömmen i rotorstången:

I 2 = k i I 1 i

k i - koefficient med hänsyn till inverkan av magnetiseringsströmmen och lindningsresistansen på förhållandet I 1 / I 2 . ki = 0,2+0,8 cos = 0,93

i - reduktionskoefficient för strömmar:

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. Tvärsnittsarea av stången:

q C \u003d I 2 / J 2

J 2 - strömtäthet i rotorstavarna, när du fyller spåren med aluminium väljs den inom

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. Rotorns spår - enligt fig. 1. b. Vi designar päronformade slutna spår med slitsmått b B = 1,5 mm och h B = 0,7 mm. Höjden på bygeln ovanför spåret väljs lika med h W = 1 mm.

Tillåten tandbredd

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

B Z2 - induktion i rotorns tänder, enligt tabellen. 8,10 B Z2 = 1,8 (T)

Spårmått

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)

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

10. Ange bredden på rotorns tänder

b Z2 = = 9,1 (mm)

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

b Z2 = b Z2 9,1 (mm)

Spårets totala höjd:

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)

Stångens tvärsnitt:

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. Strömtäthet i staven:

J 2 \u003d I 2 / q C \u003d 514.1 / 195.210 -6 \u003d 3.4910 6 (A/m 2)

12. Kortslutningsringar. Tvärsnittsarea:

qCL = ICL / JCL

JCL - strömtäthet i stängningsringarna:

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

ICL - ström i ringarna:

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. Mått på stängningsringar:

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)

Magnetkretsberäkning

Stålmagnetkärna 2013; plåttjocklek 0,5 mm.

1. Magnetspänning för luftgapet:

F= 1,5910 6 Bk, där (58)

k- luftgapskoefficient:

k \u003d t 1 / (t 1 -)

= = = 2,5

k== 1,17

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

2. Magnetisk spänning av tandzonerna:

stator

FZl = 2h ZlHZ1

h Z1 - beräknad höjd på statortanden, h Z1 = h P1 = 24,7 (mm)

H Z1 - värdet på fältstyrkan i statortänderna, enligt tabell P1.7 vid B Z1 = 1,94 (T) för stål 2013 H Z1 = 2430 (A / m)

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

beräknad induktion i tänder:

B Z1 = = = 1,934 (T)

eftersom B Z1 1,8 (T), är det nödvändigt att ta hänsyn till flödets förgrening in i spåret och hitta den faktiska induktionen i tanden B Z1 .

Koefficient k RH i höjd 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

Vi accepterar B Z1 = 1,94 (T), kontrollera förhållandet mellan B Z1 och B Z1:

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

rotor

F Z2 = 2h Z2H Z2

h Z2 - beräknad höjd på rotortanden:

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

H Z2 - värdet på fältstyrkan i rotorns tänder, enligt tabell P1.7 vid B Z2 = 1,8 (T) för stål 2013 H Z2 = 1520 (A / m)

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

induktion i tanden

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

3. Mättnadskoefficient för tandzonen

kZ = 1+= 1+= 1,23

4. Magnetisk spänning av oket:

stator

F a = L a H a

La - längden på den genomsnittliga magnetiska linjen för statoroket, m:

La = = = 0,376 (m)

Ha - fältstyrka, enligt tabell P1.6 vid Ba = 1,64 (T) Ha = 902 (A/m)

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

B a =

h a - designhöjd på statoroket, 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 är längden på den genomsnittliga magnetiska flödeslinjen i rotoroket:

Lj = 2hj

h j - rotorns rygghöjd:

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 - designhöjd för rotoroket, m:

h j = = = 40,5 (mm)

B j = = 1,28 (T)

H j - fältstyrka, enligt tabell P1.6 vid B j = 1,28 (T) H j = 307 (A/m)

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

5. Den magnetiska kretsens totala magnetiska spänning per polpar:

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. Magnetisk krets mättnadsfaktor:

k \u003d F C / F \u003d 1441.83 / 893.25 \u003d 1.6

7. Magnetiseringsström:

I===7,3(A)

relativt värde

I = I/I IH = 7,3/28,06 = 0,26

Beräkning av parametrarna för en asynkron maskin för det nominella läget

1. Aktivt motstånd för statorlindningsfasen:

r1 = 115

115 - specifikt motstånd för lindningsmaterialet vid designtemperatur, Omm. För isoleringsklass F är dimensioneringstemperaturen 115 grader. För koppar 115 = 10 -6 / 41 ohm.

L 1 - den totala längden av de effektiva ledarna i statorlindningsfasen, m:

L 1 = СР1 1

СР1 - genomsnittlig längd på statorlindningen, m:

СР1 \u003d 2 (P1 + L1)

P1 - längden på spårdelen, P1 \u003d 1 \u003d 0,091 (m)

L1 - främre delen av spolen

L1 \u003d K L b KT + 2V

K L - koefficient, vars värde är hämtat från tabell 8.21: K L \u003d 1.2

B är längden på utflödet av den raka delen av spolen från spåret från änden av kärnan till början av böjningen av frontdelen, m. Vi accepterar B = 0,01.

b CT - genomsnittlig spolebredd, m:

b CT = 1

1 - relativ förkortning av statorlindningens stigning, 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)

Längden på förlängningen av den främre delen av spolen

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

Enligt tabell 8.21 K OFF = 0,26

Relativt värde

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

2. Aktivt motstånd för rotorlindningens fas:

r 2 \u003d r C +

r C - stavmotstånd:

rC = 115

för rotorlindning av gjuten aluminium 115 = 10 -6 / 20,5 (Ohm).

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

r CL - motståndet hos den sektion av stängningsringen som är innesluten mellan två intilliggande stänger

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

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

Vi tar r 2 till antalet varv av statorlindningen:

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

Relativt värde:

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

3. Induktivt motstånd för fasen av statorlindningen:

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

P1 - koefficient för magnetisk ledningsförmåga för spårspridning:

P1 =

h 2 \u003d h 1 - 2b FRÅN \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 (ledare är fixerade med ett spårskydd)

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

P1 = = 1,4

L1 - koefficient för magnetisk ledningsförmåga för frontal spridning:

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

D1 - koefficient för magnetisk ledningsförmåga för differentialspridning

D1 =

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

k = 1

SK \u003d 0, eftersom det inte finns någon avfasning av spåren

k SC bestäms från kurvorna i fig. 8,51,d beroende på t 2 /t 1 och 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)

Relativt värde

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

4. Induktivt motstånd för rotorlindningens fas:

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

eftersom med stängda luckor Z 0

D2 = = 1,5

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

Vi ger x 2 till antalet varv av statorn:

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

Relativt värde

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

Effektförlustberäkning

1. Förluster i stål är de viktigaste:

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

P 1.0/50 - specifika förluster vid en induktion på 1 T och en ommagnetiseringsfrekvens på 50 Hz. Enligt tabellen 8,26 för stål 2013 P 1,0/50 = 2,5 (W/kg)

m a - Statorokets stålmassa, 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 - specifik vikt av stål; i beräkningar ta C \u003d 7,810 3 (kg / m 3)

m Z1 - massa av statorkuggstål, kg:

m Zl = h Zl b Zl 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 Ja och k DZ - koefficienter som tar hänsyn till effekten på förluster i stål av den ojämna fördelningen av flödet över sektionerna av sektionerna av den magnetiska kretsen och tekniska faktorer. Ungefärligt kan du ta k Ja \u003d 1.6 och k DZ \u003d 1.8.

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

2. Ytförluster i rotorn:

PPOV2 = pPOV2(t2 - bSH2)Z2ST2

pSOV2 - specifika ytförluster:

pPOV2 = 0,5k02(B02t1103)2

B02 - amplitud av induktionspulsation i luftgapet ovanför kronorna på rotortänderna:

B02=02

02 beror på förhållandet mellan spaltbredden på statorslitsarna och luftgapet. 02 (med bSh1 / = 4 / 0,5 = 8 enligt fig. 8.53, b) = 0.375

k02 - koefficient med hänsyn till effekten av ytbehandling av rotortandhuvudena på specifika förluster. Låt oss ta 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. Ripplingsförluster i rotortänderna:

RPUL2 = 0,11mZ2

VPUL2 - amplituden för induktionspulsationerna i den genomsnittliga delen av tänderna:

Bpool2 = BZ2

mZ2 - vikt av rotortänder stål, 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. Mängden ytterligare förluster i stål:

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

5. Total förlust i stål:

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

6. Mekanisk förlust:

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

För motorer med 2p=2 KT=1.

7. Motor på tomgång:

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

asynkron trefasmotor ekorrburrotor

Prestandaberäkning

1. Alternativ:

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

Aktiv komponent av den synkrona tomgångsströmmen:

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)

Förluster som inte förändras med en ändring av kupong:

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

	Beräkningsformler	Dimensionera	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

Tabell 1. Prestanda för en induktionsmotor

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

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

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

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

2. Beräkna prestanda för diabilder

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

0,02;0,025;0,03;0,035, förutsatt att SNOM r2 = 0,03

Beräkningsresultaten sammanfattas i tabell. 1 . Efter att ha konstruerat prestandaegenskaperna (fig. 2), anger vi värdet på den nominella glidningen: SH = 0,034.

Märkdata för den designade motorn:

P2NOM = 15 kW cos NOM = 0,891

U1NOM = 220/380 V NOM = 0,858

I1NOM = 28,5 A

Beräkning av startegenskaper

Betalning strömmar Med ta med i beräkningen inflytande ändringar parametrar under inflytande effekt förflyttning nuvarande (utan bokföring inflytande nas scheniya från fält spridning)

Detaljerad beräkningen ges för S = 1. Beräkningsdata för de återstående punkterna är sammanfattade i tabell. 2.

1. Rotorlindningens aktiva motstånd, med hänsyn till effekten av strömförskjutningseffekten:

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

beräknat = 115 ca 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)

- "minskad höjd" på spöet

enligt fig. 8,57 för = 1,62 finner vi = 0,43

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

sedan (0.510.5) 17.8 (17.5+0.510.5):

q r =

h r - djup av strömpenetration in i stången

q r - tvärsnittsarea begränsad av höjd 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)

Minskat rotormotstånd, med hänsyn till påverkan av strömförskjutningseffekten:

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

2. Induktivt motstånd hos rotorlindningen, med hänsyn till effekten av strömförskjutningseffekten:

för = 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. Startparametrar:

Induktiv reaktans av ömsesidig induktion

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

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

4. Beräkning av strömmar med hänsyn till påverkan av strömförskjutningseffekten:

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

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

Tabell 2 . Beräkning av strömmar i startläget för en asynkronmotor med en ekorrburrotor, med hänsyn till påverkan av strömförskjutningseffekten

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

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

Betalning bärraketer egenskaper Med ta med i beräkningen inflytande effekt förflyttning nuvarande och mättnad från fält spridning

Betalning vi utför för punkterna för egenskaperna som motsvarar S=1; 0,8; 0,5;

0,2; 0.1, medan du använder värdena för strömmar och motstånd för samma glidningar, med hänsyn till påverkan av strömförskjutning.

Beräkningsdata är sammanfattade i tabell. 3. Detaljerad beräkning ges för S=1.

1. Induktivt motstånd hos lindningar. Vi accepterar k US \u003d 1.35:

Den genomsnittliga MMF för lindningen, hänvisad till en slits i statorlindningen:

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

CN = = 1,043

Fiktiv läckageflödesinduktion i luftgapet:

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)

för B Ф = 5,27 (T) finner vi k = 0,47

Koefficienten för magnetisk ledningsförmåga för slitsläckaget i statorlindningen, med hänsyn till effekten av mättnad:

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

Koefficienten för magnetisk ledningsförmåga för den differentiella spridningen av statorlindningen, med hänsyn till effekten av mättnad:

D1 USA. \u003d D1k \u003d 1.430.47 \u003d 0.672

Den induktiva reaktansen för statorlindningsfasen, med hänsyn till effekten av mättnad:

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

Koefficienten för magnetisk ledningsförmåga för spårläckaget i rotorlindningen, med hänsyn till påverkan av mättnad och strömförskjutning:

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

Koefficienten för magnetisk ledningsförmåga för rotorns differentiella spridning, med hänsyn till effekten av mättnad:

D 2. USA. \u003d D2k \u003d 1.50.47 \u003d 0.705

Den minskade induktiva reaktansen hos rotorlindningens fas, med hänsyn till påverkan av effekten av strömförskjutning och mättnad:

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

	Beräkningsformler	Dimensionera	Slip S
	BF \u003d (FP.SR.10-6) / (1.6CN)
	сЭ1 = (t1 - bШ1)(1 - k)
	P1 USA. = P1 - P1 US.
	D1 USA. = till D1
	x1 USA. = x11 US. / 1
	c1P. USA. = 1+x1 US. / h12p
	сЭ2 = (t2 - bШ2)(1 - k)
	P2 USA. = P2 - P2 US.
	D2 USA. = till D2
	x2 USA. = x22 US. /2
	RP. USA. = rl+clP. 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 USA. /I1 NOM
	M \u003d (I2NAS / I2NOM) 2KR (sHOM / s)

Tabell 3. Beräkning av startegenskaperna för en asynkronmotor med en ekorrburrotor, med hänsyn till effekten av strömförskjutning och mättnad från ströfält

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

I2NOM = 27,9 A; xl = 0,731 ohm; x2 = 0,778 ohm; rl = 0,308 ohm;

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

2. Beräkning av strömmar och moment

RP. USA. = rl+clP. 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. skiljer sig från den accepterade kNAS. = 1,35 med mindre än 3%.

För att beräkna andra punkter av karakteristiken ställer vi in ​​kHAC. , reducerad beroende på strömmen I1 . Vi tar emot på:

s = 0,8 kUS. = 1,3

s = 0,5 kUS. = 1,2

s = 0,2 kUS. = 1,1

s = 0,1 kUS. = 1,05

Beräkningsdata är sammanfattade i tabell. 3, och startegenskaperna visas i fig. 3 .

3. Kritisk glidning bestäms efter beräkning av alla punkter för startegenskaperna (tabell 3) med hjälp av medelvärdena för motstånd x1 NAS. och x2 US. motsvarande glidningar s = 0,2 0,1:

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

Den designade asynkronmotorn uppfyller kraven för GOST både vad gäller energiprestanda (och cos) och startegenskaper.

Termisk beräkning

1. Överskridande av temperaturen på den inre ytan av statorkärnan över lufttemperaturen inuti motorn:

pov1 =

RE. P1 - elektriska förluster i spårdelen av statorlindningen

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

PE1 = 1026 W (från tabell 1 vid s = sNOM)

k = 1,07 (för lindningar med isoleringsklass F)

K = 0,22 (enligt tabell 8.33)

1 - koefficient för värmeöverföring från ytan; 1 \u003d 152 (W/m 2 C)

pov1 =

2. Temperaturskillnad i isoleringen av spårdelen av statorlindningen:

från. 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 - genomsnittlig ekvivalent värmeledningsförmåga för slitsisolering, för värmebeständighetsklass F EKV = 0,16 W / (mS)

EKV - medelvärdet av koefficienten för värmeledningsförmåga, enligt fig. 8.72 kl

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

från. n1 = = 3,87 (C)

3. Temperaturskillnad över tjockleken på isoleringen av frontdelarna:

från. l1=

RE. L1 - el. förluster i den främre delen av statorlindningen

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

PL1 = PP1 = 0,0662 (m)

bIZ. L1 MAX \u003d 0,05

från. l1 = = 1,02 (C)

4. Överskridande av temperaturen på den yttre ytan av frontdelarna över lufttemperaturen inuti motorn:

pov. 11 = = 16,19 (C)

5. Genomsnittlig temperaturökning för statorn som lindas över lufttemperaturen inuti motorn

1 = =

== 24,7 (C)

6. Överskridande av temperaturen på luften inuti motorn över den omgivande temperaturen

B =

P B - summan av förluster som släpps ut i luften inuti motorn:

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

P - summan av alla förluster i motorn i nominellt läge:

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 - ekvivalent kylyta på höljet:

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

PR - villkorlig omkrets av tvärsnittet av ribborna på motorhuset, för h \u003d 160 mm PR \u003d 0,32.

B - medelvärdet för luftvärmningskoefficienten, enligt fig. 8,70b

B = 20 W/m2S.

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

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

7. Genomsnittlig temperaturökning för statorns lindning över den omgivande temperaturen:

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

8. Kontrollera motorns kylningsförhållanden:

Erforderligt luftflöde för kylning

B =

km==9,43

För motorer med 2р=2 m= 3,3

B = = 0,27 (m3/s)

Luftflöde tillhandahålls av en utomhusfläkt

B = = 0,36 (m3/s)

Uppvärmning av motordelar är inom acceptabla gränser.

Fläkten ger det nödvändiga luftflödet.

Slutsats

Den designade motorn uppfyller de krav som ställs i de tekniska specifikationerna.

Lista över begagnad litteratur

1. I.P. Kopylov "Design av elektriska maskiner" M .: "Energoatomizdat", 1993 del 1,2.

2. I.P. Kopylov "Design av elektriska maskiner" M .: "Energy", 1980

3. A.I. Woldek "Electric Machines" L.: "Energy", 1978

Hosted på Allbest.ru

Liknande dokument

Beräkning av prestandaegenskaperna för en asynkronmotor med en ekorrburrotor. Bestämning av antalet statorslitsar, varv i lindningsfasen av statorlindningens trådsektion. Beräkning av dimensionerna på statorns tandzon och luftgapet. Beräkningar av de huvudsakliga förlusterna.

terminsuppsats, tillagd 2011-10-01


4A100L4UZ serie DC-motordata. Val av huvuddimensioner för en ekorrburinduktionsmotor. Beräkning av tandzonen och statorlindningen, konfigurationen av dess slitsar. Val av luftgap. Beräkning av rotorn och magnetkretsen.

terminsuppsats, tillagd 2012-06-09


Bestämning av elmotorns huvuddimensioner. Beräkning av lindning, spår och statorok. Motorparametrar för driftläge. Beräkning av den elektriska motorns magnetiska krets, konstanta effektförluster. Beräkning av initial startström och maximalt vridmoment.

terminsuppsats, tillagd 2016-06-27


Isolering av statorlindningen och ekorrburens rotor. Aktiva och induktiva lindningsmotstånd. Vindmotstånd hos en ekorrburrotor med ovala slutna slitsar. Beräkning av parametrarna för det nominella driftsättet för en asynkronmotor.

terminsuppsats, tillagd 2011-12-15


Beräkning av parametrarna för statorlindningen och rotorn för en asynkronmotor med en ekorrburrotor. Beräkning av de mekaniska egenskaperna hos en asynkronmotor i motorläge enligt den ungefärliga formeln för M. Kloss och i dynamiskt bromsläge.

terminsuppsats, tillagd 2010-11-23


Statorlindning med trapetsformade halvslutna spår. Mått på kortslutningsring, ovala slutna spår och magnetisk krets. Lindningsresistans för den konverterade motorekvivalentkretsen. Beräkning av parametrarna för det nominella driftsättet.

terminsuppsats, tillagd 2014-02-23


Mått, konfiguration, material för magnetkretsen i en trefas asynkronmotor med en ekorrburrotor. Statorlindning med trapetsformade halvslutna spår. Termiska och ventilationsberäkningar, beräkning av massa och dynamiskt tröghetsmoment.

terminsuppsats, tillagd 2018-03-22


Bestämning av tillåtna elektromagnetiska belastningar och val av motorns huvuddimensioner. Beräkning av tomgångsström, lindningsparametrar och statortandzon. Beräkning av den magnetiska kretsen. Bestämning av parametrar och egenskaper för små och stora glider.

terminsuppsats, tillagd 2015-11-12


Elektromagnetiskt bromsläge för en asynkronmotor med en ekorrburrotor (opposition): mekaniska egenskaper hos det dynamiska bromsläget, principen för driften av IM-bromskretsen: proceduren för dess drift och utnämningen av kontroller.

laboratoriearbete, tillagt 2011-01-12


Elektromagnetisk beräkning av en trefas asynkron elmotor med en ekorrburrotor. Val av huvuddimensioner, bestämning av antalet statorslitsar och sektionen av lindningstråden. Beräkning av dimensionerna för tandzonen på statorn, rotorn, magnetiseringsström.

Arkhangelsk State Technical University

Institutionen för elektroteknik och kraftsystem

PE-fakulteten

KURSPROJEKT

Genom disciplin

"Elektriska apparater och maskiner"

På ämnet "Designa en asynkronmotor"

Korelsky Vadim Sergeevich

Projektledare

Konst. lärare N.B. Balantseva

Archangelsk 2010

för projektet med en trefas asynkronmotor med en ekorrburrotor

Utfärdad till en student i III-året i 1: a gruppen vid fakulteten för OSB-PE

Utför beräkning och designutveckling av en asynkronmotor med följande data:

Effekt R n, kW …………………………………………………..………… 15

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

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

Motoreffektivitet η ………………………………………………………………… 88,5 %

Effektfaktor cos φ ………………………………………………………… 0,88

Strömfrekvens f, Hz …………………………………………………………..…… 50

Multipel av startström I p / I n ………………………………………………… 7.0

Flertalet startmoment M p / M n ………………………………………… 1.4

Mångfald av maximalt vridmoment M max / M n ………………………… 2.3

Design …………………………………………………..………… IM1001

Driftläge ………………………………………………………… lång

Ytterligare krav ..………………………… motor 4A160S4U3

Uppdrag utfärdat av "..." ……………….. 2009

Projektledare…………………………

1. VAL AV HUVUDDIMENSIONER

2. BERÄKNING AV STATORN

2.1 Definition , och tvärsnittsarea för statorlindningen

2.2 Beräkning av dimensionerna på statorns tandzon och luftgapet

3. ROTORBERÄKNING

4. BERÄKNING AV MAGNETKRETS

5. DRIFTSLÄGSPARAMETRAR

6. FÖRLUSTBERÄKNING

7. BERÄKNING AV MOTORPRESTANDA

8. BERÄKNING AV MOTORNS STARTKARAKTERISTIKA

8.1 Beräkning av strömmar med hänsyn till påverkan av strömförskjutning och mättnad från ströfält

8.2 Beräkning av startegenskaper med hänsyn till effekterna av strömförskjutning och mättnad från ströfält

9. TERMISK BERÄKNING

LISTA ÖVER ANVÄNDA KÄLLOR

Korelsky V.S. Designa en asynkron elmotor. Handledare - Universitetslektor Balantseva N.B.

kursprojekt. En förklarande notering på 49 sidor innehåller 7 figurer, 3 tabeller, 2 källor, en grafisk del i A1-format.

Nyckelord: asynkron elmotor, stator, rotor.

Syftet med kursprojektet är att förvärva praktiska färdigheter i konstruktion av elektriska apparater.

Baserat på listan över källor och tekniska specifikationer valdes huvuddimensionerna, statorlindningen, rotorn, magnetkretsen i 4A-seriens asynkronmotor, IP44-version, med en ekorrburrotor med en gjutjärnsram och -ände sköldar, med en rotationsaxelhöjd på 160 mm, med en mindre monteringsstorlek längs ramens längd (S), tvåpolig (

), klimatversion U, placeringskategori 3. Parametrarna för driftläge, förluster, drift- och startegenskaper beräknas också utan att ta hänsyn till och med hänsyn till mättnad. Utförde termisk beräkning.

1. VAL AV HUVUDDIMENSIONER

1.1 Enligt tabell 9.8 (sid. 344) med höjden på rotationsaxeln

mm. acceptera statorns ytterdiameter, mm m

1.2 Om man antar att slitsarnas dimensioner inte beror på antalet poler på maskinen får vi ett ungefärligt uttryck för statorns innerdiameter, m.

, (1)

var K D är en koefficient som kännetecknar förhållandet mellan de inre och yttre diametrarna för statorkärnan i 4A-seriens asynkronmaskin. Med antalet stolpar sid\u003d 4, enligt tabell 9.9; acceptera K D=0,68

1.3 Poldelning

, m (2) m

1,4 Märkeffekt, VA.

, (3)

var P 2 - kraft på motoraxeln, P 2 \u003d 15 10 3 W;

k E är förhållandet mellan statorlindningens EMF och märkspänningen, som ungefärligen bestäms från fig. 9.20 Acceptera

k E = 0,975;

1.5 Elektromagnetiska belastningar bestäms preliminärt enligt Fig. 9.22 b,(sid. 346 ), beroende på höjden på rotationsaxeln h= 160 mm och skyddsgrad för motorn IP44 varifrån

A/m, T

1.6 Lindningskoefficient (tidigare för en enskiktslindning vid 2p = 4) accepterar vi

1.7 Uppskattad längd på magnetkretsen l δ, m

, (4) - koefficient för fältets form (godkänd i förväg) , ; - synkron vinkelfrekvens för motorn, rad/s; (5) rad/s, m

1.8 Betydelsen av förhållandet

. Kriteriet för korrekt val av huvuddimensionerna - förhållandet mellan den beräknade längden av magnetkretsen och poldelningen (6) ligger inom acceptabla gränser (Fig. 9.25 a s. 348)

2. BERÄKNING AV STATORN

2.1 Definition

, och tvärsnittsarean för statorlindningen

1.1 Statorstigningsgränser

, mm, bestämt enligt figuren 9,26 mm; mm.

2.1.2 Antal statorslitsar

, bestämt av formlerna (7) ,

Vi accepterar Z 1 \u003d 48, sedan antalet spår per pol och fas:

(8)
är ett heltal. Lindningen är enkelskiktad.

2.1.3 Tanddelning av statorn (slutlig)

UTBILDNINGSMINISTERIET

REPUBLIKEN KAZAKHSTAN

North-Kazakhstan State University uppkallad efter M. Kozybayeva

Fakulteten för energi och maskinteknik

Institutionen för energi- och instrumentteknik

KURSARBETE

På ämnet: "Designa en asynkronmotor med en ekorrburrotor"

disciplin - "Elektriska maskiner"

Tillverkad av Kalantyrev

handledare

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

Petropavlovsk 2010

Introduktion

1. Val av huvudmått

2. Bestämning av antalet statorslitsar, varv i lindningsfasen av statorlindningens trådsektion

4. Rotorberäkning

5. Beräkning av magnetkretsen

6. Arbetslägesparametrar

7. Förlustberäkning

9. Termisk beräkning

Bilaga A

Slutsats

Bibliografi

Introduktion

Asynkronmotorer är de viktigaste omvandlarna av elektrisk energi till mekanisk energi och utgör grunden för den elektriska drivningen av de flesta mekanismer. Serie 4A täcker effektområdet från 0,06 till 400 kW och har 17 axlar från 50 till 355 mm.

I detta kursprojekt beaktas följande motor:

Utförande på kapslingsgrad: IP23;

Kylmetod: IC0141.

Design enligt monteringsmetoden: IM1081 - enligt första siffran - motor på ben, med ändsköldar; enligt den andra och tredje siffran - med ett horisontellt skaft och nedre tassar; på den fjärde siffran - med en cylindrisk ände av axeln.

Klimatiska arbetsförhållanden: U3 - per bokstav - för ett tempererat klimat; per figur - för placering i slutna utrymmen med naturlig ventilation utan artificiellt kontrollerade klimatförhållanden, där fluktuationer i temperatur och luftfuktighet, exponering för sand och damm, solstrålning är betydligt mindre än i utomhus sten, betong, trä och andra ouppvärmda lokaler.

1. Val av huvudmått

1.1 Bestäm antalet par av stolpar:

Då är antalet poler .

1.2 Låt oss bestämma höjden på rotationsaxeln grafiskt: enligt figur 9.18, b, i enlighet med, enligt Tabell 9.8, bestämmer vi den yttre diametern som motsvarar rotationsaxeln.

1.3 Statorns innerdiameter, vi beräknar med formeln:

var är koefficienten bestämd enligt tabell 9.9.

När ligger i intervallet: .

Låt oss välja ett värde då

1.4 Definiera polindelning:

(1.3)

1.5 Låt oss bestämma den beräknade effekten, W:

, (1.4)

var är effekten på motoraxeln, W;

- förhållandet mellan statorlindningens EMF och märkspänningen, vilket ungefärligen kan bestämmas från figur 9.20. För och , .

Ungefärliga värden och kommer att tas från kurvorna konstruerade enligt data från 4A-seriens motorer. figur 9.21, c. Vid kW och , , och

1.6 Elektromagnetiska belastningar A och B d bestäms grafiskt från kurvorna i figur 9.23, b. Vid kW och , , Tl.

1.7 Lindningsförhållande . För tvåskiktslindningar med 2р>2 bör = 0,91–0,92 tas. Låt oss acceptera.

1.8 Bestäm den synkrona vinkelhastigheten för motoraxeln W:

var är den synkrona hastigheten.

1.9 Beräkna längden på luftgapet:

, (1.6)

var är fältformfaktorn. .

1.10 Kriteriet för korrekt val av huvuddimensionerna D och är förhållandet, som bör ligga inom de tillåtna gränserna i figur 9.25, b.

. Värdet på l ligger inom de rekommenderade gränserna, vilket innebär att huvudmåtten bestäms korrekt.

2. Bestämning av antalet statorslitsar, varv i lindningens fas och tvärsnittet av statorlindningens ledning

2.1 Låt oss definiera gränsvärdena: t 1 max och t 1 min Figur 9.26. För och , , .

2.2 Antal statorplatser:

, (2.1)

(2.2)

Slutligen måste antalet luckor vara en multipel av antalet luckor per pol och fas: q. Acceptera då

, (2.3)

där m är antalet faser.

2.3 Slutligen bestämmer vi statorns tanddelning:

(2.4)

2.4 Preliminär ström för statorlindningen

2.5 Antal effektiva ledare i en slits (förutsatt):

(2.6)

2.6 Vi accepterar alltså antalet parallella grenar

(2.7)

2.7 Slutligt antal varv i lindningsfasen och magnetiskt flöde:

, (2.8)

2.8 Bestäm värdena för elektriska och magnetiska belastningar:

(2.11)

Värdena på elektriska och magnetiska belastningar skiljer sig något från de som valts grafiskt.

2.9 Valet av tillåten strömtäthet görs med hänsyn till motorns linjära belastning:

var är uppvärmningen av spårdelen av statorlindningen, definierar vi grafiskt Figur 9.27, d. När .

2.10 Beräkna tvärsnittsarean för effektiva ledare:

(2.13)

Vi accepterar , sedan tabell P-3.1 , , .

2.11 Låt oss slutligen bestämma strömtätheten i statorlindningen:

3. Beräkning av dimensionerna på statorns tandzon och luftgapet

3.1 Vi väljer först den elektromagnetiska induktionen i statoroket B Z 1 och i statortänderna B a . Med tabell 9.12, a.

3.2 Låt oss välja stålkvalitet 2013 tabell 9.13 och stålfyllnadsfaktorn för statorns och rotorns magnetiska kärnor.

3.3 Baserat på de valda induktionerna bestämmer vi statorokets höjd och tandens minsta bredd

3.4 Låt oss välja höjden på spåret och bredden på spåret i det halvslutna spåret. För motorer med axelhöjd , mm. Vi väljer bredden på luckan från tabell 9.16. För och , .

3.5 Bestäm spårets dimensioner:

spårhöjd:

dimensioner på spåret i formen och:

Låt oss välja då

höjden på kildelen av spåret:

Figur 3.1. Spår på en designad ekorrburmotor

3.6 Låt oss bestämma spårets dimensioner i det fria, med hänsyn till tillåtelser för blandning och montering av kärnor: och, tabell 9.14:

bredd och:

och höjd:

Låt oss bestämma tvärsnittsarean av kroppsisoleringen i spåret:

var är den ensidiga tjockleken på isoleringen i spåret, .

Beräkna tvärsnittsarean för packningarna till spåret:

Låt oss bestämma spårets tvärsnittsarea för att placera ledarna:

3.7 Kriteriet för korrektheten av de valda dimensionerna är fyllningsfaktorn för spåret, vilket är ungefär lika med .

, (3.13)

så de valda värdena är korrekta.

4. Rotorberäkning

4.1 Välj höjden på luftgapet d grafiskt enligt figur 9.31. För och , .

4.2 Yttre diameter på ekorrburens rotor:

4.3 Längden på rotorn är lika med längden på luftgapet: , .

4.4 Vi väljer antalet spår från tabell 9.18, .

4.5 Bestäm värdet på rotorns kuggdelning:

(4.2)

4.6 Värdet på koefficienten k B för beräkning av axeldiametern bestäms från tabell 9.19. För och , .

Rotorns innerdiameter är:

4.7 Bestäm strömmen i rotorstången:

där k i är koefficienten som tar hänsyn till påverkan av magnetiseringsströmmen och lindningsresistansen på förhållandet, definierar vi grafiskt vid ; ;

Reduktionskoefficienten för strömmar bestämmer vi med formeln:

Därefter önskad ström i rotorstången:

4.8 Bestäm stavens tvärsnittsarea:

var är den tillåtna strömtätheten; i vårat fall .

4.9 Rotorns spår bestäms enligt figur 9.40, b. Vi accepterar , , .

Vi väljer den magnetiska induktionen i rotortanden från intervallet tabell 9.12. Låt oss acceptera.

Låt oss bestämma den tillåtna tandbredden:

Beräkna spårets dimensioner:

bredd b 1 och b 2:

, (4.9)

höjd h 1:

Beräkna den totala höjden av rotorspåret h P2:

Ange stavens tvärsnittsarea:

4.10 Bestäm strömtätheten i staven J 2:

(4.13)

Figur 4.1. Spår på en designad ekorrburmotor

4.11 Beräkna tvärsnittsarean för kortslutningsringar q cl:

var är strömmen i ringen, vi bestämmer med formeln:

,

4.12 Beräkna stängningsringarnas dimensioner och ringens genomsnittliga diameter:

(4.18)

Ange ringens tvärsnittsarea:

5. Beräkning av magnetiseringsströmmen

5.1 Värdet av induktioner i rotorns och statorns tänder:

, (5.1)

(5.2)

5.2 Beräkna induktionen i statoroket B a:

5.3 Bestäm induktionen i oket på rotorn B j:

, (5.4)

där h "j är den beräknade höjden på rotoroket, m.

För motorer med 2р≥4 med en rotorkärna som passar på en bussning eller på en flänsaxel, bestäms h "j av formeln:

5.4 Magnetspänning för luftgapet F d:

, (5.6)

där k d är luftgapskoefficienten, bestämmer vi med formeln:

, (5.7)

var

Magnetspänning för luftgapet:

5.5 Magnetisk spänning för statorns tandzoner F z 1:

Fz1 =2h z1Hz1, (5,8)

där 2h z1 är den beräknade höjden på statortanden, m.

H z1 kommer att bestämmas från Tabell A-1.7. vid , .

5.6 Magnetisk spänning för rotorns tandzoner F z 2:

, (5.9)

tabell P-1.7.

5.7 Beräkna mättnadskoefficienten för tandzonen k z:

(5.10)

5.8 Hitta längden på den genomsnittliga magnetiska linjen för statoroket L a:

5.9 Låt oss bestämma fältstyrkan Ha vid induktion B a enligt magnetiseringskurvan för oket i den accepterade stålkvaliteten 2013 tabell P-1.6. Vid , .

5.10 Hitta den magnetiska spänningen för statoroket F a:

5.11 Låt oss bestämma längden på den genomsnittliga magnetiska linjen för flödet i oket på rotorn L j:

, (5.13)

där h j - höjden på baksidan av rotorn, hittas av formeln:

5.12 Fältstyrkan H j under induktion bestäms från magnetiseringskurvan för oket för den accepterade stålkvaliteten Tabell P-1.6. Vid , .

Låt oss bestämma den magnetiska spänningen för rotoroket F j:

5.13 Beräkna den totala magnetiska spänningen för maskinens magnetkrets (per polpar) F c:

5.14 Magnetisk krets mättnadsfaktor:

(5.17)

5.15 Magnetiseringsström:

Relativt värde för magnetiseringsström:

(5.19)

6. Arbetslägesparametrar

Parametrarna för en asynkron maskin är de aktiva och induktiva resistanserna för statorlindningarna x 1, r 1, rotorn r 2, x 2, resistansen för ömsesidig induktans x 12 (eller x m) och det beräknade motståndet r 12 (eller r m), vars införande tar hänsyn till effekten av förluster i statorstålet på motorns egenskaper.

Fasersättningskretsar för en asynkron maskin, baserade på att föra processer i en roterande maskin till en stationär, visas i figur 6.1. De fysiska processerna i en asynkron maskin återspeglas tydligare i diagrammet som visas i figur 6.1. Men för beräkningen är det bekvämare att omvandla det till kretsen som visas i figur 6.2.

Figur 6.1. Fasersättningskrets för lindningen av den reducerade asynkrona maskinen

Figur 6.2. Transformerad lindningsfasekvivalent krets för en reducerad asynkron maskin

6.1 Det aktiva motståndet för fasen av statorlindningen beräknas med formeln:

, (6.1)

där L 1 är den totala längden av de effektiva ledarna i lindningsfasen, m;

a är antalet parallella lindningsgrenar;

c 115 - specifikt motstånd för lindningsmaterialet (koppar för statorn) vid designtemperaturen. För koppar ;

k r är ökningskoefficienten i det aktiva motståndet för lindningens fas från effekten av strömförskjutningseffekten.

I ledarna i statorlindningen av asynkrona maskiner är effekten av strömförskjutning obetydlig på grund av de små dimensionerna hos de elementära ledarna. Därför, i beräkningarna av normala maskiner, ta som regel k r =1.

6.2 Den totala längden av lindningsfasledarna L 1 beräknas med formeln:

där l cf är medellängden av lindningsvarvet, m.

6.3 Medellängden av spolen l cf hittas som summan av raka - räfflade och krökta frontdelar av spolen:

, (6.3)

där l P är längden på spårdelen, lika med den konstruktiva längden på maskinkärnorna. ;

l l - längden på den främre delen.

6.4 Längden på den främre delen av spolen på den lösa statorlindningen bestäms av formeln:

, (6.4)

där K l - koefficient, vars värde beror på antalet polpar, för tabell 9.23;

b CT - spolens genomsnittliga bredd, m, bestäms av cirkelbågen som passerar genom mittpunkterna av höjden på spåren:

, (6.5)

där b 1 är den relativa förkortningen av statorlindningens stigning. Vanligtvis accepteras.

Koefficient för lös lindning placerad i spåren innan kärnan pressas in i huset.

Genomsnittslängd:

Total längd av effektiva lindningsfasledare:

Statorlindningsfas aktivt motstånd:

6.5 Bestäm längden på avgången längs den främre delen:

där K out är koefficienten bestämd enligt tabell 9.23. kl.

6.6 Låt oss bestämma det relativa värdet av fasresistansen för statorlindningen:

(6.7)

6.7 Bestäm det aktiva motståndet för fasen av rotorlindningen r 2:

där rc är stavens resistans;

r cl - ringmotstånd.

6.8 Beräkna stavens motstånd med formeln:

6.9 Beräkna ringens motstånd:

Sedan rotorns aktiva motstånd:

6.10 Låt oss ta r 2 till antalet varv på statorlindningen, definiera:

6.11 Relativt värde på rotorlindningens fasmotstånd.

(6.12)

6.12 Induktivt motstånd för rotorlindningens faser:

, (6.13)

där l p är koefficienten för magnetisk ledningsförmåga för den slitsade rotorn.

Baserat på figur 9.50 bestäms e l p av formeln från tabell 9.26:

, (6.14)

(ledare är säkrade med ett spårskydd).

, (6.15)

Frontal spridningskoefficient för magnetisk konduktivitet:

Koefficienten för magnetisk ledningsförmåga för differentialspridning bestämmer vi med formeln:

, (6.17)

där bestäms grafiskt, vid , Figur 9.51, e, .

Med hjälp av formeln (6.13) beräknar vi statorlindningens induktiva motstånd:

6.13 Låt oss bestämma det relativa värdet för statorlindningens induktiva resistans:

(6.18)

6.14 Låt oss beräkna det induktiva motståndet för fasen av rotorlindningen enligt formeln:

där l p2 är koefficienten för magnetisk ledningsförmåga hos rotorslitsen;

l l2 - koefficient för magnetisk ledningsförmåga hos den främre delen av rotorn;

l d2 - koefficient för magnetisk ledningsförmåga hos rotorns differentiella spridning.

Koefficienten för magnetisk ledningsförmåga för rotorslitsen beräknas med formeln, baserad på tabell 9.27:

6.15 Koefficienten för magnetisk ledningsförmåga för den främre delen av rotorn bestäms av formeln:

,

6.16 Koefficienten för magnetisk ledningsförmåga för rotorns differentialspridning bestäms av formeln:

, (6.23)

var .

6.17 Låt oss hitta värdet på det induktiva motståndet enligt formeln (6.19):

Vi tar x 2 till antalet varv på statorn:

Relativt värde, :

(6.25)

7. Förlustberäkning

7.1 Beräkna huvudförlusterna i stålet i statorn på den asynkrona maskinen enligt formeln:

, (7.1)

var finns specifika förluster, tabell 9.28;

b - exponent, för stålsort 2013;

k ja och k d z - koefficienter som tar hänsyn till effekten på förluster i stål, för stålsort 2013 , ;

m a - okets massa, beräknad enligt formeln:

var är stålets specifika vikt.

Vikt på statortänder:

7.2 Beräkna de totala ytförlusterna i rotorn:

där p sur2 - specifika ytförluster, bestämmer vi med formeln:

, (7.5)

var är en koefficient som tar hänsyn till effekten av ytbehandling av rotortandhuvudena på specifika förluster;

В 02 - amplituden för induktionsrippeln i luftgapet, bestämmer vi med formeln:

där bestäms grafiskt i figur 9.53, b.

7.3 Beräkna de specifika ytförlusterna enligt formeln (7.5):

7.4 Beräkna pulsationsförlusterna i rotortänderna:

, (7.7)

där m z 2 är massan av stål på rotortänderna;

В pool2 är amplituden för den magnetiska pulseringen i rotorn.

, (7.9)

7.5 Bestäm mängden ytterligare förluster i stål:

7.6 Total stålförlust:

7.7 Låt oss definiera mekaniska förluster:

var , när enligt tabell 9.29 .

7.8 Beräkna ytterligare förluster i nominellt läge:

7.9 Motorns tomgångsström:

, (7.14)

där jag x.x.a. - den aktiva komponenten av tomgångsströmmen, vi bestämmer den med formeln:

där Р e.1 x.x. - elektriska förluster i statorn vid tomgång:

7.10 Bestäm effektfaktorn vid tomgång:

(7.17)

8. Prestandaberäkning

8.1 Bestäm den verkliga delen av motståndet:

(8.1)

(8.2)

8.3 Motorkonstant:

, (8.3)

(8.4)

8.4 Bestäm den aktiva komponenten av strömmen:

8.5 Definiera kvantiteterna:

8.6 Förluster som inte ändras med en ändring av kupong:

Acceptera och beräkna prestandan, med en slip lika med: 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,0201. Resultaten av beräkningen skriver vi i tabell 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 päls \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 ohm

Tabell 8.1

Prestandaegenskaper för asynkronmotor

Beräkningsformel		glida s

Figur 8.1. Motoreffekt kontra effekt P 2

Figur 8.2. Diagram över motoreffektivitet kontra effekt P 2

Figur 8.3. Diagram över motorslip s kontra effekt P 2

Figur 8.4. Graf över beroendet av motorns statorström I 1 av effekten P 2

9. Termisk beräkning

9.1 Låt oss bestämma temperaturökningen på den inre ytan av statorkärnan över lufttemperaturen inuti motorn:

, (9.1)

där vid och skyddsgrad IP23, tabell.9.35;

a 1 - värmeöverföringskoefficient från ytan, kommer vi att definiera grafiskt Figur 9.68, b, .

, (9.2)

var är förlustkoefficienten ökning, för värmeresistansklassen F .

,

9.2 Temperaturskillnad i isoleringen av spårdelen av statorlindningen:

, (9.4)

där P p1 är omkretsen av tvärsnittet av statorspåret, bestämmer vi med formeln:

jag ekv. – genomsnittlig ekvivalent värmeledningsförmåga för spårdelen, för värmebeständighetsklass F , sid 452;

- medelvärdet av koefficienten för värmeledningsförmåga för den inre isoleringen. definiera grafiskt vid , , figur 9.69.

9.3 Bestäm temperaturskillnaden över tjockleken på isoleringen av frontdelarna:

, (9.6)

var , .

De främre delarna av statorlindningen är därför inte isolerade.

9.4 Beräkna övertemperaturen på den yttre ytan av frontdelarna över lufttemperaturen inuti maskinen:

9.5 Bestäm den genomsnittliga temperaturökningen för statorn som lindas över lufttemperaturen inuti maskinen:

(9.8)

9.6 Beräkna det genomsnittliga överskottet av lufttemperaturen inuti maskinen över den omgivande temperaturen:

där a in - vi definierar grafiskt Figur 9.68, ;

- summan av förluster som släpps ut i luften inuti motorn:

var är de totala förlusterna i motorn i nominellt läge;

P e1 - elektriska förluster i statorlindningen vid nominellt läge;

P e2 - elektriska förluster i rotorlindningen vid nominellt läge.

, (9.12)

där S kor. är ramens yta.

P p bestäms grafiskt. När, figur 9.70.

9.7 Bestäm den genomsnittliga temperaturökningen för statorlindningen över den omgivande temperaturen:

9.8 Bestäm det luftflöde som krävs för ventilation:

(9.14)

9.9 Luftflödet som tillhandahålls av en utomhusfläkt med en design och dimensioner som används i 4A-serien kan ungefärligen bestämmas med formeln:

, (9.15)

där och - antal och bredd, m, av radiella ventilationskanaler, sidan 384;

n - motorhastighet, rpm;

Koefficient, för motorer med .

De där. luftflödet från utomhusfläkten är större än luftflödet som krävs för att ventilera motorn.

10. Cirkeldiagram prestandaberäkning

10.1 Bestäm först den synkrona tomgångsströmmen med hjälp av formeln:

10.2 Beräkna de aktiva och induktiva kortslutningsresistanserna:

10.3 Beräkna skalan på cirkeldiagrammet:

Den nuvarande skalan är:

där D till - diametern på diagrammets cirkel, väljs från intervallet: , välj.

Effektskala:

Momentskala:

(10.6)

Motorcirkeldiagrammet visas nedan. En cirkel med en diameter D till med ett centrum O¢ är platsen för ändarna av motorstatorströmvektorn vid olika glidningar. Punkt A 0 bestämmer läget för slutet av strömvektorn I 0 vid synkron tomgång och - vid verklig tomgång för motorn. Segmentet är lika med effektfaktorn vid tomgång. Punkt A 3 bestämmer läget för slutet av statorströmvektorn vid kortslutning (s=1), segmentet är ström I-kortslutningen. , och vinkeln är . Punkt A 2 bestämmer positionen för slutet av statorströmvektorn vid .

Mellanpunkter på bågen A 0 A 3 bestämmer positionen för ändarna av strömvektorn I 1 vid olika belastningar i motorläget. Abskissaxeln i OB-diagrammet är linjen för primäreffekten P 1 . Linjen för elektromagnetisk kraft R em eller elektromagnetiska moment M em är linjen A 0 A 2. Linjen för användbar kraft på axeln (sekundär effekt P 2) är linjen A ’ 0 A 3.

Figur 10.1. Tårtdiagram

Slutsats

I detta kursprojekt designades en asynkron elmotor med en ekorrburrotor. Som ett resultat av beräkningen erhölls huvudindikatorerna för en motor med en given effekt h och cosj, som uppfyller det maximalt tillåtna värdet på GOST för en serie motorer 4A. Beräkningen och konstruktionen av den designade maskinens prestandaegenskaper gjordes.

Således, enligt beräkningsdata, kan denna motor ges följande symbol:

4 – seriens serienummer;

A - typ av motor - asynkron;

315 - höjden på rotationsaxeln;

M - villkorlig längd på sängen enligt IEC;

10 - antal stolpar;

U - klimatdesign för ett tempererat klimat;

Märkdata för den designade motorn:

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

Bibliografi

1. Konstruktion av elektriska maskiner: Proc. för universitet / P79

I.P. Kopylov, B.K. Klokov, V.P. Morozkin, B.F. Tokarev; Ed. I.P. Kopylov. – 4:e uppl., reviderad. och ytterligare - M.: Högre. skola, 2005. - 767 s.: ill.

2. Voldek A.I., Popov V.V. Elbilar. AC-maskiner: en lärobok för gymnasier. - St Petersburg: - Peter, 2007. -350 sid.

3. Katsman M.M. Handbok för elektriska maskiner: Lärobok för pedagogiska studenter. medelstora institutioner. prof. utbildning / Mark Mikhailovich Katsman. - M.: Publishing Center "Academy", 2005. - 480 sid.

Bilaga A

(obligatorisk)

Figur 1. Schema för en tvålagerslindning med förkortad stigning, , ,

Ministeriet för utbildning och vetenskap i Ryska federationen

Federal Agency for Education

IRKUTSK STATENS TEKNISKA UNIVERSITET

Institutionen för eldrift och eltransport

Jag får försvara:

Head__ Klepikova T.V __

DESIGN AV ASYNKRON MOTOR MED EN SPRUTSTÄNG ROTOR

FÖRKLARANDE ANTECKNING

Till kursprojektet i disciplinen

"Elbilar"

096.00.00P3

Kompletterad av en elev i gruppen _EAPB 11-1 ________ __ Nguyen Van Vu____

Normkontroll ___________ _Docent vid institutionen för EET Klepikova T.V __

Irkutsk 2013

Introduktion

1. Huvudmått

2 Statorkärna

3 Rotorkärna

Statorlindning

1 Statorlindning med trapetsformade halvslutna spår

Slingning av ekorrbur

1 Mått på ovala slutna slitsar

2 Kortslutningsringens mått

Magnetkretsberäkning

1 MDS för luftgap

2 MMF för tänder med trapetsformade halvslutna statorslitsar

3 MMF för rotortänder med ovala stängda rotorskåror

4 MDS för baksidan av statorn

5 MDS för baksidan av rotorn

6 Parametrar för magnetkretsar

Aktiva och induktiva lindningsmotstånd

1 Statorlindningsmotstånd

2 Vindmotstånd hos en ekorrburrotor med ovala slutna slitsar

3 Lindningsresistans för den konverterade motorekvivalentkretsen

Tomgång och nominell

1 Viloläge

2 Beräkning av parametrarna för det nominella driftläget

Cirkeldiagram och prestanda

1 Cirkeldiagram

2 Prestandadata

Maximalt moment

Initial startström och initialt startmoment

1 Aktiva och induktiva resistanser som motsvarar startläget

2 Initial startström och vridmoment

Termiska och ventilationsberäkningar

1 Statorlindning

2 Ventilationsberäkning av motorn med kapslingsgrad IP44 och kylmetod IC0141

Slutsats

Lista över använda källor

Introduktion

Elektriska maskiner är huvudelementen i kraftverk, olika maskiner, mekanismer, teknisk utrustning, moderna transportmedel, kommunikationer etc. De genererar elektrisk energi, utför mycket ekonomisk omvandling till mekanisk energi, utför olika funktioner för att omvandla och förstärka olika signaler inom automatiska styrsystem och förvaltning.

Elektriska maskiner används i stor utsträckning inom alla sektorer av den nationella ekonomin. Deras fördelar är hög effektivitet, som når 95÷99% i kraftfulla elektriska maskiner, relativt liten vikt och övergripande dimensioner, samt ekonomisk användning av material. Elektriska maskiner kan tillverkas för olika kapaciteter (från bråkdelar av en watt till hundratals megawatt), hastigheter och spänningar. De kännetecknas av hög tillförlitlighet och hållbarhet, enkel kontroll och underhåll, bekväm tillförsel och avlägsnande av energi, låg kostnad i mass- och storskalig produktion och är miljövänliga.

Asynkronmaskiner är de vanligaste elektriska maskinerna. De används huvudsakligen som elmotorer och är de viktigaste omvandlarna av elektrisk energi till mekanisk energi.

För närvarande förbrukar asynkrona elmotorer ungefär hälften av all elektricitet som genereras i världen och används ofta som en elektrisk drivning för de allra flesta mekanismer. Detta beror på enkelheten i design, tillförlitlighet och hög effektivitet hos dessa elektriska maskiner.

I vårt land är den mest massiva serien av elektriska maskiner den allmänna industriella serien av 4A asynkrona maskiner. Serien omfattar maskiner med effekt från 0,06 till 400 kW och tillverkas i 17 standardhöjder på rotationsaxeln. För var och en av rotationshöjderna produceras motorer med två krafter, som skiljer sig i längd. På basis av en enda serie produceras olika modifieringar av motorer som uppfyller de tekniska kraven från de flesta konsumenter.

På basis av en enda serie produceras olika versioner av motorer, designade för drift under speciella förhållanden.

Beräkning av en induktionsmotor med en ekorrburrotor

Teknisk uppgift

Designa en asynkron trefasmotor med en ekorrburrotor: P=45kW, U= 380/660 V, n=750 rpm; design IM 1001; utförande enligt skyddsmetoden IP44.

1. Motormagnetkrets. Mått, konfiguration, material

1 Huvudmått

Vi accepterar höjden på motorns rotationsaxel h=250 mm (tabell 9-1).

Vi accepterar ytterdiametern på statorkärnan DH1=450 mm (tabell 9-2).

Statorkärnan inre diameter (, tabell 9-3):

1= 0,72 DH1-3=0,72ˑ450-3= 321 (1,1)

Vi accepterar koefficienten (, figur 9-1).

Vi accepterar det preliminära värdet av effektivitet (Figur 9-2, a)

Vi accepterar det preliminära värdet (Figur 9-3, a).

Beräknad effekt

(1.2)

Vi accepterar en preliminär linjär belastning A / cm (, Figur 9-4, a och Tabell 9-5).

Vi accepterar preliminär induktion i gapet (, Figur 9-4, b och Tabell 9-5).

Vi accepterar det preliminära värdet på lindningsfaktorn (sidan 119).

Uppskattad längd på statorkärnan

Vi accepterar den konstruktiva längden på statorkärnan.

Det maximala värdet på förhållandet mellan kärnans längd och dess diameter (tabell 9-6)

Förhållandet mellan kärnans längd och dess diameter

(1.5)

1.2 Statorkärna

Vi accepterar stålsorten - 2013. Vi accepterar plåttjockleken 0,5 mm. Vi tar formen av plåtisolering - oxidation.

Vi accepterar fyllnadsfaktorn för stål kC=0,97.

Vi accepterar antalet luckor per pol och fas (tabell 9-8).

Antal statorkärnplatser (1,6)

1.3 Rotorkärna

Vi accepterar stålsorten - 2013. Vi accepterar plåttjockleken 0,5 mm. Vi tar formen av plåtisolering - oxidation.

Vi accepterar fyllnadsfaktorn för stål kC=0,97.

Vi accepterar rotorkärnan utan fasade spår.

Vi accepterar luftgapet mellan statorn och rotorn (tabell 9-9).

Ytterdiameter på rotorkärnan

Innerdiameter på rotorplåtar

Vi tar längden på rotorkärnan lika med längden på statorkärnan,

.

Vi accepterar antalet spår i rotorkärnan (tabell 9-12).

2. Statorlindning

Vi accepterar en tvålagerslindning med en förkortad stigning, som placeras i trapetsformade halvslutna spår (tabell 9-4).

Fördelningskoefficient

(2.1)

var

Vi accepterar den relativa slingrande stigningen.

Slingrande tonhöjd:

(2.2)

Förkortningsfaktor

Lindningsförhållande

Preliminärt värde för magnetiskt flöde

Preliminärt antal varv i faslindningen

Preliminärt antal effektiva ledare i en slits

(2.7)

var är antalet parallella grenar av statorlindningen.

Acceptera

Det specificerade antalet varv i faslindningen

(2.8)

Korrigerat värde på det magnetiska flödet

Korrigerat värde på induktion i luftgapet

(2.10)

Preliminärt värde för märkfasström

Avvikelse för den mottagna linjära lasten från den tidigare accepterade

(2.13)

Avvikelsen överstiger inte det tillåtna värdet på 10 %.

Vi tar medelvärdet av den magnetiska induktionen på baksidan av statorn (tabell 9-13).

Tanddelning enligt statorns innerdiameter

(2.14)

2.1 Statorlindning med trapetsformade halvslutna spår

Statorlindningen och spåret bestäms enligt figur 9.7

Vi accepterar medelvärdet för den magnetiska induktionen i statortänderna (tabell 9-14).

Tandbredd

(2.15)

Stator rygghöjd

Spårhöjd

Stor spårbredd

Provisorisk spårbredd

Mindre spårbredd

var är spårhöjden (, sidan 131).

Och utifrån kravet

Formspårets tvärsnittsarea

Spår klart område

(2.23)

var - monteringsmån för stator- respektive rotorkärnor i bredd och höjd (sidan 131).

Tvärsnittsarea av skrovisolering

var är medelvärdet för ensidig tjocklek på skrovisoleringen (, sidan 131).

Tvärsnittsarea av distanserna mellan topp- och bottenspolarna i spåret, längst ner i spåret och under kilen

Tvärsnittsarea av slitsen upptagen av lindningen

Arbete

var är den tillåtna fyllnadsfaktorn för spåret för manuell läggning (. sidan 132).

Vi accepterar antalet elementära ledningar som är i kraft.

Diameter på en elementär isolerad tråd

(2.28)

Diametern på en elementär isolerad tråd bör inte överstiga 1,71 mm för manuell installation och 1,33 mm för maskininstallation. Detta villkor är uppfyllt.

Vi accepterar diametrarna för en elementär isolerad och oisolerad (d) tråd (bilaga 1)

Vi accepterar trådens tvärsnittsarea (bilaga 1).

Förfinad slitsfyllnadsfaktor

(2.29)

Värdet på den justerade slitsfyllningsfaktorn uppfyller villkoren för manuell stapling och maskinstapling (med maskinstapling är det tillåtna ).

Förfinad spårbredd

Acceptera , som .

(2.31)

Produkt av linjär belastning och strömtäthet

Vi accepterar det tillåtna värdet för produkten av den linjära belastningen och strömtätheten (Figur 9-8). Där koefficient k5=1 (Tabell 9-15).

Genomsnittlig tanddelning av statorn

Genomsnittlig statorspolebredd

Medellängd på ett spolhuvud

Genomsnittlig lindningslängd

Överhängslängd på lindningsänden

3. Slingning av ekorrbur

Vi accepterar ovala rotorspår, stängda.

3.1 Mått på ovala slutna slitsar

Rotorns spår bestäms av fig. 9.10

Vi accepterar höjden på spåret. (, Figur 9-12).

Beräknad rotorrygghöjd

var är diametern på runda axiella ventilationskanaler i rotorkärnan; de finns inte med i den designade motorn.

Magnetisk induktion på baksidan av rotorn

Tanddelning enligt rotorns ytterdiameter

(3.3)

Vi accepterar den magnetiska induktionen i rotorns tänder (Tabell 9-18).

Tandbredd

(3.4)

Mindre spårradie

Större spårradie

där - slitshöjd (, sida 142);

Fackets bredd (, sidan 142);

för en stängd plats (, sidan 142).

Avstånd mellan radiecentrum

Kontrollera att definitionen är korrekt och baserat på tillståndet

(3.8)

Stångens tvärsnittsarea, lika med tvärsnittsarean för spåret i formen

3.2 Dimensioner för kortslutningsringen

Vi accepterar en gjuten bur.

Rotorns kortslutningsringar visas i fig. 9.13

Ringtvärsnitt

ringhöjd

Ringens längd

(3.12)

Genomsnittlig ringdiameter

4. Beräkning av magnetkretsen

1 MDS för luftgap

Faktor som tar hänsyn till ökningen av det magnetiska motståndet i luftgapet på grund av statorns växelstruktur

(4.1)

Koefficient med hänsyn tagen till ökningen av det magnetiska motståndet i luftgapet på grund av rotorns växelstruktur

Vi accepterar en koefficient som tar hänsyn till minskningen av det magnetiska motståndet i luftgapet i närvaro av radiella kanaler på statorn eller rotorn.

Total luftgapfaktor

MDS för luftgap

4,2 MMF för tänder med trapetsformade halvslutna statorslitsar

(, bilaga 8)

Vi tar den genomsnittliga längden på vägen för det magnetiska flödet

MDS för tänder

4,3 MMF för rotortänder med ovala stängda rotorslitsar

Sedan accepterar vi magnetfältets styrka (Bilaga 8).

MDS för tänder

4,4 MMF för statorns baksida

(, Bilaga 11).

Genomsnittlig väglängd för det magnetiska flödet

MDS för statorbak

4,5 MMF för baksidan av rotorn

Vi accepterar magnetfältets styrka (, bilaga 5)

Genomsnittlig väglängd för det magnetiska flödet

MDS för baksidan av rotorn

4.6 Parametrar för magnetkretsar

Total MMF för den magnetiska kretsen per en pol

Magnetisk krets mättnadsfaktor

(4.13)

Magnetiseringsström

Magnetiseringsström i relativa enheter

(4.15)

obelastad emf

Huvudinduktiv reaktans

(4.17)

Huvudinduktiv reaktans i relativa enheter

(4.18)

5. Aktivt och induktivt motstånd hos lindningar

1 Statorlindningsmotstånd

Aktivt motstånd för faslindningen vid 20 0C

var -specifik elektrisk ledningsförmåga för koppar vid 200C (, sidan 158).

Aktivt motstånd hos faslindningen vid 20 0С i relativa enheter

(5.2)

Kontrollera om definitionen är korrekt

Vi accepterar dimensionerna på statorspåret (, tabell 9-21)

Höjd: (6,4)

Koefficienter med hänsyn till förkortningen av steget

Spridningskonduktivitet

(5.7)

Acceptera statorns differentialförlustkoefficient (tabell 9-23).

Faktor som tar hänsyn till inverkan av öppningen av statorslitsarna på ledningsförmågan för differentialspridning

Vi accepterar en koefficient som tar hänsyn till dämpningssvaret för strömmarna som induceras i lindningen av ekorrburrotorn av statorfältets högre övertoner (tabell 9-22).

(5.9)

Pole division:

(5.10)

Förlustkoefficient konduktans för lindningsändar

Konduktivitetskoefficient för statorlindningsläckage

Induktiv reaktans hos statorfaslindningen

Induktivt motstånd för statorns faslindning i relativa enheter

(5.14)

Kontrollera om definitionen är korrekt

5.2 Lindningsmotstånd hos en ekorrburrotor med ovala slutna slitsar

Aktivt motstånd hos burstången vid 20 0C

var - elektrisk ledningsförmåga hos aluminium vid 20 °C (, sidan 161).

Reduktionskoefficient av ringström till stavström

(5.17)

Motstånd hos kortslutningsringar, reducerat till stavens ström vid 20 0С

magnetisk krets resistanslindning

Den centrala vinkeln på avfasningen av spåren ask=0 eftersom det finns ingen fas.

Rotorslits fasfaktor

Reduktionskoefficienten för rotorlindningens motstånd mot statorlindningen

Aktivt motstånd hos rotorlindningen vid 20 0C, reducerat till statorlindningen

Aktivt motstånd för rotorlindningen vid 20 0C, reducerat till statorlindningen i relativa enheter

Rotorstångsström för driftläge

(5.23)

Läckagekonduktansfaktor för oval stängd rotorslits

(5.24)

Antal rotorslitsar per pol och fas

(5.25)

Vi accepterar rotorns d(Figur 9-17).

Konduktivitet för differentialspridning

(5.26)

Spridningskonduktanskoefficient för gjutna burkorta ringar

Relativ avfasning av rotorslitsarna, i bråkdelar av rotorns tanddelning

(5.28)

Fasläckagekonduktansfaktor

Induktivt motstånd hos rotorlindningen

Induktivt motstånd hos rotorlindningen, reducerat till statorlindningen

Induktivt motstånd hos rotorlindningen, reducerat till statorlindningen, i relativa enheter

(5.32)

Kontrollera om definitionen är korrekt

(5.33)

Villkoret måste vara uppfyllt. Detta villkor är uppfyllt.

5.3 Lindningsresistans för den konverterade motorekvivalentkretsen

Statorförlustfaktor

Statorresistansfaktor

var är koefficienten (, sidan 72).

Konverterade lindningsmotstånd

Omräkning av magnetkretsen krävs inte, eftersom och .

6. Tomgång och klassad

1 Viloläge

Som , i ytterligare beräkningar kommer vi att acceptera .

Den reaktiva komponenten av statorströmmen under synkron rotation

Elektriska förluster i statorlindningen vid synkron rotation

Uppskattad stålvikt av statortänder med trapetsformade spår

Magnetiska förluster i statortänder

Statorbakstålvikt

Magnetiska förluster på baksidan av statorn

Totala magnetiska förluster i statorkärnan, inklusive ytterligare förluster i stål

(6.7)

Mekaniska förluster med kapslingsgrad IP44, kylmetod IC0141

(6.8)

där vid 2p=8

Den aktiva komponenten av nuvarande x.x.

Ström utan belastning

Effektfaktor vid x.x.

6.2 Beräkning av parametrarna för den nominella tullen

Kortslutning aktivt motstånd

Induktiv reaktans kortslutning

Kortslutningsimpedans

Ytterligare förluster vid märklast

Motorisk mekanisk kraft

Motsvarande kretsresistans

(6.17)

Ekvivalent kretsimpedans

Kontrollera korrektheten av beräkningar och

(6.19)

Glida

Aktiv komponent av statorströmmen under synkron rotation

Rotorström

Aktiv komponent av statorström

(6.23)

Reaktiv komponent av statorström

(6.24)

Fasstatorström

Effektfaktor

Strömtäthet i statorlindningen

(6.28)

var är lindningsfaktorn för en ekorrburrotor (, sidan 171).

Ström i ekorrburens rotor

Strömtäthet i staven på en ekorrburrotor

Kortslutning ström

Elektriska förluster i statorlindningen

Elektriska förluster i rotorlindningen

Totala förluster i elmotorn

Ingångseffekt:

Effektivitet

(6.37)

Strömingång: (6,38)

Ineffekten beräknad med formlerna (6.36) och (6.38) måste vara lika med varandra, upp till avrundning. Detta villkor är uppfyllt.

Uteffekt

Uteffekten måste motsvara den uteffekt som anges i referensvillkoren. Detta villkor är uppfyllt.

7. Cirkeldiagram och resultatdata

1 Cirkeldiagram

nuvarande skala

var - arbetscirkelns diameterområde (sidan 175).

Acceptera .

Arbetscirkelns diameter

(7.2)

effektskala

Reaktiv strömsegmentlängd

Aktiv aktuell segmentlängd

Staplar på diagrammet

(7.7)

(7.8)

7.2 Prestandadata

Vi beräknar prestandaegenskaperna i form av tabell 1.

Tabell 1 - Prestanda för en asynkronmotor

Betingelser konvoj	Levererade kraft i bråkdelar
cos0.080.500.710.800.830.85
P, W1564.75172520622591.53341.74358.4
, %13,5486,8891,6492,8893,0892,80

8. Maximalt moment

Variabel del av statorfaktorn med ett trapetsformigt halvslutet spår

Mättnadsberoende statorläckagekonduktanskomponent

Variabel del av rotorfaktorn med ovala slutna slitsar

(8.3)

Mättnadsberoende rotorläckagekonduktanskomponent

Rotorström som motsvarar maximalt vridmoment (9-322)

(8.7)

Ekvivalent kretsimpedans vid maximalt vridmoment

Det totala motståndet för den ekvivalenta kretsen vid en oändligt stor slirning

Ekvivalent motstånd för motsvarande krets vid maximalt vridmoment

Mångfald av maximalt vridmoment

Slir med maximalt vridmoment

(8.12)

9. Initial startström och initialt startmoment

1 Aktiva och induktiva resistanser som motsvarar startläget

Rotorhållarens höjd

Minskad rotorstångshöjd

Vi accepterar koefficienten (, figur 9-23).

Uppskattat djup för penetration av ström in i staven

Bredden på staven vid det beräknade djupet av strömpenetration in i staven

(9.4)

Stångens tvärsnittsarea vid det beräknade ströminträngningsdjupet

(9.5)

nuvarande förskjutningsförhållande

Aktivt motstånd för burstången vid 20 0C för startläget

Rotorlindningens aktiva motstånd vid 20 0C, reducerat till statorlindningen, för startläget

Vi accepterar koefficienten (, figur 9-23).

Konduktivitetskoefficient för läckage av rotorslitsen vid uppstart för en oval stängd slits

Konduktivitetskoefficient för läckage av rotorlindningen vid uppstart

Motorläckageinduktans beror på mättnad

Motorläckageinduktans oberoende av mättnad

(9.12)

Kortslutning aktivt motstånd vid start

9.2 Initial startström och vridmoment

Rotorström vid motorstart

Ekvivalent kretsimpedans vid uppstart (med hänsyn till effekterna av strömförskjutning och mättnad av strövägar)

Induktiv reaktans för motsvarande krets vid start

Aktiv komponent av statorströmmen vid uppstart

(9.17)

Den reaktiva komponenten av statorströmmen vid uppstart

(9.18)

Fasstatorström vid start

Mångfald av initial startström

(9.20)

Rotorns aktiva motstånd vid start, reducerat till statorn, vid beräknad drifttemperatur och L-formad ekvivalent krets

(9.21)

Mångfalden av det initiala startmomentet

10. Termiska och ventilationsberäkningar

1 Statorlindning

Förluster i statorlindningen vid högsta tillåtna temperatur

var är koefficienten (, sidan 76).

Villkorlig inre kylyta av den aktiva delen av statorn

Luftflödet som kan tillhandahållas av en utomhusfläkt måste överstiga det erforderliga luftflödet. Detta villkor är uppfyllt.

Lufttryck utvecklat av en utomhusfläkt

Slutsats

I detta kursprojekt designades en asynkron elmotor av huvudkonstruktionen, med en rotationsaxelhöjd h = 250 mm, kapslingsgrad IP44, med en ekorrburrotor. Som ett resultat av beräkningen erhölls huvudindikatorerna för en motor med en given effekt P och cos, som uppfyller det högsta tillåtna värdet för GOST.

Den designade asynkrona elmotorn uppfyller kraven för GOST både vad gäller energiindikatorer (effektivitet och cosφ) och när det gäller startegenskaper.

Motortyp Effekt, kW Rotationsaxelhöjd, mm Vikt, kg Varvtal, rpm Verkningsgrad, % Effektfaktor, tröghetsmoment,

2. Kravchik A.E. et al. Serie 4A asynkronmotor, handbok. - M.: Energoatomizdat, 1982. - 504 sid.

3. Design av elektriska maskiner: lärobok. för elektromekanik. Och el. specialiteter vid universitet / I. P. Kopylov [och andra]; ed. I.P. Kopylova. - Ed. 4:e, reviderad. och ytterligare - M.: Högre. skola, 2011. - 306 sid.

Bilaga. Utarbeta en specifikation

			Beteckning	namn		Notera
				Dokumentation
			1.096.00.000.PZ	Förklarande anteckning
			1.096.00.000.CH	Monteringsritning
				Statorlindning
				Rotorlindning
				Statorkärna
				Rotorkärna
				uttagslåda
				Rym. Bult
				Jordbult
				Fläkt
				Skyddsfläkt
				Lager

Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan

Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.

Värd på http://www.allbest.ru

Introduktion

En modern elektrisk drivning är ett komplex av enheter och enheter utformade för att kontrollera och reglera de fysiska och effektindikatorerna för en elmotor. Den vanligaste elmotorn som används inom industrin är asynkronmotorn. Med utvecklingen av kraftelektronik och utvecklingen av nya kraftfulla styrsystem för induktionsmotorer är en elektrisk drivning baserad på en induktionsmotor och frekvensomriktare det bästa valet för att styra olika tekniska processer. Den asynkrona elektriska drivningen har de bästa tekniska och ekonomiska indikatorerna, och utvecklingen av nya energibesparande motorer gör det möjligt att skapa energieffektiva elektriska drivsystem.

Asynkron elmotor, elektrisk asynkronmaskin för omvandling av elektrisk energi till mekanisk energi. Funktionsprincipen för en asynkron elektrisk motor är baserad på interaktionen av ett roterande magnetfält som uppstår när en trefas växelström passerar genom statorlindningarna, med en ström som induceras av statorfältet i rotorlindningarna. Som ett resultat uppstår mekaniska krafter som gör att rotorn roterar i magnetfältets rotationsriktning, förutsatt att rotorhastigheten n är mindre än fälthastigheten n1. Således roterar rotorn asynkront med avseende på fältet.

Syftet med kursarbetet är konstruktion av en asynkronmotor. Med hjälp av denna design studerar vi egenskaperna och egenskaperna hos denna motor, vi studerar också egenskaperna hos dessa motorer. Detta arbete är en integrerad del av kursen för att studera elektriska maskiner.

1. Motormagnetkrets. Mått, konfiguration, material

1.1 Huvudmått

1. Höjden på asynkronmotorns rotationsaxel:

För Рн =75 kW, n1=750 rpm

h=280 mm, 2p=8.

2. Den yttre diametern på kärnan DH1 med en standardhöjd på rotationsaxeln h=280 mm. Under dessa förhållanden DH1=520 mm.

3. För att bestämma innerdiametern på statorkärnan D1 använder vi förhållandet D1=f(DH1) som anges i Tabell 9-3. För DH1=520 mm;

Dl=0,72 DH1-3;

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

4. Hitta medelvärdet kH=f(P2) för asynkronmotorer

För pH=75 kW; 2p=8;

5. För ekorrburmotorer med skyddsklass IP44, preliminära värden.

För pH=75 kW

6. För motorer med en ekorrburrotor med skyddsklass IP44 tar vi värdet av cos enligt figur 9-3 och med 2р = 8

7. Uppskattad effekt P? för AC-motorer:

där - effektivitet; cos - effektfaktor vid nominell belastning;

8. Hitta den linjära belastningen för statorlindningen A1

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

9. Hitta det maximala värdet för magnetisk induktion i luftgapet B

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

10. För att bestämma längden på statorkärnan, låt oss ställa in det preliminära värdet för lindningskoefficienten kob1, till 2р=8

11. Hitta den beräknade längden på kärnan l1

l1=366,7+125=426,7

12. Strukturell längd av statorkärnan l1 avrundas uppåt till närmaste multipel av 5:

13. Förhållande

425 / 371,4 = 1,149

14. Hitta 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 Statorkärna

Kärnan är sammansatt av separata stansade plåtar av elektriskt stål 0,5 mm tjocka, med isolerande beläggningar för att minska förluster i stål från virvelströmmar.

För stål 2312 använder vi lackerad isolering av plåt.

Antal spår per stolpe och fas:

Enligt det valda värdet q1 bestäms antalet slitsar i statorkärnan z1:

där m1 är antalet faser;

z1 = 8 3 3 = 72.

1.3 Rotorkärna

För en given höjd på rotationsaxeln väljer vi stålsorten 2312.

Kärnan är sammansatt av separata stansade plåtar av elektriskt stål med en tjocklek på 0,5 mm.

För kärnan accepterar vi samma plåtisolering som för statorn - lackering.

Fyllningsfaktorn för stål tas lika med

Storleken på luftgapet mellan statorn och rotorn accepteras.

Med h = 280 mm och 2p = 8;

Spårfas ck (ingen fasad spår)

Rotorkärnan ytterdiameter DH2:

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

För rotationshöjd h 71 mm innerdiameter för rotorplåtar D2:

D2 0,23 520 = 119,6 mm.

För att förbättra kylningen, minska rotorns massa och dynamiska tröghetsmoment, finns runda axiella ventilationskanaler i rotorkärnorna med h250:

Rotorkärnlängd l2 vid h>250 mm.

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

Antalet slitsar i kärnan för en motor med en ekorrburrotor vid z1=72 och 2р=8

2. Statorlindning

2.1 Parametrar som är gemensamma för alla lindningar

För vår motor accepterar vi en flersektions tvålagers koncentrisk lindning gjord av tråd av märket PETV (värmemotståndsklass B), placerad i rektangulära halvöppna spår.

Typiskt görs statorlindningen sexzon; varje zon är lika med 60 elektriska grader. Med en sexzonslindning, fördelningskoefficienten kP1

kRl = 0,5/(qlsin(b/20));

kР1 = 0,5/(3 sin(10)) = 0,95.

Förkortningen av steg 1 tas lika med

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

Dubbelskiktslindning utförs med en förkortad tonhöjd yP1

yP1 = 1 zl/2p;

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

Förkortningsfaktor ky1

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

Lindningskoefficient kOB1

kOBl = kPl ky1;

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

Preliminärt värde för det magnetiska flödet Ф

F \u003d B D1l1 10-6 / p;

Ф = 0,689 371,4 42510-6/4 = 0,027 Wb.

Preliminärt antal varv i faslindningen? 1

1 = knUl/(222 kOBl(fl/50) F);

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

Antalet parallella grenar av statorlindningen a1 väljs som en av divisorerna för antalet poler a1 = 1.

Preliminärt antal effektiva ledare i spåret NP1

NP1 = 1а1(рql);

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

Värdet på NP1 accepteras genom att avrunda NP1 till närmaste heltalsvärde

Genom att välja ett heltal anger vi värdet 1

1 = NП1рq1а1;

1 = 4 4 3/1 = 72.

Värdet på det magnetiska flödet Ф

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

Induktionsvärde för luftgap B

B = B? 1/ ? 1;

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

Preliminärt värde för märkfasströmmen I1

I1 = Рн 103/(3U1cos);

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

Al = 10NplzlI1(D1a1);

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

Medelvärdet för den magnetiska induktionen på baksidan av statorn BC1

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

BC1 = 1,5 T.

Tanddelning enligt statorns t1 innerdiameter

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

2.2 Statorlindning med rektangulära halvslutna spår

Vi accepterar det preliminära värdet för den magnetiska induktionen vid statortandens smalaste punkt

31max = 1,8 T

Tanddelning av statorn på det smalaste stället

Preliminär tandbredd på den smalaste punkten

Preliminär bredd på det halvöppna och öppna spåret i formen

Spårbredd på halvöppet spår

Tillåten bredd på en effektiv ledare med svarvad isolering

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

Antal effektiva ledare efter spårhöjd

Preliminär höjd på statorns baksida

Ф 106?(2 kc 11 Вc1);

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

Förspårshöjd

= [(DHl-Dl)/2]-h cl;

\u003d \u003d [(520-371.4) / 2] -22.3 \u003d 53 mm.

Tillåten höjd på den effektiva ledaren med spoleisolering

Effektivt ledarområde

Preliminärt antal elementära ledare

Antalet elementära ledare i en effektiv

Preliminärt antal elementära ledare i en effektiv

Öka till 4

Storleken på den elementära elementära ledaren längs spårets höjd

Slutligt antal elementära ledare

Mindre och större storlekar av bar tråd

Spårhöjd Dimension

Storlek efter bredden på skåran i stämpeln

Spårhöjd

= [(DHl-Dl)/2]-h cl;

\u003d \u003d [(520-371.4) / 2] -18.3 \u003d 56 mm.

Förfinad tandbredd på den smalaste punkten

Förfinad magnetisk induktion i den smalaste delen av statortanden

Strömtäthet i statorlindningen J1

Jl = I1(cSal);

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

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

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

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

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

Genomsnittlig tanddelning av statorn tСР1

tСР1 = (D1 + hП1)/zl;

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

Genomsnittlig statorspolebredd bCP1

bSR1 = tSR1 uP1;

bСР1 = 18,6 7,2 = 133,6 mm.

Medellängden av frontdelen av lindningen ll1

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

Genomsnittlig lindningslängd lcp1

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

Längden på överhänget av den främre delen av lindningen lv1

3. Slingning av ekorrbur

asynkron magnetisk statorfas

Låt oss använda en rotorlindning med flaskspår, eftersom h = 280 mm.

Spårhöjd från fig. 9-12 är lika med hp2 = 40 mm.

Uppskattad höjd på rotorns baksida hc2 vid 2р=8 och h = 280 mm

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

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

Magnetisk induktion på baksidan av rotorn Vs2

Sun2 = < 106 / (2 kc 12 hc2);

Sol2 = 0,028 106 / (2 0,95 430 73,8) = 0,464 T

Tanddelning enligt ytterdiametern på rotorn t2

t2 = рDн2/z2 = р 369,8/86 = 13,4 mm.

Magnetisk induktion i tänderna på rotorn Vz2.

Int2 = 1,9 T.

Litteratur

1. Goldberg O.D., Gurin Ya.S., Sviridenko I.S. Design av elektriska maskiner. - M.: Högre skola, 1984. - 431s.

Hosted på Allbest.ru

...

Liknande dokument

Dimensionering och val av elektromagnetiska belastningar av en induktionsmotor. Val av spår och typ av statorlindning. Beräkning av lindningen och dimensionerna för statorns tandzon. Beräkning av en ekorrburrotor och magnetisk krets. Förlust av ström vid tomgång.

terminsuppsats, tillagd 2012-10-09


4A100L4UZ serie DC-motordata. Val av huvuddimensioner för en ekorrburinduktionsmotor. Beräkning av tandzonen och statorlindningen, konfigurationen av dess slitsar. Val av luftgap. Beräkning av rotorn och magnetkretsen.

terminsuppsats, tillagd 2012-06-09


Beräkning av prestandaegenskaperna för en asynkronmotor med en ekorrburrotor. Bestämning av antalet statorslitsar, varv i lindningsfasen av statorlindningens trådsektion. Beräkning av dimensionerna på statorns tandzon och luftgapet. Beräkningar av de huvudsakliga förlusterna.

terminsuppsats, tillagd 2011-10-01


Beräkning av stator, rotor, magnetkrets och förluster av en induktionsmotor. Bestämning av driftslägesparametrar och startegenskaper. Termisk, ventilation och mekanisk beräkning av en asynkronmotor. Testar skaftet för styvhet och styrka.

terminsuppsats, tillagd 2012-10-10


Valet av asynkronmotorns huvuddimensioner. Bestämning av dimensionerna på statorns tandzon. Beräkning av rotorn, magnetisk krets, driftslägesparametrar, driftförluster. Beräkning och konstruktion av startegenskaper. Termisk beräkning av en asynkronmotor.

terminsuppsats, tillagd 2014-09-27


Bestämning av tillåtna elektromagnetiska belastningar och val av motorns huvuddimensioner. Beräkning av tomgångsström, lindningsparametrar och statortandzon. Beräkning av den magnetiska kretsen. Bestämning av parametrar och egenskaper för små och stora glider.

terminsuppsats, tillagd 2015-11-12


Isolering av statorlindningen och ekorrburens rotor. Aktiva och induktiva lindningsmotstånd. Vindmotstånd hos en ekorrburrotor med ovala slutna slitsar. Beräkning av parametrarna för det nominella driftsättet för en asynkronmotor.

terminsuppsats, tillagd 2011-12-15


Beräkning av tvärsnittsarean för statorlindningen, storleken på dess tandzon, luftgap, rotor, magnetisk krets, driftslägesparametrar, förluster, startegenskaper för att designa en trefas asynkronmotor.

terminsuppsats, tillagd 2010-04-09


Konstruktion av expanderade och radiella kretsar av statorlindningar, bestämning av kortslutningsströmvektorn. Konstruktion av ett cirkulärt diagram av en induktionsmotor. Analytisk beräkning enligt motsvarande krets. Konstruktion av prestandaegenskaper hos en asynkronmotor.

test, tillagt 2014-05-20


Bestämning av tomgångsström, stator- och rotorresistanser för en asynkronmotor. Beräkning och konstruktion av den elektriska drivenhetens mekaniska och elektromekaniska egenskaper, vilket ger lagarna för att reglera frekvensen och spänningen hos statorlindningen.