150647 (621310), страница 2

Файл №621310 150647 (Проектирование асинхронного двигателя) 2 страница150647 (621310) страница 22016-07-302016-07-30СтудИзба

Проектирование асинхронного двигателя

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Регистрация/авторизация

Текст из файла (страница 2)

, (43)

мм

3.10 Уточняем ширину зубцов ротора

, (44)

мм

, (45)

мм;

мм.

где полная высота паза, мм;

(46)

мм

3.11 Площадь поперечного сечения стержня , мм²

(47) мм²

Плотность тока в стержне , А/м

(48)

А/м

Результирующая плотность тока получилась на 6,4% меньше предварительно заявленной в п. 3.1.8, что является допустимым отношением

Рисунок 2 – Трапецеидальный паз короткозамкнутого ротора полузакрытого типа

3.12 Площадь поперечного сечения короткозамыкающих колец , мм²

, (49)

где - ток в короткозамыкающем кольце, А;

- плотность тока в короткозамыкающем кольце, А/м²;

, (50)

Откуда

(51)

А.

₍₅₂₎

А/м²

3.13 Размеры короткозамыкающих колец

, (53)

мм

3.14 Ширина замыкающих колец ,

(54)

мм

(55)

мм²

3.15 Средний диаметр замыкающих колец , м

, (56)

мм

4. РАСЧЁТ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ

Магнитопровод из стали 2013, толщина листа 0,5 мм

4.1 Магнитное напряжение воздушного зазора , А

, (57)

где - коэффициент воздушного зазора,

(58)

(60)

А.

4.2 Магнитное напряжение зубцовой зоны статора , А

, (61)

где мм;

Расчетная индукция в зубцах , Тл

(62)

Тл

где >1,8 Тл., необходимо учесть ответвление потока в паз и найти действительную индукцию в зубце . Коэффициент по высоте

А.

Действительная индукция , Тл

, (63)

где - коэффициент, определяющий отношение площадей поперечных сечений паза и зубца;

(64)

, (65)

Принимаем Тл, проверяем соотношение и : ; где для Тл по табл. П1.7 А/м

4.3 Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора , А

; (66)

А.

При зубцах по рис. 9.40, б из табл. 9.20 мм; индукция в зубце

; (66)

Тл.

По табл. П.1.7 для Тл находим А/м

4.4 Коэффициент насыщения зубцовой зоны

(67)

4.5 Магнитное напряжение ярма статора

, (68)

Где

; (69)

м;

; (70)

м;

А;

; (71)

Тл.

При отсутствии радиальных вентиляционных каналов в статоре м), для Тл по табл. П1.6 находим А/м

4.6 Магнитное напряжение ярма ротора , А

, (72)

Где

; (73)

м;

; (74)

м;

А;

; (75)

Тл,

где для четырехполюсных машин при 0,75 <

; (76)

м,

где для Тл по табл. П1.6 находим А/м.

4.7 Магнитное напряжение на пару полюсов , А

, (77)

А.

4.8 Коэффициент насыщения магнитной цепи

(78),

4.9 Намагничивающий ток , А

, (79)

Относительное значение

; (80)

; 0,2< <0,3.

5. ПАРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО РЕЖИМА

5.1 Активное сопротивление обмотки статора

, (81)

где для класса нагревостайкости изоляции расчетная температура С; для медных проводников Ом·м); площадь поперечного сечения эффективного проводника, м²; L₁ – общая длина эффективных проводников фазы обмотки, м;

Ом.

Длина проводников фазы обмотки

; (82)

м;

; (83)

м;

, (84)

где м; по табл. 9.23 ;

м;

; (85)

м.

Длина вылета лобовой части катушки

, (86)

где по табл. 9.23

мм.

Относительное значение

; (87)

5.2 Активное сопротивление фазы алюминиевой обмотки ротора

; (88)

Ом;

, (89)

где ;

где Ом·м удельное сопротивление алюминия;

Ом;

; (90)

Ом;

Приводим к числу витков обмотки статора

, (91)

где ;

Ом;

Относительное значение

; (92)

5.3 Индутивное сопротивление фазы обмотки статора

; (93)

Ом,

Где

, (94)

₍₉₅₎

мм

₍₉₆₎

мм;

, так как проводники закреплены пазовой крышкой; ; ; м;

;

; (97)

;

; (98)

; (99)

;

Относительное значение

; (100)

5.4 Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора

, (101)

где

; (102)

; (103)

мм;

мм; мм; мм; мм; мм²;

;

; (104)

;

; (105)

; (106) ; (107)

;

Ом

так как при закрытых пазах .

Приводим к числу витков статора

; (108)

Ом.

Относительное значение

(109)

6. РАСЧЁТ ПОТЕРЬ

6.1 Потери в стали основные.

, (110)

где [ для стали 2013 по табл. 9.28]

; (111)

кг;

; (112)

кг;

;

Вт.

6.2 Поверхностные потери в роторе.

, (113)

Где

; (114)

Вт/м²;

; ; (115)

Тл;

Для

;

Вт.

6.3 Пульсационные потери в зубцах ротора.

, (116)

Где

; (117)

Тл;

Тл; ;

; (118)

кг;

;

Вт.

6.4 Сумма добавочных потерь в стали

, (119)

где ;

Вт.

6.5 Полные потери в стали

; (120)

Вт.

6.6 Механические потери

; (121)

Вт.

6.7 Холостой ход двигателя

, (122)

где ; (123)

; (124)

Вт;

А;

; (125)

7. РАСЧЁТ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ

7.1 Параметры:

Сопротивление , Ом

(126)

Ом

Сопротивление , Ом

(127)

Ом

(128)

(129)

Активная составляющая тока синхронного холостого тока , А

(130)

(131)

Ом

(132)

Ом

Потери, не изменяющиеся при изменении скольжения , кВт

кВт

7.2 Рассчитываем рабочие характеристики для различных скольжений s = 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,025; 0,03. Результаты расчета сведены в таблицу 1.

Данные спроектированного двигателя:

Графики рабочих характеристик спроектированного двигателя с короткозамкнутым ротором изображены на рисунках 3, 4, 5, .

Таблица 1 – Рабочие характеристики асинхронного двигателя

№ п/п	Расчётная формула	Размерность	Скольжение s								sном
№ п/п	Расчётная формула	Размерность	0,005	0,01	0,015	0,02	0,025	0,03	0,035	0,024
1	а`r`2/s	Ом	39,10	19,55	13,03	9,77	7,82	6,52	5,59	8,15
2	R	Ом	39,46	19,91	13,40	10,14	8,18	6,88	5,95	8,51
3	X	Ом	1,65	1,65	1,65	1,65	1,65	1,65	1,65	1,65
4	Z	Ом	39,50	19,98	13,50	10,27	8,35	7,08	6,17	8,67
5	I2"	А	5,57	11,01	16,30	21,42	26,35	31,09	35,63	25,38
6	cosф2'		0,999	0,997	0,993	0,987	0,980	0,972	0,964	0,982
7	sinф2'		0,042	0,083	0,122	0,161	0,198	0,233	0,267	0,190
8	I1a	А	6,09	11,49	16,70	21,66	26,35	30,76	34,86	25,44
9	I1p	А	8,14	8,82	9,90	11,35	13,12	15,16	17,43	12,74
10	I1	А	10,17	14,49	19,41	24,45	29,44	34,29	38,97	28,45
11	I2'	А	5,71	11,29	16,71	21,95	27,01	31,87	36,52	26,02
12	P1	кВт	4,02	7,59	11,02	14,30	17,39	20,30	23,01	16,79
13	Pэ1	кВт	0,110	0,224	0,401	0,637	0,923	1,252	1,618	0,862
14	Pэ2	кВт	0,018	0,071	0,156	0,269	0,407	0,567	0,744	0,378
15	Рдоб	кВт	0,020	0,038	0,055	0,071	0,087	0,101	0,115	0,084
16	ΣР	кВт	0,638	0,823	1,102	1,467	1,907	2,411	2,967	1,814
17	Р2	кВт	3,38	6,76	9,92	12,83	15,49	17,89	20,04	14,98
18	η		0,841	0,892	0,900	0,897	0,890	0,881	0,871	0,892
19	cosф		0,599	0,793	0,860	0,886	0,895	0,897	0,894	0,894

Рисунок 3 – Зависимость

Рисунок 4 – Зависимость

Рисунок 5 – Зависимость

8. РАСЧЕТ ПУСКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ

8.1 Расчет токов с учетом влияния изменения параметров под влиянием эффектавытеснения тока (без учета влияния насыщения от полей рассеяния)

Произведём подробный расчёт пусковых характеристик для . Данные расчёта остальных точек представлены в таблице 2.

Данные спроектированного двигателя:

Активное сопротивление обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока , Ом

(133)

Высота стержня в пазу , м

(134)

мм м

Приведённая высота стержня

(135)

Если находим по рис 9.57 (стр.428 )

Глубина проникновения тока , мм

(136)

мм

Коэффициент

(137)

где площадь сечения, мм²

(138)

(139)

мм

мм²

Коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора под влиянием эффекта вытеснения тока

, (140)

где для роторов без радиальных вентиляционных каналов с литой обмоткой Ом;

Ом

Индуктивное сопротивление обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока , Ом

, (141)

где коэффициент изменения индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока;

Согласно тому, что , тогда , рис. 9.58 (стр. 428);

, (142)

где коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния с учётом эффекта вытеснения тока;

, (143)

Где

, (144)

Ом

Пусковые параметры.

Индуктивное сопротивление взаимной индукции , Ом

(145)

Ом

Коэффициент

(146)

Расчёт токов с учётом влияния эффекта вытеснения тока и , А

(147)

, (148)

Сопротивление , Ом

, (149)

Ом

Сопротивление , Ом

(150)

Ом

Ток в обмотке ротора , А

Таблица 2 – Расчет токов в пусковом режиме асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом влияния эффекта вытеснения тока

№	Расчетная формула	Размер-ность	Скольжение
№	Расчетная формула	Размер-ность	1	0,8	0,5	0,2	0,1
1		-	1,81	1,63	1,28	0,81	0,57	-
2		-	0,66	0,45	0,19	0,04	0,01	-
3		мм	17,2	19,7	23,9	28,5	28,5	28,5
4		-	1,46	1,3	1,12	1	1	1
5		-	1,32	1,21	1,08	1	1	1
6		Ом	0,246	0,225	0,2	0,186	0,186	0,186
7		-	0,81	0,86	0,93	0,97	0,99	0,98
8		-	2,33	2,4	2,49	2,54	2,57	2,55
9		-	0,95	0,97	0,98	0,99	1	1
10		Ом	0,866	0,885	0,894	0,903	0,912	0,908
11		Ом	0,605	0,641	0,762	1,3	2,25	1,7
12		Ом	1,55	1,57	1,58	1,59	1,6	1,6
13		А	132,2	129,7	125,4	107,1	79,7	94,2
14		А	135,1	132,6	128,2	109,6	81,7	96,8

8.2 Расчёт пусковых характеристик с учётом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния

Произведём подробный расчёт пусковых характеристик для . Данные расчёта остальных точек представлены в таблице 3.

Индуктивные сопротивления обмоток.

Фиктивная индукция потока рассеяния в воздушном зазоре , Тл

, (151)

где средняя МДС обмотки, отнесённая к одному пазу обмотки статора, А;

рассчитываемый коэффициент;

, (152)

где коэффициент насыщения, ;

ток статора, без учёта насыщения, А;

число параллельных ветвей обмотки статора;

число эффективных проводников в пазу статора;

коэффициент, учитывающий уменьшение МДС паза, ;

коэффициент укорочения шага обмотки, ;

(153)

Тл

При Тл, по рис. 9.61 (стр. 432 )

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учётом влияния насыщения для открытого паза

, (154)

где уменьшение коэффициента проводимости для полуоткрытых пазов статора;

, (155)

где значение дополнительного эквивалентного раскрытия пазов статора;

(156)

(157)

мм

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учётом влияния насыщения

(158)

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учётом влияния насыщения , Ом

(159)

Ом

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора с учётом влияния насыщения и вытеснения тока

, (160)

где уменьшение коэффициента проводимости для открытых и полуоткрытых пазов ротора;

, (161)

где высота для закрытых пазов ротора, мм;

(162)

мм

значение дополнительного эквивалентного раскрытия пазов ротора;

(163)

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора с учётом влияния насыщения

, (164)

Приведённое индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения , Ом

(165)

Ом

Коэффициент насыщения

, (166)

где индуктивное сопротивление взаимной индукции, Ом

(167)

Ом

Расчёт токов и моментов.

Сопротивление , Ом

(168)

Ом

Индуктивное сопротивление , Ом

(169)

Ом

Ток в обмотке ротора , А

(170) А

Ток насыщения , А

(171)

Коэффициент насыщения

Кратность пускового тока

, (172)

Кратность пускового момента

, (173)

Критическое скольжение

, (174)

Таблица 3 – Расчет токов в пусковом режиме асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния

№ п/п	Расчетная формула		Скольжение
№ п/п	Расчетная формула		1	0,8	0,5	0,2	0,1	0,14
1		-	1,35	1,30	1,20	1,10	1,05	1,08
2		А	3668	3467	3094	2422	1725	2102
3		Тл	4,69	4,43	3,95	3,1	2,21	2,69
4		-	0,5	0,53	0,61	0,72	0,84	0,79
5		мм	4,2	3,95	3,28	2,35	1,34	1,76
6		-	1,17	1,18	1,2	1,25	1,31	1,28
7		-	0,87	0,92	1,06	1,25	1,46	1,37
8		Ом	0,505	0,514	0,538	0,574	0,615	0,597
9		-	1,013	1,013	1,014	1,014	1,016	1,015
10		мм	6,85	6,44	5,34	3,84	2,19	2,88
11		-	1,78	1,86	1,96	2,06	2,17	2,11
12		-	1,05	1,11	1,27	1,5	1,76	1,65
13		Ом	0,593	0,617	0,662	0,72	0,787	0,754
14		Ом	0,6	0,64	0,76	1,3	2,24	1,7
15		Ом	1,11	1,14	1,21	1,3	1,41	1,36
16		А	174,4	168,3	153,9	119,7	83,1	101,1
17		А	177	170,9	156,4	122	84,6	103,1
18		-	1,31	1,29	1,22	1,11	1,04	1,07
19		-	6,2	6,0	5,5	4,3	3,0	3,6
20		-	1,43	1,52	1,82	2,54	2,45	2,59

Графики пусковых характеристик спроектированного двигателя с короткозамкнутым ротором изображены на рисунке 6 и рисунке 7.

Рисунок 6 – Зависимость

Рисунок 7 – Зависимость

Спроектированный асинхронный двигатель удовлетворяет требованиям ГОСТ как по энергетическим показателям (КПД и ), так и по пусковым характеристикам.

9. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ

Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя , ⁰С

, (175)

где коэффициент, учитывающий, что часть потерь в сердечнике статора и в пазовой части обмотки передаётся через станину непосредственно в окружающую среду, по табл. 9.35 (стр. 450);

коэффициент теплоотдачи с поверхности. по рис. 9.67 б (стр. 450);

- электрические потери в обмотке статора в пазовой области, Вт;

, (176)

где Вт по таблице 1;

коэффициент увеличения потерь, ;

Вт

Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки , ⁰С

, (177)

расчётный периметр поперечного сечения паза статора, равный для полузакрытых трапецеидальных пазов;

средняя эквивалентная теплопроводность пазовой изоляции; для класса нагревостойкости ;

среднее значение коэффициента теплопроводности внутренней изоляции, по рис. 9.69 (стр. 453 );

, (178)

, тогда по рис. 9.69 (стр. 453[1])

Перепад температуры в толщине изоляции лобовых частей , ⁰С

, (179)

где - электрические потери в обмотке статора в пазовой области, Вт; периметр условной поверхности охлаждения лобовой части одной катушки, м, м; односторонняя толщина изоляции лобовой части катушки, мм, мм, по таблице гл. 3;

, (180)

Вт

Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри двигателя , ⁰С

(181)

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри двигателя , ⁰С

(182)

Превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой окружающей среды , ⁰С

, (183)

где сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя, Вт;

коэффициент подогрева воздуха, Вт/м²∙⁰С, по рис. 9.67, б (стр. 450 ); эквивалентная поверхность охлаждения корпуса, м²;

, (184)

, (185)

где Вт по табл. 1 для ;

Вт

, (186)

где условный периметр поперечного сечения рёбер корпуса двигателя, м, по рис 9.70 (стр. 453);

м²

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды , ⁰С

, (187)

Проверка условий охлаждения двигателя

Требуемый для охлаждения расход воздуха , м³/с

, (188)

где коэффициент, учитывающий изменение условий охлаждения по длине поверхности корпуса;

, (189)

где коэффициент при мм;

м³/с

Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором , м³/с

, (190)

м³/с

Выполняется условие .

Нагрев частей двигателя находится в допустимых пределах. Вентилятор обеспечивает необходимый расход воздуха

Вывод: спроектированный двигатель отвечает поставленным в техническом задании требованиям.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Копылов, И.П. Проектирование электрических машин [Текст]: Учеб. пособие для вузов / И.П.Копылов, Б.К.Клоков, В.П Морозкин, Б.Ф. Токарев; Под ред. И.П.Копылова. – 3-е изд., испр. и доп. – М.:Высш. шк., 2002. – 757 с.

2. Кацман, М.М. Электрические машины [Текст]: Учеб. для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования / М.М. Кацман. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский центр "Академия", 2003. – 496 с.

Характеристики

Тип файла

Документ

Размер

14,87 Mb

Материал

Проектирование асинхронного двигателя

Тип материала

Курсовая работа

Предмет

Физика

Учебное заведение

Неизвестно

Список файлов курсовой работы

proektirovanie-asinhronnogo-dvigatelya-1469881204-150647.zip

150647.rtf

Поделитесь ссылкой:

Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.

Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.

Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.

Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.

Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.

Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.

Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.

Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.

Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.

Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.

Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.

Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.