Расчет трехфазного асинхронного двигателя 75 кВт

двигатель 4A280М8.cdw

КПЭМ 130302.152-68542-Ф.16.02СБ

Пазы Ротора 75 кВт.cdw

Пояснительная записка.doc

Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Самарский государственный технический университет»
Расчет трехфазного асинхронного двигателя
КРЭМ 140400.152-68.121Г.12.02ПЗ
Производство современных электрических машин и других не менее сложных
электротехнических устройств требует применения все более совершенных
материалов а их проектирование должно опираться на результаты последних
исследований связанных с электромашиностроением. Экономия потребляемой
электроэнергии и стремление к уменьшению капитальных затрат на
электропривод различных объектов постоянно требуют новых
В последнее время несмотря на сложную экономическую ситуацию в
стране наблюдается большой прогресс практически во всех отраслях
электромашиностроения. Особенно это относится к разработке новых
асинхронных машин: разработанная в 90-х г. серия асинхронных машин РА (RA)
и ее модификации имеют большую конкурентоспособность не только в нашей
стране но и за рубежом; разрабатываются новые серии и модификации
асинхронных машин в том числе для нужд ветро- и гидроэнергетики.
Техническое задание 4
Выбор главных размеров 4
Расчет зубцовой зоны и параметров обмоток статора 5
Расчет магнитной цепи 10
Расчет параметров рабочего режима; 12
Расчет рабочих и пусковых характеристик 17
Тепловой и вентиляционный расчет 22
Расчет габаритных и конструктивных размеров проектируемой асинхронной
Список литературы 29
Техническое задание.
Рассчитать параметры трехфазного асинхронного двигателя
разрабатываемого на базе серии асинхронных машин АИРФ. Исполнение IP44
IM1001 IC0141. Число пар полюсов p = 4 (2p = 8 n = 750 обмин).
Напряжение фазы статора U = 380 В m = 3 f = 50 Гц схема соединения
обмоток статора – Y питающее напряжение сети 220380 В в выводной коробке
вывода для подключения к сети. Номинальная мощность двигателя P2Н = 75
кВт. Климатическое исполнение и категория размещения – У3 окружающая среда
– нормальная режим работы - продолжительный (S1). Аналог рассчитываемому
двигателю – АИРФ280M8.
Графический материал включает в себя следующее:
) схема обмотки статора;
) схема обмотки фазного ротора;
) эскизы пазов статора и ротора в штампе;
) графики рабочих пусковой и механической характеристик.
Выбор главных размеров
Число пар полюсов [pic]
Высота оси вращения (предварительно) h = 280 мм из стандартного ряда
выбирано h = 280 мм Da = 0520 м.(по табл.6-6 для базового двигателя
Внутренний диаметр статора D = kd Da = 070*0530 = 0370 м. где kd =
0-072 по таблице 6-6 [1]
Полюсное деление [pic]м.
Расчётная мощность [pic]Вт.
где [pic]- мощность на валу двигателя [pic]- отношение ЭДС обмотки статора
к номинальному напряжению. [pic]=098
Электромагнитные нагрузки (предварительно) А = 40100 Ам [pic]Тл.
Обмоточный коэффициент для двухслойной обмотки коб1 = 091-0925.
Принят коб1 = 0925 по таблице 6.1 [2].
Расчётная длина воздушного зазора
Отношение [pic] находится в допустимых пределах.
Расчет зубцовой зоны и параметров обмоток статора
Предельные значения t1: t1ma t1min = 16 мм.
приняты Z1=65-73 q = Z12pm = 4 (обмотка двухслойная).
Зубцовое деление статора (окончательно)
Число эффективных проводников в пазу (предварительно при а = 1 т.е нет
параллельных ветвей)
Принято а =3. Un = a[pic][pic].
Окончательные значения
[pic]Ам принято А=40100 Ам по табл. 2.1 [1]. [pic]Вб
A и [pic] находятся в допустимых пределах [kоб1=kР=0925 (таблице 6.1
[2]); для Da=520 мм (рис.6-8): kE=098].
Плотность тока в обмотке статора (предварительно)
Сечение эффективного проводника (предварительно):
принято nэл = 2; qэл= qэф nэл = 112=55 мм2. Обмоточный провод ПЭТВ:
dэл = 25 мм; dиз=26 мм; qэл=5 мм2; qэф= 10 мм2
Плотность тока в обмотке статора (окончательно):
Принимаем предварительно Вz1=180 Тл Ва=160 Тл
где кс = 0.97 (для оксидированных листов)
Размеры паза в штампе принимаем bш = 52 мм; hш = 11 мм.
Принято [pic] (таблица 6.1 [2]).
Размеры паза свету с учётом припуска на сборку
[pic]мм. Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников.
Площадь поперечного сечения прокладок и корпусной изоляции в
пазу [pic] Sиз = bиз(2hn+b1+b2) = =028(2[pic]2866+88+88) = 21 мм2
односторонняя толщина изоляции в пазу bиз = 028 мм.
Коэффициент заполнения паза [pic] что в допустимых пределах. Уточнение
размеров паза (пп.23-24) не требуется.
Расчет зубцовой зоны и параметров обмоток ротора.
Воздушный зазор [pic]мм.
Число пазов ротора Z2 = 82.
Внешний диаметр [pic]м.
Длина L2 = L1 = 019 м.
Зубцовое деление [pic]мм.
Напряжение на контактных кольцах ротора
Число витков в фазе (предварительно) по формуле 8.52 [1стр.302]
Число эффективных проводников в пазу по формуле 8.53 [1стр.302]
Уточняем число витков в фазе
Определим коэффициент учитывающий влияние тока намагничивания на
Обмоточный коэффициент для однослойной обмотки
Коэффициент привидения токов по формуле 8.59 [1 стр.303]
Предварительно ток в обмотке ротора
Принимаем плотность тока в роторе равной
а сечение эффективных проводников обмотки равно по формуле 8.60 [1стр.303]
Число элементарных проводников в пазу
Выбираем по таблице П3.1 [2 стр.343] обмоточный провод ПЭТ – 155:
dэл2 = 1.25·10-3 м – диаметр неизолированного провода;
dиз2 = 1.33·10-3 м – диаметр изолированного провода;
qэф2 = 1.227·10-6 м2 – сечение элементарного проводника.
Площадь паза ротора (предварительно)
Индукция в зубце ротора выбираем по таблице 8.10[1 стр.289]
Паз ротора. Допустимая ширина зубца
Выбор параметров шлица:
принято стандартное значение [pic]
[pic][pic]мм. Принято стандартное значение [pic] мм.
h1 = (b1-b2)Z22[pic]= (35-5)822[pic]= 345 мм. Принято b1 = 35 мм b2 =
h1 = 345 мм. Полная высота паза:
hn2 = b12 + h1 + b22= 352 + 345 + 52 =3875 мм.
Площадь паза ротора (окончательно)
Коэффициент заполнения паза ротора
Коэффициент заполнения паза входит в указанные рамки
Расчет магнитной цепи;
Значения индукций: [p
[p [p[pic]Тл [расчётная высота ярма ротора: [pic]мм].
Магнитное напряжение воздушного зазора:
[pic]А [[pic] где: [pic]].
Магнитные напряжения зубцовых зон статора и ротора:
[p [pic]А [по таблице
для стали зубцов 2013: [p [p [pic]мм
Коэффициент насыщения зубцовой зоны:
Магнитные напряжения ярм статора и ротора:
[по таблице для стали ярма: [p [pic]Ам при
Магнитное напряжение на пару полюсов:
Коэффициент насыщения магнитной цепи: [pic]
Намагничивающий ток:
относительное значение: [pic].
Расчет параметров рабочего режима;
Активное сопротивление фазы обмотки статора:
Для класса нагревостойкости изоляции F расчетная [pic]0С.
Для меди [pic]Ом(м. Длина проводников фазы обмотки:
по таблице КЛ = 14; [pic]м.
Длина вылета лобовой части катушки:
[pic]мм. где по таблице [pic].
Относительное значение [pic].
Активное сопротивление фазы обмотки ротора:
[p [pic]Ом где для литой алюминиевой обмотки ротора
[pic]м. Приводим r2 к числу витков обмотки статора: [pic]Ом.
Относительное значение: [pic].
Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора:
где по таблице: [pic]
Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора:
Приводим x2 к числу витков статора:
Потери в стали основные:
[pic][pic]Вт где [pic]Вткг и
Поверхностные потери в роторе:
В02 = [pic]= 0 так как [pic] - [pic].
Пульсационные потери в зубцах ротора:
Сумма добавочных потерь в стали: [pic]Вт.
Полные потери в стали: [pic]Вт.
Механические потери: [pic]Вт [для двигателей [pic] коэффициент [pic]].
Добавочные потери при номинальном режиме: [pic]Вт.
Холостой ход двигателя:
Расчет рабочих и пусковых характеристик
Потери не меняющиеся при изменении скольжения: [pic]Вт Принято [pic]
и рассчитаны рабочие характеристики задаваясь s = 0.05; 0.01; 0.015; 0.02;
026; 0.03. Результаты расчёта сведены в таблицу №1. Номинальные данные
спроектированного двигателя: [p [p [p [p [pic].
Данные расчёта рабочих характеристик асинхронного двигателя с
короткозамкнутым ротором
[p [p [p [p [p [p [p
[p [p [p [p [p [p b=0364 Ом.
№ Расчётная Формула Ед. Скольжение
[pic] - 254 227 18 114 08
[pic] - 15 12 063 012 005
[pic] - 157 1931 1422 098 091
[pic] - 139 1656 1297 098 0937
[pic] Ом 0059 0053 0042 0031 003
[pic] - 059 065 081 095 1
[pic] - 0845 087 0939 0998 102
[pic] Ом 0161 0165 0178 019 0194
[pic] Ом 0143 0148 0163 0176 0183
[pic] Ом 0106 0106 013 0116 0127
[pic] - 1011 1011 1011 1012 1012
[pic] Ом 0106 0114 0131 0205 035
[pic] Ом 0251 0256 0278 0294 0312
[pic] А 8075578356717266132146881
[pic] А 81922798 729087290872908
[pic] - 589 574 5245 5245 5245
[pic] - 1435 1525 159 22 245
Тепловой и вентиляционный расчет.
Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над
температурой воздуха внутри двигателя:
Р1эп1 =[pic] =10715 Вт .
Перепад температур в изоляции пазовой части обмотки статора:
Пп1 =2hn+b1+b2=2*3875+35+5= 0086 м (экв = 016 Вт(м( С) (1экв =
Вт(м( С) Перепад температур по толщине изоляции лобовых частей:
Р1эл1 = kpPэ12lл1lср=107*27011*2*032241025= 18181 Вт Пп1 =
Пл1 = 0086 м bизл1 = 0.
Превышение температуры наружной поверхности сердечника статора над
температурой воздуха внутри двигателя: [pic] . Среднее превышение
температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины:
Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой
[pic] по (6-326) [pic]
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой
окружающей среды: [pic] Значение с учетом запаса до 10% на
приближенность расчета находится в допустимых пределах (100о –10%).
Расчет вентиляции. Требуемый для охлаждения расход воздуха:
Расход воздуха обеспечиваемый наружным вентилятором:
Сравнительный анализ рассчитанного асинхронного двигателя
двигателя Рном кВт КПД % cosφ Сколь-
S % Мп Мном Мmax Mн Мmin Мном IпIном 75 92 089 30 14
9 10 60 АИР280M8 75 93 087 30 14 22 10 60
Схема обмотки фазного ротора
Схема обмотки статора
Проектирование электрических машин: Учебник 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. 2005. – 761 с.
Проектирование электрических машин: Учебник для вузов О.Д.
Гольдберг Я.С. Гурин И.С. Свириденко; Под ред. О.Д. Гольдберга. – 2-е
изд. перераб. и доп. – М.: Высш. шк. 2001. – 430 с.
Справочник по электротехнике и электрооборудованию: Учеб. пособ.
для вузов И.И. Алиев. – 2-е изд. доп. – М.: Высш. шк. 2000. – 255 с.
Проектирование асинхронных электродвигателей: Учебник для вузов
М.Е. Поволоцкий. – Куйбышев: Куйбыш. кн. изд-во 1970. – 376 с.
Альбом электрических машин. – Сызрань 2010. – 32 с.
Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособ. для
машиностроит. вузов М.Н. Иванов В.Н. Иванов. – М.: Высш. шк. 1975. –
Справочник по машиностроительному черчению: Учеб. пособ. для вузов
А.А. Чекмарев В.К. Осипов. – М.: Высш. шк. 1994. – 671 с.
Асинхронные электродвигатели: Обмоточные данные. Ремонт.
Модернизация: Справочник Л.В. Петриков Г.Н. Корначенко. – М.:
Энергоатомиздат 2000. – 496 с.
Ремонт асинхронных электродвигателей электростанций Е.К.
Иноземцев. – М.: НТФ «Энергопрогресс» 2004. – 120 с.

Спецификация.doc

Поз. Наименование Кол-во Материал
А1 Сборочный чертеж
Пояснительная записка 1
Сердечник статора 1 Сталь 2013
Сердечник ротора 1 Сталь 2013
Обмотка статора 1 Провод ПЭТМ
Вентилятор 1 Алюминий
Торцевой щит 2 Сталь
Бандажное кольцо Алюминий
Подшипник роликовый 1
Подшипник шариковый 1
Палец нажимной 2 Сталь
ИзмЛист № документаДата Под

Пазы Статора 75 кВт.cdw

СамГГТУ в г. Сызрань