3. Розрахункова частина

3.1 Розрахунок електродвигуна

Досить часто приходиться ремонтувати електродвигуни, в яких відсутня стара обмотка та табличка з технічними даними. Щоб відновити обмотку таких двигунів, потрібен повний розрахунок машини. Нижче проводиться розрахунок для найбільш розповсюджених трифазних двигунів потужністю до 100кВт.

Визначити діаметр дроту, число витків обмоток статора, потужність електродвигуна типу А.

При обмірі сталі статора стало відомо:

• Активна потужність двигуна P_н = 13 кВт

• Внутрішній діаметр статора D_і = 147,5 мм,

• довжина активної сталі з каналами ℓ = 157,7 мм,

• висота тіла (ярма), h_с = 33,2 мм,

• площа паза S_п = 312,4 мм²

• кількість пазів статора z₁ = 36 (пази овальні)

• обмотка статора розрахована на напругу 380 В.

Рішення

1. Визначаємо можливе найменше число полюсів по формулі:

Приймаємо 2р = 2

2. Знаходимо площу полюсного ділення:

3. По графіку для двигуна типу А оср = 1 (див.мал 7 методичної роботи) визначають число послідовного з’єднаних витків однієї фази ω_ф = 60 (витків).

Потім отримане ω_ф = 60 перевіряють на кратність його z₁ / 6:

36 / 6 = 6 кратне 60.

Можна приймати ω_ф = 60.

4. Знаходимо значення індукції у тілі статора:

4. Знаходимо ефективних провідників на один паз:

4. Визначаємо повний переріз міді усіх провідників пазу при двошаровій обмотці та овальноподібному з очертанням по дузіокружності пазі:

4. Переріз кожного провідника без ізоляції:

Вибираємо дріт ПСД з діаметром без ізоляції 4,10 мм, перерізом 13,20 мм² по таблицям 7,8,9.

4. Визначаємо потужність електродвигуна. Для цього необхідно розрахувати силу струму статора. По таблиці 2 приймаємо щільність струму δ = 2 А/мм²:

4. По силі струму статора та напрузі визначаємо повну потужність двигуна:

4. Активна потужність двигуна:

де та – коефіцієнт корисної дії та потужності, які приблизно можна приймати по даних, взятих з каталогів типових електродвигунів або по табл. 4.

По таблиці приймаємо:

;

3.2 Розрахунок трансформатора

Однофазні трансформатори низької напруги використовуються для живлення кіл управління, для освітлення, а також використовуються у випрямлячах та різноманітних електронних апаратах. Розрахунок трансформатора починають з визначення його вторичної повної потужності, яку можливо прийняти рівним множенню вторинної напруги на вторинний струм при повному навантаженні.

Розрахунок трансформатора з осердям стержневого типу

• напруга живлення

• напруга вторинна, (коло керування)

• сила струму навантаження, (коло керування)

• напруга вторинна, (коло освітлення)

• сила струму навантаження, (коло освітлення)

Рішення

1.Розраховуємо вторинну повну потужність трансформатора:

= = 127 • 5 = 635 B A

S’₂ =U’₂ • I’₂ = 36 • 0,5 = 18 B A

S₁ = S₂ + S’₂= 550 + 12 = 653 B A

2. Первинна повна потужність трансформатора:

3. Так як трансформатор стержньового типу, то переріз осердя:

Приймаємо розміри трансформатора такими:

• ширина стержня ,

• висота стержня ,

• ширина вікна ,

• товщина пакета пластини .

Фактичний переріз вибраного осердя

4. Визначаємо силу струму первинної обмотки:

4. Визначаємо переріз дроту первинної та вторинної обмотки, виходячи з щільності струму, яка дорівнює 2 А/мм²:

Приймаємо по табл. 7,8,9 для первинної та вторинної обмоток дроту ПЕВ-1 зі слідуючими даними:

діаметр дроту без ізоляції:

діаметр дроту з ізоляцією:

переріз дроту без ізоляції:

4. Визначаємо кількість витків первинної та вторинної обмоток, прийняв магнітну індукцію осердя Вс = 7000 (сталь Е41),

ω_{1 = U1} • 10⁴_/222 • _Bc • _{Qc = 380} • 10⁴ / 222 • 7000 • 27 = 905 витка,

ω_{2 =} ω_{1 (U2 / U1) =} 905 • (127/380) = 302 витка.

ω_{2’ =} ω₁’ _(U2’ _{/ U1) = 905} • _{( 36 / 380 ) = 85} витків.

7. Перевіряємо чи розмістяться обмотки у вікні нашого осердя. Площа, зайнята первинною та вторинною обмотками

F_обм1 =di₁² • ₁ = 1,16² • 905= 1217 мм²

F_обм2 =di ₂² • ₂ =1,90 ² • 302 = 1090 мм²

F_обм2’ =di’ ₂² • ₂’ = 0,62² • 85 = 32 мм²

F_обм = F_обм1 + F_обм2’ + F_обм2’’ = 1217 + 1090 + 32 = 2339 мм²

Площа вікна осердя:

Відношення розрахованої та фактичної площ вікна осердя

Значить, обмотки вільно розмістяться у вікні вибраного осердя трансформатора.