Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Курсач ЭМ / Мой курсач по ЭМ / КП по ЭМ (Черновик).docx
Скачиваний:
22
Добавлен:
02.03.2016
Размер:
727.11 Кб
Скачать

3. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора.

  • Индукция в ярме статора (предварительно).

Тл. Определена по [т. 6-10, с 174-175].

  • Индукция в зубцах статора (предварительно).

Тл. Определена по [т. 6-10, с 174-175].

  • Ширина зубца.

[ф. 6-29, с 175], где

- коэффициент заполнения сердечника сталью.

Определен по [т. 6-11, с 176].

м.

  • Высота ярма статора.

[ф. 6-28, с 175]

мм

  • Высота паза в штампе.

[ф. 6-40, с 178]

мм.

  • Ширина паза в штампе.

[ф. 6-41, с 178]

[ф. 6-42, с 178], где

- высота шлица паза, мм;

- ширина шлица в пазу, мм.

Определен по [т. 6-12, с 179].

мм.

мм.

  • Высота клиновой части паза.

мм.

мм.

  • Площадь поперечного сечения паза в штампе [ф. 6-44, с 179].

мм2.

  • Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку.

[ф. 6-47, с 179]

[ф. 6-47, с 179]

[ф. 6-47, с 179],

мм. [с 177].

мм.

мм.

мм.

  • Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников.

[ф. 6-51, с 180], где

- площадь корпусной изоляции по [ф. 6-48, с 179].

- односторонняя толщина изоляции в пазу по [т. 3-8, с 61], мм.

- площадь прокладки в пазу по [ф. 6-49, с 179].

мм2.

мм2.

мм2.

  • Коэффициент заполнения паза.

[с 180]

.

Полученное значение лежит в допускаемых пределах: .

  • Воздушный зазор.

[ф. 6-54, с 181]

мм.

Принимаем

4. Расчет короткозамкнутого ротора.

  • Число пазов ротора.

Выбираем по [т. 6-15, с 185]. Принимаем .

  • Внешний диаметр.

мм.

  • Зубцовое деление.

мм.

  • Индукция в зубцах ротора.

Тл. Выбираем по [т. 6-10, с 174-175].

  • Ток в стержне.

[ф. 6-60, с 183], где

- коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания и сопротивления обмоток на отношение , по [рис. 6-22, с 183].

- коэффициент приведения токов, [ф. 6-68, с 185].

А.

  • Площадь сечения стержней.

[ф. 6-69, с 186], где

- плотность тока в стержнях ротора, А/м2.

мм2.

  • Ширина зубцов ротора.

[ф. 6-77, с 188], где

- полная конструктивная длина ротора, длина стали сердечника ротора и соответственно, м.

м.

  • Размеры паза.

[ф. 6-74, с 188]

[ф. 6-75, с 188]

[ф. 6-76, с 188], где

мм, мм, мм – размеры шлица.

мм.

мм.

мм.

  • Площадь сечения стержня (окончательно).

[ф. 6-78, с 188]

мм2.

  • Ширина зубцов ротора (окончательно).

[с 188], где

[ф. 6-79, с 188];

[ф. 6-80, с 188].

мм.

мм.

мм.

Рис. 1.1. Пазы спроектированного двигателя с короткозамкнутым ротором

- Плотность тока в стержнях.

А/м2.

  • Полная высота паза.

мм.

  • Ток в замыкающих кольцах.

[ф. 6-71, с 186], где

[ф. 6-72, с 186].

.

А.

  • Плотность тока в замыкающих кольцах.

А/м2.

  • Площадь поперечного сечения замыкающих колец.

[ф. 6-73, с 186]

мм2.

  • Размеры замыкающих колец.

[ф. 6-167, с 202]

мм.

мм.

Принимаем мм.

мм.

  • Внутренний диаметр сердечника ротора.

[ф. 6-101, с 191], где

- коэффициент по [т. 6-16, с 191].

м.

5. Расчет магнитной цепи.

  • Индукция с зубцах статора (окончательно).

[ф. 6-104, с 192]

Тл.

  • Индукция в зубцах ротора (окончательно).

[ф. 6-104, с 192]

Тл.

  • Индукция в ярме статора.

[ф. 6-105, с 193], где

- расчетная высота ярма статора [ф. 6-106, с 193], м.

- диаметр, число рядов аксиальных вентиляционных каналов в статоре.

м.

Тл.

  • Индукция в ярме ротора.

[ф. 6-107, с 193], где

м.

- Магнитное напряжение воздушного зазора.

[ф. 6-110, с 194], где

- коэффициент воздушного зазора [ф. 4-14, с 106].

- коэффициент по [ф. 4-15, с 106].

.

.

А.

  • Магнитное напряжение зубцовой зоны статора.

[ф. 6-111, с 194], где

- расчетная высота зубца статора, м.

- напряженность поля в зубцах статора, А/м.

Определена по [т. П-17, с 461].

А.

  • Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора.

[ф. 6-113, с 194], где

- расчетная высота зубца ротора, м.

- напряженность поля в зубцах ротора, А/м.

Определена по [т П-17 , с 461].

мм.

А

  • Коэффициент насыщения зубцовой зоны.

[ф. 6-120, с 194]

.

Полученное значение лежит в допускаемых пределах: .

  • Магнитное напряжение ярма статора.

[ф. 6-121, с 195], где

- длина средней магнитной линии ярма статора [ф. 6-122, с 194],м.

- напряженность поля в ярме статора, А/м2.

Определена по [т. П-16, с 460].

м.

А.

  • Магнитное напряжение ярма ротора.

[ф. 6-123, с 195], где

- длина средней магнитной линии потока в ярме ротора

[ф. 6-124, с 195], м;

- высота спинки ротора [ф. 6-111, с 194], м;

- напряженность поля в ярме ротора, А/м2. Определена по [т. П-16, с 460].

мм.

мм.

А.

  • Суммарное магнитное напряжение магнитной цепи машины (на пару полюсов).

[ф. 6-127, с 195]

А.

  • Коэффициент насыщения магнитной цепи.

[ф. 6-128, с 195]

  • Намагничивающий ток.

[ф. 6-129, с 195]

А.

  • Относительное значение тока намагничивания.

[ф. 6-130, с 195]

6. Расчет параметров асинхронной машины для номинального режима.

  • Активное сопротивление обмоток статора.

[ф. 6-131, с 196], где

- удельное сопротивление меди для класса нагревостойкости F, Ом*м;

- коэффициент увеличения активного сопротивления фазы обмотки от действия эффекта вытеснения тока;

- общая длина эффективных проводников фазы обмотки

[ф. 6-133, с 196], м.

- средняя длина витка обмотки [ф. 6-134, с 197], м;

- длина пазовой части витка, м.

- длина лобовой части витка [ф. 6-135, с 197], м;

- средняя ширина катушки [ф. 6-137, с 197], м;

- длина вылета прямолинейной части катушек из паза от торца сердечника до начала отгиба лобовой части, м;

- коэффициент по [т. 6-19, с 197].

мм.

мм.

мм.

м.

Ом.

  • Относительное значение активного сопротивления обмоток статора.

.

  • Активное сопротивление обмоток ротора.

[ф. 6-164, с 202], где

- сопротивление стержня [ф. 6-165, с 202], Ом;

- сопротивление участка замыкающего кольца, заключенного между двумя соседними стержнями [ф. 6-166, с 202], Ом;

- полная длина стержня, м.

- удельное сопротивление алюминия для изоляции класса F, Ом*м.

- коэффициент увеличения активного сопротивления стержня от действия эффекта вытеснения тока;

Ом.

Ом.

Ом.

  • Приведенное значение активного сопротивления обмоток ротора.

[ф. 6-169, с 202]

Ом.

  • Относительное значение привед. активного сопротивления обмоток ротора.

.

  • Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора.

[с 202], где

- коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния [т. 6-22, с 200];

- коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния [ф. 6-154, с 199];

- коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния [ф. 6-170, с 202].

- коэффициент по [ф. 6-151, с 199];

- коэффициент по [ф. 6-153, с 199];

м; ; м.

- коэффициент по [ф. 6-172, с 203].

- коэффициент скоса пазов;

- коэффициент по [рис. 6-39 (д), с 201].

.

.

.

.

Ом.

  • Относительное значение индуктивного сопротивления рассеяния обмотки статора.

.

  • Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора.

[ф. 6-173, с 203], где

- коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния [т. 6-23, с 204];

- коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния [ф. 6-176, с 204];

- коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния [ф. 6-174, с 203].

- коэффициент по [т. 6-23, с 204];

- коэффициент по [ф. 6-175, с 203];

- коэффициент по [рис. 6-39(а), с 201].

.

.

.

Ом.

  • Приведенное индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора.

[ф. 6-178, с 204]

Ом.

  • Относительное значение приведенного индуктивного сопротивления рассеяния обмотки ротора.

.

7. Расчет потерь в машине и параметров холостого хода.

  • Основные потери в стали статора.

[ф. 6-183, с 206], где

- коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участка магнитопровода и технологических факторов.

; .

- удельные потери в стали по [т. 6-24, с 206], Вт/кг.

- показатель степени по [т. 6-24, с 206].

- масса стали ярма статора [ф. 6-184, с 206], кг;

- удельная масса стали, кг/м3.

- масса зубцов статора [ф. 6-185, с 206], кг;

кг.

кг.

Вт.

  • Амплитуда пульсаций индукции в воздушном зазоре над коронкам зубцов статора.

[ф. 6-186, с 206], где

- коэффициент по [рис. 6-41, с 207].

Тл.

  • Амплитуда пульсаций индукции в воздушном зазоре над коронкам зубцов ротора.

[ф. 6-186, с 206], где

- коэффициент по [рис. 6-41, с 207].

Тл.

  • Удельные поверхностные потери статора и ротора.

[ф. 6-187, с 207]

[ф. 6-188, с 207]

[с 207]

Вт/м2

Вт/м2

  • Полные поверхностные потери статора и ротора.

[ф. 6-189, с 207]

[ф. 6-190, с 207]

Вт

Вт

[ф. 6-191, с 207]

[ф. 6-192, с 207]

- коэффициент по [ф. 6-193, с 207].

- коэффициент по [ф. 6-193, с 207].

Тл.

Тл.

  • Пульсационные потери в зубцах статора.

[ф. 6-195, с 207], где

Вт.

  • Пульсационные потери в зубцах ротора.

[ф. 6-196, с 207], где

- масса стали зубцов ротора [ф. 6-197, с 208], кг.

кг.

Вт.

  • Добавочные потери в стали.

[ф. 6-198, с 208]

Вт.

  • Общие потери в стали.

[ф. 6-199, с 208]

Вт.

  • Электрические потери во всех фазах обмотки статора.

[ф. 6-200, с 208]

Вт.

  • Электрические потери в обмотке короткозамкнутого ротора.

[ф. 6-202, с 208]

Вт.

  • Механические потери.

[ф. 6-205, с 208], где

- коэффициент по [с 208].

.

Вт.

  • Добавочные потери при номинальном режиме.

Вт.

  • Ток холостого хода двигателя.

[ф. 6-212, с 209], где

- активная составляющая тока холостого хода

[ф. 6-213, с 209], А;

электрические потери при холостом ходе двигателя

[ф. 6-214, с 209], Вт.

Вт.

А.

А.

  • Коэффициент мощности при холостом ходе.

[ф. 6-215, с 209]

.

8. Расчет рабочих характеристик.

  • Активное сопротивление взаимной индукции.

[ф. 6-179, с 205]

Ом.

  • Реактивное сопротивление взаимной индукции.

[ф. 6-180, с 205]

Ом.

  • Коэффициент .

[ф. 6-218, с 210]

.

  • Коэффициенты для расчета рабочий характеристик.

[ф. 6-223, с 211]

[ф. 6-223, с 211]

[ф. 6-223, с 211]

[ф. 6-223, с 211]

.

.

.

  • Данные, необходимые для расчета рабочих характеристик.

кВт, В, , А, Вт, Вт, А, А, Ом, Ом, , , , , .

[ф. 6-222, с 211]

 

Скольжение

 

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035

Sн=0,0263

R,Ом

28,7

14,5

9,7

7,4

6,0

5,0

4,3

5,7

X,Ом

1,202

1,202

1,202

1,202

1,202

1,202

1,202

1,202

Z,Ом

28,74

14,54

9,82

7,47

6,07

5,15

4,49

5,80

I''2,А

7,65

15,13

22,40

29,44

36,23

42,75

48,99

37,95

cosϕ'2

0,999

0,997

0,992

0,987

0,980

0,972

0,963

0,978

sinϕ'2

0,042

0,083

0,122

0,161

0,198

0,234

0,268

0,207

I1a,А

9,20

16,64

23,79

30,61

37,07

43,12

48,76

38,68

I1р,А

29,39

30,32

31,81

33,81

36,24

39,06

42,19

36,94

I1,A

30,80

34,59

39,72

45,61

51,84

58,18

64,48

53,49

I'2,А

8,14

16,09

23,82

31,31

38,53

45,46

52,10

40,36

P1,КВт

6,07

10,98

15,70

20,20

24,46

28,46

32,18

25,53

Pэ1,КВт

0,70

0,88

1,16

1,53

1,98

2,50

3,07

2,11

Pэ2,КВт

0,025

0,098

0,214

0,370

0,560

0,780

1,024

0,615

Pдоб,КВт

0,063

0,079

0,104

0,137

0,177

0,223

0,274

0,189

SP,КВт

1,40

1,67

2,10

2,66

3,34

4,12

4,98

3,53

P2,КВт

4,67

9,31

13,60

17,55

21,13

24,34

27,20

22,00

η

0,769

0,848

0,866

0,869

0,864

0,855

0,845

0,862

cosϕ

0,299

0,481

0,599

0,671

0,715

0,741

0,756

0,723

9. Пусковые характеристики.

9.1. Учет эффекта вытеснения тока.

Расчет пусковых характеристик для скольжения .

  • Приведенная высота стержня.

[ф. 6-235, с 215], где

- скольжение.

.

  • Глубина проникновения тока.

[ф. 6-236, с 216], где

- коэффициент по [рис. 6-46, с 216].

мм.

  • Коэффициент .

[ф. 6-237, с 216], где

- площадь сечения, ограниченного высотой

[ф. 6-243, с 217], м2.

мм.мм2.

.

  • Коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора.

[ф. 6-248, с 217]

.

Ом.

  • Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом эффекта вытеснения тока.

[ф. 6-250, с 218], где

- коэффициент изменения индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока [ф. 6-251, с 218].

- коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния с учетом эффекта вытеснения тока.

- коэффициент приведенной высоты по [рис. 6-47, с 217].

.

.

Ом.

9.2. Влияние насыщения на параметры.

  • Ток ротора без учета влияния насыщения ().

А.

  • Коэффициент насыщения.

.

  • Средняя МДС обмотки, отнесенная к одному витку.

[ф. 6-252, с 219], где

- ток статора, соответствующий расчетному режиму, без учета насыщения, А.

А.

  • Фиктивная индукция потока рассеяния в воздушном зазоре.

[ф. 6-253, с 219], где

- коэффициент по [ф. 6-254, с 219].

.

Тл.

  • Дополнительное раскрытие пазов статора.

[ф. 6-255, с 219], где

- коэффициент по [рис. 6-50, с 219].

мм.

  • Дополнительное раскрытие пазов ротора.

[ф. 6-259, с 220]

мм.

  • Уменьшение коэффициента проводимости рассеяния открытого паза статора.

[ф. 6-258, с 220]

.

  • Уменьшение коэффициента проводимости рассеяния открытого паза ротора.

[ф. 6-260, с 220]

.

  • Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния для статора.

[ф. 6-261, с 220]

.

  • Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния для ротора.

[ф. 6-262, с 220]

.

9.3. К расчету влияния насыщения полями рассеяния.

  • Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния при насыщении участков зубцов статора.

[ф. 6-263, с 220]

.

  • Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния при насыщении участков зубцов ротора.

[ф. 6-263, с 220]

.

  • Индуктивное сопротивление обмотки статора с учетом насыщения от полей рассеяния.

[ф. 6-264, с 220]

Ом.

  • Приведенное индуктивное сопротивление обмотки ротора с учетом насыщения от полей рассеяния.

[ф. 6-265, с 220]

Ом.

9.4. Расчет пусковых характеристик.

  • Коэффициент .

[ф. 6-267, с 222]

.

  • Активная составляющая сопротивления правой ветви схемы замещения.

[ф. 6-268, с 222]

Ом.

  • Реактивная составляющая сопротивления правой ветви схемы замещения.

[ф. 6-268, с 222]

Ом.

  • Ток в обмотке ротора.

[ф. 6-269, с 222]

А.

  • Ток обмотки статора.

[ф. 6-271, с 222]

А.

  • Относительное значение пускового тока.

.

  • Относительное значение пускового момента.

.

s

1

0,8

0,5

0,2

0,1

0,135

эпсилон

1,82

1,63

1,29

0,82

0,58

0,67

фи

0,68

0,42

0,2

0,08

0,07

0,073

kr

1,30

1,09

0,92

0,82

0,81

0,82

KR

1,22

1,07

0,94

0,87

0,87

0,87

r'2x

0,153

0,134

0,118

0,110

0,109

0,109

Kx

0,743

0,759

0,781

0,794

0,797

0,795

x'2 x

0,475

0,485

0,499

0,507

0,509

0,508

x'2xнас,Ом

0,289

0,304

0,323

0,350

0,396

0,370

x1нас,Ом

0,325

0,329

0,333

0,348

0,383

0,363

c1пнас

1,023

1,023

1,023

1,024

1,027

1,025

an

0,403

0,418

0,488

0,808

1,364

1,075

bn

0,621

0,640

0,664

0,706

0,789

0,742

I'2

297,3

287,7

266,9

205,1

139,6

168,4

I1нас,А

303,4

293,9

273,0

210,3

144,0

173,2

I1*

6,97

6,75

6,27

4,83

3,31

3,98

M*

1,74

1,78

2,16

2,96

2,72

2,94

10. Тепловой и вентиляционный расчеты.

  • Электрические потери в пазовой части обмотки статора.

[ф. 6-312, с 235], где

- коэффициент увеличения потерь для класса изоляции F.

Вт.

  • Электрические потери в лобовой части обмотки статора.

[ф. 6-313, с 235]

Вт.

  • Превышение температуры внутри поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри машины.

[ф. 6-314, с 237], где

- коэффициент, учитывающий, что часть потерь в сердечнике статора и в пазовой части обмотки передается через станину непосредственно в окружающую среду по [т. 6-30, с 237].

- коэффициент теплоотдачи с поверхности по [рис. 6-59, с 235], Вт/м20.

0С.

  • Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора.

[ф. 6-315, с 237], где

- расчетный периметр поперечного сечения паза статора по

[ф. 6-316, с 237], м.

- средняя эквивалентная теплопроводность пазовой изоляции, Вт/м*0С.

- средняя теплопроводность внутренней изоляции катушек по

[рис. 6-62, с 237], Вт/м*0С.

мм.

0С.

  • Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей.

[ф. 6-319, с 237], где

- периметр условной поверхности охлаждения лобовой части одной катушки, м.

0С.

  • Превышение температуры наружной поверхности изоляции лобовых частей обмотки над температурой воздуха внутри машины.

[ф. 6-320, с 238], где

- вылет лобовых частей обмотки статора [ф. 6-136, с 197], м.

- коэффициент по [т. 6-19, с 197].

м.

0С.

  • Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины.

[ф. 6-321, с 238]

0С.

  • Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды.

[ф. 6-322, с 238], где

- сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя [ф. 6-326, с 238], Вт.

Вт. По [ф. 6-324, с 238].

- эквивалентная площадь охлаждения корпуса по

[ф. 6-327, с 238], м2..

м2.

0С.

  • Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды.

[ф. 6-328, с 238]

0С.

  • Требуемый расход воздуха для охлаждения.

[ф. 6-340, с 240], где

м3/с.

  • Расход воздуха обеспечиваемый наружным вентилятором.

[ф. 6-342, с 240]

м3/с.

Из полученных результатов видно, что .

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в папке Мой курсач по ЭМ