
- •Конспект лекций по курсу « пэму»
- •1.Общие вопросы проектирования электрических машин
- •1.1.Технико – экономические показатели эм
- •1.1.1.Экономические критерии оценки спроектированных изделий
- •1.1.2.Конструктивные формы исполнения электрических машин
- •1.1.3.Материалы, применяемые в электромашиностроении
- •Магнитные материалы
- •Проводниковые материалы
- •Изоляционные материалы
- •1.2.Главные размеры и электромагнитные нагрузки
- •1.2.1.Соотношения в геометрически подобных машинах (законы подобия)
- •Зависимость мощности гпм от линейных размеров
- •Изменение условий охлаждения с ростом мощности гпм
- •1.3.Расчет магнитных цепей электрических машин
- •1.3.1.Расчет мдс воздушного зазора
- •1.3.2.Расчет мдс зубцовой зоны
- •1.4.Потери мощности в электрических машинах
- •1.5.Расчет параметров обмоток
- •2.Тепловые и вентиляционные расчеты электрических машин
- •2.1.Режимы работы электрических машин
- •2.2.Виды, способы и системы охлаждения электрических машин
- •2.3.Оценка систем охлаждения
- •2.3.1.Коэффициенты, характеризующие тепловую нагрузку машины
- •2.3.2.Коэффициенты, характеризующие эффективностьспособов охлаждения
- •2.3.3. Коэффициенты, характеризующие разработанную систему охлаждения
- •2.3.4.Коэффициенты, характеризующие экономичность охлаждения
- •2.4.Характеристика вентиляционной сети
- •2.5.Вентиляторы электрических машин
- •2.6.Виды теплообмена в электрических машинах
- •2.7.Нагрев однородного тела
- •2.8.Теплопередача в телах простейшей конфигурации
- •2.8.1.Плоская стенка без внутренних потерь
- •2.8.2.Полый цилиндр
- •2.8.3.Теплопередача вдоль стержня
- •2.8.4.Плоская стенка с внутренними потерями
- •2.9.Нагрев и охлаждение однородного проводника
- •2.9.1.Нагрев однородного проводника в режиме s1.
- •2.9.2.Нагрев проводника в кратковременном режиме
- •2.9.3.Нагрев проводника в повторно - кратковременном режиме
- •2.9.4.Нагрев неоднородного проводника
- •2.10.Нагрев цилиндрических катушек
- •2.11.Нагрев проводника в режиме короткого замыкания
- •2.12.Современные методы тепловых расчетов электрических машин
- •2.12.1.Метод температурных полей
- •2.12.2.Метод тепловых параметров
- •2.12.3.Метод эквивалентных тепловых схем (этс)
- •3.Проектирование ад
- •3.1.Структура серии
- •3.2.Главные размеры и электромагнитные нагрузки ад
- •3.3.Обмотки статоров асинхронных двигателей
- •3.4.Выбор числа пазов статора и ротора
- •3.5.Высшие гармоники магнитного поля в воздушном зазоре
- •3.6.Пазы статора
- •3.6.1.Пазовые клинья
- •3.7.Источники шума и вибраций асинхронных двигателей
- •3.8.Выбор формы пазов ротора
- •3.9.Расчет размеров стержней ротора
- •3.10.Выбор воздушного зазора ад
- •3.11.Расчет магнитной цепи ад
- •3.12.Особенности взрывозащищенных ад
- •3.13.Расчет рабочих характеристик ад
- •3.14.Расчет пусковых характеристик ад
- •3.15.Расчет пуска асинхронных двигателей
- •4.Проектирование машин постоянного тока
- •4.1.Главные размеры и электромагнитные нагрузки мпт
- •4.2.Выбор главных размеров
- •4.3.Учет требований надежности при проектировании машин постоянного тока
- •4.4.Необходимость применения компенсационной обмотки
- •4.5.Выбор числа пар полюсов машин постоянного тока
- •4.6.Расчет обмотки якоря
- •4.6.1.Условия симметрии обмоток
- •4.6.2.Простая волновая обмотка
- •4.6.3.Сложная волновая обмотка
- •4.6.4.Простая петлевая обмотка
- •4.6.5.Сложная петлевая обмотка
- •4.6.6.Комбинированная обмотка
- •4.7.Выбор типа обмотки якоря
- •4.8.Выбор размеров проводников и пазов
- •4.9.Расчет магнитных цепей мпт
- •4.9.1.Выбор воздушного зазора
- •4.9.2.Размеры сердечника главного полюса
- •4.9.3.Размеры станины
- •4.10.Определение размеров и числа щеток и размеров коллектора
- •4.11.Коммутация мпт
- •4.11.1.Эдс, наводимые в коммутируемой секции.
- •4.12.Расчет обмоток добавочных полюсов и компенсационной.
- •4.13.Расчет мдс обмотки возбуждения
- •5.Проектирование синхронных машин
- •5.1.Основные конструктивные формы исполнения см
- •5.1.1.Особенности выбора главных размеров см различных типов
- •5.2.Обмотки статоров см
- •5.3.Выбор величины воздушного зазора см
- •5.4.Успокоительная (пусковая) обмотка
- •5.5.Расчет мдс реакции якоря
- •6.Общие вопросы проектирования трансформаторов
- •6.1.Краткая характеристика систем охлаждения трансформаторов
- •6.2.Выбор конструкции и расчет обмоток трансформаторов
- •6.2.1.Цилиндрические обмотки из прямоугольного провода
- •6.2.2.Многослойные цилиндрические обмотки из круглого провода
- •6.2.3.Винтовые обмотки
- •6.2.4.Катушечные обмотки
- •6.3.Расчет магнитной системы трансформатора
- •6.4.Расчет параметров короткого замыкания трансформаторов
- •Методические указания
- •7.Исходные данные для выполнения курсового проекта
- •8.Выбор главных размеров
- •9.Расчет данных обмотки статора
- •10.Расчет размеров зубцовой зоны статора
- •11.Расчет ротора
- •12.Расчет намагничивающего тока
- •13.Параметры рабочего режима
- •14.Расчет рабочих характеристик
- •15.Расчет пусковых характеристик
- •16.Тепловой и вентиляционный расчеты
- •17.Содержание расчетно – пояснительной записки и графической части проекта
12.Расчет намагничивающего тока
При расчете намагничивающего тока необходимо полученные значения магнитных индукций сравнить с допустимыми (табл. 6-10[1]). Критериями правильности проектирования магнитной цепи являются значения коэффициентов насыщения зубцовой зоны и всей магнитной цепи и относительное значение намагничивающего тока, которые необходимо сравнить с приведенными рекомендуемыми величинами.
13.Параметры рабочего режима
При расчете индуктивного сопротивления
обмотки статора следует иметь в виду,
что значения коэффициентов
и
зависят от относительного шага обмотки
и только для однослойной обмотки
равняются единице. Для двигателей,
имеющих скос пазов на роторе,
при расчете параметров необходимо
использовать величину коэффициента
определяемое
по (6-182)
[1]. При
этом величину скоса следует принять
равной зубцовому делению ротора:
Полученные относительные значения параметров должны находиться в определенных пределах:
Следует иметь в виду, что в асинхронных двигателях малой мощности относительные значения активных сопротивлений могут быть несколько большими.
Для дальнейших расчетов необходимо выбрать тот вариант числа пазов ротора, при котором полученные параметры наиболее полно отвечают приведенному диапазону.
14.Расчет рабочих характеристик
Последовательность расчета рабочих
характеристик соответствует формуляру
табл. 6-26[1]. Расчет
характеристик проводят, задаваясь
значениями скольжений в диапазоне
. При
этом предварительно принимают величину
номинального скольжения
,
равную относительному значению
приведенного активного сопротивления
обмотки ротора
.После
расчета рабочих характеристик необходимо
определить номинальные данные
двигателя. Для этого строится характеристика
,
по которой уточняется
значение
,
соответствующее
заданной номинальной мощности и
заполняется последняя
графа таблицы. Полученные в результате
значения номинального тока
,
номинального КПД и номинального
коэффициента мощности необходимо
сравнить с приятыми предварительно в
начале расчета и объяснить полученные
отклонения.
При расчете рабочих характеристик при помощи имеющихся на кафедре ЭМА программ необходимо так подобрать величину скольжения, чтобы получить значение полезной мощности, равное заданной номинальной мощности.
15.Расчет пусковых характеристик
При расчете пусковых характеристик необходимо учесть изменение параметров ротора вследствие влияния эффекта вытеснения тока, а также изменение параметров статора и ротора вследствие влияния насыщения. Следует иметь в виду, что если высота стержня ротора меньше глубины проникновения электромагнитного поля, эффект вытеснения в таком стержне отсутствует.
Расчет характеристик с учетом
этих факторов ведется итерационным
методом. При расчете коэффициента
удельной магнитной проводимости пазового
рассеяния с учетом насыщения
(табл.6-23 [1]) для закрытых пазов ротора
(если
)
необходимо предварительно принять
кратность тока ротора при пуске
(ориентировочный диапазон 5,5…7,5 при
скольжении, равном единице).
Для учета влияния насыщения
магнитной цепи на параметры двигателя
необходимо предварительно принять
величину коэффициента насыщения
.Начальное
значение коэффициента насыщения (при
скольжении, равном единице) принимается
в диапазоне 1,1. . .1,2. После расчета
приведенного тока ротора при пуске
необходимо уточнить полученную кратность
тока ротора, разделив полученное значение
на величину номинального приведенного
тока ротора, и при необходимости
скорректировать величину, принятую
ранее. Следует добиться того, чтобы эти
величины отличались не более, чем на 10
%. После расчета величины тока статора
необходимо сравнить полученную величину
и начальную с учетом принятого коэффициента
насыщения и при необходимости
скорректировать величину коэффициента
насыщения, принятую предварительно.
Например, если величина
оказалась больше, чем окончательное
значение тока статора, предварительно
принятая величина коэффициента насыщения
оказалась завышенной и ее необходимо
уменьшить. Следует добиться того, чтобы
предварительное и окончательное значения
тока статора отличались не более, чем
на 10 %. При расчете пусковых характеристик
для других, отличных то единицы скольжений,
необходимо иметь в виду, что и кратность
тока ротора, и коэффициент насыщения
магнитной цепи при уменьшении скольжения
уменьшаются.
Полученные в результате расчета относительные значения пускового момента и пускового тока должны соответствовать допустимым по ГОСТ 183 – 74 (табл. 6-27 [1]). Критическое скольжение определяется после расчета всех точек пусковых характеристик по значениям параметров, соответствующих скольжению, при котором получено наибольшее значение электромагнитного момента. Рассчитанный при этом скольжении электромагнитный момент является максимальным, определяющим перегрузочную способность двигателя, которая также должна соответствовать ГОСТ 183 – 74.