(5 оценок, среднее: 4,80 из 5)
Загрузка...
Учебная работа. Разработка асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
4
Расположено на
Разработка асинхронного мотора с короткозамкнутым ротором
Введение
Асинхронные движки являются главными преобразователями электронной энергии в механическую и составляют базу электропривода большинства устройств, применяемых во всех производствах.
Асинхронные движки общего предназначения мощностью от 0,06 до 400кВт на напряжение до 1140В — более обширно используемые электронные машинки. В парке всех производств Республики Беларусь они составляют по количеству 90%, по мощности — приблизительно 55%, а по потреблению электроэнергии наиболее 40%.
При проектировании нужно учесть соответствие технико-экономических характеристик современному мировому уровню при соблюдении требований муниципальных и отраслевых эталонов. Приходится также учесть предназначение и условия эксплуатации, стоимость активных и конструктивных материалов КПД, технологию производства, надежность в работе и патентную частоту.
Расчет и конструирование неотделимы от технологии их производства. Потому при проектировании нужно учесть способности электротехнических заводов, стремиться к наибольшему понижению трудозатратности производства электронных машин.
Избрать лучший вариант можно, сопоставив почти все варианты расчета. Потому без внедрения ЭВМ (Электронная вычислительная машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) не обходится ни один суровый расчет электронных машин.
В данном курсовом проекте все расчеты ведутся на ЭВМ (Электронная вычислительная машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач), включая и построение рабочих и пусковых черт.
Расчет проведен по Гольдберг О.Д., Гурин Я.С. «Проектирование электронных машин». — М.: Высшая школа, 1984. — 431 с., ил.
1. Описание конструкции
Делая упор на начальные данные, данные в задании на проектирование, можно произвести анализ конструкции электродвигателя.
По условию курсовой работы заданы: выполнение по защите, монтажное выполнение и метод остывания. Выполнение по защите проектируемого мотора IP44. Это предполагает, что движок защищен от способности соприкосновения инструмента с токоведущими частями попадания вовнутрь мотора жестких тел поперечником наиболее 1 мм, также движок защищен от брызг, вода, разбрызгиваемая на оболочку в любом направлении, не обязана оказывать вредного деяния на изделие, т.е. движок выполнен в закрытом выполнении.
Метод остывания IС0141 предполагает, что остывание осуществляется воздухом, а машинка с ребристой станиной, обдуваемая наружным вентилятором, размещенным на валу мотора.
Монтажное выполнение IМ1001 гласит о том, что движок выполнен на лапах с 2-мя подшипниковыми щитами, имеет горизонтальное размещение и один выходной конец вала.
Обмотка короткозамкнутого ротора не имеет изоляции, производится заливкой пазов алюминием, сразу со стержнями отливается замыкающие кольца с вентиляционными лопатками.
Магнитопровод статора делают шихтованным из целых листов электротехнической стали 2312 шириной 0,5 мм.
2. Электромагнитный расчет
асинхронный движок расчет рабочий
2.1 Магнитная цепь мотора. размеры, конфигурация, материал
Главные размеры
2.1.1 Высота оси вращения h, мм — 80
2.1.2 Внешний поперечник сердечника Dн1 , мм
Dн1=139
2.1.3 Внутренний поперечник сердечника статора D1 мм,
D1=0,61• Dн1-4
D1=0,61• 139-4
D1=81
2.1.4 Поправочный коэффициент kн
kн=0,97
2.1.5 Предварительное
?’о.е.=0,87
2.1.6 Среднее
cosф’=0,83
2.1.7 Расчетная мощность P’, Вт
P’= kн •P2/?•cosф’
P’=0,97?1500/0,8•0.83
P’=2191
2.1.8 Предварительное
2.1.9 Предварительное
B’д=0,84
2.1.10 Расчетный коэффициент kоб1′
kоб1’=0.79
2.1.11 Предварительное
l’1=8,62?107P’/(D21 ?n1 ?A2 ?Bд ?kоб1′)
l’1=8,62?107?2191/(812?3000?220?0,84?0,79)
l’1=65,72
2.1.12 Длина сердечника статора l1 мм
l1=66
2.1.13 Коэффициент л
л=l1 / D1
л=66/81
л=0,82
2.1.14 Коэффициент лmax
лmax=(1,46-0,0007?Dн1) ?0,95
лmax=(1,46-0,00071?136)? 0,95
лmax=1,3
Сердечник статора
Принимаем для сердечника якоря: сталь 2013, толщина 0,5 мм, изолировка статора оксидирование; форма пазов трапецеидальная полузакрытая.
2.1.14 Коэффициент наполнения сталью kс
kс=0,97
2.1.15 количество пазов на полюс и фазу q1 ,
[табл. 9-8, с.123]
q1 =3
2.1.16 количество пазов сердечника статора z1
z1=2p ?m1 ?q1
z1=2?3?3
z1=18
Сердечник ротора
Принимаем сталь 2013, толщина 0,5 мм, изолировка ротора оксидирование.
2.1.17 Коэффициент наполнения сталью kс
kс=0,97
2.1.18 Воздушный зазор меж статором и ротором д, мм
[табл. 9-9, с.124]
д =0,35
2.1.19 Воздушный зазор д’, мм
д’= д/1,5
д’=1,4/1,5
д’=0,93
2.1.20 Внешний поперечник сердечника ротора Dн2 , мм
Dн2= D1-2 д
Dн2=81-2?0,35
Dн2=80,3
2.1.21 Внутренний поперечник листов роотра D2 , мм
Dн2= 0,23? Dн1
Dн2=0,23?139
Dн2=31,97
2.1.22 Длина сердечника ротора l2 мм
l2 =l1
l2=66
2.1.23 количество пазов сердечника ротора z1
[табл. 9-12, с.126]
z1=19
2.2 Обмотка статора
2.2.1 Коэффициент распределения kp1
kp1=0,5/(q1?sin(a/2))
kp1=0.5/(3?sin(60/6))
kp1=0.96
2.1.35 Укорочение шага yп1 р. паз;
yп1=z1/2p
yп1=18/2
yп1=9
2.1.36 Коэффициент укорочения ky1
ky1=sin(в1?90)
ky1= sin(0.6?90)
ky1=0,81
2.1.37 Обмоточный коэффициент kоб1
kоб1=kp1?ku1
kоб1=0,96?0,81
kоб1=078
2.1.38 Предварительное
Ф’= B’д ?D1?l’1?10-6/p
Ф’=0,84?81?65,72?10-6/1
Ф’=0,0045
2.1.39 Предварительное число витков в обмотке фазы w’1
w’1=kн?U1/(222?kоб1?(f1/50) ?Ф’)
w’1= 0,97?220/(222?0,78?1 ?0,0045)
w’1=273,9
2.1.40 количество параллельных веток а1 , мм
а1=1
2.1.41 Предварительное количество действенных проводников в пазу N’п1 ,
N’п1=w’1?а1/p?q1
N’п1=273.9?1/1?3
N’п1=91.3
2.1.42 количество действенных проводников в пазу Nп1 мм;
Nп1=91
2.1.43 Уточненное число витков в обмотке фазы w1
w1=Nп1?p?q1 /a1
w1=91?1?3/1
w1=273
2.1.44 Уточненное
Ф=Ф’?w’1/w1
Ф=0,0045?273,9/273
Ф=0,0045
2.1.45 Уточненное
Bд=Bд’?w’1/?w1
Bд=0,84?273,9/273
Bд=0,84
2.1.46 Предварительное
I1=P2?103/(3?U1? ?’?cosф’)
I1=1,5?103/(3?220?0,8?0,83)
I1=3,4
2.1.47 Уточненная линейная перегрузка статора А1 , А/см;
А1=10Nпz1 I1 /ПD1a1
А1=10?91?18?3.4/3,14?81?1
А1=219
2.2.1 Зубцовое деление по внутреннему поперечнику статора t1 мм;
t1=ПD1/z1
t1=3.14?81/18
t1=14,13
Обмотка статора с трапецеидальными полузакрытыми пазами
2.2.2 Среднее
табл. 9-14
Вз1=1,75
2.2.3 Ширина зубца bз1 мм
bз1=t1 Bд/kcBз1
bз1=14,13?0,84/0,97?1,75
bз1=7
2.2.4 Высота спинки статора hc1 мм
hc1 =Ф106/2kcl1Bc1
hc1=0,0045?106/2?0,97?66?1,8
hc1=19,53
2.2.5 Высота паза hп1 мм
hп1=(DH1-D2)/2-hc1
hп1=139-81/2-19,53
hп1=9,47
2.2.6 Большая ширина паза b1 мм
b1=(ПD1+2hп1)/z1
b1=3,14?81+2?9,47/18
b1=8,18
2.2.7 Предварительное
b’ш1=0,3h
b’ш1=0,3?80
b’ш1=2,68
2.2.8 Наименьшая ширина паза b2 мм
b2=П(D1+2hш1-bш1)-z1 bз1/z1-П
b2=3,14(81+2?0,5-2,68)-18?7/18-3,14
b2=8,2
2.2.9 Площадь поперечного сечения паза в штампе Sп1 мм2
Sп1=8,18+8,2/2 ?(9,47-0,5-(8,2-2,68)/2)
Sп1=50,86
2.2.10 Площадь поперечного сечения паза в свету S’п1 мм;
S’п1=(8,19-0,1) ?(9,47-0,5-2,76-0,1)
S’п1=49,43
2.2.11 Площадь поперечного сечения паза в свету Sи мм2;
Sи=bи1(2hп1+b1+b2)
Sи=0,2(2?9,47+8,19+8,2)
Sи=7,07
2.2.12 Площадь поперечного сечения прокладок Sпр мм2
Sпр=0,5b1+0,75b2
Sпр=0,5?3,915+0,75?8,2
Sпр=10,24
2.2.13 Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой S»п1 мм2
S»п1=Sп1-Su-Sпр
S»п1=49,43-7,07-10,24
S»п1=32,12
2.2.14 Произведение c(d’)2
c(d’)2=kпS»п1/Nп1
c(d’)2=0,75?32,12/91
c(d’)2=0,265
2.2.15 количество простых проводов в действенном с
с=1
2.2.16 Поперечник простого изолированного провода d’ мм
d’=v(kпS»п1/Nп1с)
d’=v(0,75?32,12/91?1)
d’=0,515
2.2.17 Поперечник поперечного сечения d/d’
d/d’=0,47/0,510
2.2.18 Площадь поперечного сечения S
S=0,1735
2.2.19 Коэффициент наполнения паза kп
kп=Nп1с(d’)2/Sп1»
kп=91?1?0.5102/32,12
kп=0,736
2.2.20 Ширина шлица bш1 мм
bш1=d’+2bu+0.4
bш1=0.510+2?0.2+0.4
bш1=1.31
2.2.21 Плотность тока в обмотке статора J1 А/мм2
J1=I1/cSa1
J1=3,4/2?0,1735?1
J1=9,7
2.2.22 Линейная перегрузка на плотность тока в обмотке А1J1 А2/(см*мм2)
А1J1=219?9,7
А1J1=2145,8
2.2.23 Среднее допустимое
[рис 9.8 стр. 133]
А1J1=2000
2.2.24 Среднее зубцовое давление статора tср1 мм
tср1=n(D1+hп1)/z1
tср1=3,14?(81+9,47)/18
tср1=15,78
2.2.25 Средняя ширина катушки обмотки статора bср1 мм
bср1= tср1yи1
bср1=15,78?9
bср1=142
2.2.26 Средняя длина одной лобовой части катушки lл1 мм
lл1=(1,16+0,14p) bср1+15
lл1=(1,16+0,14?1) ?142+15
lл1=200
2.2.27 Средняя длина витка обмотки lср1 мм
lср1=2(l1+lл1)
lср1=2(66+200)
lср1=532
2.2.28 Длина вылета лобовой части обмотки lв1 мм
lв1=(0,19+0,1р)bср1+10
lв1=(0,19+0,1?1) ?142+10
lв1=51,18
2.3 Обмотка короткозамкнутого ротора
размеры овальных полузакрытых пазов
2.3.1 Высоты паза ротора hп2 мм
[Рис. 9-12 стр. 143]
hп2=14
2.3.2 Расчетная высота спинки ротора hc2 мм
hc2=0,58DH2-hп2-2/3?dк2
hc2=0,58?80,3-14-2/3?0
hc2=32,57
2.3.3 Магнитная индукция в спинке ротора Вс2 Тл
Вс2=Ф?106/(2kcl2hc2)
Вс2=0,0045?106/(2?0,97?66?32,57)
Вс2=1,08
2.3.4 Зубцовое деление по внешнему поперечнику ротора t2 мм
t2=пDH2/z2
t2=3,14?80.3/19
t2=13.27
2.3.5 Магнитная индукция в зубцах ротора Bз2 Тл
[Табл. 9-18 стр. 141]
Bз2=1,7
2.3.6 Ширина зубца bз2 мм
bз2=t2Bб/(Вз2kc)
bз2=13,27?0,84/1,7?0,97
bз2=6,8
2.3.7 Наименьший радиус паза r2 мм
r2=(п(DH2-2hn2)-z2bз2)/2(z2-n)
r2=(3,14(80,3-2?14)-19?6,8)/2(19-3,14)
r2=1,1
2.3.8 большенный радиус паза r1 мм
r1=(п(DH2-hш2-2h2)-z2bз2)/2(z2+n)
r1=(3,14(80,3-0,75-2?0)-19?6,8)/2(19+3,14)
r1=2,7
2.3.9 Расстояние меж центрами радиусов h1 мм
h1=hп2-hш2-h2-r1-r2
h1=14-0,75-0-1,1-2,7
h1=9,45
2.3.10 Проверка корректности определения r1 и r2
Пh1-z1(r1-r2)=0
3,14?9,45-19(1,1-2,7)=0
2.3.11 Площадь поперечного сечения стержня Sст мм2
Sст=Sп2=0,5П(r21+r22)+(r1+r2)h1
Sст=0,5?3,14(2,72+1,12)+(1,1+2,7) ?9,45
Sст=49,3
размеры короткозамыкающего кольца
2.3.12 Поперечное сечение кольца сварной клеточки Sкл мм2
Sкл=0,4z2Sст/2p
Sкл=0,4?19?49,3/2
Sкл=187,34
2.3.13 Высота кольца сварной клеточки hкл мм
hкл=1,2hп2
hкл=1,2?14
hкл=16,8
2.3.14 Длина кольца lкл мм
lкл= Sкл/ hкл
lкл=187,34/16,8
lкл=11,2
2.3.15 Срений поперечник кольца Dкл.ср мм
Dкл.ср=DH2-hкл
Dкл.ср=80,3-16,8
Dкл.ср=64,1
2.4 Расчет магнитной цепи
2.4.1 Коэффициент, учитывающий повышение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения статора kб1
kб1=1+bш1/(t1-bш1+5бt1/bш1)
kб1=1+2,68/(14,13-2,68+5?0,35?14,13/2,68)
kб1=1,13
2.4.2 Коэффициент учитывающий повышение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения ротора kб2
kб2=1+bш2/(t2-bш2+5бt2/bш2)
kб2=1+1,5/(13,27-1,5+5?0,35?13,27/1,5)
kб2=1,04
2.4.3 Общий коэффициент воздушного зазора kб
kб= kб1 kб2 kк
kб=1,13?1,04?1
kб=1,18
2.4.4 МДС для воздушного зазора Fб А
Fб=0,8бkбВб?103
Fб=0,8?0,35?1,18?0,84?103
Fб=277,54
2.4.5 Зубцовое деление на 1/3 высоты зубца t1(1/3) мм
t1(1/3)=П(D1+(2/3)hп1)/z2
t1(1/3)=3,14(81+(2/3)?9,74)/18
t1(1/3)=15,3
2.4.6 Коэффициент зубцов kз(1/3)
kз(1/3)=(t1(1/3)/(bз1 kc))-1
kз(1/3)=(15,3/(7?0,97))-1
kз(1/3)=1,25
2.4.7 Напряженность магнитного поля Hз1 А/см
Hз1=13,3
2.4.8 Средняя длина пути магнитного потока Lз1 мм
Lз1=hп1=13,3
2.4.9 МДС для зубцов Fз1 А
Fз1=0,1Hз1 Lз1
Fз1=0,1?13,3?9,47
Fз1=12,6
2.4.10 Напряженность магнитного поля Hз2 А/см
Hз2=11,5
2.4.11 Средня длина пути магнитного потока Lз2 мм
Lз2=hп2-0,2r2
Lз2=14-0,2?1,1
Lз2=13,78
МДС для зубцов Fз2 А
Fз2=0,1 Hз2 Lз2
Fз2=0,1?11,5?13,78
Fз2=15,85
Напряженность магнитного поля Hс1 А/см
Hс1=4
Средняя длина пути магнитного потока Lс1 мм
Lс1=П(DH1-hc1)/(4p)
Lс1= 3,14(139-19,53)/(4)
Lс1=93,78
МДС для спинки якоря Fc1 А
Fc1=0,1Hc1 Lc1
Fc1=0,1?4?93,78
Fc1=37,5
Напряженность магнитного поля Hc2 А/см
Hc2=2,13
Средняя длина пути магнитного потока Lс2 мм
Lс2=hc2+2dk2/3
Lс2=32,57
МДС для спинки ротора Fc2 А
Fc2=0,1Hc2Lc2
Fc2=0,1?2,13?32,57
Fc2=6,9
Суммарная МДС магнитной цепи на один полюс F? А
F?=Fб+F31+F32+Fc1+Fc2
F?=277,54+12,6+15,85+37,5+6,9
F?=350,39
Коэффициент насыщения магнитной цепи kнас
kнас= F?/Fб
kнас=350,39/277,54
kнас=1,26
Намагничивающий ток Iм А
Iм=2,22 F?p/(m1w1kоб1)
Iм=2,22?350,59?1/3?273?0,79
Iм=1,2
Намагничивающий ток Iм о.е.
Iм*= Iм/I1
Iм*=1,2/3,4
Iм*=0,35
ЭДС холостого хода Е В
Е=kнU1
Е=0,97?220
Е=213
основное индуктивное сопротивление xм Ом
xм=E/Iм
xм=213/1,2
xм=177,5
Основное индукционное сопротивление xм* Ом
xм*= xмI1/U1
xм*=177,5?3,4/220
xм*=2,74
2.5 Активное и индуктивное сопротивление обмоток
2.5.1 Активное сопротивление обмотки фазы при 200С r1 Ом
r1=w1 lср1/(рм20а1сs?103)
r1=273?532/57?1?0,1735?103
r1=14,69
2.5.2 Активное сопротивление обмотки фазы при 200С r1* о.е.
r1*= r1 I1/U1
r1*=14,69?3,4/220
r1*=0,23
2.5.3 Проверка корректности определения r1* о.е.
r1*=ПD1(A1J1)lср1/(114?104m1U1 I1)
r1*=3,14?81?2124,3?532/114?104?3?220?3,4
r1*=0,11
2.5.4 Размеры паза статора мм
b2=8,2
bш1=2,68
hш1=0,5
hk1=0,7
h2=0,6
hп1=9,47
h1=9,45
2.5.5 Коэффициенты, учитывающие укорочение шага
kв1=1
kв’1=1
2.5.6 Коэффициент проводимости рассеяния для трапецеидального полузакрытого паза ?п1
?п1=0,698
2.5.7 Коэффициент kд1
[Табл. 9-23 стр.159]
kд1=0,0141
2.5.8 Коэффициент учитывающий воздействие открытия пазов статора на проводимость дифференциального рассеяния kш1
kш1=1-(0,033b2ш1/(t1minб)
kш1=1-(0,0033?2,682/14,13?0,35)
kш1=0,9952
2.5.9 Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния ?д1
?д1=0,9t1min(q1 kоб1)2kпр1 kш1 kд1/(бkб)
?д1=0,9?14,13?(3?0,79)2?0,96?0,9952?0,0141/(0,35?1,18)
?д1=2,3
2.5.10 Полюсное деление ф1 мм
ф1=ПD1/2p
ф1=3,14?81/2
ф1=127,17
2.5.11 Коэффициент проводимости рассеяния лобовых частей обмотки ?л1
?л1=0,34q1/l1(lл1-0,64вф1
?л1=0,34?3/66?(20-0,64?1?127,17)
?л1=1,83
2.5.12 Коэффициент проводимости рассеяния обмотки статора ?1
?1= ?п1+ ?д1+ ?л1
?1=0,698+2,3+1,83
?1=4,83
2.5.13 Индуктивное сопротивление обмотки фазы статора x1 Ом
x1=1,58f1 l1 w21 ?1 /(pq1108)
x1=1,58?50?66?2732?4,83/3?108
x1=6,26
2.5.14 Индуктивное сопротивление обмотки фазы статора x1* о.е.
x1*= x1 I1 /U1
x1*=6,28?3,4/220
x1*=0,096
2.5.15 Проверка корректности определения x1* о.е.
x1*=0,39(D1 A1 )2l1 ?1?10-7/(m1 U1 I1 z1 )
x1*=0,39?(81?219)2?66?4,83?10-7/(3?220?3,4?18)
x1*=0,096
2.5.16 Активное сопротивление стержня клеточки при 200С rст Ом
rст=l2/(pa20Sст103)
rст=66/(27?49,3?103)
rст=0,0000495
2.5.17 Коэффициент приведения тока кольца к току стержня kпр2
kпр2=2Пp/z2
kпр2=2?3,14?1/19
kпр2=0,33
2.5.18 Сопротивление короткозамыкающих колец приведенное к току стержня при 200С rкл Ом
rкл=2ПDкл.ср/(pa20z2Sклk2пр2103)
rкл=2?3,14?64,1/(27?19?187,34?0,33?103)
rкл=0,0000127
2.5.19 Центральный угол скоса пазов б рад
б =2pt1 вск1 /D1
б=2?14,13?1/81
б=0,35
2.5.20 Коэффициент скоса пазов ротора kск
[Рис. 9-16 стр. 160]
kск=0,996
2.5.21 Коэффициент приведения сопротивления обмотки ротора к обмотке статора kпр1
kпр1=(4m1/z2)(w1 kоб1 /kск)2
kпр1=(4?3/19)(273?0,96/0,996)2
kпр1=43730
2.5.22 Активное сопротивление обмотки ротора при 200С приведенное к обмотки статора r’2 Ом
r’2=kпр1(rот+rкл)
r’2=43730?(0,0000495+0,0000127)
r’2=2,7
2.5.23 Активное сопротивление обмотки ротора при 200С приведенное к обмотки статора r’2* о.е.
r’2*= r’2 I1 /U1
r’2*=2,7?3,4/220
r’2*=0,042
2.5.24 ток стержня ротора для рабочего режима I2 А
I2=202
2.5.25 Коэффициент проводимости рассеяния для овального полузакрытого паза ротора ?п2
?1=1,4
2.5.26 количество пазов ротора на полюс и фазу q2
q2=z2 /(2pm1)
q2=19/2?3
q2=3.2
2.5.27 Коэффициент дифференциального рассеяния ротора Kд2
[рис. 9-17]
Kд2=0,01
2.5.28 Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния ?д2
?д2=0,9t2(z2/6p)2kд2/(бkб)
?д2=0,9?13,27?(19/6)2?0,01/(0,35?1,18)
?д2=2,9
2.5.29 Коэффициент проводимости рассеяния короткозамыкающих колец литой клеточки ?кл
?кл=0,328
2.5.30 Относительный скос пазов ротора в толиках зубцового деления ротора
2.5.31 вск2= вскt1 /t2
вск2=1?14,13/13,27
вск2=1,07
2.5.32 Коэффициент проводимости рассеяния скоса пазов ?ск
?ск=t2 в2ск2 /(9,5бkбkнас)
?ск=13,27?1,07/9,5?0,35?1,18?1,26
?ск=3,1
2.5.33 Коэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора ?2
?2= ?п2+ ?д2+ ?кл+ ?ск
?2=1,4+2,9+0,328+3,1
?2=7,7
2.5.34 Индуктивное сопротивление обмотки ротора x2 Ом
x2=7,9f1 l2 ?2?10-9
x2=7,9?50?7,7?10-9
x2=0,0002
2.5.35 Индуктивное сопротивление обмотки ротора приведенное к обмотке статора x’2 Ом
x’2=kпр1х2
x’2=43730?0,0002
x’2=87
2.5.36 Индуктивное сопротивление обмотки ротора приведенное к обмотке статора x’2* о.е.
x’2*= x’2 I1 /U1
x’2*=87?3,42/220
x’2*=1,3
2.5.37 Проверка корректности определения х’2
х1 / х’2=6,26/87=0,07
2.5.38 Коэффициент рассеяния статора ф1
ф1=х1 /хм
ф1= 6,26/177,5
ф1=0,04
2.5.39 Коэффициент сопротивления статора р1
р1=r1 mT/(x1+xм)
р1=14,69?1,22/6,26?177,5
р1=0,09
2.5.40 Перевоплощенные сопротивления обмоток
r’1=0,28
х’1=6,5
r»2=3,5
x»2=9,4
2.6 Режим холостого хода и номинальный
2.6.1 Реактивная составляющая тока статора при синхронномвращении
Iс.р=U1 /(xm(1+ф1)(1+p21))
Iс.р=220/(177,5?(1+0,04) ?(1+0,0092))
Iс.р=1,2
2.6.2 электронные утраты в обмотке статора при синхронном вращении
Рс.м1=m1 I2с.рr’1 (1+p21)
Рс.м1=3?1,22(1+0,092)
Рс.м1=77,95
2.6.3 Рассчетная масса стали зубцов статора при трапецеидальныхпазах
m31=7,8z1 b31 hп1 l1 kc?10-6
m31=7,8?18?7?9,47?66?0,97?10-6
m31=0,6
2.6.4 Магнитные утраты в зубцах статора P31 Вт
P31=4,4B2срm31
P31= 4,4?1,752?0,6
P31=8,1
2.6.5 Масса стали спинки статора тс1 кг
тс1=3,7
2.6.6 Магнитные утраты в спинке статора Pc1 Вт
Pc1=4,4Вс1 тс1
Pc1=4,4?1,752?3,7
Pc1=49,86
2.6.7 Суммарные магнитные утраты в сердечнике статора Рс?
Рс?=59,69
2.6.8 Магнитные утраты Рмх? Вт
Рмх?=kмх(n1/1000)2(DH1 /100)4
Рмх?=1,1193?(3000/1000)2?(139/100)4
Рмх?=37,61
2.6.9 Активная составляющая тока хх Iоа А
Iоа=(Рст1+Рс?+Рмх)/(т1 U1)
Iоа=(77,95+59,69+37,61)/3?220
Iоа=0,27
2.6.10 ток хх Iо А
Iо=1,23
2.6.11 Коэффициент мощности при хх cosф
cosф=Ioa /Io
cosф=0,27/1.23
cosф=0,2
2.6.12 Активное сопротивление кз rк Ом
rк=r’1+r’2
rк=17,9+3,5
rк=21,4
2.6.13 Индуктивное сопротивление кз хк Ом
хк=x’1+x’2
хк=6,5+9,4
хк=10,5
2.6.14 Полное сопротивление кз zк Ом
zк=10,27
2.6.15 Дополнительные утраты при номинальной перегрузке Рд Вт
Рд=0,005Р2103/ ?’
Рд=0,005?1,5?103/0,8
Рд=9,4
2.6.16 Механическая мощность мотора Р’2 ВТ
Р’2=P2?103+Pмх+Рд
Р’2= 1,5?103+37,61+9,4
Р’2=1547
2.6.17 Эквивалентное сопротивление схемы замещения Rн Ом
Rн=48,96
2.6.18 Полное сопротивление схемы замещения zн Ом
zн=sqrt((Rн+rк)2+х2к)
zн=sqrt(48,96+21,4)2+10,052
zн=70,4
2.6.19 Скольжение Sи о.е.
Sи=1/(1+Rн/r»2)
Sи=1/(1+48,96/3,5)
Sи=0,07
2.6.20 Активная составляющая тока статора при синхронном вращении Iс.а
Iс.а=(Рс.м1+Рс?)/(т1 U1 )
Iс.а=(77,95+59,69)/(3?220)
Iс.а=0,21
2.6.21 ток ротора I»2 A
I»2=U1 /zн
I»2=220/70,4
I»2=3,1
Ток статора активная составляющая Ia1 A
Ia1=1,25
2.6.22 ток статора реактивная составляющая Iр1 А
Iр1=2,64
2.6.23 Ток статора фазный I1 А
I1=sqrt(I2a1+ I2р1)
I1=sqrt(1,252+2,642)
I1=2,92
2.6.24 Коэффициент мощности cosф
сosф= Ia1 /I1
сosф=1,25/2,92
сosф=0,43
2.6.25 Линейная перегрузка статора А1 А/см
А1=10I1 Nп1 /(a1t1)
А1=10?2,92?91/(1?14,13)
А1=188
2.6.26 Плотность тока в обмотке статора J1 А/мм2
J1=I1 /cSa1
J1=2,92/1?0,1735?1
J1=16,8
2.6.27 Линейная перегрузка ротора А2 А/см
А2=94
2.6.28 ток в стержне короткозамкнутого ротора Iст А
Iст=127,3
2.6.29 Плотность тока в стержне короткозамкнутого ротора Jст
Jст= Iст /Sст
Jст=127,3/49,3
Jст=2,6
2.6.30 ток в короткозамыкающем кольце Iкл А
Iкл= Iст /kпр2
Iкл= 127,3/0,33
Iкл=386
2.6.31 электронные утраты в обмотке статора Рм1 Вт
Рм1=m1 I21 r’1
Рм1=3?2,922?17,9
Рм1=458
2.6.32 электронные утраты в обмотке ротора Рм2 Вт
Рм2= m1 I»22 r»2
Рм2=3?1,82?3,5
Рм2=34
2.6.33 Суммарные утраты в электродвигателе Р? Вт
Р?=Рм1+Рм2+Рс?+Рмх+Рд
Р?=458+34+56,65+37,61+9,4
Р?=599
2.6.34 Подводимая мощность Р1 Вт
Р1=Р2?103+Р?
Р1=1,5?103+599
Р1=2099
2.6.35 Коэффициент полезного деяния ? %
? =(1+Р?/Р1 )?100
? =(1+599/2099)?100
? =13,6
2.6.36 Подводимая мощность Р1 Вт
Р1=m1 Ia1 U1
Р1=3?1,25?220
Р1=825
2.7 Радиальная диаграмма и рабочие свойства
2.7.1 Поперечник рабочего круга Da мм
Da=U1 /c1 xк
Da=220/0,1?10,05
Da=22
2.7.2 Масштаб мощности ср кВт/мм
ср=m1 U1 c1?10-3
ср=3?220?0,1?10-3
ср=0,07
2.7.3 Icp=12
2.7.4 Ica=2,1
2.7.5 BC=18
2.7.6 BE=17,8
2.7.7 BF=21,3
2.8 Наибольший момент
2.8.1 Переменная часть коэффициента статора притрапецеидальном полузакрытом пазе
лп1пер=0,38
2.8.2 Составляющая коэффициента проводимости рассеяния статора л1пер
л1пер= лп1пер- лд
л1пер=0,38-2,3
л1пер=2,68
2.8.3 Переменная часть коэффициента ротора лп2пер
лп2пер=hш2/bш2
лп2пер=0,75/1,5
лп2пер=0,5
2.8.4 Составляющая коэффициента проводимости рассеяния ротора л2пер
л2пер= лп2пер+ лд2
л2пер=0,5-2,9
л2пер=3,4
2.8.5 Индукционное сопротивление рассеяния мотора зависящее от насыщения хпер
хпер=х’1 л1пер/ л1+х»2 л2пер/ л2
хпер=6,5?2,68/4,83+9,4?3,4/7,7
хпер=4,51
2.8.6 Индукционное сопротивление рассеяния мотора не зависящее от насыщения хпост
Хпост=8
2.8.7 ток ротора соответственный наибольшему моменту
I»м2=28,3
2.8.8 Полное сопротивление схемы замещения при наивысшем моменте zм Ом
zм=U1 /I»м2
zм=220/28,3
zм=7,8
2.8.9 Полное сопротивление схемы замещения при нескончаемо большенном скольжении z? Ом
z?=sqrt(z’21+x2и)
z?=sqrt(7,92)
z?=5,3
2.8.10 Эквивалентное сопротивление схемы замещения при наивысшем моменте Rн Ом
Rн= z?+r’1
Rн=5,3+0,28
Rн=5,58
2.8.11 Кратность наибольшего момента
Мmax/Mн=8,44
2.8.12 Скольжение при наивысшем моменте Sм о.е.
Sм=r»2/ z?
Sм=3,5/5,3
Sм=0,66
2.9 Исходный пусковой ток и исходный пусковой момент
2.9.1 Высота стержня hст мм
hст=hп2-hш2
hст=14-0,75
hст=13,25
2.9.2 Приведенная высота стержня ротора ?
?=0,88
2.9.3 Коэффициен ф
ф=0,25
2.9.4 Расчетная глубина проникания тока в стержень hр мм
hр=hст/1+ф
hр=13,25/1+0,25
hр=10,6
2.9.5 Ширина стержня на расчетной глубине проникания тока bр мм
bр=2,7
2.9.6 Площадь поперечного сечения стержня при расчетной глубине проникания тока Sр мм2
Sр=43,4
2.9.7 Коэффициент вытеснения тока kв.т
kв.т=Sст/ Sр
kв.т=49,3/43,4
kв.т=1,14
2.9.8 Активное сопротивление стержня клеточки при 200С для пускового режима rстп Ом
rстп=rстkвт
rстп=0,0000495?1,14
rстп=0,00005643
2.9.9 Активное сопротивление обмотки ротора при 200С приведенное к обмотке статора r’2п Ом
r’2п=kпр1(rстп+rкл)
r’2п=43730(0,00005643+0,0000127)
r’2п=3,02
2.9.10 Коэффициент ?
?=0,35
2.9.11 Коэффициент проводимости рассеяния паза ротора лп2п
лп2п=0,78
2.9.12 Коэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора при пуске л2п
л2п= лп2п+ лд2+ лкл+ лск
л2п=0,78+3,4+0,328+3,1
л2п=7,61
2.9.13 Индуктивное сопротивление рассеяния мотора зависящее от насыщения Ом
хпер=7,8
2.9.14 Индуктивное сопротивление рассеяния мотора не зависящее от насыщения Ом
хпост=9
2.9.15 Активное сопротивления кз при пуске rкп Ом
rкп=r’1+r’2(1+ф1 )2(1+p1 )2
rкп=0,28+3,02(1+0,04 )2(1+0,09)2
rкп=5
2.9.16 ток ротора при пуске I»п2 А
I»п2=17,21
2.9.17 Полное сопротивление схемы замещения zкп Ом
zкп=U1 /I»п2
zкп=220/17,21
zкп=12,7
2.9.18 Индуктивное сопротивление схемы замещения при пуске хкп Ом
хкп=sqrt(12,72+52)
хкп=11,7
2.9.19 Активная составляющая тока статора при пуске Iпа1 А
Iпа1=10,7
Рэм=11000+32+250+126
Рэм=11410
2.9.20 Реактивная составляющая тока статора при пуске Iпр1 А
Iпр1=26,3
2.9.21 Фазный ток статора при пуске Iп1 А
Iп1=28,3
2.9.22 Кратность исходного пускового тока
Iп /I1 =28,3/2,91=9,7
2.9.23 Активное сопротивление ротора при пуске r»2п Ом
r»2п= r’2пmT(1+ф1 )2(1+p21 )
r»2п=3,02?1,22(1+0,04)2(1+0,092)
r»2п=4
2.9.24 Кратность исходного пускового момента
Mп /Мн=1,9
3. Результаты расчета рабочей свойства мотора
Параметр
Отдавая мощность в толиках от номинальной Р2
0,25 Р2
0,5 Р2
0,75 Р2
Р2
1,25 Р2
Р2 кВт
0,375
0,75
1,125
1,5
1,875
Рд Вт
2
5
7
9
1,2
Р’2 Вт
415
793
1170
1547
1925
Rн Ом
306,5
139,9
81,3
48,96
31,9
zн Ом
327,9
161,3
102,7
70,4
53,4
S о.е.
0,01
0,03
0,04
0,07
0,1
I»2 А
0,67
1,4
2,1
3,1
4,1
Ia1 A
2,72
2,4
4,04
4,97
5,9
Ip1 A
11,91
11,92
11,99
12,23
12,62
I1 A
12,23
12,39
12,66
13,2
13,93
Cosф
0,22
0,27
0,32
0,97
0,42
Pм1 Вт
8032
8243
8606
9356
10420
Pм2 Вт
4,7
20,6
46,3
100,9
176,5
Р? Вт
8136,4
8366,2
8757,4
9564,3
10705,7
Р1 Вт
8511
9116,
9882,4
11064
12580,7
?
4,4
8,2
4,4
13,6
14,9
Вывод
В итоге проектирования был разработан асинхронный движок с короткозамкнутым ротором, который вполне отвечает требованиям, поставленным в курсовом проекте. Все проверяемые характеристики отвечают аспектам, рекомендуемым ГОСТ. Из-за перехода на наименьшую высоту оси вращения, разработанный движок по неким технико-экономическим характеристикам уступает имеющимся движкам аналогичной мощности.
Литература
1. Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С. «Проектирование электронных машин»: Учебник для вузов / Под ред. О.Д. Гольдберга- М.: Высш. Шк., 1984. — 431с., ил.
2. Петунин Ю.П. «Электродвигатель асинхронный» альбом чертежей.
]]>