Курсовой проект защищён с оценкой руководитель



Скачать 66.92 Kb.
Дата19.06.2018
Размер66.92 Kb.
ТипКурсовой проект



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»

ФАКУЛЬТЕТ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
ЗАЩИЩЁН С ОЦЕНКОЙ

РУКОВОДИТЕЛЬ



преподаватель










Жагат Г.Г

должность, уч. степень, звание




подпись, дата




инициалы, фамилия




ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

ПРОЕКТ ТРЁХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ МОЩНОСТЬЮ 22 КВТ


ПО


ПМ.01: «ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ РАБОТ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, АППАРАТОВ И УСТАНОВОК»

МДК 01.02: «ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ»





РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ

СТУДЕНТ ГР. №

С572










Григорьева А.А.










подпись, дата




инициалы, фамилия

Санкт-Петербург 2018


СОДЕРЖАНИЕ

Введение


1 Краткое описание конструкции

2 Электромагнитный расчет

2.1 Главные размеры двигателя

2.2 Определение размеров активной части

2.3 Расчет обмотки статора

2.4 Расчет короткозамкнутой обмотки ротора

2.5 Магнитная цепь

2.6 Потери КПД

3 Расчет рабочих характеристик

4 Расчет пусковых параметров

Заключение

Список использованных источников

4


ФСПО ГУАП
Приложене А – Комплект конструкторской документации .

Спецификация:

КП.13.20.10.03 – 100 «Двигатель трехфазный асинхронный с короткозамкнутым ротором мощностью 22 кВт»

Чертежи:


КП.13.02.10.06 – 100СБ «Двигатель трехфазный асинхронный с короткозамкнутым ротором мощностью 22 кВт. Сборочный чертеж.»

ВВЕДЕНИЕ
Асинхронны двигатель является преобразователем электрической энергии в механическую. И составляет основу большинства механизмов, использовавшихся во всех отраслях народного хозяйства.

В настоящее время асинхронные двигатели потребляют более 40% вырабатываемой электрической энергии, на них изготовление расходуется большое количество дефицитных материалов: обмоточной меди, изоляции, электрической стали и других затрат.

На ремонт и обслуживание асинхронных двигателей в эксплуатации средства составляют более 5% затрат из обслуживания всего установленного оборудования.

Единая серия асинхронных двигателей 4А на напряжение до 1000 В охватывает диапазон номинальных мощностей от 0,06 кВт до 400 кВт и включает двигатели высот оси вращения от 50 до 355 мм. Двигатели основного исполнения предназначены для работы в условиях умеренного климата, для привода механизмов, не предъявляющих особых требований к пусковым характеристикам, скольжению и другим параметрам. Двигатели рассчитаны для включения в трёхфазную сеть с частотой 50 Гц и напряжениями 220 В; 380 В; 660 В; 220/380 В; 380/660 В;

Основные преимущества асинхронных двигателей:

- оптимальный вариант для многих областей применения;

- высокий КПД;

- все применяемый числа полюсов и конструктивные исполнения;

- возможность особого исполнения по желанию заказчика;

- высокая надёжность;

- долгий срок службы;

- легко встраиваемые для решения множества задач;
- высокая удельная мощность;

- значительная скорость вращения;

- простота конструкции;

- сравнительно низкая стоимость;

- небольшие габариты и масса.

Асинхронные двигатели в силу этого ряда достоинств являются наиболее распространёнными среди всех электрических машин.

1 КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ
Асинхронные машины получили наиболее широкое применение в современных электрических установках и являются самыми распространённым видом бесколлекторных машин переменного тока.

По своей конструкции асинхронный двигатель состоит из двух основных частей, разделённых воздушным зазором: статора и ротора.

Неподвижная часть двигателя – статор, который состоит из корпуса и сердечника с трёхфазной обмоткой. Корпус двигателя отливают из алюминиевого сплава или чугуна, либо делают сваренным. Рассматриваемый двигатель имеет закрытое обдуваемое исполнение. Поэтому поверхность его корпуса имеет ряд продольных рёбер, увеличивающих поверхность охлаждения двигателя.

В корпусе расположен сердечник статора. С целью ослабления вихревых токов сердечник делают шихтованным из тонколистовой электротехнической стали обычно толщиной 0,5 мм. Листы сердечника статора покрыты слоем изоляционного лака, собраны в пакет и скреплены специальными скобами или продольными швами по наружной поверхности пакета. Такая конструкция сердечника способствует значительному уменьшению вихревых токов, возникающих в процессе перемагничивания сердечника вращающимся магнитным полем.

На внутренней поверхности сердечника статора имеются продольные пазы, в которых располагаются пазовые части обмотки статора, соединённые в определённом порядке лобовыми частями, находящимися за пределами сердечника по его торцевым сторонам.

В расточке статора располагается вращающаяся часть двигателя – ротор, состоящий из вала и сердечника с короткозамкнутой обмоткой. Такая обмотка, называемая «беличье колесо», представляет собой ряд медных стержней, расположенных в пазах


сердечника ротора, замкнутых с двух сторон короткозамыкающими кольцами. Сердечник ротора также имеет шихтованную конструкцию, но листы ротора не покрыты изоляционным лаком, а имеет на своей поверхности тонкую плёнку оксида. Это является достаточной изоляцией, ограничивающей вихревые токи, так как величина их невелика из-за малой частоты перемагничивания сердечника ротора. Короткозамкнутая обмотка ротора в большинстве двигателей выполняется заливкой сердечника ротора расплавленным алюминиевым сплавом. При этом одновременно со стержнями обмотки отливаются короткозамыкающие кольца и вентиляционные лопатки.

Вал ротора вращается подшипники качения, расположенных в подшипниковых щитах. Они получили наибольшее распространение, по сравнению с подшипниками скольжения, так как имеют меньший износ, просты в эксплуатации, имеют малые потери на трение, малые размеры и небольшой расход смазочных материалов.

Охлаждение двигателя осуществляется методом обдува наружной поверхности корпуса центробежным вентилятором, прикрытым кожухом. На торцевой поверхности этого кожуха имеются отверстия для забора воздуха.

Концы обмоток фаз выходят на зажимы коробки выводов. Обычно асинхронные двигатели предназначены для включения в трёхфазную сеть на два разных напряжения, отличающихся на√3 раз. Выводы обмоток фаз располагают на панели коробки выводов таким образом, чтобы соединения обмоток фаз было удобно выполнять посредством перемычек, без перекрещивания последних.

Монтаж двигателя в месте установки осуществляется посредством лап и фланца.

Для предохранения обслуживающего персонала от возможного


поражения электрическим током двигатель снабжают болтами заземления (не менее двух).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ


В результате проведённого электромагнитного расчёта трёхфазный

Асинхронный двигатель общего назначения закрытого обдуваемого исполнения мощностью Pном = 22 кВт имеет следующие основные геометрические данные:

h= 180 мм; l1= 105 мм; D1H= 313 мм; D1=171 мм; = 0,9 мм;

D2=169,2 мм; D2BH-=56 мм; Z1= 36 мм; Z2=28 мм; hc1= 41,9 мм; hz1= 29,1 мм;

hz2=31 мм; hc2= 25,6 мм; bz1= 6,3 мм; bn1= 13,7 мм; bш1= 3 мм;

hn1= 25 мм; hл1= 1 мм; hш1= 1 мм; h2= 23,285 мм; bz2= 8мм; dп2= 4,53 мм;

d’п2= 9,7 мм, что требуется для выполнения сборочного чертежа.

В заключение необходимо привести энергетические показатели рассчитанного двигателя: Pном= 22 кВт; Uном= 220 В; n1= 3000 об/мин;

nном= 2961 об/мин; Sном= 0,013 ; I1ном= 38,69 А; КПД= 0,92 ; cos1= 0,911, и сравнить их с заданием.

Полученное значение КПД немного выше заданного, это связано с тем, что воздушный забор между статором и ротором существенно влияет на технико-экономические показатели двигателя. При уменьшении зазора уменьшится намагничивающий ток статора, что способствует увеличению КПД. Но слишком маленький воздушный зазор нежелателен потому, что снижается технологичность двигателя и повышается стоимость его изготовления из-за весьма жёстких допусков на изготовление деталей двигателя и на его сборку. Из этого следует, что к выбору воздушного зазора нельзя подходить однозначно. Величина воздушного зазора должна быть оптимальной.


Mmax/Mном= 2,86; Mп/Mном= 1,14; Iп/Iном= 7,5.

У стандартной машины:

Mmax/Mном= 2,2; Mп/Mном= 1,4; Iп/Iном= 7,5.
Отношение пускового момента к номинальному моменту ниже, чем у стандартной машины (Mп/Mном= 1,4), что является недостатком рассчитанного двигателя.

7ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Трехфазный асинхронный двигатель:


  • номинальная мощность Pном= 22кВт;

  • частота тока в сети f1 = 50 Гц;

  • число полюсов 2р=4;

  • номинальное напряжение сети Uном=220В;

  • номинальная частота вращения nном=1500 об/мин;

  • высота оси вращения h= 180 мм;

  • перегрузочная способность Мmax / Mном = 2,2;

  • отношение начального пускового момента к номинальному Мпном не менее - 1.4;

  • отношение начального пускового тока к номинальному I1п / I1ном не более -7;

  • исполнение двигателя по степени защиты IP44;

  • способ охлаждения IC0141;

  • режим работы продолжительный;

  • класс нагревостойкости изоляции F;

  • тип 4А180S4У3

8 ВЫБОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ НАГРУЗОК И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛАВНЫХ РАЗМЕРОВ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ


Наружный и внутренний диаметры сердечника статора.

По табл. 5.4 при h=180 мм, 2р=4 и исполнении по способу защиты IP44 принимаем

D=313 мм, D1=221 мм.

Предварительное значение КПД (рис.5.1) и коэффициента мощности (рис. 5.1)
ή=0,9; cosφ1=0,9.
Расчетная мощность.
Р1ном×kE/ή×cosφ1, (8.1)

где kE=0,90—0,98

Р1=22×0,93/0,9×0,9=25кВт.

Предварительное значение максимальной магнитной индукции в воздушном зазоре и линейной нагрузки (рис. 5.2) при D=313 мм принимаем:
А1=360×102 А/м; В'δ=0,78 Тл. (8.2)
Предварительное значение обмоточного коэффициента: принимаем обмотку статора двухслойной (табл. 5.9), тогда k'об1=0,93.

Расчетная длина сердечника статора 5.4
li = 8,66×1012×Р1/k'об1 ×n1×D12×В'δ×А1, (8.3)


li= 8,66×102×25,2/0,93×1500×2112×0,79×360×102×123=123.

принимаем l =125

Коэффициент длинны 5.5
λ=li / D2, (8.4)
λ =125/211=0,6.

что укладывается в диапазон рекомендуемых значений 0,5-0,8.

9 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ АКТИВНОЙ ЧАСТИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ


Воздушный зазор (рис. 5.3) при h=180 мм. принимаем δ=0,6 мм.

Наружный диаметр сердечника ротора 5.6.


D2 = D1 ˗ 2δ, (9.1)
D2=211˗2×0,6=210мм.

Внутренний диаметр сердечника ротора 5.7.
D2вн =0,33× 210=69,3 мм. (9.2)
Конструктивная длинна сердечника статора
l1 = li = 125 мм. (9.3)
Число пазов на статоре и роторе (табл.5.8)
Z1=48; Z2=38,
Форма пазов на статоре (табл. 5.10) трапецеидальные полузакрытые.

Форма пазов на роторе (табл. 5.10) закрытые овальные (рис. 5.7.б)

Размеры полузакрытого паза статора.

зубцовое деление статора.


t1= π× D1/ Z1, (9.4)

t1= π×211/48=14 мм.



ширина зубца статора
bz1=t1×B´δ/kc1×Bz max, (9.5)
где: Bz max – по табл. 5.9 = 1.80 Тл.

kc1 - коэффициент заполнения сердечника сталью (стр.59) = 0,97

bz1=14×0,79/0,97×1,80=6,33мм.



высота спинки статора
hс1= 0,5×α´1×τ× B´δ/ kc1×Вс1, (9.6)
где: Вс1 – значение величины магнитной индукции 1,55 Тл (5.9)

α´1 - коэффициент полюсного покрытия стр.57

hс1=0,5×0,64×165×0,79/0,97×1,55=27,7 мм.

высота зубца статора
hz1=0,5×(D -D1)- hc1, (9.8)
hz1= 0,5×(313×211)- 27,7 = 23,3 мм.

наименьшая ширина паза в штампе
b´п1 =t˝- bz1, (9.9)
где: t˝ = π×(D1 + 0,2×hz1)/Z1= π×(211+0,2×23,3)/48 = 14,11 мм.

b´п1 =14,11-6,33=7,78 мм.

наибольшая ширина паза в штампе


bп1=t´- bz1, (9.10)
где: t´ = π×(D1 + 2×hz1)/Z1 = π×(211+2×23,3)/48 = 16,86 мм.

bп1=16,86- 6,33=10,53 мм.

принимаем ширину шлица

bш1=3 мм., высоту hш1 – 1 мм., угол β= 45°

высота паза занимаемая обмоткой (рис 5.6.а)
hп1 = hz1-hш1-hк1, (9.11)
hп1=23,3-1-2=20мм

высота клиновой части паза
hк=0,5× ( b´п1 -bш1), (9.12)
hк= 0,5×(7,78-3)=2мм.

Размеры закрытого овального паза ротора

зубцовое деление ротора
t2= π× D2/ Z2, (9.13)
t2= π×206/38=17 мм.

ширина зубца ротора
bz2= t2×B´δ/ kc2×Вz2max, (9.14)
где: Вz2max – 1,80 Тл табл. 5.10

kc2 - коэффициент заполнения сердечника якоря статора сталью.

bz2=17×0,79/0,97×1,80=7,7 мм.

высота спинки ротора
hс2= 0,5×α´1×τ× B´δ/ kc2×Вс2, (9.15)
где: Вс2 – по табл. 5.10 = 1,25 Тл.

hс2= 0,5×0,64×165×0,79/0,97×1,25 = 34,4 мм.

высота зубца ротора
hz2=0,5×(D2 -D2вн)-hc2, (9.16)
hz2=0,5×(210-70)-24=36 мм.

диаметр верхней части паза ротора
d´п2=π×(D +2×hм)-Z2×bz2/Z1+π (9.18)
где: hм – высота мостика =0,6 мм.

d´п2= π×(210-2×0,6)-38×7,7/38+π =8,4 мм.
dп2=π×(D2 -2×hz2)-Z2×bz2/Z2-π, (9.19)
dп2= π×(206-2×3,5)-38×7,7/38-π=3,9 мм.

что не превышает 3мм для h=180мм.

расстояние между центрами открытого овального паза ротора
hz=hz2-hм2-0,5×(d2п2+d´2п2), (9.20)
hz=35-0,6-0,5×(3,9+8,4)=28,3мм.

площадь овального паза в штампе
Sп2 = 0,25×π×(d2п2+d´2п2)+0,5×h2×(dп2+d´п2) (9.21)
Sп2 =0,25×π×(3,92 +8,42)+0,5×28,3×(3,9+8,4)=241,4 мм2.

10 РАСЧЁТ ОБМОТКИ СТАТОРА





Тип обмотки статора двухслойная, чисто пар ветвей а1 = 2.

Число пазов на полюс и фазу

q1=Z1 / 2pm,

q1 = 48/4×3 =4.
Шаг по пазам подбирается по таблице 5.16

τ = Z1 / 2p = 12 пазов;

y1 = 10пазов;

kоб1 = 0,925 – обмоточный коэффициент выбирается согласно таблице 5.16; 

kу1 = 0,966 – коэффициент укорочения, учитывающий уменьшение ЭДС, обусловленное укорочением шага обмотки;

kр1 = 0,958 – коэффициент распределения, учитывающий уменьшение ЭДС основной гармоники, обусловленное распределением обмотки в пазах;

β = 0,833 – относительный шаг обмотки.

Ток статора в номинальном режиме работы двигателя


I1ном. = ((Рном.×103) / (m1 × U1ном× ηном.× cosφ1ном.)), (10.2)
I1ном. = ((22×103)/(3×220×0,9×0,81)) = 41,2 А.

Число эффективных проводников в пазу статора


uп = (10–3×А1×t1×a1) / I1ном. ,  (10.3)
uп .= (10–3×36×102×42×2) / 41,2 = 24.

Принимаем uп = 16 проводников.

Число последовательных витков в обмотке фазы статора
W1= (p × q1 × uп ) / а1 , (10.4)
W1= (2×4×24) / 2 = 96 витков.

Плотность тока в обмотке статора определяется по рисунку 5.11:

Δ1 = 6 А/мм2.

Сечение эффективного проводника обмотки статора


q1эф.  =I1ном. /(а1×Δ1) , (10.5)
q1эф. = 41,2 / (2×6) = 3,433 мм2.

Площадь поперечного сечения элементарного проводника


q1эл. = q1эф. / nэл. , (10.6)

где nэл. –количество элементарных проводов в одном эффективном, nэл.= 6.q1эл. = 3,433/ 3 = 1,144 мм2.

По таблице П.1.1 принимаем провод с сечением q1эл. = 1,227 мм2 (ближайшее к расчетному); d1эл.= 1,25 мм; dиз.= 1,33 мм. В соответствии с классом нагревостойкости изоляции F выбираем обмоточный провод марки ПЭТ–155.

Толщина изоляции для полузакрытого паза при двухслойной обмотке и классе нагревостойкости F подбираем по таблице 5.12: по высоте hиз.= 0,9 мм; по ширине bиз.= 0,8 мм.


Площадь изоляции в пазу

Sп.из. =0,9bп1’+0,8hп1 , (10.7)


Sп.из. = 0,9×7,82+0,8×22,9= 25,4 мм2.

Площадь паза в свету, занимаемой обмоткой

Sп = 0,5×(bп1 +bп1’)×hп1 – Sп.из.–Sиз.пр. , (10.8)
где Sиз.пр – площадь межкатушечной прокладки, мм2;
Sиз.пр. = 0,4 bп1+0,9 bп1’ (10.9)

Sиз.пр.= 0,4×10,93+0,9×7,82 = 11,41 мм2.

S’п =0,5×(10,93+7,82)×22,9 – 25,4 – 11,41 = 177,9 мм2.

Коэффициент заполнения паза статора изолированными проводниками


kз1 = (nп × dиз.2 )/ Sп , (10.10)
где: nп–число проводников в пазу;
nп = uп × nэл , (10.11)
nп= 16×6=96 проводников.

kз1 = (72×1,332 ) / 177,9= 0,71

Значение kз1 должно быть в промежутке (0,70 – 0,75).

Уточнение значения плотности тока в обмотке статора


Δ= I1ном. / (nэл. × q1эл. × а1), (10.12)
Δ= 41,2 / (3×1,227×2) = 5,6 А/мм2.

Уточнение значения электромагнитных нагрузок:


Уточнённое значение линейной нагрузки
A= (I1ном.× uп × Z1) /(10–3× π × D1× а1) , (10.13)
A1 = (41,2×24×48) / (10–3×3,14×209×2) = 361×102 А/м.

Уточненное значение максимальной магнитной индукции в воздушном зазоре


Bδ = Ф /(αi × τ × li × 10–6), (10.14)
где Ф – основной магнитный поток, Вб;
Ф = (kE×U1ном.) / (4×kB×f1×W1×kоб.1), (10.15)
где kB – коэффициент формы поля, kB = π / 2√2 = 1,11;

Ф = (0,93×220)/(4×1,11×50×96×0,925) = 0,0103 Вб.

Bδ = 0,0103 / (0,64×1165×125×10–6) = 0,780 Тл,

что соответствует рекомендуемым значениям по рисунку 5.2.


11 РАСЧЁТ КОРОТКОЗАМКНУТОЙ ОБМОТКИ РОТОРА


Рабочий ток в стержне ротора
Iст=I2= 1,1×Iном × (6×W1×kоб1/Z2)×cosφ1 (11.1)
Iст=I2=1,1×41,2×(6×96×0,925/38)×0,89=565,53 А

Плотность тока в стержне ротора


2=I2/qст, (11.2)
где qст=Sп2=241,4 мм2,сечение стержня

2=587,77/241,4=2,18 А/мм2

Размеры короткозамыкающего кольца

Поперечное сечение


qкл=(0,35÷0,45)Z2qст/2p (11.3)
qкл=0,35×38×241,4 /4=802мм2

Высота кольца


hкл= (1,1÷1,25)hz2 (11.4)
hкл=1,15×35=40,3 мм

Длина кольца


lкл= qкл/hкл (11.5)


lкл=802/40,3=19,9 мм
Средний диаметр кольца
Dкл,ср =D2-hкл (11.6)
Dкл,ср=209-40,3=168,7мм.

12 РАСЧЁТ СОПРОТИВЛЕНИЙ ОБМОТОК АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ


Размеры катушек статора:

Среднее зубцовое деление


t1ср. = π×(D1+hz1)/Z1,  (12.1)
t1ср. = 3,14×(211+26,4)/48 = 15,5 мм.

Средняя ширина катушки


b1ср. = t1ср. × y1ср.  , (12.2)

где y1ср.= 7 – среднее значение шага двухслойной всыпной обмотки

b1ср. = 15,52 × 10 = 155,2 мм.

Средняя длина лобовой части катушки


lл1 =(1,16+0,14p)×b1ср+15,  (12.3)
lл1=(1,16+0,14×2)×155,2+15=238,5 мм.

Средняя длина витка обмотки статора


lср.1 =2×( l1+lл1 ), (12.4)
l1ср =2×(125+238) = 726 мм.

Длина вылета лобовой части обмотки


lв1 =(0,12+0,15p)×b1ср+10,  (12.5)

lв1 =(0,12+0,15×2)×155,2+10=75,2 мм.

Активное сопротивление одной фазы обмотки статора, приведенное к рабочей температуре
r= (ρcu×10–9×W1×l1ср.×103) / (nэл.×q1эл.×а1),  (12.6)

где ρcu – удельное электрическое сопротивление меди при расчетной рабочей температуре согласно таблице2.1 при t = 115˚C, ρcu = 24,4×10–9.

R= (24,4×10–9×96×726×103)/(3×1,227×2) = 0,258 Ом.

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния

λп1=(h1/(3×bп1’))×kβ+((h1’/bп1’)+((3×hк1)/(bп1’+2×bш1))+(hш1/bш1))×kβ’ (12.7)
где kβ, kβ’– коэффициенты, учитывающие укорочение шага обмотки, kβ = 0,9; kβ’ = 0,86.

h1 – высота уложенной обмотки в пазе статора,


h1 = hz1 – hш1 – hк1 – h1’– hиз. , (12.8)
где hш1=1 мм. – высота шлица паза статора

h1’= 0,5 мм;

hиз. – высота изоляционной прокладки hиз.= 0,9 мм.

h1 = 26,4 – 1 – 2 – 0,5 – 0,9 = 21,5 мм .

λп1=(21,5/(3×7,82))×0,9+((0,5/7,82)+((3×2,5)/(7,82+2×3))+(1/3))×0,86

λп1=1,61

Коэффициенты воздушного зазора
kδ = kδ1 = 1+(bш1/(t1 – bш1+((5×t1×δ) / bш1))), (12.9)

kδ = kδ1 =1+(3/(14–3+((5×0,6×14)/3)))=1,12.


kδ= kδ 1× kδ2, (12.10)

где kδ2 =1, так как на роторе закрытый овальный паз, коэффициент воздушного зазора kδ учитывает влияние зубчатости статора и ротора на магнитное сопротивление воздушного зазора.

kδ =1,12×1=1,12.

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора


λд1=(0,9×t1×(q1×kоб1)2×kр,т1×kш1×kд1) / (δ×kδ), (12.11)

где kр.т1 –коэффициент, учитывающий демпфирующую реакцию токов, наведенных в обмотке короткозамкнутого ротора высшими гармониками поля статора, kр.т1 = 0,87;

kд1 = 0,0111 – коэффициент дифференциального рассеяния обмотки статора подбираем по таблице 5.19

kш1 – коэффициент, учитывающий дополнительно к kб влияние открытия пазов статора на проводимость дифференциального рассеяния.


kш1=1 – ((0,033×bш12) / (t1×δ)), (12.12)
kш1 =1–((0,033×32)/(14×0,6))=0,9.
λд1 =(0,9×14×(4×0,925)2×0,84×0,9×0,00062) / (0,6×1,12)=1,20.

Коэффициент магнитной проводимости рассеяния лобовых частей 

обмотки статора

λл1=0,34×(q1/l1)×(lл1 – 0,64×β×τ), (12.13)


λл1=0,34×(4/125)×(171,6– 0,64×0,778×111,5)=1,79.

Коэффициент магнитной проводимости рассеяния обмотки


λ1= λл1+ λд1+ λп1, (12.14)
λ1 =1,61+1,2+1,79=4,6

Индуктивное сопротивление рассеяния одной фазы обмотки статора


х1=((1,58×l1×f1×W12)/(p×q1×108))×λ1, (12.15)
х1=((1,58×50×125×962)/(2×4×108))×4,6= 0,523 Ом.

Активное сопротивление стержня клетки:

Расчетная глубина проникновения тока в стержень, рисунок 5.15
hг,п=hст/(1+), (12.16)
где hст= h2+ dп2×(1/2)+ dп2×(1/2) =28+8,4×(1/2)+3,9 ×(1/2)=36 мм.

Для определения  рассчитаем коэффициент . В начальный момент (s=1) для алюминиевой литой клетки при рабочей температуре 115 =2,2 согласно рисунку 5.16


115=0,064hст, (10.17)
где s – скольжение;

115=0,064×34×1=2.2

hг,п=49,91/(1+2,2)=15,597 мм

Ширина стержня на расчетной глубине проникновения тока


bг,п =dп2-(hг,п-0,5dп2), (12.18)
bг,п=8,4-((8,4-3,9/28,3) × (17,1-(8,4×0,5)))=6,35 мм

Площадь сечения стержня при расчетной глубине проникновения тока


qг,п=0,393×d2п2+[0,5(dп2+bг,п)×(hг,п-0,5dп2)] (12.19)
qг,п=0,393×8,42+0,5×(8,4+6,35)×(17,!-0,5×8,4)=122,99 мм2
kв,т=qст/qг,п, (12.20)
где kВ,Т представляет собой отношение площади поперечного сечения стержня qст к площади сечения стержня при расчетной глубине проникновения тока qг,п..

kв,т=241,4/122,9=1,96.

Активное сопротивление стержня клетки ротора в рабочем режиме приведенное к рабочей температуре 115 С

kв,т в рабочем режиме равен 1

rст=al×l2×kв,т×10 3/qст , (12.21)
rст=48,8×10-9×125×1×103/241,4=2,52×10-5 Ом.

Активное сопротивление стержня клетки при S=1 с учетом вытеснения тока


rст,п=rст kв,т , (12.22)


rст, п=2,52×10-5×1,96=4,9×10-5 Ом.

Активное сопротивление короткозамыкающих колец


rкл=2Dкл,.срal10 3/Z2 qкл, (12.23)

rкл=2×3,14×168,7×48,8×10-9×103/38×802=0,169×10-5 Ом.

Активное сопротивление колец ротора, приведенное к току стержня
rкл=rкл /k2пр2, (12.24)
где kпр2-коэффициент приведения;

kпр22p/Z2=2×3,14×4/38=0,33.

rкл=0,169×10-5/0,332 =1,55×10-5 Ом.

Центральный угол скоса пазов

Скос пазов на роторе не применяется, и связи с этим центральный угол скоса пазовск=0.

Коэффициент скоса пазов

kск=1, так как на роторе скоса пазов не применяется.

Коэффициент приведения сопротивления обмотки ротора к обмотке статора


kпр1 =4(m1 /Z2)×(W1 kоб /kск )2, (12.25)

kпр1 =4×(3/38) ×(96×0,925/1)2=2,49×103.

Активное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмотке статора

В рабочем режиме


r2 =kпр1 ( rст+rкл) , (12.26)
r2=2,49×103×(2,52×10-5+1,55×10-5)=0,1 Ом.

В начальный момент пуска с учетом вытеснения тока

r2п=kпр1 ( rст,п+rкл), (12.27)
r2п=2,49×103×(4,93×10-5+1,55×10-5)=0,16 Ом.

Коэффициент магнитной проводимости рассеяния пазов ротора в номинальном режиме


λп2λ+0,3+((1,12×hм2×103)/I2), (12.28)
где С находим по формуле; =1 – коэффициент , учитывающий уменьшение проводимости пазового рассеяния при вытеснении тока в процессе пуска, определяют по рисунку 5.16.

В номинальном режиме


С =×(((h2+0.4×dп2)/(3×dп2))×(1-(3,14×d’п22/(8×qст)))2+0,66-bш2/2×d’п2 (12.29)
С=1×(((28,3+0,4×3,9)/(3×8,4))×(1-(3,14×8,42/(8×241,4)))2+0,66-(0/(2×8,6))=1,589,

п2 =1,589+0,3+((1,12×0,6×103)/587,77)=3,04.

В начальный момент пуска с учетом вытеснения тока 115=3,194; =0,48 согласно рисунку 5.16
С=× С (12.30)
С=0,75×1,589=1,19,

п2=1,19+0,3+((1,12×0,6×103)/587,77)=2,63.

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния
д2 =0,9t2(Z2 /6p)2 kд2 /×k, (12.31)
где kд2 – коэффициент дифференциального рассеяния ротора, определяют по рисунку 5.17 в зависимости от q2
q2= Z2 /3×2p, (12.32)
q2=38/3×4=3,17,

kд2=0,009,

Д2 =0,9×17×(38/6×2)2×0,009/0,6×1,12=2,05,

Коэффициент магнитной проводимости рассеяния короткозамыкающих колец клетки ротора


кл=, (12.33)

кл=(2,3×168,7)/(38×125×0,332)Lg(4,7×168,7)/(2×49,3+2×19,9)=0,61.

Коэффициент магнитной проводимости рассеяния обмотки ротора
2=п2+д 2 +кл , (12.34)
В номинальном режиме

2=2,63+2,05+0,61+0=5,29.

В начальный момент пуска

’2=3,058+2,104+0,205+0=5,367.

Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора

В номинальном режиме


x2=7,9×f1 ×l2 ×2×10-9, (12.35)
x2=7,9×50×125×7,03×10-9=0,35×10-3 Ом.
В начальный момент пуска
x2 п=7,9f1 l2 2 ×10-9, (12.36)
x2 п=7,9×50×125×5,29×10-9=0,26×10-3 Ом

Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора, приведенное к обмотке статора

В номинальном режиме
x2=kпр1 x2, (12.37)
x2=kпр1 x2=4,49×103×0,35×10-3=0,87 Ом.

В начальный момент пуска:


x2п=kпр1 x2п, (12.38)
x2п=kпр1 x2п =2,49×103×0,26×10-3=0,65 Ом.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Кацман, М.М. Электрические машины / М.М. Кацман.-М Академия 2015.496 с.;

2 Кацман. М.М. Расчёт и конструирование электрических машин / М.М. Кацман. М.: Энергоатомиздат, 2008.298 с.;



3 Кацман. М.М. Справочник по электрическим машинам/М.М. Кацман- М.М. Кацман. М.: Высшая школа, 2000.460 с.

Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница