
- •Введение
- •1 Выбор основных размеров и электромагнитных нагрузок
- •Выбор внешнего и внутреннего диаметра статора, электромагнитных нагрузок, длины статора и ротора
- •1.2 Расчет конструктивных параметров обмотки статора
- •1.3 Уточнение ранее принятых параметров статора
- •1.4 Форма и размеры паза статора, заполнение паза
- •1.5 Расчет конструктивных параметров ротора
- •1.6 Форма и размеры паза ротора, заполнение паза
- •1.7 Уточнение ранее принятых параметров ротора
- •1.8 Расчет размеров короткозамыкающего кольца
- •2. Расчет магнитной цепи машины
- •2.1 Эскиз магнитной цепи, линейные размеры участков
- •2.2 Расчет магнитных напряжений на участках магнитной цепи
- •2.3 Определение намагничивающего тока
- •Расчет параметров схемы замещения фазы машины
- •Расчет активного сопротивления фазы обмотки статора
- •Расчет активного сопротивления фазы короткозамкнутого ротора
- •Расчет индуктивного сопротивления фазы обмотки статора
- •Расчет индуктивного сопротивления обмотки ротора
- •Определение индуктивного сопротивления взаимной индукции
- •Относительные значения найденных параметров
- •4 Расчет потерь мощности и коэффициента полезного действия
- •Электрические потери мощности в обмотках статора и ротора
- •Основные потери мощности в стали сердечника статора
- •Расчет добавочных потерь мощности в стали машины
- •Механические и вентиляционные потери мощности
- •Добавочные потери мощности при номинальной нагрузке
- •Определение коэффициента полезного действия, тока холостого хода двигателя
- •5 Расчет и построение рабочих характеристик двигателя
- •5.1 Исходные параметры для расчета характеристик
- •5.2 Последовательность расчета необходимых параметров
- •5.3 Расчет параметров для номинальной нагрузки на валу
- •5.4 Расчет и построение пусковых характеристик двигателя
- •6 Вентиляционный расчет
- •6.1 Выбор системы вентиляции
- •6.2 Определение основных параметров вентиляционной системы
- •7 Тепловой расчет машины
- •7.1 Перепад температуры по толщине изоляции обмотки статора
- •7.2 Превышение температуры сердечника и обмотки статора
- •7.3 Превышение температуры сердечника и обмотки ротора
- •8 Механический расчет деталей конструкции
- •8.1 Расчет вала машины на жесткость и прочность
- •8.2 Расчет и выбор подшипников
- •8.3 Выбор муфты для соединения рабочего конца вала с приводным механизмом
- •1.1 Выбор внешнего и внутреннего диаметра статора, электромагнитных нагрузок, длины статора и ротора---------------------------------------------------------------------------------------
- •Выводы--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
- •Министерство образования и науки украины
- •Донбасская государственная машиностроительная академия
- •Кафедра Электротехника и электрооборудование
- •Пояснительная записка
- •Краматорск 2006
Расчет индуктивного сопротивления фазы обмотки статора
Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора найдем из выражения: X1=15.8*f/100*(w1/100)2*l1/p*q1*(aп1+ал1+Xg1)[Ом], где q1- число пазов фазы под одним полюсом; a- коэффициент магнитной проводимости пазового, лобового и дифференциального рассеяния ( п1, л1, q1). Для пазовой магнитной проводимости по [1] в соответствии с рис.10 находим:
п1=h1/3b2+(hk/6*b2 +3 hk/ (b2 +2bш) + hш/bш); h1=46 [мм]; b2 =0,6 [мм]; hk=1,5 [мм]; bш=1 [мм];
hш=0,7[мм];
п1=46/3*0.6+1.5/6*0.6+3*1.5/(0.6+2*1)+0.7/1=28.4.
Для лобовой магнитной проводимости: л1=(0.34* q1/ l1)*( l1-0.64* ); l1=162.48 [мм]; =0.0905 [мм]; л1=(0.34*3/162.48)*(162.48-0.64*0.0905)=1.02.
Для дифференциальной проводимости: q1=t1/12б*Kб; t1=10 [мм]; б=230.25*10-3 [мм]; Kб=1.16; q1=10/12*230.25*10-3*1.16=3.12. Отсюда:
X1=15.8*50/100*(120/100)2*0.16248/4*3*(28.4+1.02+3.12)=0.015 [Ом].
Расчет индуктивного сопротивления обмотки ротора
Индуктивное
сопротивление обмотки короткозамкнутого
ротора найдем из выражения:
X2=7.9*f1*l2*10-6*(
п
2+
л2+
g2)[Ом],
где
п2,
л2,
q2-
коэффициент магнитной проводимости
для потока пазового, лобового и
дифференциального рассеяния; l2=0.16248
[м]. По [1] в соответствии с рис.12 для
пазовой проводимости находим:
п2=h1/3b1*(1-
b21/8
Sc)2+0.96;
h1=46
[мм]; b1 =4
[мм]; Sc=112.2 [мм2];
п2=46/3*4*(1-3.14*42/8*112.2)2+0.96=4.38
Для лобовой проводимости: л2 =2.3Dк/Z2 l2[2sin(*p/z2)]2*lg4.7Dк/(2аk+вк);
D2 =Dк=229.5 [мм]; Z2=86; l2=162.48 [мм]; аk=1,25 [мм]; 2sin(*p/z2)=0,29;
л2 =2,3*229,5/86*162,48*0.292*0.672*229.5/(2*1.25+60)=1.1.
Для дифференциальной проводимости: q2 =t2/12б*Kб; t2=8.38 [мм]; б=230.25*10-3 [мм]; Kб=1.16; q2=8.38/12*230.25*10-3*1.16=2.61. Отсюда:
X2=7.9*50*0.16248*10-6*(4.38+1.1+2.61)=0.52*10-3 [Ом].
Приведенное сопротивление рассеяния фазы ротора:
X21= X2*4*m1(w1*K01) 2/Z2=0.52*10-3*4*3*(120*0.91)2/86=0.87 [Ом]
Определение индуктивного сопротивления взаимной индукции
Индуктивное сопротивление взаимной индукции между статором и ротором найдем из выражения:
X12
[Ом]
(из
рис.16 следует, что X12=X0,
I0=Iм,
R12=R0).
Активное сопротивление намагничивающего
контура R12
позволяет учитывать потери мощности в
стали:
R12=
Pc1/m1*
Iм2
[Ом], где
Pc1-
основные потери мощности в стали
сердечника статора ( в ярме и зубцах
статора); R12=948.7/3*222=0.65
[Ом],
Pc1=948.7
[Вт].
Относительные значения найденных параметров
Для удобства при составлении параметров и упрощения расчетов характеристик параметры асинхронной машины выражаем в относительных единицах. За базисные значения принимаем номинальное фазное напряжение U1фном и номинальный фазный ток обмотки статора I1фном. Относительные параметры приводим со звездочкой: X1*=(I1фном*X1)/U1фном=(37.11*0.015)/220=0.0025;
R1*=(I1фном*R1)/U1фном=(37.11*0.19)/220=0.032;
X2*1=(I1фном*X21)/U1фном=(37.11*0.87)/220=0.147;
R2*1=(I1фном*R21)/U1фном=(37.11*0.12)/220=0.02;
X12*=(I1фном*X12)/U1фном=(37.11*22)/220=3.711;
R12*=(I1фном*R12)/U1фном=(37.11*0.65)/220=0.11.
Относительные значения параметров схемы замещения: X1*=0.0025; R1*=0.032; X2*1=0.147; R2*1=0.02; X12*=3.711; R12*=0.11.