7 вар / Машины Ч1

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГОУ ВПО Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова

Кафедра электрических машин

Курсовая работа

по дисциплине:

Электрические машины

Вариант 7

Выполнил студент

группы ЭТ-21-03

Захаров О.В.

Преподователь:

Лавриненко В.А.

Чебоксары 2005

Содержание

Задание.	3
Исходные данные.	3
Задание №1.	4
Задание №2.	6
Задание №3.	10
Задание №4.	10
Задание №5.	10
Задание №6.	11
Список использованной литературы	12

Часть1

Общие вопросы теории машин переменного тока

Задание:

1. Начертить схему-развёртку трёхфазной двухслойной петлевой обмотки для варианта. Оп­ределить обмоточные коэффициенты для 1, 5, 7, 11 и 13 пространственных гармо­ник.

2. Построить кривые пространственного распределения МДС обмотки при симметричной системе токов в её фазах для двух моментов времени, соответствующих i_A=I_m и i_A =0. Показать для этих моментов времени взаимные положения 1-ой и 5-ой гармоник МДС.

3. Определить частоты ЭДС, наведённых 1-ой, 5-ой, 7-ой и 11-ой гармониками поля ста­тора в обмотке ротора при скольжениях ротора относительно 1-ой гармоники поля, равных 1,0 и 0,05 (f₁=50Гц).

4. Определить относительные значения ЭДС, наводимых в одной фазе статора -ой гармо­никой его магнитного поля(=1,5,7,11).

5. Найти значение числа пазов Z₁, ближайшее к полученному в п.1,1, и шаг обмотки ста­тора, при которых ЭДС, наведённая 5-ой гармоникой поля, будет равна 0. Определить, на сколько процентов при этом уменьшится ЭДС от 1-ой гармоники по сравнению со случаем диаметральной обмотки. Решить эту же задачу для =7.

6. Асинхронный двигатель питается напряжением частоты 50 Гц. При неподвижном ро­торе в каждой его фазе наводится ЭДС Е₂=100 В. Чему равна ЭДС фазы ротора при сохранении потока и скоростях вращения ротора п и числах полюсов 2р.

Исходные данные:

Число фаз m=3

Число полюсов 2p=2

Число пазов, приходящихся на полюс и фазу q=5

Способ соединения катушечных групп a=1.

Задание №1. Начертить схему-развертку трехфазной двуслойной петлевой обмотки. Определить обмоточные коэффициенты для 1, 5, 7, 11 и 13 пространственной гармоник.

Число пазов на все три фазы

Полюсное деление

(пазовых делений)

Шаг обмотки (ширина катушки)

(пазовых делений)

Округляем до ближайшего целого y=13. Получим, что если виток начинается в 1-м пазу, то заканчивается он в 14-м пазу и т.д.

Начала фаз А, В, С отстоят друг от друга на

(пазовых делений)

Следовательно, фаза А начинается в 1-м пазу, заканчивается в 16 пазу,

фаза В – в 11-м и 26-м соответственно, фаза С – в 21-м и 6-м пазах соответственно.

Обмоточный коэффициент ν-ой гармоники

К_обν = К_pν ∙K_yν

где К_pν - коэффициент распределения для ν-ой гармоники

K_yν - коэффициент укорочения для ν-ой гармоники

К_pν = K_yν =

- угол, на который сдвинуты по фазе ЭДС, наводимые в проводниках, расположенных в соседних папзх.

°

Подставив значения в формулы, получим:

№ гармоники	1-ая	5-ая	7-ая	11-ая	13-ая
Кpν	0,957	0,2	0,149	0,109	0,102
Kyν	0,978	0,5	0,105	0,669	0,914
Кобν	0,936	0,1	0,016	0,073	0,093

Рис.1 Схема развертки обмотки статора асинхронного двигателя.

Рис.2 Упрощенная схема межкатушечных соединений

Задание №2. Построить кривые пространственного распределения МДС обмотки при симметричной системе токов в ее фазах для двух моментов времени, соответствующих i_A =I_m и i_A=0. Показать для этих моментов времени взаимные положения 1-й и 5-й гармоник МДС.

Для первого момента времени, когда i_A =I_m , токи i_В = i_С = - I_{m .}

Рассчитаем суммарное значение тока в каждом пазу

I₁ = I₂ = I₃ = I_A + I_A = I_m + I_m = 2I_m

I₄ = I₅ = I_A – I_C = I_m + I_m = I_m

I₆ = I₇ = I₈ = – I_C -I_С= I_m+ I_m = I_m

I₉ = I₁₀ = – I_C+I_B = I_m – I_m = 0

I₁₁ = I₁₂ = I₁₃ = I_B +I_B = – I_m – I_m= –I_m

I₁₄ = I₁₅ = I_B – I_A = – I_m – I_m = – I_m

I₁₆ = I₁₇ = I₁₈ = – I_A – I_A = – I_m – I_m = – 2I_m

I₁₉ = I₂₀ = –I_A + I_C = – I_m – I_m = – I_m

I₂₁ = I₂₂ = I₂₃ = I_C + I_C = – I_m– I_m = – I_m

I₂₄ = I₂₅ = I_C – I_B = – I_m + I_m =0

I₂₆ = I₂₇ = I₂₈ = – I_B – I_B = I_m + I_m = I_m

I₂₉ = I₃₀ = – I_B +I_A = I_m + I_m = I_m

Рис.3 График распределения МДС в момент времени, соответствующий i_A=I_m

F – полная МДС

F₁ – первая гармоника МДС

F₅ – пятая гармоника МДС

Для момента времени, когда i_A=0, токи i_B = – i_C = найдем суммарное значение токов в каждом пазу:

I₁ = I₂ = I₃ = I_A + I_A = 0 + 0 = 0

I₄ = I₅ = I_A – I_C = 0 + I_m = I_m

I₆ = I₇ = I₈ = – I_C – I_С= I_m + I_m = I_m

I₉ = I₁₀ = – I_C+I_B = I_m + I_m = I_m

I₁₁ = I₁₂ = I₁₃ = I_B +I_B = I_m + I_m = I_m

I₁₄ = I₁₅ = I_B – I_A = I_m – 0 = I_m

I₁₆ = I₁₇ = I₁₈ = – I_A – I_A = 0

I₁₉ = I₂₀ = –I_A + I_C = 0 – I_m = – I_m

I₂₁ = I₂₂ = I₂₃ = I_C + I_C = – I_m – I_m = – I_m

I₂₄ = I₂₅ = I_C – I_B = – I_m – I_m = – I_m

I₂₆ = I₂₇ = I₂₈ = – I_B – I_B = – I_m – I_m = – I_m

I₂₉ = I₃₀ = – I_B +I_A = – I_m + 0 = – I_m

Рис.4 График распределения МДС в момент времени, соответствующий i_A=0

F – полная МДС

F₁ – первая гармоника МДС

F₅ – пятая гармоника МДС

Задание №3. Определение частот ЭДС, наведённых 1-ой, 5-ой, 7-ой и 11-ой гармониками поля ста­тора в обмотке ротора при скольжениях ротора относительно 1-ой гармоники поля, равных 1; 0 и 0,05 (ƒ₁ = 50 Гц).

Частота ЭДС ротора от -ой гармоники поля статора:

,

где S – скольжение по 1 – ой гармонике поля.

Знак  указывает на направление вращения  - ой гармоники поля статора.

S	1	0	0,05
ƒ2(1)	50	0	2,5
ƒ2(5)	50	300	287,5
ƒ2(7)	50	-300	-282,5
ƒ2(11)	50	600	572,5

Задание №4. Определение относительных значений ЭДС, наводимых в одной фазе статора -ой гармо­никой его магнитного поля.

Относительные значения ЭДС самоиндукции обмотки, наведённой  - ой гармо­никой её поля:

№ гармоники	1	5	7	11
	1	4,56810-3	5,68710-3	5,06310-3

Задание №5. Нахождение значения числа пазов Z1, при которых ЭДС, наведённая 5-ой гармоникой поля, будет равна 0. Определение, на сколько процентов при этом уменьшится ЭДС от 1-ой гармоники по сравнению со случаем диаметральной обмотки.

Любая  - ая гармоника поля не наводит ЭДС в обмотке, если её шаг:

паз. дел.

Так как и у, и , выраженные в пазовых делениях, должны быть целыми числами, то следует найти целое число, ближайшее к и кратное , и принять его за новое значение . Так как теперь , то .

1) При кратности =5 и ближайшее к будет число =15. Отсюда с = 3.

Следовательно, теперь: .

Значение числа пазов пазов.

K_y1 = sin= 0.951

(1 – 0.951 )∙100% = 0.049 %

Следовательно, ЭДС от 1-й гармоники по сравнению со случаем диаметральной обмотки уменьшится на 0.049 %.

2) При кратности =7 и ближайшее к будет число =14. Отсюда с = 2.

Следовательно, теперь: .

Значение числа пазов пазов.

K_y1 = sin= 0.975

(1 – 0.975)∙100% = 0.025 %

Следовательно, ЭДС от 1-й гармоники по сравнению со случаем диаметральной обмотки уменьшится на 0.025 %.

Задание №6. Асинхронный двигатель питается напряжением частоты 50 Гц. При неподвижном роторе в каждой его фазе наводится ЭДС E₂ = 100В. Чему равна ЭДС фазы ротора при сохранении потока и следующих скоростях вращения ротора n и числах полюсов 2p

n, об/мин	1600	1500	3600	1200	940	1000	600
2р	2	4	2	6	6	8	8

При неизменном потоке машины ЭДС вращающегося ротора:

,

где - скольжение, об/мин., , - ЭДС неподвижного ротора. Результаты расчёта сведены в таблице:

n, об/мин	1600	1500	3600	1200	940	1000	600
2р	2	4	2	6	6	8	8
nc, об/мин	3000	1500	300	1000	1000	750	750
S	0.467	0	-0.2	-0.2	0.06	-0.333	0.2
, B	46.67	0	-20	-20	6	-33.33	20

Список использованной литературы.

1. Электрические машины (асинхронные машиы) : Метод. указ. к курсовому проекту / Чуваш. ун-т; Сост. Ефименко Е.И. Чебоксары, 1989. 32 с.

2. Электрические машины и микромашины: Учеб. для электротехн. спец. вузов / Д.Э. Брускин, А.Е. Зорохович, В.С. Хвостов. – 3-е изд., перераб. и доп.– М.: Высш. шк., 1990.–528 с.: ил.

3. Проектирование электрических машин / Под ред. Копылова И.П. М.: Энергия, 1980, 495 с.

4. Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978. 832 с.

Захаров О.В. ЭТ–21–03 вариант 7