- •Федеральное агентство по образованию
- •1. Введение 4
- •6. Вопросы к защите курсового проекта 42
- •7. Литература 45
- •Введение
- •Содержание курсового проекта.
- •Указания по оформлению и защите проекта.
- •Объём и график выполнения основных разделов курсового проекта.
- •Указания к выполнению отдельных разделов курсового проекта.
- •Техническое задание
- •Выбор главных размеров электродвигателя
- •Определение числа пазов статора, числа витков и сечения обмотки статора
- •Форма пазов статора:
- •Форма пазов ротора:
- •Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора
- •Расчет короткозамкнутого ротора
- •Расчет магнитной цепи
- •Расчет параметров асинхронной машины для номинального режима
- •К расчету коэффициентов магнитной проводимости пазового рассеяния статора
- •К расчету коэффициентов магнитной проводимости пазового рассеяния ротора
- •Потери и кпд
- •Расчет рабочих характеристик
- •Пусковые характеристики
- •Учет эффекта вытеснения тока
- •Влияние насыщения на параметры
- •К расчету влияния насыщения полями рассеяния
- •Расчет пусковых характеристик
- •Тепловой и вентиляционный расчеты
- •Вопросы к защите курсового проекта
- •Примерные вопросы
- •Литература
- •Приложение №1.
- •Приложение № 2
- •Приложение №3.
К расчету влияния насыщения полями рассеяния
Коэффициенты проводимости дифференциального рассеяния при насыщении участков зубцов статора и ротора (формула 6-263 (9.274)):
Индуктивное сопротивление обмотки статора с учетом насыщения от полей рассеяния определяют по отношению сумм коэффициентов проводимости, рассчитанных без учета и с учетом насыщения от полей рассеяния (формула 6-264 (9.275)): Ом.
Для ротора принимают отношения сумм проводимостей, рассчитанных без учета влияния насыщения и действия эффекта вытеснения тока (для нормального режима) и с учетом этих факторов (формула 6-265 (9.276)):
Ом.
Расчет пусковых характеристик
Пусковые свойства асинхронных двигателей характеризуются начальным пусковым и максимальным моментами и начальным пусковым током. Расчет пусковых характеристик затруднен необходимостью учета изменений параметров, вызванных эффектом вытеснения тока и насыщением от полей рассеяния, так как при больших скольжениях токи в обмотках статора и ротора короткозамкнутых двигателей могут превышать свое минимальное значение в 7 – 7,5 раз.
Индуктивное сопротивление взаимной индукции с уменьшением насыщения магнитопровода увеличивается и в расчете пусковых характеристик для диапазона скольженияможет быть принято равным (формула 6-266 (9.277)):
, Ом.
Тогда (формулы 6-267, 6-268 (9.278, 9.280)):
; Ом;Ом;
Ток в обмотке ротора можно рассчитать по формуле 6-269 (9.281):
А.
Для формула расчета тока обмотки статора 6-271 (9.283):
А.
Рассчитывают относительные значения тока и пускового момента:
; .
Тепловой и вентиляционный расчеты
Расчет нагрева проводят, используя значения потерь, полученных для номинального режима. Однако, потери в изолированных обмотках статора и ротора несколько увеличивают по сравнению с расчетными, предполагая, что обмотки могут быть нагреты до предельно допустимой для принятого класса изоляции температуры (коэффициент увеличения потерь по сравнению с полученными для расчетной температуры составит:).
Электрические потери в обмотке статора разделяются на потери в пазовой части и потери в лобовых частях катушек(формулы 6-312 и 6-313 (9.313, 9.314)):
Вт; Вт.
Повышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри машины рассчитывается по формуле 6-314 (9.315):
,
где - коэффициент теплоотдачи с поверхности ,;
- коэффициент, учитывающий, что часть потерь в сердечнике статора и в пазовой части обмотки передается через станину непосредственно в окружающую среду (принимаем по таблице 6-30 (9.35)).
Найдем расчетный периметр поперечного сечения паза статора для полузакрытых пазов и перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора (формула 6-315 (9.316)):
м – для полузакрытых трапецеидальных пазов;
м – для прямоугольных открытых и полуоткрытых пазов
,,
где - размеры паза в штампе;
- односторонняя толщина изоляции в пазу;
- средняя эквивалентная теплопроводность пазовой изоляции и для классов нагревостойкостиB, F и H это значение равно: ;
- среднее значение коэффициента теплопроводности внутренней изоляции катушки всыпной обмотки определяется по графику на рисунке 6-62 (9.69) (при определении коэффициента мы учитываем значение).
Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей рассчитывается по формуле 6-319 (9.319):
,
где - периметр условной поверхности охлаждения лобовой части одной катушки;
- односторонняя толщина изоляции лобовой части катушки. При отсутствии изоляции на лобовых частях значение равно нулю.
Превышение температуры наружной поверхности изоляции лобовых частей обмотки над температурой воздуха внутри машины (формула 6-320 (9.320)):
.
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины рассчитывается по формуле 6-321 (9.321):
.
Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды определяется по формуле 6-322 (для двигателя со степенью защиты IP23):
,
где:
для двигателя со степенью защиты IP23
Вт – сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя (формула 6-323 (9.323));
Вт (формула 6-324 (9.324));
м2 – эквивалентная поверхность охлаждения корпуса (формула 6-325 (9.325)).
для двигателя со степенью защиты IP44
Вт – сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя (формула 6-326 (9.326));
Вт (формула 6-324 (9.324));
м2 – эквивалентная поверхность охлаждения корпуса (формула 6-327 (9.327)).
- условный периметр поперечного сечения станины (рис.6-63 (9.70)).
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды (формула 6-328 (9.328)):
Из-за приближенного характера расчета значение должно быть, по крайней мере, на 10-20% меньше, чем допускаемое превышение температуры для принятого класса изоляции.
Для двигателей, спроектированных на базе серии 4А со степенью защиты IP23, требуемый для охлаждения расход воздуха определяют по формуле 6-338:
м3/с,
где - превышение температуры выходящего из двигателя воздуха над температурой входящего.
Расход воздуха, который может быть получен при данных размерах двигателя, оценивается по формуле 6-339:
м3/с,
где т = 3,15 – коэффициент, равный 2,6 при 2р=2 и 3,15 при ;
- частота вращения двигателя.
Для двигателей, спроектированных на базе серии 4А со степенью защиты IP44, требуемый для охлаждения расход воздуха определяют по формуле 6-340 (9.340):
м3/с,
где - коэффициент, учитывающий изменение условий охлаждения по длине поверхности корпуса, обдуваемого наружным вентилятором:
,
где m – коэффициент, равный 2,6 при 2р=2 (мм) и 3,3 (мм); 1,8 при 2р 4 (мм) и 2,5 (мм);
Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором, оценивается по формуле 6-342 (9.342):
.
Расход воздуха, который может быть получен при данных размерах двигателя , должен быть больше требуемого для охлаждения машины.