
- •«Югорский государственный университет»
- •Курсовая работа по теме «Проектирование асинхронного двигателя»
- •Введение.
- •Техническое задание.
- •2.1. Выбор главных размеров.
- •2.2.Определение числа пазов статора z1, числа витков в фазе обмотки статора ω1 и сечения провода обмотки статора.
- •2.3. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора.
- •2.4. Расчет ротора.
- •2.5. Расчет намагничивающего тока.
- •2.6. Параметры рабочего режима.
- •2.7. Расчет потерь. Потери в асинхронных машинах подразделяют на потери в стали
- •2.8. Расчет рабочих характеристик.
- •2.9. Расчет пусковых характеристик.
- •Индуктивное сопротивление обмотки ротора.
- •Учет влияния насыщения на параметры.
Учет влияния насыщения на параметры.
При расчете влиянии параметров предыдущих режимов можно было не учитывать влияния насыщения, так как токи в этих режимах относительно малы и потоки рассеяния не создают заметного падения напряжения в стали зубцов. При увеличении скольжении свыше критического и в пусковых режимах токи возрастают, и потоки рассеяния увеличиваются. Поэтому в расчетах задаются предполагаемой кратностью увеличение тока, обусловленной уменьшением индуктивного сопротивления из-за насыщения зубцовой зоны. Ориентировочно для расчета пусковых режимов, принимают Кнас=1,1-1,4.
Средняя МДС обмотки, отнесенная к одному пазу обмотки статора:
;
|
|
uп |
а |
|
kоб1 |
Z1 |
Z2 |
Fп.ср, А |
Пример |
26.584 |
28 |
2 |
1 |
0,958 |
48 |
38 |
3,357·103 |
Расчет |
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
|
|
|
|
где uп - число эффективных проводников в пазу (п.2.2.6.),
а - число параллельных ветвей.
2.9.16. Коэффициент для определения фиктивной индукции потока рассеяния в воздушном зазоре:
;
|
СN |
δ, м |
t1, м |
t2, м |
Пример |
0,978 |
0,0005 |
0,012 |
0,015 |
Расчет |
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
где - воздушный зазор, выбранный в п.2.4.1.;
t1 и t2 - зубцовые деления статора и ротора (п.2.2.4. и п.2.4.4.).
Фиктивная индукция потока рассеяния в воздушном зазоре:
;
|
СN |
δ, м |
Fп.ср, А |
Вфδ, Тл |
Пример |
0,978 |
0,0005 |
3357 |
4,29 |
Расчет |
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
2.9.18. Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учетом насыщения.
По полученному значению B и по таблице 46 находим отношение потока рассеяния при насыщении к потоку рассеяния не насыщенной машины, характеризуемой коэффициентом хδ:
;
|
с1 |
t1, м |
bш1, м |
хδ |
Пример |
3,698·10-3 |
0,012 |
0,0037 |
0,56 |
Расчет |
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
2.9.19. Вызванное насыщение от полей рассеяния уменьшение коэффициента проводимости рассеяния полузакрытого паза статора:
;
где hш1 - размер паза в штампе;
h1 - размер паза в свету с учетом припуска на сборку.
|
с1 |
h1, м |
bш1, м |
|
hш1, м |
Пример |
3,698·10-3 |
0,001 |
0,0037 |
0,229 |
0,002 |
Расчет |
|
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
|
2.9.20. Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учетом насыщения:
;
|
λп1нас |
λп1 |
Δλп1нас |
Пример |
1,231 |
1,459 |
0,229 |
Расчет |
|
|
|
Расчет |
|
|
|
где п1 - проводимость, рассчитанная без учета насыщения (п.2.6.17.).
2.9.21. Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения:
;
|
λд1нас |
λд1 |
хδ |
Пример |
0,879 |
1,569 |
0,56 |
Расчет |
|
|
|
Расчет |
|
|
|
где д1 - коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора без учета влияния насыщения (п.2.6.16.).
2.9.22. Индуктивное сопротивление обмотки статора с учетом влияния насыщения:
|
х1нас |
х1 |
λп1нас |
λд1нас |
λп1 |
λд1 |
λл1 |
Пример |
0,57 |
0,717 |
1,231 |
0,879 |
1,459 |
1,569 |
1,444 |
Расчет |
|
|
|
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
|
|
|
где л1 - коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния обмотки статора без учета влияния насыщения,
x1 - индуктивное сопротивление фазы обмотки статора.
2.9.23. Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора с учетом насыщения:
;
|
с2 |
t2, м |
bш2, м |
Хδ |
Пример |
6,03 |
0,015 |
0,0015 |
0,56 |
Расчет |
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
2.9.24. Уменьшение коэффициента проводимости рассеяния паза ротора:
|
с2 |
hш2, м |
bш2, м |
|
Пример |
6,03 |
0,0007 |
0,0015 |
0,374 |
Расчет |
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
2.9.25. Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора с учетом насыщения:
;
|
λп2ξнас |
λп2ξ |
Δλп2ξнас |
Пример |
1,678 |
2,052 |
0,229 |
Расчет |
|
|
|
Расчет |
|
|
|
2.9.26. Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки ротора с учетом влияния насыщения:
;
|
λд2нас |
λд2 |
хδ |
Пример |
1,167 |
2,084 |
0,56 |
Расчет |
|
|
|
Расчет |
|
|
|
2.9.27. Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом насыщения и вытеснения тока:
;
|
х'2нас |
х'2 |
λп2ξнас |
λд2нас |
λп2 |
λд2 |
λл2 |
Пример |
0,64 |
1,016 |
1,678 |
1,167 |
2,781 |
2,084 |
0,6 |
Расчет |
|
|
|
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
|
|
|
2.9.28.
Сопротивление взаимной индукции обмоток
статора и ротора в пусковом режиме:
;
|
х12п, Ом |
х12, Ом |
Fц, А |
Fδ, А |
Пример |
42,513 |
29,049 |
1071 |
731,521 |
Расчет |
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
где x12 - сопротивление взаимной индукции обмоток статора и ротора (п.2.8.1.); Fц - суммарное магнитное напряжение магнитной цепи машины (на пару полюсов) (п.2.5.16.);
F - магнитное напряжение воздушного зазора (п.2.5.7.).
2.9.29. Коэффициент с1пнас.
;
|
с1пнас |
х1нас |
х12п |
Пример |
1,01 |
0,57 |
42,513 |
Расчет |
|
|
|
Расчет |
|
|
|
2.9.30. Активная составляющая сопротивления правой ветви Г-образной схемы замещения (см. рис.23 ).
;
|
с1пнас |
r1, Oм |
r'2ξ |
s |
aп |
Пример |
1,01 |
0,401 |
0,269 |
1 |
0,67 |
Расчет |
|
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
|
2.9.31. Реактивная составляющая сопротивления правой ветви Г - образной схемы замещения.
;
|
с1пнас |
x1нас, Oм |
x'2ξнас |
bп |
Пример |
1,01 |
0,57 |
0,64 |
1,22 |
Расчет |
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
2.9.32. Ток в обмотке ротора.
;
|
I'2п |
U1нф, Oм |
ап |
bп |
Пример |
169,103 |
220 |
0,67 |
1,22 |
Расчет |
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
2.9.33. Ток в обмотке ротора с учетом коэффициента с1пнас.
;
|
I1п, А |
I´2, A |
x12п |
с1пнас |
ап |
bп |
Пример |
128,953 |
169,103 |
42,513 |
1,013 |
0,67 |
1,22 |
Расчет |
|
|
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
|
|
2.9.34. Ток в обмотке ротора в относительных единицах.
;
|
I1п* |
I1п, А |
I1н, А |
Пример |
4,444 |
128,953 |
29,018 |
Расчет |
|
|
|
Расчет |
|
|
|
где I1н – номинальный ток обмотки статора (п.2.2.5.).
2.9.35. Относительное значение момента Мп*.
;
|
Мп* |
I´2п, А |
I´2н, А |
KR |
sн |
s |
Пример |
1,254 |
158,026 |
26,584 |
1,411 |
0,025 |
1 |
Расчет |
|
|
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
|
|
2.9.36. Для определения тока повторим расчет пунктов 2.9.4. - 2.9.13., для s=sн=0,025.
;
|
ξ |
hc, м |
sн |
Пример |
0,32 |
0,031 |
0,025 |
Расчет |
|
|
|
Расчет |
|
|
|
;
где
находим по рис.25
находим по рис.26
|
hr, м |
hc, м |
φ |
φ´ |
Пример |
0,03 |
0,031 |
0,05 |
0,99 |
Расчет |
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
;
|
qr, м |
b1p, м |
br, м |
hr, м |
Пример |
0,173·10-3 |
7,8·10-3 |
3,6·10-3 |
0,03 |
Расчет |
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
;
|
br, м |
b1p, м |
b2p, м |
h1p, м |
hr, м |
Пример |
3,553·10-3 |
7,8·10-3 |
3,6·10-3 |
0,025 |
0,03 |
Расчет |
|
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
|
;
|
qr, м |
qс, м |
kr |
Пример |
0,173·10-3 |
0,177·10-3 |
1,023 |
Расчет |
|
|
|
Расчет |
|
|
|
;
|
KR |
rc, Ом |
r2, Ом |
kr |
Пример |
1,016 |
3,645·10-5 |
5,377·10-5 |
1,023 |
Расчет |
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
|
r´2ξ |
KR |
r´2 |
Пример |
0,194 |
1,016 |
0,191 |
Расчет |
|
|
|
Расчет |
|
|
|
;
|
λп2ξ |
h1, м |
b1р, м |
qc, м |
bш2, м |
hш2, м |
kД |
Пример |
2,521 |
0,03 |
7,8·10-3 |
0,177·10-3 |
1,5·10-3 |
0,7·10-3 |
0,99 |
Расчет |
|
|
|
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
|
|
|
;
|
λп2ξ |
λл2 |
λд2 |
λп2 |
Кх |
Пример |
2,521 |
0,6 |
2,084 |
2,781 |
0,952 |
Расчет |
|
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
|
;
|
х´2ξ |
Kх |
х´2 |
Пример |
0,967 |
0,952 |
1,016 |
Расчет |
|
|
|
Расчет |
|
|
|
;
|
I´2, A |
U1нф, В |
r1, Oм |
r´2ξ, Oм |
sн |
x 1нас, Oм |
x´ 2ξнас, Oм |
Пример |
26,903 |
220 |
0,401 |
0,194 |
0,025 |
0,57 |
0,64 |
Расчет |
|
|
|
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
|
|
|
2.9.37. Критическое скольжение
;
|
sкр |
r´2 |
х1нас |
с1нас |
х´2ξнас |
Пример |
0,159 |
0,191 |
0,57 |
1,015 |
0,64 |
Расчет |
|
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
|
|
Формуляр расчета пусковых характеристик асинхронного двигателя.
№ п/п. |
Расчетная формула |
Единица |
Скольжение |
|||||||||
1 |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
0,3 |
0,2 |
0,1 |
|||
1. |
ξ |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
φ |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
|
Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. |
|
Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9. |
|
Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10. |
|
Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12. |
|
Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13. |
|
Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14. |
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15. |
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16. |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17. |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При скольжении s=1 расчитать ток и момент пусковые, при этом ток пусковой не больше заданного, а момент не меньше.
-
I*
M*
4
3
2
2
1
1
S
0.4
0.6
0.8
0.2
1.0
0
0