Проектирование асинхронного двигателя мощностью 37 кВт

200_tip_4A.cdw

Предельные отклонения на установочно-присоединительные размеры по ГОСТ8592-79.
Рельеф знака заземления покрыть по ведомости лакокрасочных работ.
Камеры крышек подшипников и жировые канавки заполнить смазкой УНИОЛ-1ТУ в количестве 0.078 кг
на двигатель: 50% смазки закладывать равномерно по окружности в подшипники и 50% в камеры крышек
подшипников и жировые канавки.
Консервацию двигателя производить по инструкции.
Двигатель должен соответствовать техническим условиям.
Двигатель асинхронный
Технические требования:

4a200.cdw

Предельные отклонения на установочно-присоединительные размеры по ГОСТ8592-79.
Рельеф знака заземления покрыть по ведомости лакокрасочных работ.
Камеры крышек подшипников и жировые канавки заполнить смазкой УНИОЛ-1ТУ в количестве 0.078 кг
на двигатель: 50% смазки закладывать равномерно по окружности в подшипники и 50% в камеры крышек
подшипников и жировые канавки.
Консервацию двигателя производить по инструкции.
Двигатель должен соответствовать техническим условиям.
Двигатель асинхронный
Технические требования:

52geyrnf.docx

Тема: Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
Исходные данные к проекту Вариант 26
Номинальная мощность 37 кВт
Номинальное напряжение 380 В
Частота питающего напряжения 50 Гц
Синхронная скорость 1500 обмин
Базовая модель двигателя серии 4А200M4 конструктивное исполнение IM1001 исполнение по защите IP44 класс нагревостойкости изоляции F.
Содержание пояснительной записки:
Определение главных размеров; расчет обмотки электромагнитный нагрузок числа пазов статора; определение размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора; расчёт обмотки пазов и ярма ротора; расчёт намагничивающего тока; расчёт параметров рабочего режима двигателя; расчёт потерь в стали и механических потерь; расчет рабочих и пусковых характеристик; тепловой расчёт двигателя – определение превышений температур.
Перечень графического материала: чертёж общего вида асинхронного двигателя
Выбор главных размеров
Высота оси вращения (предварительно) 200 наружный диаметр статора = 0349 м.
Внутренний диаметр статора = 0.68 0.349 = 0237 м.
Электромагнитные нагрузки предварительно A = 36000 Ам = 077 Тл.
Обмоточный коэффициент для двуслойной обмотки (предварительно) = 092.
Расчётная длина магнитопровода (зазора)
Значение находится в допустимых пределах
Определение и сечения провода обмотки статора
Предельные значения : = 17 мм = 13 мм.
Число пазов статора:
Принимается = 48 тогда = = 4. Обмотка двуслойная
Зубцовое деление статора (окончательно)
Число (целое) эффективных проводников в пазу (предварительно при условии a = 1 (нет параллельных ветвей)
Окончательные значения числа витков фазы линейной нагрузки и магнитного потока по 6-20 6-21 6-22
где для двуслойной обмотки с q = 4 по табл. 3-13 ; для = 0.349 м по рис.6-8 ;
индукция в воздушном зазоре по 6-23:
A и находятся в допустимых пределах по рис. 6-11 б .
Плотность тока в обмотке статора (предварительно) по 6-25 .
A = 185 по рис. 6-16.
Площадь поперечного сечения эффективного проводника ( предварительно ) по 6-24:
Принимаем = 3; обмоточный провод ПЭТВ по табл.П-28 = 25 мм; .
Плотность тока статора (окончательно) по 6-27
Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора
Паз статора определяем по рис. 6-19а с соотношением размеров обеспечивающим параллельность боковых граней зубцов.
Принимаем предварительно по табл. 6-10 тогда по 6-39:
По табл. 6-1 для оксидированных листов по 6-28 :
Размеры паза в штампе принимаем мм; мм по 6-40:
Размеры паза свету с учётом припуска на сборку по 6-47:
= = 126-02 = 124 мм;
Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников по 6-51:
= (124+94)*2262-269-0 = 2204 .
Площадь поперечного сечения прокладок и корпусной изоляции в пазу
= 0.335(2 268 + 126 + 96 = 269 односторонняя толщина в изоляции в пазу мм по табл. 3-8.
= = 073 в допустимых пределах
Уточнение размеров паза (пп.23-24) не требуется.
Воздушный зазор по рис. 6-21 = 0.9 мм.
Число пазов ротора по табл. 6-15 = 40
Внешний диаметр = 0.249-2 0.9 = 0.235.5 м.
Длина магнитопровода ротора = 0.183 м.
Зубцовое деление 314*0235540=185 мм.
Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала так как сердечник ротора непосредственно насаживается на вал по 6-101
= 0.23 0.349 = 80 мм где по табл. 6-16
Ток в стержне ротора по 6-60:
= 0.9 41* 7615 = 886.4 А где = 0.9 по рис. 6-22
Площадь поперечного сечения стержня (предварительно) по 6-29:
= 56262.5 = = 225 (плотность тока в литой клетке принимаем 2.5 А).
Паз ротора определяем по рис. 6-27 б. Принимаем = 0.7 мм = 0.3 мм.
Допустимая ширина зубца по 6-77 при 1.7 Тл:
Размеры паза по 6-74 (см. рис. 9.40):
по 6-76: =40(91 – 5)2 = 258 мм.
Сечение стержня по 6-78: =(3148)*(91+25)+0.5(9+5)*26= 2236
Плотность тока в стержне
Короткозамыкающие кольца
Площадь поперечного сечения:
Размеры размыкающих колец:
Магнитное напряжение воздушного зазора:
Магнитные напряжение зубцовых зон статора и ротора:
(По таблице П-17 для стали 2013 зубцов: Hz1=2070 Aм при Bz1=19 Тл; Hz2=1150 Aм при Bz2=1.7 Тл)
Коэффициент насыщения зубцовой зоны:
Магнитные напряжение ярм статора и ротора:
(По таблице П-16 для стали ярма: Ha=750 Ам при Ba=1.6 Тл; Hj=149 Ам при Bj=0.89 Тл)
Магнитное напряжение на пару полюсов:
Коэффициент насыщения магнитной цепи:
Намагничивающий ток:
Относительное значение:
Активное сопротивление фазы обмотки статора:
Для класса нагревостойкости F расчетная величина = Для меди Омм. Длина проводников фазы обмотки:
Длина вылета лобовой части катушки:
Активное сопротивление фазы алюминиевой обмотки ротора
Относительное значение
Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора
где по табл. 6-22 рис. 6-38ж:
Относительное значение:
Индуктивное сопротивление фазы ротора по 6-173:
где по табл. 6-23 рис. 6-40 а и:
Приводим x2 к числу витков статора по 6-178:
Потери в стали основные по 6-183:
Поверхностные потери в роторе по 6-190
Пульсационные потери в зубцах ротора по 6-196
Сумма добавочных потерь в стали по 6-198
Полные потери в стали по 6-199
Механические потери по 6-205
где для двигателей с
Добавочные потери при номинальном режиме
Холостой ход двигателя по 6-212
Потери не меняющиеся при изменении скольжения:
Принимаем и рассчитываем рабочие характеристики задаваясь . Результаты расчёта сведены в таблицу №1 по которой уточняем скольжение . Номинальные данные спроектированного двигателя: 220380 В .
Расчёт пусковых характеристик. Рассчитываем точки характеристик соответствующие скольжениям . Данные расчёта точек сведены в таблицу №2. Подробный расчёт приведён для скольжения .
Параметры с учётом вытеснения тока
где находим по рис.6-46 ; по рис. 6-47 .
Активное сопротивление обмотки ротора . По 6-236:
Приведённое активное сопротивление ротора с учётом действия эффекта вытеснения тока:
Индуктивное сопротивление обмотки ротора . По табл. 6-23 и рис. 6-40 а и при
Ток ротора приближенно без учёта влияния насыщения по 6-269 принимая :
Учёт влияния насыщения на параметры. Принимаем для s=1 коэффициент насыщения и проводим расчёт для . Для меньших s снижают до 1.1.
По рис. 6-50 находим для . Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учётом влияния насыщения по 6-255:
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учётом влияния насыщения по 6-263:
Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учётом влияния насыщения по 6-264:
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ротора с учётом влияния насыщения и вытеснения тока по 6-260:
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния с учётом влияния насыщения по 6-263:
Приведённое индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учётом влияния вытеснения тока и насыщения по 6-265:
Сопротивление взаимной индукции обмоток в пусковом режиме по 6-266:
Расчёт токов и моментов:
Отклонение тока в начале п.58 менее 5% что допустимо.
Относительные значения:
Критическое скольжение определяется после расчёта всех точек пусковых характеристик по средним значениям сопротивлений соответствующим скольжениям s=0.2-0.1 по 6-272
Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя по 6-314:
по табл. 6-30 K=0.18 по 6-312 где из табл. 1 для находим ; по рис. 6-59 б ; .
Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора по 6-315:
где по 6-316 ; для изоляции класса F ; по рис. 6-62 для ddиз=0.850.915=0.9 находим .
Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей по 6-319
Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой внутри машины по 6-320
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины по 6-321
Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды по 6-322
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды по 6-238: Значение находится в допустимых пределах
Расчёт вентиляции. Требуемый для охлаждения расход воздуха
Расход воздуха обеспечиваемый наружным вентилятором:
I1=SQRT(I1a^2+I1p^2)
Pэ1=3*I1^2*r1*10^(-3)
Pэ2=3*I'2^2*r'2*10^(-3)
суммаP=Pст+Pмех+Pэ1+Pэ2+Pдоб
bп=x1нас+c1пнас*x'2нас
I'2=U1нКорень(aп^2+bп^2)
I1=I'2*корень(aп^2+(bп+x12п)^2)c1п*x12п
Mп*=(I'2пI'2н)^2*KR*SнS