Kursovaya_rabota

2 Електромагнiтний розрахунок

2.1 Визначення головних розмiрiв асинхронного двигуна:

2.1.1 Визначаємо кiлькiсть пар полюсiв

(2,1,1)

де f = 50 Гц - частота джерела ;

n - синхронна частота ,

n₁=1500 хв

2p = 4 кiлькiсть полюсiв.

2.1.2 висота вiсi обертання (попередньо) по рисунку 6-7,а стор.164[ 2 ] h = 90 мм з табл.6-6 стор.164[ 2 ] приймаємо найближче значення = 90 мм i зовнішнiй діаметр осердя статора

Д_а=149 *10^-3 м.

2.1.3 Внутрішній діаметр статора

Д = К_д * Д_а [м] (2,1,2)

де К_д - коефiцiєнт, визначений за таблицею 6-7 на стор.165[2] в залежності вiд кiлькостi полюсiв , 2р = 4

К_д = (0,64 / 0,68)

Д = (0,64 / 0,68) * 0,149 = 0,095 / 0,101 м.

Приймаємо Д = 0,097 м = 97 * 10^-3 м. i перерахуємо значення

;

2,1,4 Полюсне ділення

(2.1.3)

.

2,1,5 Розрахунок потужності

(2.1.4)

де Р₂ = Р_н =2,4 кВт = 2400 Вт - задана номiнальна потужнiсть ,

Ке = 0,96 - коефiцiєнт за рисунком 6.8, стор.164[ 2 ] в залежності вiд 2р = 4 i Да = 149 * 10^-3 м , з п.2.1.2

n= 0,83 - ККД за рисунком 6.9, стор.165[2] в залежності вiд 2р = 4 i Р2 =2,4 кВт

cos = 0.84 - коефiцiєнт потужності по рисунку 6.9 ,а стор.165[ 2 ] в залежностi вiд 2р = 4 i Р_н = 2,4 кВт

2.1.6 Електромагнiтне навантаження ( попередньо ) за рисунком 6.11, стор.166[ 2 ].Лiнiйне навантаження ( електричне )

А = (23 / 24) * 10^-3 [А / м].

Магнiтна iндукцiя у повiтряному зазорi (магнiтне навантаження)

В = (0.84 / 0.88) Тл.

Це навантаження для 2р = 4 i Да = 0,149 м

Для подальшого розрахунку для початку виберемо максимальне електромагнiтне навантаження, щоб зекономити матерiал.

А=24*10^-3 А/м; В=0,88 Тл

2.1.7 Обмоточний коефіцієнт для одношаровоЇ обмотки (попередньо)

К_об = 0,96

2.1.8 Розрахунок довжини повітряного зазору

(2.1.5)

де К_в = 1,11 – коефiцiєнт форми кривої поля

Д=0,097 м із п. 2.1.3,

, [c^-1] - синхронна кутова швидкість (2.1.6)

Швидкість валу двигуна

рад/с

А i Вб із п. 2.1.6

2.1.9 Відношення розрахункової довжини до полюсного ділення, перевірити результати за рисунком 6.16, стор.168(2), де для h250 мм i 2р=4;

=(0,8/1,3)

(2.1.7)

Оскільки =1,3, то головні розміри обранi вірно.

2.2 Розрахунок статора:

2.2.1 Визначення кiлькостi пазiв статора.

2.2.1.1 Граничне значення зубцевого дiлення статора за рисунком 6-15, стор.170[2] (зона 2)

t_1min=8.5 мм t_1max=11мм

(2.2.1)

(2.2.2)

Приймаємо кiлькiсть пазiв =24 (табл. 6.15), тодi кiлькiсть пазiв, якi приходяться на один полюс I на одну фазу статора

,

де m = 3 – кiлькiсть фаз обмотки статора.

обмотку приймаємо одношарову.

2.2.2 Визначення кiлькостi виткiв фази обмотки та перерiзу проводу обмотки статора

2.2.2.1 Зубцеве дiлення статора (остаточно)

, [м] (2.2.3)

м

2.2.2.2 Кiлькiсть ефективних провiдникiв в пазу (попередньо, за умовою а=1, т.т. кiлькiсть паралельних гiлок=1)

, (2.2.4)

де А iз п.2.1.6, I_1н – номiнальний фазний струм статора

, [А] (2.2.5)

де U_1н – це номiнальна фазна напруга статора, або фази обмотки статора з’єднанi зiркою

, [В]

В

А

2.2.2.3 Приймаємо тодi а=1, тодi

(2.2.6)

2.2.2.4 Визначаємо кiнцеве значення кiлькостi виткiв статора W₁, лiнiйного навантаження А, магнiтного потоку у повiтряному зазорi Ф, магнiтної iндукцiї у повiтряному зазорi

(2.2.7)

, [А/м] (2.2.8)

А/м

, [] (2.2.9)

де К_Е з п. 2.1.5, U_1н – фазне=381 В, К_в=1,11

f₁=f=50 Гц, об. З табл. 3-13, стор.71[2]

для q₁=3

К_об=0,96

,

, Тл (2.2.10)

Тл

Значення А I В знаходяться у допустимих межах (див. п. 2.1.6).

2.2.2.5 Густина струму в обмотцi статора (попередньо)

, [А/м] (2.2.11)

де (А_j) – це припустиме теплове навантаження для вибраного класу iзоляцiї машини, яка визначається за рис. 6-26,а, сто.173[2] для Д_а=0,149м I 2р=4

А_j=176*10^9, A²/м³

А=24*10³, А/м

, А/м²

2.2.2.6 Переріз ефективного провідника (попередньо)

,[м²] (2.2.12)

де, а=1

м²мм²

Згiдно додатку табл.П28 стор.470[2] підбираємо стандартний круглий мiдний емальований провід марки ПЕТВ

d_ел=0,71мм

d_iз=0,77мм

q_ел=0,396мм²

яке i приймаємо у подальших розрахунках

Густина струму у обмотці статора (кінцеве значення)

,[A/м²]

А/м²

2.2.3 Розрахунок зубцевої зони статора та повітряного зазору.

2.2.3.1 Приймаємо попередньо по табл.6-10 стор.174[2] припустимi значення магнiтних iндукцiй в зубцевiй зонi статора B_z1=1,9Тл (а бажане значення B_z=1,7/1,9). У ярмi статора B_a=1,6Тл (бажане значення B_a=1,4/1,6) тодi ширина зубця статора (зубець має однакову ширину по всiй висотi).

, [мм] (2.2.14)

де з п.2.1.6, з п.2.2.2.1 в мм, в мм з п.2.1.8,

К_с=0,97-це коефіцієнт заповнення сталi для оксидированних листiв сталi по табл.6-11 стор.176[2].

Марка сталi статора I ротора 2013

мм

висота спинки осердя статора (або ярма статора)

,[мм] (2.2.15)

де з п.2.2.2.4

мм

2.2.3.2Розмiри паза статора в штампi.

Приймаємо розмiри шлiца напiвзакритого паза

b_ш-це ширина щлiца

h_ш-це висота шлiца

Ширина шлiца вибирається по табл.6-12 стор.179[2] в залежностi вiд h=90мм I кiлькостi 2р=4

b_ш=3мм h_ш=0,5мм, де h ≤ 132мм см.стор.178[2]

Визначаємо висоту паза статора

,[мм] (2.2.16)

мм

Визначаємо найбiльшу ширину паза статора (паз має форму трапецiї)

,[мм] (2.2.17)

мм

Визначаємо меньшу ширину паза статора

,[мм] (2.2.18)

мм

Визначаємо висоту паза до клина

,[мм] (2.2.19)

мм

2.2.3.3 Розмiри паза статора у свiтi (з рахунком припуску на збiрку)

b₁^’=b₁-∆b_n. [мм] (2.2.20)

b₂^’=b₂-∆b_n. [мм] (2.2.21)

h₁^’=h₁-∆h_n. [мм] (2.2.22)

де ∆b_n I ∆h_n – припуски по ширинi i висотi на штампову для h ≤ 132мм вони рiвнi 0,1мм см. стор.177[2]

площа поперечного перерiзу паза для розміщення провiдникiв

, [мм²] (2.2.23)

де S_пр – це площина поперечного перерiзу прокладок, дорiвнює нулю, так як обмотка одношарова, S_iз – це площина перерiзу корпусної iзоляцiї в пазах.

, [мм]

(2.2.24)

де - це одностороння товщина ізоляції в пазi по табл.3-8 стор.62[2] для класу ізоляції “F” для одношарової обмотки

мм (iзоляцiя iмiдофлекс товщиною 0.35мм один шар)

мм²

мм²

2.2.3.4 Коефiцiєнт заповнення паза

(2.2.25)

де з п.2.2.2.6, з п.2.2.2.3, з п. 2.2.2.6

лежить в межах допустимого значення

2.3 Розрахунок ротора

2.3.1.1 Повiтряний зазор по рис.6-21 стор.181[2] в залежностi вiд Д=0,097 i 2р=4

мм

2.3.1.2 Кiлькiсть пазiв ротора по таблицi 6-15 стор. 185 (2) в залежностi вiд 2_р=4 i z₁=34

Вибираемо пози зi скосом.Рекомендована кiлькiсть пазiв ((24),27,28,30,(32),34,45,48).

Приймаємо z₂=34

2.3.1.3.Зовнiшнiй дiаметр ротора

,[мм] (2.3.1)

мм

2.3.1.4 Довжина осердя ротора дорiвнюе довжинi осердя статора

[мм] (2.3.2)

мм

2.3.1.5 Внутрішній діаметр ротора дорівнює діаметру вала, так як осердя нагрівається i під пресом безпосередньо насаджується на вал.

[мм] (2.3.3)

де - коефіцієнт вала по табл.6-16 стор.191[2]

мм

2.3.2 Розрахунок обмотки

2.3.2.1 Струм у стержні ротора

[А] (2.3.4)

де - коефіцієнт струмовий по рис.6-22 стор.183[2] в залежностi вiд iз п.2.1.5

- коефіцієнт приведення струмiв (коефіцієнт трансформацiї)

(2.3.5)

де , i iз п.2.2.2.4

А

2.3.2.2 Площина поперечного перерiзу стержня коротко замкнутої обмотки ротора, виконаної з розплавленого алюмiнiя шляхом заливки у пази ротора.

[мм²] (2.3.6)

де - це плотнiсть струму в стержнi литої алюмінієвої клiтини ротора.

ч А/мм²

Приймаємо А/мм²

мм²

2.3.2.3 По рис.6-27,а стор.188[2] виконати ескіз паза ротора (паз грушевидний, напівзакритий)

Визначаємо розмiри паза ротора.

Розмiри шлiца паза ротора:

ширина шлiца мм

висота шлiца мм

припустима ширина зубця ротора:

[мм] (2.3.7)

де iз п.2.2.2.4, iз п.2.3.1.4 в мм, iз п.2.1.8, iз п.2.2.3.1, по таб.6-10 стор.175[2] для зубцiв ротора при постiйному перерiзi (грушевидної форми)

/Тл

Приймаємо Тл

мм

Розмiри паза

Бiльший розмiр ширини паза ротора

[мм] (2.3.8)

мм

Меньший розмiр ширини паза ротора

[мм] (2.3.9)

мм

Висота паза ротора (вiдстань мiж центрами)

[мм] (2.3.10)

мм

Повна висота паза ротора

[мм] (2.3.11)

мм

Перерiз стержня ротора (результати перевiрити з п.2.3.2.2)

[мм] (2.3.12)

мм²

2.3.2.4 Перевiряємо плотнiсть струму у стержнi ротора

[А/мм²] (2.3.13)

А/мм²

2.3.2.5 Короткозамикаючi кiльця

Площина поперечного перерiзу

[мм²] (2.3.14)

де струм в кiльцi

[мм] (2.3.15)

а, дорiвнює

(2.3.16)

А

- густина струму в кiльцi

[А/м²] (2.3.17)

А/м²

мм²

Розмiри замикаючих кiлець

Висота перерiзу кiлець

[мм] (2.3.18)

де iз п.2.3.2.3

мм

Ширина кiльця

[мм] (2.3.19)

мм

Кiнцева площина поперечного перерiзу

[мм²] (2.3.20)

мм²

Середнє значення діаметру коротко замикаючого кiльця

[мм] (2.3.21)

мм

2.3.3 Розрахунок напруги магнітного кола машини

2.3.3.1 Значення iндукцiї на рiзних дiлянках магнiтного кола

[Тл] (2.3.22)

де iз п.2.2.2.4, iз п.2.2.2.1, iз п.2.1.8, iз п.2.2.3.1, iз п.2.2.3.1

Тл

[Тл] (2.3.23)

де iз п.2.3.1.4, iз п.2.1.8, iз п.2.3.2.4

Тл

Iндукцiя в спинцi статора

[Тл] (2.3.24)

де iз п.2.2.3.1, iз п.2.2.2.4

Тл

Iндукцiя в ярмi ротора

[Тл] (2.3.25)

де - розрахункова висота ротора

[мм] (2.3.26)

де

мм

Тл

2.3.3.2 Магнiтна напруга повiтряного зазору

[А] (2.3.27)

де - коефіцієнт повiтряного зазору

(2.3.28)

де iз п.2.2.2.1 в мм, iз п. 2.3.1.1

- коефіцієнт враховуючий співвідношення мiж розмiром шлiца паза статора i повiтряним зазором.

(2.3.29)

А

2.3.3.3 Магнiтна напруга зубцевої зони статора

[А] (2.3.30)

де м iз п.2.2.3.2

Для осердя статора I осердя ротора вибирають холодно катану iзотопну електротехнiчну сталь марки 2013

- напруженiсть магнiтного поля, знаходимо по табл.П-17 стор.461[2]

А/м

А

Магнiтна напруга зубцевої зони ротора

[А] (2.3.31)

де беремо iз п. 2.3.2.3 по i по

[мм] (2.3.32)

мм

по табл.П-17 стор.461[2]

А/м

А

2.3.3.4 Коефіцієнт насичення зубцевої зони машини

(2.3.33)

- лежить в межах допустимого значення

2.3.3.5 Магнiтна напруга ярма статора

[А] (2.3.34)

де по табл.П-16 стор.460[2]

А/м

- довжина магнiтної силової лiнiї