Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование асинхронных двигателей. Учебное пособие
.pdf
Расчетная длина магнитной силовой линии по формуле (6.26), м:
Dh
L
1
c
1
ac
442
p
0,272 0,0249
0,097
.
Магнитное напряжение спинки статора по формуле (6.27), А:
155 0,097 15
.
6.5.
Спинка ротора.
FHL
111
ccc
Максимальное значение индукции в спинке ротора из п. 4.5:
0,82 Тл 88 A/м
BHB
21
cc
.
Расчетная длина магнитной силовой линии по формуле (6.28), м:
при 2р 4:
0,042 см. п. 2.10 .
D
2
B
Dh
22
L
2
c
В c
442
p
0,042 0,044
0,034
.
Магнитное напряжение спинки ротора по формуле (6.29), А:
FHL
222
ccc
88 0,034 3
.
6.6. Параметры магнитной цепи.
Намагничивающая сила магнитной цепи на один полюс по формуле (6.30), А:
FF F F F F
1212
zz cc
383 108 130,9 15 3 639
Коэффициент насыщения магнитной цепи по формуле (6.31):
F
k
639
383
F
1, 6 7
.
Намагничивающий ток по формуле (6.32), А:
mW
11
Fp
2, 22 639 2
380
91
11, 9
,
2, 22
I
.
в процентах номинального тока по формуле (6.33):
100
I
I
%
I
1н
11, 9 100
35,4
33,4 %
.
Главное индуктивное сопротивление по формуле (6.34), Ом:
213
E
x
m
I
11, 9
17,9,
EkU
где
0,97 220 213 B
1
e
,
в относительных единицах по формуле (6.35):
I
xx
mm
*
1н
U
1
35,4
17,9 2,88
220
.
Коэффициент рассеяния статора по формуле (6.36):
x
0,52
1
1
17,9
x
m
0,029
.
Коэффициент сопротивления статора по формуле (6.37):
r
1
1
xx
m
1
0,27
0,52 17,9
0,015
.
7. Режим холостого хода
7.1. Реактивная составляющая тока холостого хода по форму-
ле (7.1), А:
U
II
op c p
.
x
m
1
11
11
2
220
17,9 1 0,029
11, 9
.
0,1
Если коэффициент сопротивления статора
2
0
.
1
92
1
, то принимать
7.2. Электрические потери в обмотке статора по формуле (7.2), Вт:
22 2
PmIr
.м1101 1
cp
1 3 11,9 0, 27 115
.
7.3. Магнитные потери в зубцах статора по формуле (7.3) Вт:
1,5 1,5
f
1,7 1,7 2,5 1,76 7,06 93,
Pp BG
11,050 11
zzcpz
50 50
22
50
где коэффициент 1,7 учитывает влияние технологического процесса
изготовления сердечника статора, а также неравномерности распределения индукции;
Вт
p
1,0 50
2,5
– удельные потери в стали при частоте перемаг-
кг
ничивания 50 Гц и магнитной индукции 1 Тл;
G
– расчетная масса стали зубцов статора при трапецеидальных
1z
полузакрытых пазах по формуле (7.4), кг:
7,8 10
GZbhlk
111п1
zzc
33 3
7,8 48 5,4 10 20 10 0,18 0,97 10 7, 06 кг.
3
7.4. Магнитные потери в спинке статора по формуле (7.6), Вт:
1,5 1, 5
f
1, 7 1, 7 2 , 5 1, 4 5 2 6, 3 2 34, 8
Pp BG
11,050 11
ccc
50 50
22
50
,
G
где
– расчетная масса спинки статора по формуле (7.7), кг:
1c
7,8 10
GDhhlk
cccc
1a11
3
7,8 0, 272 0,0249 0,0249 0,18 0, 97 10 26,3.
93
3
7.5. Суммарные магнитные потери в сердечнике статора при холо-
стом ходе, включающие добавочные потери в стали, по формуле (7.8),
Вт:
PP k P
cz
1c1
93 1 2 1, 26 1 234,8 329,8.
12,1 10
10
t
12 1
1
10
3
3
3
7.6. Механические потери по формуле (7.9), Вт:
22
n
Pk D
мх мх
1, 3 1 1, 3 1 0,272 0,95
kD
где
мх
10 10
a
4
a
0,95 0, 272 117
1500
.
4
,
7.7. Активная составляющая тока холостого хода по форму-
ле (7.10), А:
PPP
.м1 мх
I
cc
oa
mU
11
115 329,8 117
3220
0,85
.
7.8. Ток холостого хода по формуле (7.11), А:
III
22 2 2
ooaop
0,85 11,9 11,93
.
7.9. Коэффициент мощности при холостом ходе по формуле (7.12):
I
0,85
cos 0,071
oa
o
11, 93
I
o
94
.
8. Номинальный режим и рабочие характеристики
Рабочие характеристики асинхронных двигателей могут быть построены либо с помощью круговых диаграмм, либо аналитическим
путем по схеме замещения. В настоящем проекте в основу расчетного
определения рабочих пусковых характеристик положена схема замещения, изображенная на рис. 8.1.
Магнитные потери в сердечнике учтены эквивалентным сопротив-
r
лением
допущением, что потери в стали создаются магнитным потоком, соот-
ветствующим полному потокосцеплению обмотки статора.
8.1. Параметры схемы замещения по формуле (8.1), Ом:
xx
11 1
, включенным непосредственно на выводы. Это сделано с
c
0, 27rr
11
r
1 1 0,52 1 0,029 1 0,54
11
x
1
;
0, 27 0, 015
0,52
;
(1 ) 1 0,184(10,029) (10,015) 0,19rr
22 1 1
22 1 1
8.2. Расчетные параметры короткого замыкания по формуле (8.2),
Ом:
8.3. Полное сопротивление схемы замещения при бесконечно
большом скольжении по формуле (8.3), Ом:
22 2 2
(1 ) 1 0,56 (1 0, 029) (1 0,015 ) 0,58xx
22 2 2
Zrx
kkk
Zrx
rrr
12
k
xxx
12
k
22 2 2
22 2 2
1
0,27 0,19 0,46
0,54 0,58 1,12
0,46 1,12 1, 21
0.27 1,12 1.17
k
95
;
;
.
.
;
.
8.4. Механическая мощность двигателя по формуле (8.4), Вт:
P
R
где
22 мх д
– добавочные потери при номинальной нагрузке по форму-
д
18 500 117 104 18 721PP P P
,
ле (8.5), Вт:
P
0,005 0,005 104
P
д
2
8.5. Сопротивление схемы замещения
22
mU mU
Rr rZ
3 220 3 220
2 18 721 2 18 721
11 11
н
22
22
0,46 0, 46 1,21 6,6.
kkk
PP
22
18500
.
0,89
по формуле (8.6), Ом:
н
2
2
2
2
8.6. Полное сопротивление схемы замещения по формуле (8.7), Ом:
22
22
ZRrx
нн
kk
6,6 0, 46 1,12 7,15
.
8.7. Скольжение по формуле (8.8):
S
11
н
R
н
1
1
r
2
0,19
6,6
0,028
.
8.8. Активная и реактивная составляющая тока статора при син-
хронном вращении по формуле (8.9), А:
PP
с.м1
I
.
ca
mU
11
115 329,8
c
96
3220
0,674
;
U
Ix
cp
..
m
1
(1 ) 1
11
2
17,9 (1 0,029) (1 0,015 )
220
11,9
2
.
8.9. Расчетный ток ротора по формуле (8.10), А:
U
220
1
I
2
7,15
Z
н
30,8
.
8.10. Фазный ток статора по формуле (8.11), А:
где
II
и
1p1
a
III
22 2 2
ap
111
– активная и реактивная составляющие тока статора по
31, 2 15,9 35
,
формуле (8.12), A:
Rr x
н
II I
1.2
aca
0,674 30,8 31, 2 ;
6,6 0, 46 1 0,015 1,12 2 0,015
7,15 7,15
II I
1. 2
pcp
11, 9 30,8 15,9.
1,12 1 0,015 6, 6 0, 46 2 0,015
7,15 7,15
1 0,015 1 0,015
kk
ZZ
нн
1 0,015 1 0,015
xRr
12
kk
ZZ
11
н
2
22
2
12
11
22
11
11
2
22
2
11
22
11
н
k
8.11. Коэффициент мощности по формуле (8.13):
I
31, 2
1
cos 0,89
a
35
I
1
.
97
8.12. Линейная нагрузка статора по формуле (8.14), А/м:
u
п
AI
11
35 28 926
a
t
11
20
212,110
3
.
8.13. Линейная нагрузка ротора по формуле (8.15), А/м:
11
I
AA
21
28 926 0,958 25 096 ,
30,8 1 0, 029 1 0, 015
21 1
Ik
1cк
2
k
об1
2
35
k
где
cк
= 1.
8.14. Ток в стержне короткозамкнутого ротора по формуле (8.16), А:
mwk
2
11об1
II
ст 211
Z
11
2
2
2 3 80 0,958
30,8 1 0,015 1 0,029 378.
2
38
8.15. Ток в короткозамыкающем кольце по формуле (8.17), А:
Ik.
I
кл
пр.2
378
ст
1180
0,32
8.16. Плотность тока в обмотке статора, в стержне короткозамкну-
того ротора и в короткозамыкающем кольце по формуле (8.20), А/м
I
1
J
1
nqa
эл эл
2 1,539 10 2
35
98
6
5,72 10 ;
6
2
:
I
P
J
cт
ст
q
ст
378
133 10
6
2,84 10 ;
6
I
J
кл
кл
q
кл
8.17. Электрические потери в обмотке статора при нагрузке по
формуле (8.21), Вт:
м1111
1180
338 10
22
335 0,27 992PmIr
6
3,49 10 .
6
.
8.18. Электрические потери в обмотке ротора при нагрузке по фор-
муле (8.22), Вт:
22
м2122
3 30,8 0,19 540PmIr
.
8.19. Суммарные потери в двигателе по формуле (8.23), Вт:
PP P P P
992 540 329,8 117 104 2083.
м1 м2 мх д
с
8.20. Подводимая мощность двигателя по формуле (8.24), Вт:
12
18 500 2083 20 583PP P
.
8.21. Коэффициент полезного действия двигателя по форму-
ле (8.25), %:
P
1 100 1 100 89,9
P
1
2083
20583
.
8.22. Проверка проведенного расчета по формуле (8.26):
PmIU
1111
PmIU
2111
cos 3 35 220 0,899 0,89 18 483.
3 31,2 220 20 592;
a
99
8.23. Расчет рабочих характеристик
s
водится для значений мощности
IfP
12
kP
, где k = 0,25; 0,5; 0,75; 1,25. Рас-
2
произ-
(, , cos , ) ( )
чет ведется с п. 8.4 так же, как и для номинального режима (k = 1,0).
Результаты расчета сведены в таблице. Рассчитанные характеристики
представлены на рисунке.
Рабочие характеристики
Условные
обозначения
s, о. е. 0,006 0,013 0,02 0,028 0,037
I1, А 14,427 19,925 26,953 34,934 43,763
сos
η, % 87,312 90,734 90,82 89,906 88,462
P2, кВт 4625 9250 13 875 18 500 23 125
Отдаваемая мощность в долях от номинальной P2
0,25 0,5 0,75 1,0 1,25
0,556 0,774 0,858 0,891 0,904
Рабочие характеристики асинхронного двигателя
Расчет рабочих характеристик проводился с применением системы
MathCAD. Программа расчета представлена в приложении 2.
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]