Спроектировать асинхронный трёхфазный двигатель с короткозамкнутым ротором P2=7.5 кВт, U=220/380 В, частота f=50 Гц; 2*p=4; конструктивное исполнение IM1001; исполнение по способу защиты IP44; способ охлаждения IC0141; высота оси вращения 132 мм.
1. Выбор главных размеров
К главным размерам машин переменного
тока относят внутренний диаметр
и длину
сердечника статора, поскольку они
определяют габариты, массу и
технико-экономические показатели этого
типа электрических машин.
Согласно таблице 6-6 [1], принимаем для
высоты оси вращения h=160
мм наружный диаметра статора
0,272
м.
Определим внутренний диаметр статора по формуле:
,
где
- коэффициент;
0,725,
табл. 6-7, [1].
D=0,725*0,272=0,197 м.
Определим величину полюсного деления проектируемой машины:
0,077
м.
Расчетную мощность машины определим по формуле:
,
где
– отношение ЭДС обмотки статора к
номинальному напряжению, принимаем
0,945
(рис. 6-8 [1]);
cos φ – коэффициент мощности рассчитываемого асинхронного двигателя при номинальной нагрузке;
ŋ – коэффициент полезного действия рассчитываемого асинхронного двигателя при номинальной нагрузке.
Расчетная мощность:
10,99
кВт.
Синхронная угловая скорость вала:
78,5
рад/с.
По таблице 9-4 [1] определим форму паза и тип обмотки. Исходя из величины высоты вращения оси вала (h=160 мм) получаем, что форма паза – трапецеидальная полузакрытая, а тип обмотки – однослойная всыпная концентрическая, из проводов круглого поперечного сечения.
Расчетная длина воздушного зазора:
,
где
– линейная нагрузка обмотки статора,
28,7
А/м (рис. 6-11,б [1]);
– максимальное значение магнитной
индукции в зазоре,
0,8
Тл (рис. 6-11,б [1]);
– коэффициент обмотки статора,
0,96
(обмотка однослойная) (с. 167 [1]);
- коэффициент формы поля,
1,11
(с. 167 [1]).
Отсюда, расчетная длина воздушного зазора:
0,1474
м,
принимаем
0,145
м.
Чтобы удостоверится в правильности расчета ранее рассмотренных параметров, рассчитаем отношение:
1,883,
которое не должно превышать рекомендуемых пределов 1,5…2,1 (рис. 6-11 [1]).
Таким образом, поскольку
<
высота оси вращения вала двигателя для
расчета главных размеров подобрана
правильно.
2. Определение числа пазов, витков и сечения проводников обмотки статора
Предельные значения зубцового деления
статора
:
13
мм;
10
мм (рис. 6-15 [1]).
Число пазов статора:
48;
62.
Принимаем число пазов статора
48,
тогда количество пазов на полюс и
фазу:
2.
Обмотка однослойная.
Зубцовое деление статора
12,89
м, что меньше предельного значения.
Номинальный ток обмотки статора:
17,62
А.
Число эффективных проводников в пазу предварительно, при числе параллельных ветвей обмотки а=1:
21.
Принимаем число параллельных ветвей обмотки а=2, тогда число эффективных проводников в пазу:
2*21=42.
Число витков в фазе обмотки:
168.
Уточненная линейная нагрузка статора:
28,7
А/м.
Коэффициент обмотки статора определим по формуле:
,
где
- коэффициент укорочения, учитывающий
уменьшение ЭДС витка, вызванное
укорочением шага обмотки;
- коэффициент распределения, учитывающий
уменьшение ЭДС распределенной по пазам
обмотки по сравнению с сосредоточенной;
,
где
- укорочение шага.
Для однослойной обмотки
.
.
Коэффициент распределения
.
Таким образом коэффициент обмотки:
.
Примем отношение ЭДС обмотки статора
к номинальному напряжению
0,945,
для
0,272
(рис. 6-8 [1]).
Значение магнитного потока:
5,77
Вб.
Уточненное значение индукции в воздушном зазоре:
0,808
Тл.
Значения и находятся в допускаемых пределах (рис. 6-11,б [1]).
Определим предварительно плотность тока в обмотке статора по формуле:
,
где
- произведение линейной нагрузки на
плотность тока в обмотке;
205
(рис. 6-16,б [1])
7,14
А/
.
Определим предварительно сечение эффективного проводника по формуле:
1,230
м
=1,230
мм
.
Примем число элементарных проводников
,
тогда сечение элементарного проводника
1,230/1=1,230 мм
.
По таблице П28 [1] принимаем для изоляции
класса F провод марки
ПЭТ-155
1,32
мм;
1,368
мм
;
1,368
мм
;
1,405
мм.
Определим окончательно плотность тока в обмотке статора:
6,44*10
А/м
=6,44
А/мм
.