Учебная работа. Расчет асинхронного двигателя

Учебная работа. Расчет асинхронного двигателя

Расчет асинхронного мотора

1. Электромагнитный расчет
1.1 Выбор основных размеров
Число пар полюсов по (1)
*)
где — частота напряжения сети;
n1 — синхронная частота вращения, о/мин;
Высота оси вращения по рис. 3 и таблице П. 2.2, мм
h =160.
Внешний поперечник статора по таблице 3, м,
.
Внутренний поперечник статора по (2), м,
,
где-коэффициент, определяемый по таблице 4;
.
Полюсное деление по (3), м,
.
Расчетная мощность по (5), ВА,
где — номинальная мощность на валу мотора, Вт;
— отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, по рис. 4.
— коэффициент полезного деяния мотора по рис. 5,
— коэффициент мощности по рис. 6,
Линейная перегрузка для мотора со степенью защиты IP44 (за ранее) по рис. 8, А/м,
А=28000.
индукция в воздушном зазоре мотора со степенью защиты IP44 по рис. 8, Тл,
_.
Обмоточный коэффициент для однослойной обмотки (за ранее)
Синхронная угловая скорость мотора, рад/с,
.
Коэффициент формы поля
.
Расчетная длина воздушного зазора по (5), м,
,
где расчетный коэффициент полюсной дуги;
Потому что мм, то круговые вентиляционные каналы не производятся и длина сердечника статора равна расчетной длине воздушного зазора . Потому что мм, то длина сердечника ротора равна величине .
Аспект корректности выбора основных размеров по (7)
1.2 Определение и сечение провода обмотки статора
Число пазов статора (малое) по (8),
где — зубцовое деление статора АД со всыпной обмоткой (наибольшее), по рис. 12, м,
.
Число пазов статора (наибольшее) по (8)
где — зубцовое деление статора АД со всыпной обмоткой (малое), по рис. 12, м,
В согласовании с советами ПРИЛОЖЕНИЯ 1 принимается .
Число пазов на полюс и фазу по (9)
где m — число фаз;
Потому что высота оси вращения не больше 160 мм, в движке может употребляться однослойная обмотка без укорочения шага (). Схема обмотки приводится на рисунке 1.1.
Зубцовое деление статора в согласовании с (8) и (9), м,

Число действенных проводников в пазу для а=1 по (10)
где — номинальный ток обмотки статора по (11), А,
Принимается а=1, тогда по (12)
Принимается uп = 11.
Окончательное число витков в фазе обмотки по (13)
Окончательное индукция в воздушном зазоре совсем по (16), Тл,
Сечение действенных проводников по (17), м2,
где — плотность тока в обмотке статора, по таблице 5, для изоляции класса нагревостойкости В принимается А/мм2.
Сечение действенного проводника наиболее 2,5 мм2, потому действенный проводник разбивается на простые количество простых проводников .
Сечение простого проводника по (18), м2,
где — число простых проводников;
для обмотки статора выбирается обмоточный провод ПЭТВ, размеры нагого и изолированного провода по таблице П. 3.1
; ;
;.
Плотность тока в обмотке статора (совсем) по (17), А/м2,
Плотность тока в обмотке статора находится в рекомендуемых границах.
1.3 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора
Паз статора для проектируемого мотора следует избрать трапециидальной формы в согласовании с рис. 13, а.
Предварительное части , см. рис. 13, м,

Высота клиновой части паза, по (25), м,
,
Размеры паза в «свету» с учетом припуска на сборку по (26, а, б, в), м,
,
,
Высота паза в «свету» без клиновой части по (27) с учетом (25), м,

Площадь корпусной изоляции по (29), м2,
где — односторонняя толщина изоляции по стенам паза, см. таблицу 8, мм;
.
Потому что обмотка однослойная, то площадь прокладок на деньке паза и меж слоями обмотки равна нулю .
Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников по (31) с учетом (28), м2,
Коэффициент наполнения паза по (32),
Эскиз паза статора приводится на рисунке 1.2. Спецификация паза — в таблице 1.1.
1.4 Расчет ротора
Наружный поперечник ротора по (41), м,

где — воздушный зазор по (40, б), м,
,
,
величину следует округлить до обычного значения, с учетом допуска на свободный ход подшипников и технологических допусков, мм,
Зубцовое деление по (47), м,
где — число пазов ротора, по таблице 14 ,
Внутренний поперечник ротора равен поперечнику вала, потому что сердечник конкретно насажен на вал по (68), м,
где — коэффициент для расчета поперечника вала по, таблице (15),
ток в стержне ротора по (42), А,

Таблица 1.1 — Спецификация паза

Позиция

Наименование

Число слоев

Одност. толщина, мм

1

Имидофлекс

1

0,5

2

Имидофлекс

1

0,4

3

ПЭТВ

где — коэффициент воздействия тока намагничивания и сопротивления обмоток на отношение по (43),

,

,

— коэффициент привидения тока по (44),

Для короткозамкнутого ротора выбирается литая дюралевая обмотка без скоса пазов, пазы ротора закрытые (см. рис. 16, б)

Площадь поперечного сечения стержня по (45), м2,

где — плотность тока в стержне ротора, А/м2;

Допустимая ширина зубца по (46), м,

где — допустимая индукция в зубцах ротора по таблице 5,

Тл,

Высота шлица паза, мм,

.

Высота перемычки над пазом, мм,

.

Ширина шлица паза, мм,

.

Большая ширина паза по (48), м,

Наименьшая ширина паза по (49), м,

Расстояние меж осям закруглений по (50), м,

Полная высота паза ротора по (52), м,

Расчетная высота зубца ротора по (53), м,

,

.

Уточненное сечение стержня по (51) м2,

Плотность тока в стержне ротора, в согласовании с (45) А/м2,

Площадь поперечного сечения замыкающих колец короткозамкнутого ротора, по (48) м2,

где — ток в кольце по (62), А,

— плотность тока в замыкающих кольцах, А/м2,

размеры короткозамыкающих колец, м, высота кольца по(65)

;

ширина кольца по (66)

Уточнённое сечение замыкающих колец короткозамкнутого ротора в согласовании с (66), м2,

Средний поперечник короткозамыкающего кольца по (67), м,

количество вентиляционных лопаток принимается равным 17.

1.5 Расчет магнитной цепи и намагничивающего тока
Для магнитопровода статора и ротора выбирается электротехническая сталь 2013 ГОСТ 21427.2-83 шириной листа 0,5 мм.
индукция в зубцах статора, по (76), Тл,

индукция в зубцах ротора, по (80), Тл,
индукция в ярме статора, по (85), Тл,
где — расчетная высота ярма статора по (84), м,
— длина стали сердечника статора, м;
индукция в ярме ротора по (91), Тл,
где — расчетная высота ярма ротора по (92), м,
,
— длина стали сердечника ротора, м;
Магнитное напряжение воздушного зазора по (93), А,
где — величина воздушного зазора, м;
— коэффициент воздушного зазора по (72, 73),
,
,
;
потому что пазы ротора закрытые, то коэффициент воздушного зазора определяется лишь для статора;
Магнитное напряжение зубцовых зон статора по (75), А,
где — расчетная высота зубца статора, м,
,
— напряженность поля в зубцах по таблице П. 4.1, А/м,
.
Магнитное напряжение зубцовых зон ротора по (81), А,
— напряженность поля в зубцах по таблице П. 4.1, А/м,
Коэффициент насыщения зубцовой зоны по (94, б)

ток по (95), А,
Относительное значение намагничивающего тока по (96)
Значение находится в рекомендуемых границах.

2. Термический и вентиляционный расчеты

2.1 Термический расчет
Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха снутри мотора по (204), С,
где — коэффициент, учитывающий теплопередачу от обмотки статора через станину в окружающую среду, определяется по таблице 24,
— электронные утраты в пазовой части обмотки статора по (202), Вт,
коэффициент роста утрат;
коэффициент теплоотдачи с поверхности по рис. 30;
Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора по (205), С,
где расчетный периметр поперечного сечения паза статора по (206), м,
,
— средняя эквивалентная теплопроводимость пазовой изоляции, Вт/(мС);
— среднее температуры по толщине изоляции лобовых частей по (209), С,
где — электронные утраты в лобовой части обмотки статора по (203), Вт,
— периметр условной поверхности остывания лобовой части, м,
— толщина изоляции лобовых соединений, м,
Превышение температуры внешной поверхности изоляции лобовых частей обмотки над температурой воздуха снутри машинки по (210), С,
статор движок асинхронный остывание
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой снутри машинки по (211), С,
Превышение температуры воздуха снутри машинки над температурой окружающей среды по (212), С,
где — сумма утрат, отводимых в воздух снутри машинки по (213, б), Вт,
— сумма утрат в движке при номинальном режиме по (214), Вт,
,
эквивалентная поверхность остывания корпуса по (215, б), м2,
условный периметр поперечного сечения ребер станины по рис. 33,
— коэффициент обогрева воздуха, по рис. 30;
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды по (216), С,
2.2 Вентиляционный расчет
Требуемый расход воздуха для остывания по (219), м3/с,

где коэффициент, учитывающий конфигурации критерий остывания по длине поверхности корпуса, обдуваемого внешним вентилятором по (220),
где — коэффициент, учитывающий систему машинки;
Расход воздуха, обеспечиваемый внешним вентилятором по (221), м3/с,
Условие остывания машинки производится.

Заключение

В значимой мере свойства машинки определяют электромагнитные перегрузки А (А/м) и В (Тл), по этому их подготовительный выбор должен осуществляется в особенности кропотливо.

В спроектированном движке электромагнитные перегрузки соответствуют рекомендуемым значениям. Для обмотки статора была выбрана однослойная обмотка.

Плотность тока, коэффициент наполнения паза входят в рекомендуемые пределы. машинки близки к хорошим.

В целом спроектированный движок и его свойства соответствуют данному классу машин.

Библиографический перечень

Проектирование электронных машин: Учеб. для вузов. — в 2-х книжках:/Копылов И.П., Клоков Б.К., Морозкин В.П., Токарев Б.Ф.; Под ред. Копылова И.П. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 2002.

Кравчик А.Э. и др. Асинхронные движки серии 4А: Справочник. — М.: Энергоатомиздат, 1982.

]]>