Расчет асинхронного двигателя

Спецификация.spw

Лобовая часть обмотки
Короткозамыкающее коль-
Вентиляционные лопатки
Подшипниковая крышка

Чертеж1.dwg

курсавик мой.doc

Выбор главных размеров 5
Определение Z1 W1 и сечение провода обмотки статора 6
Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора 8
Расчет намагничивающего тока 14
Параметры рабочего режима 16
Расчет рабочих характеристик 22
Расчет пусковых характеристик 25
Расчет вентиляции 33
Список литературы 34
Задание на курсовой проект
Номинальная мощность 80кВт
Номинальное фазное напряжение 220 В
Число полюсов 2р = 2
Класс нагревостойкости изоляции F
Исполнение по форме монтажа IМ 1001
Частота сети f1 50 Гц
Асинхронный двигатель является преобразователем электрической энергии в механическую и составляет основу большинства механизмов использующихся во всех отраслях народного хозяйства.
В настоящее время асинхронные двигатели потребляют более 40% вырабатываемой электрической энергии на их изготовление расходуется большое количество дефицитных материалов: обмоточные 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.
Поэтому создание серии высокоэкономичных и надежных асинхронных двигателей является важнейшей народно-хозяйственной задачей а правильный выбор двигателей их эксплуатации и высококачественный ремонт играют первоочередную роль в экономике материалов и трудовых ресурсов.
В серии 4А за счет применения новых электротехнических материалов и рациональной конструкции мощность двигателей при данных высотах оси вращения повышена на 2-3 ступени по сравнения с мощностью двигателей серии А2 что дает большую экономию дефицитных материалов.
Серия имеет широкий ряд модификации специализированных исполнений на максимальных удовлетворительных нужд электропривода.
Выбор главных размеров
1 Синхронная скорость вращения поля:
2 Высота оси вращения:
Внешний диаметр Da = 0359 м
3 Внутренний диаметр статора:
5 Расчетная мощность:
6 Электромагнитные нагрузки:
7 Принимаем обмоточный коэффициент для двухслойной обмотки:
8 Расчетная длина воздушного зазора:
9 Отношение значение находится в рекомендуемых пределах (025-10)
Определение и сечение провода обмотки статора
1 Предельные значения :
2 Число пазов статора
3 Зубцовое деление статора
4 Число эффективных проводников в пазу (предварительно при условии а=1)
5 Принимаем а = 1 тогда
6 Окончательные значения
Число витков в фазе:
Для двухслойной обмотки:
Значения А и находятся в допустимых пределах
7 Плотность тока в обмотке статора (предварительно)
8 Сечение эффективного проводника (предварительно):
9 Сечение эффективного проводника (окончательно):
обмоточный провод ПЭТВ
10 Плотность тока в обмотке статора (окончательно):
Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора
Рис.1 К расчету размеров зубцовой зоны статоров с прямоугольной конфигурацией пазов
1 Принимаем предварительно
для оксидированных листов стали
2 Размеры паза в штампе принимаем:
3 Размеры паза в свету с учетом припуска на cборку:
Площадь поперечного сечения паза «в свету» для размещения проводников:
Площадь поперечного сечения прокладок:
(для двухслойной обмотки)
Площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу:
- односторонняя толщина изоляции в пазу
4 Коэффициент заполнения паза:
Полученное значение допустимо для двигателей с (069÷071).
1 Воздушный зазор (по заданным данным):
2 Число пазов ротора :
3 Внешний диаметр ротора:
4 Длина магнитопровода ротора:
5 Зубцовое деление ротора:
6 Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала так как сердечник непосредственно насажен на вал.
7 Ток в стержне ротора
8 Площадь поперечного сечения стержня (предварительно):
Плотность тока в стержне литой клетки принимаем:
9 Паз ротора определяем по рис.9.40 б :
Допустимая ширина зубца:
10 Площадь поперечного сечения стержня:
11 Плотность тока в стержне:
12 Короткозамыкающие кольца.
Площадь поперечного сечения кольца:
Размеры замыкающих колец:
Рис.2 Размеры замыкающих колец
Рис.3 К расчету трапецеидальных закрытых пазов ротора
Рис.4 Пазы статора и ротора
Расчет магнитной цепи
1 Значение индукций:
Расчетная высота ярма ротора при 2р=2 :
2 Магнитное напряжение воздушного зазора:
3 Магнитные напряжение зубцовых зон:
[ по табл. П1.71] для стали 2013:
при ВZ1=205 Тл НZ1=4040 Ам;
при ВZ2=2 Тл НZ2=3150 Ам;
hZ2=hп2-01b2=4396-0121=4375 мм
4 Коэффициент насыщения зубцовой зоны:
5 Магнитные напряжения ярм статора и ротора:
[по табл. П1.6 1] при Ва=16 Тл НА=750 Ам
при ВJ=157 Тл НJ=678 Ам
6 Магнитное напряжение на пару полюсов:
7 Коэффициент насыщения магнитной цепи:
8 Намагничивающий ток:
относительное значение:
Параметры рабочего напряжения
1 Активное сопротивление фазы обмотки статора:
Для класса нагревостойкости изоляции F расчетная температура =115С;
Для медных проводников
Длина проводников фазы обмотки:
Длина вылета лобовой части катушки:
Относительное значение:
2 Активное сопротивление фазы алюминиевой обмотки ротора:
где для алюминиевой обмотки ротора:
Приводим r2 к числу витков обмотки статора:
Относительное значение:
3 Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора:
4 Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора:
где по табл. 9.27 с. 408 1:
где kд=1 -для номинального режима
Так как то без заметной погрешности можно принять:
Приводим Х2 к числу витков статора:
1 Основные потери в стали:
- удельная масса стали
2 Поверхностные потери в роторе:
3 Пульсационные потери в зубцах ротора:
4 Сумма добавочных потерь в стали:
5 Полные потери в стали:
6 Механические потери:
для двигателей с 2р =2:
7 Добавочные потери при номинальном режиме:
8 Холостой ход двигателя:
Расчет рабочих характеристик
Используем приближенную формулу так как :
Потери не меняющиеся при изменении скольжения:
Принимаем и рассчитываем рабочие характеристики
задаваясь скольжением S равным:
s=0002; 0004; 0008; 0012; 0014; 0016; 0017
Результаты таблицы приведены в таблице 1.
Таблица 1. Рабочие характеристики асинхронного двигателя
Расчет пусковых характеристик
1 Расчет пусковых характеристик. Рассчитываем точки характеристик
соответствующие скольжению S = 1.
Пусковые характеристики спроектированного двигателя представлены на рис.8.
Параметры с учетом вытеснения тока ()
Для [стр. 428 рис. 9.57 1]
[стр.428 рис. 9.58 1]
Активное сопротивление обмотки ротора:
Приведенное сопротивление ротора с учетом действия эффекта вытеснения тока:
2 Индуктивное сопротивление обмотки ротора с учетом действия эффекта вытеснения тока:
4 Пусковые параметры
5 Расчет токов с учетом влияния эффекта вытеснения тока для :
3 Учет влияния насыщения на параметры. Принимаем для S=1 коэффициент насыщения
[по рис. 9.61 с.432 1 для ]
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения:
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения:
Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учетом влияния насыщения:
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ротора с учетом влияния насыщения и вытеснения тока:
Для закрытых пазов ротора:
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки ротора с учетом влияния насыщения:
Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом влияния вытеснения тока и насыщения:
Расчет токов и моментов:
Критическое скольжение определяем после расчета всех точек пусковых характеристик (табл. 3) по средним значениям сопротивлений соответствующим скольжениям :
Таблица 2. Расчет токов в пусковом режиме асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом влияния эффекта вытеснения тока
Для расчета других точек характеристики зададимся уменьшенным в зависимости от тока (см.табл. 2):
Таблица 3. Расчет пусковых характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния
1 Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя.
2 Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора:
3 Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей:
4 Повышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри машины:
5 Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины:
6 Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды:
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды:
1 Расчет вентиляции требуемый для охлаждение расходов воздуха:
Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов П79 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. – 757 с.: ил.