Электродвигатель трехфазный асинхронный с короткозамкнутым ротором

Электромагнитный расчет трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Выбор главных размеров, определение числа пазов статора и сечения провода обмотки. Расчет размеров зубцовой зоны статора, ротора, намагничивающего тока.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 28.04.2014
Размер файла 3,0 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ФГБОУ ВПО «ВГТУ», ВГТУ)

Факультет Автоматики и Электромеханики

Кафедра электромеханических систем и электроснабжения

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Теория преобразования энергии в электромеханических системах»

Тема: «Электродвигатель трёхфазный асинхронный с короткозамкнутым ротором»

Разработал студент Савушкин А.В.

Руководитель Королёв Н.И.

2014

Задание на курсовой проект по дисциплине «Теория преобразования энергии в электромеханических системах»

Тема проекта: «Электродвигатель трёхфазный асинхронный с короткозамкнутым ротором»

Технические условия:

Номинальная мощность Рн=23,0 кВт.

Номинальное напряжение Uн=220/380 В.

Число полюсов 2p=4.

Конструктивное исполнение и способ монтажа 1М1001.

Исполнение по степени защиты IP 44.

Режим работы - продолжительный.

Рекомендованная высота оси вращения вала h=180 мм.

Содержание и объем проекта (графические работы, расчеты и прочее): общий вид (продольный и поперечный разрез), пояснительная записка должна содержать электромагнитный расчёт. Эскизы: пазы статора и ротора без заполнения; схема обмотки статора (со звездой пазовых ЭДС); рабочие и пусковые характеристики.

Введение

Электротехническая промышленность - ведущая отрасль народного хозяйства. Продукция электротехнической промышленности используется почти во всех промышленных установках, поэтому качество электротехнических изделий во многом определяет качество продукции других отраслей промышленности.

Электрические машины в общем объеме производства электротехнической промышленности занимают основное место, поэтому эксплуатационные свойства новых электрических машин имеют важное значение для экономики нашей страны.

Проектирование электрических машин -- это искусство, соединяющее знание процессов электромеханического преобразования энергии с опытом, накопленным поколениями инженеров-электромехаников, умением применять вычислительную технику и талантом инженера, создающего новую или улучшающего уже выпускаемую машину.

При проектировании электрической машины рассчитываются размеры статора и ротора, выбираются типы обмоток, обмоточные провода, изоляция, материалы активных и конструктивных частей машины. Отдельные части машины должны быть так сконструированы и рассчитаны, чтобы при изготовлении машины трудоемкость и расход материалов были наименьшими, а при эксплуатации машина обладала наилучшими энергетическими показателями. При этом электрическая машина должна соответствовать условиям применения ее в электроприводе.

При проектировании необходимо учитывать соответствие технико-экономических показателей машин современному мировому уровню. Проектирование электрических машин производится с учетом требований государственных и отраслевых стандартов. При проектировании электрических машин приходится учитывать назначение и условия эксплуатации, стоимость активных и конструктивных материалов, КПД, технологию производства, надежность в работе и патентную чистоту. Проектирование электрических машин (их расчет и конструирование) неотделимы от технологии их изготовления. Поэтому при проектировании необходимо учитывать возможности электротехнических заводов, стремиться к максимальному снижению трудоемкости.

В настоящее время редко проектируется индивидуальная машина, а проектируются и выпускаются серии электрических машин. На базе серий выполняются различные модификации машин, что накладывает определенные требования на выполнение проекта новой электрической машины.

Резко возрастающая энерговооруженность промышленности требовала большее число всевозможных модификаций двигателей, спoсoбных работать в различных специфических для данной отрасли условиях. Число таких модификаций в старых сериях было явно недостаточно.

Все это привело к необходимости создания единой для всей страны серии асинхронных машин, объединенных общими конструктивными решениями, общей технологией, с широкой унификацией различных узлов и деталей и основанной на единых шкалах мощностей, габаритных, присоединительных и установочных размеров.

Машины исполнения IP44 выполнены защищенными от возможности соприкосновения инструментов, проволоки или других подобных предметов с токоведущими частями. Машина так же защищена от попадания внутрь корпуса водяных брызг любого направления. Такие машины называют также закрытыми.

Описание конструкции

Трехфазный асинхронный двигатель состоит из двух основных частей неподвижной и вращающейся. Неподвижная часть машины называется статором, а вращающаяся часть ротором. Обращенные друг к другу цилиндрические поверхности статора и ротора имеют пазы, в которых помещаются проводники обмоток.

Название асинхронных машин обусловлено тем, что ротор вращается несинхронно по отношению к вращающемуся магнитному полю машины.

Работа асинхронного двигателя основа на принципе электромагнитного взаимодействия между вращающимся магнитным полем машины и токами, наводимыми в обмотке ротора при пересечении её проводников вращающимся полем.

Обмотка статора асинхронной машины при питании ее трехфазным током создаёт вращающееся магнитное поле. Это поле при своем вращении, если ротор неподвижен, индуктирует в проводниках обмотки ротора электродвижущие силы. Если обмотка замкнута, то в ней возникают токи, которые создают свое вращающееся магнитное поле, Магнитные поля статора и ротора вращаются синхронно и образуют общий вращающийся магнитный поток двигателя. В данном случае можно предполагать, что электродвижущая сила в обмотке ротора, индуктируется общим потоком. В результате взаимодействия токов ротора с потоком машины возникают действующие на проводники ротора механические силы и вращающий электромагнитный момент, который стремится повернуть ротор в направлении вращения поля.

Частота вращения ротора должна быть меньше частоты вращения поля, так как при их равенстве отсутствует электромагнитное взаимодействие между статором и ротором и электродвижущие силы в проводниках обмотки ротора не индуктируются. Поэтому в асинхронных двигателях ротор вращается с некоторым отставанием относительно поля машины.

Части электрической машины, непосредственно предназначенные для энергопреобразования процесса, называются активными частями. К ним относятся магнитопроводы и проводники обмоток статора и ротора. Все остальные детали и узлы электрической машины называются конструктивными частями.

Электрические машины по степени защиты обслуживающего персонала от соприкосновения с токоведущими или вращающимися частями и защиты самой машины от попадания внутрь твердых предметов выполняются согласно установленным требованиям. В данном курсовом проекте степень защиты машины IP 44, это означает, что машина защищена от попадания механических изделий размером больше миллиметра и от брызг в любом направлении.

Статор двигателя состоит и магнитопровода, набранного в виде пакета из изолированных пластин электротехнической стали, трехфазной обмотки и станины. Пластины пакета штампуются из листовой стали толщиной 0,5 миллиметров и изолируется с обеих сторон лаком. В спрессованном состоянии пакет пластин удерживается с помощью скоб.

Трехфазная обмотка выполняется однослойной из медных проводников круглого сечения. Витки катушек обмоток укладываются в изолированные пазы пакета магнитопровода. Обмотка закрепляется в пазах с помощью клиньев из изолированного материала. Концы обмотки с помощью выводной коробки присоединяются к сети переменного тока. Станина двигателя выполняет только конструктивные функции, фиксируя пакет магнитопровода в определенном положении. Станина отливается из алюминиевых сплавов. Ротор двигателя состоит из магнитопровода, в пазах которого размещается короткозамкнутая обмотка, вала и вентилятора. Магнитопровод ротора набирается в виде пакета, из кольцевых листов электротехнической стали толщиной 0,5 миллиметров. В полузакрытые пазы пакета заливаются алюминиевые стержни обмотки, замыкающиеся накоротко с двух сторон торцевыми кольцами. Заодно с короткозамыкающими кольцами отливаются вентиляционные лопатки, которые отводят теплоту от колец и стержней. Вал ротора, изготавливается из стали марки 45, опирается на подшипники качения, которые с помощью подшипниковых крышек и подшипниковых щитов сопрягаются со станиной. Воздушный зазор между магнитопроводами статора и ротора в двигателе составляет 0,4 миллиметра, поэтому вал должен обладать достаточной прочностью, а механическая обработка конструктивных частей производится с высокой точностью

Внешний обдув двигателя создается вентилятором. Подъем двигателя при монтаже производится с помощью рым-болта.

Электромагнитный расчет. Выбор главных размеров

Частота вращения:

(1)

По высоте оси вращения h=180 мм выбираем наружный диаметр статора Da=0.313 м

Внутренний диаметр статора:

(2)

где KD=0,64 - коэффициент, характеризующий отношения внутреннего и наружного диаметров сердечника статоров асинхронных двигателей серии 4А.

Полюсное деление:

(3)

Расчетная мощность:

(4)

где kE=0,977 - коэффициент, характеризующий отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению;

з=0,9 - КПД;

cos = 0,9 - коэффициент мощности.

Электромагнитные нагрузки (предварительно):

линейная нагрузка А=35000 А/м;

индукция в воздушном зазоре В = 0,77 Тл.

Обмоточный коэффициент для двухслойной обмотки: kоб1=0,91.

Расчетная длина воздушного зазора:

(5)

где kЕ = 1,11 - коэффициент формы поля;

Щ- синхронная угловая скорость ротора:

(6)

Для проверки правильности выбора главных размеров определим отношение

(7)

Полученное значение находится в рекомендуемых пределах

Определение числа пазов статора и сечения провода обмотки статора

Предельные значения зубцового деления статора:

Число пазов статора:

(8)

(9)

Число пазов статора должно быть кратно числу фаз, и число катушечных групп q должно быть целым. Следовательно принимаем ;

Число катушечных групп:

(10)

где m = 3 - число фаз обмотки статора.

Обмотка двухслойная

Зубцовое деление статора (окончательно):

(11)

Номинальный ток обмотки статора

(12)

Принимаем предварительно число пар параллельных ветвей обмотки а = 1. Тогда предварительное число эффективных проводников в пазу

(13)

. (14)

Окончательно принимаем: un=11

Число витков в фазе обмотки статора

(15)

Уточняем значение линейной нагрузки

(16)

Значение потока

(17)

где

Индукция в воздушном зазоре

(18)

Значения A и Bд находятся в допустимых пределах.

Плотность тока в обмотке статора (предварительно):

(19)

где (AJ1) = 190109 А23 - произведение линейной нагрузки и плотности тока в обмотке статора,

(20)

Сечение эффективного проводника:

, (21)

где a = 1 - число параллельных ветвей

nэл - число элементарных проводников

(22)

Выбираем диаметр и площадь поперечного сечения круглого медного эмалированного обмоточного провода марки ПЭТВ:

диаметр неизолированного провода:

диаметр изолированного провода:

сечение провода:

Уточняем плотность тока в обмотке статора (окончательно):

(23)

Схема обмотки статора представлена на рисунке 2.

Окончательно: обмотка двухслойная. Количество пазов 48, число катушек в катушечной группе равно 4.

Рис.1 Векторная звезда пазовых ЭДС.

.

Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

Принимаем предварительно индукцию в зубцах статора: индукцию в ярме статора: тогда:

(24)

где kc=0,97 - коэффициент заполнения сталью магнитопровода статора и ротора проектируемого двигателя.

Высота ярма статора

(25)

Принимаем высоту шлица паза статора hш=1 мм, ширину шлица паза статора: bш=4,4 мм;

Высота паза статора

(26)

Ширина паза статора в нижнем основании

(27)

Ширина паза статора в верхнем основании

(28)

Расстояние между основаниями паза статора

(29)

Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку:

(30)

(31)

Площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу:

, (32)

где bиз = 0,5 мм - односторонняя толщина пазовой изоляции;

(33)

Площадь поперечного сечения прокладки:

м, т.к. обмотка двухслойная.

Площадь поперечного сечения для размещения проводников:

(34)

Коэффициент заполнения паза:

(35)

Полученное значение kз находится в указанных пределах.

Эскиз паза статора представлен на рисунке 3.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Рис.3 Паз статора

Рис.4 - Паз статора с заполнением

Таблица 1 - Изоляция пазов статора

Тип обмотки

Высота оси вращения, мм

Класс изоляции

Пози-ция

Материал

Число слоев

Толщина, мм

Наименование

Марка

Одно-слойная

180

F

1

Пленко-стеклопласт

Имидо-флекс

1

0,4

2

Пленко-стеклопласт

Имидо-флекс

1

0,4

3

Пленко-стеклопласт

Имидо-флекс

1

0,5

Расчет ротора

Воздушный зазор д и число пазов ротора Z2 принимаем:

Z2 = 34. (36)

Внешний диаметр ротора:

(37)

Длина ротора:

(38)

Зубцовое деление ротора:

(39)

Внутренний диаметр сердечника ротора

(40)

где kв = 0,23 - коэффициент, характеризующий отношение наружного диаметра сердечника статора к внутреннему диаметру сердечника ротора.

Коэффициент приведения токов статора и ротора:

(41)

Ток в стержне ротора:

(42)

где ki=0,85 - коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания и сопротивления обмоток на отношение I1/I2.

Площадь поперечного сечения стержня:

; (43)

где J2 = 3,5106 А/м2 - плотность тока в стержне литой клетки.

Паз ротора - грушевидный закрытый; ширина шлица паза ротора bш=1,5 мм, высота шлица паза ротора hш=0,7 мм, h`ш=0,3 мм.

Ширина зубца ротора:

(44)

где BZ2 = 1.8 Тл - предварительное значение индукции в зубцах ротора.

Диаметр большей окружности паза ротора:

(45)

Диаметр меньшей окружности паза ротора:

(46)

Расстояние между центрами окружностей паза ротора:

(47)

Высота паза ротора:

(48)

Уточняем значение площади поперечного сечения стержня:

(49)

Уточняем плотность тока в стержне:

(50)

Ток в замыкающем кольце

(51)

; (52)

Площадь поперечного сечения короткозамыкающего кольца:

(53)

где Jкл - плотность тока в замыкающих кольцах:

(54)

Высота замыкающего кольца:

(55)

Толщина замыкающего кольца:

(56)

Средний диаметр замыкающих колец:

(57)

Паз ротора представлен на рисунке 5.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Рис.5 - Паз ротора

Расчет намагничивающего тока

Уточняем индукцию в зубцах статора:

(58)

Уточняем индукцию в зубцах ротора:

(59)

Уточняем индукцию в ярме статора:

(60)

Расчетная высота ярма ротора при отсутствии аксиальных каналов:

(61)

Уточняем индукцию в ярме ротора:

(62)

Магнитное напряжение воздушного зазора:

(63)

где k - результирующий коэффициент воздушного зазора машины:

(64)

где - коэффициент воздушного зазора:

(65)

Расчетная высота зубца статора:

hz1 = hп1 = 0.0292 м; (66)

Расчетная высота зубца ротора:

hz21 = hп2 - 0.1b2 = 0.0215-0.1.7,5.10-3 = 0,021 м; (67)

Напряженность магнитного поля в зубцах статора (сталь марки 2013) Hz1=1150 А/м, для Bz1=1.712 Тл.

Магнитное напряжение зубцовой зоны статора:

(68)

Напряженность магнитного поля в зубцах ротора (сталь марки 2013) Hz2=1520 А/м, для Bz2=1.789 Тл;

Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора:

(69)

Коэффициент насыщения зубцовой зоны машины:

(70)

Длина средней магнитной линии ярма статора:

(71)

Магнитные напряжения ярма статора:

(72)

где для стали 2013 На = 400 А/м при Bа = 1,399 Тл;

Длина средней магнитной линии ярма ротора:

(73)

где:

Магнитные напряжения ярма ротора:

(74)

электродвигатель трехфазный асинхронный короткозамкнутый ротор

где для стали 2013 Нj = 152 А/м при Bj = 0.9 Тл;

Магнитное напряжение на пару полюсов:

(75)

Коэффициент насыщения магнитной цепи:

(76)

Намагничивающий ток:

(77)

Относительное значение намагничивающего тока

(78)

Параметры рабочего режима

Средняя ширина катушки всыпной обмотки статора

(79)

Длина вылета лобовой части обмотки статора

(80)

где Квыл = 0,4 - коэффициент, В = 0,01 - длина вылета прямолинейной части катушки из паза от торца сердечника до начала отгиба лобовой части, м

Длина лобовой части:

(81)

где Кл = 1,3 - коэффициент, зависящий от числа полюсов и наличия изоляции в лобовых частях;

Длина пазовой части обмотки статора:

lп = l1 = 0,162 м; (82)

Средняя длина витка обмотки статора:

(83)

Общая длина проводников фазы обмотки статора:

(84)

Активное сопротивление фазы обмотки статора:

(85)

где 115 = 10-6/41 Омм удельное сопротивление меди для обмотки статора при расчетной температуре 115 оС (класс нагревостойкости изоляции F);

Относительное значение активного сопротивления обмотки статора:

(86)

Активное сопротивление стержня короткозамкнутой обмотки ротора:

(87)

где 115 = 10-6/20.5 Омм удельное сопротивление алюминиевого стержня короткозамкнутого ротора;

Активное сопротивление короткозамыкающего кольца:

(88)

где 115 = 10-6/20.5 Омм удельное сопротивление алюминиевого стержня короткозамкнутого ротора;

Активное сопротивление фазы обмотки ротора

(89)

Приводим r2 к числу витков обмотки статора:

(90)

Относительное значение приведенного активного сопротивления фазы обмотки ротора:

(91)

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора:

(92)

где h3 = 0,0262м;

b = м;

м;

Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния обмотки статора:

(93)

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора:

(94)

- коэффициент дифференциального рассеяния обмотки статора:

(95)

где kск = 1,3- коэффициент, зависящий от t2/t1 = 1,373.

Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора:

(96)

Относительное значение индуктивного сопротивления рассеяния обмотки статора:

(97)

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора:

(98)

hш = 0.7 мм, b = 9,7 мм, bш = 1,5 мм;

(99)

Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния обмотки ротора:

(100)

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки ротора:

(101)

- коэффициент дифференциального рассеяния обмотки ротора:

(102)

Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора:

(103)

Индуктивное сопротивление обмотки ротора, приведенное к числу витков обмотки статора:

(104)

Относительное значение:

(105)

Расчет потерь

Масса стали ярма:

(106)

Масса стали зубцов статора:

(107)

с = 7,8103 кг/м3 - удельная масса стали;

Потери в стали основные:

(108)

где 1,0/5,0 = 2,6 Вт/кг - удельные потери в стали марки 2013,

kда=1,6 - коэффициент, учитывающий влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участков магнитопровода;

kдz=1,8 - коэффициент, учитывающий влияние на потери в стали технологических факторов;

Амплитуда пульсации индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов и ротора:

(109)

где 02=0,15 - коэффициент зависящий от отношения ширины шлица пазов статора к воздушному зазору;

Удельные поверхностные потери ротора:

(110)

k02 = 1.5 - коэффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головок зубцов на удельные потери.

Поверхностные потери в роторе:

(111)

Пульсационные потери в зубцах ротора:

(112)

где Впул2 - амплитуда пульсации индукции в среднем сечении зубцов:

(113)

Сумма добавочных потерь в стали:

(114)

Полные потери в стали:

(115)

Механические и вентиляционные потери:

(116)

где ;

Добавочные потери при номинальном режиме:

(117)

Реактивная составляющая тока холостого хода:

(118)

Электрические потери при холостом ходе:

(119)

Активная составляющая тока холостого хода:

(120)

Холостой ход двигателя:

(121)

Коэффициент мощности при холостом ходе:

(122)

Расчет рабочих характеристик

Активное сопротивление намагничивающего контура:

(123)

Сопротивление взаимной индукции:

(124)

Значение аргумента г:

(125)

Значение аргумента 1о. Поэтому для определения коэффициента с1, представляющего собой отношение взятое с обратным знаком отношение вектора напряжения фазы U1 к вектору ЭДС Е1, при синхронном вращении машины с учетом сдвига фаз этих векторов, воспользуемся приближенным методом, т.е. используем лишь вещественную часть:

Коэффициент:

(126)

Активная составляющая тока холостого хода:

(127)

Определим необходимые для расчета рабочих характеристик величины:

; (128)

; (129)

. (130)

Потери не меняющиеся при изменении скольжения:

Рст+Рмех=405.543+192.868=598.411 (131)

Принимаем и рассчитываем рабочие характеристики, задаваясь s = 0.005; 0.01; 0.015; 0.02; 0.025; 0,03; 0,04; 0,033

Результаты расчета приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Рабочие характеристики асинхронного двигателя

Расчетная формула

Ед.

Скольжение

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0,04

0.033

Ом

34.99

17.495

11.663

8.748

6.998

5.832

4.374

5.302

Ом

0

0

0

0

0

0

0

0

Ом

35.213

17.718

11.886

8.971

7.221

6.055

4.597

5.525

Ом

1.143

1.143

1.143

1.143

1.143

1.143

1.143

1.143

Ом

35.232

17.755

11.941

9.043

7.311

6.162

4.737

5.642

А

6.244

12.391

18.423

24.328

30.091

35.704

46.444

38.996

-

0.99947

0.998

0.995

0.992

0.988

0.983

0.97

0.979

-

0.032

0.064

0.096

0.126

0.156

0.186

0.241

0.203

А

6.84

12.965

18.938

24.732

30.321

35.684

45.67

38.786

А

10.471

11.066

12.032

13.344

14.974

16.893

21.478

18.171

А

12.507

17.045

22.437

28.102

33.817

39.48

50.469

42.831

А

6.404

12.709

18.896

24.951

30.863

36.619

47.635

39.995

кВт

4.515

8.557

12.499

16.323

20.012

23.551

30.142

25.599

кВт

0.102

0.19

0.329

0.515

0.746

1.017

1.662

1.197

кВт

0.02

0.081

0.178

0.311

0.475

0.669

1.132

0.798

кВт

0.011

0.02

0.035

0.055

0.079

0.108

0.176

0.127

кВт

0.732

0.889

1.14

1.479

1.899

2.392

3.568

2.72

кВт

3.783

7.668

11.359

14.844

18.113

21.159

26.574

22.878

-

0.838

0.896

0.909

0.909

0.905

0.898

0.882

0.894

-

0.547

0.761

0.844

0.88

0.897

0.904

0.905

0.906

Графики рабочих характеристик приведены в приложении А.

Расчет пусковых характеристик

Рассчитываем точки характеристик, соответствующие скольжениям s = 1; 0,8; 0,5; 0,2; 0,15; 0,153.

Подробный расчет приведем для скольжения s = 1.

Высота стержня в пазу:

(132)

Приведенная высота стержня:

(133)

Для = 1,323 находим = 0,47 и = 0,92.

Глубина проникновения тока:

(134)

Ширина паза, соответствующая глубине проникновения тока:

(135)

Площадь паза, соответствующая глубине проникновения тока:

(136)

Коэффициент увеличения активного сопротивления пазовой части стержня ротора:

(137)

Коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора:

(138)

Приведенное активное сопротивление с учетом действия эффекта вытеснения тока:

(139)

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния с учетом эффекта вытеснения тока:

(140)

Изменение индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока:

(141)

Индуктивное сопротивление обмотки ротора:

(142)

Ток ротора приближенно без учета влияния насыщения, принимая сп = 1:

(143)

Учет влияния насыщения на параметры. Принимаем для s = 1 коэффициент насыщения kнас=1,25 и приведем расчет для А.

Средняя МДС обмотки, отнесенная к одному пазу обмотки статора:

(144)

Фиктивная индукция потока рассеяния в воздушном зазоре:

(145)

где СN - коэффициент:

(146)

По Вф =4,522 Тл находим = 0,52.

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения:

(147)

Уменьшение коэффициента проводимости рассеяния паза статора:

(148)

Коэффициент проводимости рассеяния паза статора при насыщении:

(149)

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора при насыщении:

(150)

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учетом насыщения:

(151)

Коэффициент проводимости рассеяния паза статора при насыщении:

(152)

(153)

Коэффициент проводимости рассеяния паза ротора при насыщении:

(154)

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки ротора при насыщении:

(155)

Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом насыщения и вытеснения тока:

(156)

Сопротивление взаимной индукции обмоток в пусковом режиме:

(157)

Коэффициент с1пнас:

(158)

Расчет токов и моментов:

(158)

(160)

(161)

(162)

Полученное значение тока I1 составляет 98,6 %, что допустимо.

Относительные значения:

(163)

(164)

Где sн - скольжение, которое определяется из рабочих характеристик.

Критическое скольжение:

(165)

после чего рассчитываем точку характеристики, соответствующую sкр = 0,153 Мmax* = 3,087.

Результаты расчета пусковых характеристик приведены в таблице 3.

Таблица 3 Расчёт пусковых характеристик

Расчетная формула

Ед

Скольжение

1

0,8

0,5

0,20

0,15

0,153

-

1.323

1.183

0.936

0.592

0.512

0.518

-

0.47

0.421

0.33

0.21

0.182

0.184

-

1.355

1.307

1.222

1.106

1.079

1.08

-

1.244

1.211

1.153

1.072

1.054

1.055

Ом

0.207

0.201

0.192

0.178

0.175

0.176

-

0.92

0.94

0.97

0.98

0.985

0.984

-

0.979

0.985

0.992

0.995

0.996

0.996

Ом

0.562

0.565

0.569

0.571

0.571

0.571

Ом

0.369

0.375

0.391

0.414

0.434

0.43

Ом

0.418

0.42

0.428

0.443

0.456

0.454

-

1.016

1.016

1.016

1.017

1.017

1.017

Ом

0.428

0.473

0.607

1.124

1.407

1.384

Ом

0.792

0.801

0.826

0.864

0.898

0.892

А

244.33

236.56

214.62

155.116

131.84

133.577

А

247.8

239.986

217.883

157.704

134.208

135.949

-

5.76

5.578

5.064

3.666

3.119

3.16

-

1.532

1.795

2.364

2.992

2.973

3.087

Пусковые характеристики приведены в приложении Б.

Заключение

В процессе выполнения курсовой работы был спроектирован трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, имеющий следующие параметры:

конструктивное исполнение IM 1001;

исполнение по способу защиты IP 44;

категория климатического исполнения У3.

номинальные данные спроектированного двигателя:

напряжение питания U = 220/380 В;

число полюсов 2p =4

высота оси вращения h = 180 мм;

частота вращения 1500 об/мин;

расчётная мощность P = 22,9 кВт;

ток обмотки статора I = 43,02 А;

коэффициент полезного действия н =0,89

коэффициент мощности cosн = 0,91

Список использованной литературы

1. Справочник по электрическим машинам: В 2т/ Под общ. ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. Т.1 - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 456с.: ил.

2 Проектирование электрических машин: Учеб. пособие для вузов. Под ред. И.П. Копылова. - М.: Энергия, 1980. -496с, ил.

3 Курсовое проектирование. Организация, порядок оформления расчетно-пояснительной записки и графической части. СТП ВГТУ 001-98. - Воронеж: ВГТУ, 1998. - 48с.

Приложение А (Обязательное)

Графики рабочих характеристик

Приложение Б (Обязательное)

Графики пусковых характеристик

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Выбор главных размеров трехфазного асинхронного электродвигателя. Определение числа пазов, витков и сечения провода обмотки статора. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Расчет короткозамкнутого ротора, намагничивающего тока.

    курсовая работа [285,6 K], добавлен 14.03.2009

  • Расчет рабочих характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Определение числа пазов статора, витков в фазе обмотки сечения провода обмотки статора. Расчёт размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Расчёты основных потерь.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 10.01.2011

  • Данные двигателя постоянного тока серии 4А100L4УЗ. Выбор главных размеров асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Расчет зубцовой зоны и обмотки статора, конфигурация его пазов. Выбор воздушного зазора. Расчет ротора и магнитной цепи.

    курсовая работа [4,8 M], добавлен 06.09.2012

  • Последовательность выбора и проверка главных размеров асинхронного двигателя. Выбор конструктивного исполнения обмотки статора. Расчёт зубцовой зоны, воздушного зазора, ротора и магнитной цепи, потерь и рабочих характеристик. Параметры рабочего режима.

    курсовая работа [548,6 K], добавлен 18.01.2016

  • Выбор главных размеров статора, ротора и короткозамыкающего кольца. Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора с закрытыми пазами. Масса двигателя и динамический момент инерции ротора. Вентиляционный расчет двигателя с радиальной вентиляцией.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 15.10.2012

  • Определение допустимых электромагнитных нагрузок и выбор главных размеров двигателя. Расчет тока холостого хода, параметров обмотки и зубцовой зоны статора. Расчет магнитной цепи. Определение параметров и характеристик при малых и больших скольжениях.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 11.12.2015

  • Проектирование и расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором по заданным исходным характеристикам, установленным в соответствии с требованиями государственных и отраслевых стандартов. Расчет обмоток статора, ротора, намагничивающего тока.

    курсовая работа [229,4 K], добавлен 04.11.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.