
На сортировку / 5 / 77730 / ттттттттттттттттттттттттттттттттттттттттттттттттттттттттт
.docx
КОММЕРЦИЯЛЫҚ ЕМЕС АКЦИОНЕРЛІК ҚОҒАМ
АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ
Электрэнергетика факультеті
«Өнеркәсіп қондырғыларының электр жетегі және автоматтандырылуы» кафедрасы
«Электр машиналары» пәнінен курстық жұмыс
Тақырыбы: «Фазалық роторлы үш фазалы асинхрондық қозғалтқыш»
Специальность 5В071800 – Электрэнергетика
Орындаған: Эк-15-01 тобының студенті Қанатбаев А.Б
Сынақ кітапшасы № 76
Қабылдаған: Гали К.О.
«____» ___________________ 2017 г.
Алматы, 2017
Мазмұны
-
Кіріспе 3
-
Жұмыстың берілгені 4
-
Геометриялық өлшемдері мен орамаларды есептеу 4
-
Негізгі өлшемдерін анықтау және электромагнитті жүктемені таңдау 4
-
Статор ойықтарының санын анықтау және статор орамасын есептеу 6
-
Статор ойықтарының өлшемін есептеу 8
-
Өзекше өлшемін, ойықтар санын және фазалық ротордың орамасын есептеу 10
-
Ротор ойықтарының өлшемін есептеу 11
-
Параметрлерін және жұмыстық сипаттамаларын анықтау
-
Магниттік тізбекті есептеу 13
-
Статор мен ротор орамасындағы активті және индуктивті кедергілері 14
-
Болаттың шығындары, механикалық және қосымша
шығындар 18
-
Асинхронды қозғалтқыштың жұмыстық сипаттамалары 18
-
Қорытынды 25
-
Қолданылған әдебиеттер тізімі 26
Кіріспе
Механикалық энергияны электр энергиясына, электр энергиясын механикалық энергияға, сондай – ақ, электр энергиясын өлшемдері сан алуан электр энергиясына айналдыратын электр құрылғылары электр машиналары жатады.
Бұл курстық жұмыста асинхронды машиналар қарастырылады. Асинхронды машиналар айнымалы ток машиналарына жататынын білеміз және олардың жалпы өндірістік орындалуы асинхронды қозғалтқыш ретінде жасалады.
Асинхронды машина–бұл айнымалы токтың коллекторсыз машинасы. Оның қалыптасқан режимінде магнит өрісі энергияны түрлендіру процесіне араласады және оның роторы әр түрлі жылдамдықпен айналады. Бір секцияның активті қабырғылары салынса, онда орама бір қабатты деп аталады.
Құрылымы бойынша асинхронды қозғалтқыштар екіге бөлінеді: қысқа тұйықталған роторлы және фазалық роторлы асинхронды қозғалтқыш.
Фазалық роторлардың орамалары, статордың орамаларымен бірдей. Фазалық роторлы асинхронды қозғалтқыштың роторлық орамасы фазасының бас жақ ұшы біліктің қуыс ұшы арқылы шығарылады және электр оқшауландырылған төлкеге мықтап отырғызылған үш түйіспе сақинасына жалғанады. Щетка ұстағыштар мен серіппелер реттегіш резисторларды жалғап тұруға арналған графит щеткаларды сақинаға қысып тұрады. Ротор орамалары оларды Y сұлбасы бойынша қосқанда бейтараппен бірігеді де, ұштары шығарылмайды. Орамаларды ∆ сұлбасы бойынша қосқанда фазаның басқа ұшы да түйісу сақинасымен жалғасады. Сондықтан, мұндай қозғалтқышты фазалық роторлы асинхронды қозғалтқыш деп атайды.
Жұмыстың берілгені
Номиналды
қуат:
Орындалуы : қорғ. (IP23 );
Желінің
сызықты кернеуі:
Статордың орамасының қосылу түрі: Y ;
Синхронды
айналу жиілігі,
Ротор орамасы: фазалық;
-
Негізгі өлшемдерін анықтау және электромагнитті жүктемені
таңдау.
Асинхрондық машинаның есептелуі негізгі өлшемдерді анықтауынан басталады: статор ішкі диаметрі D1 және есептелінетін ауа саңылауының ұзындығы lδ.
Статордың ішкі диаметрі анықталған өлшем қатынастармен тікелей байланысты, яғни полюстердің санынан және D1н статордың сыртқы диаметрінен тәуелді, ол өз кезегіде айналу осьтің h биіктігін анықтайды.
Осыған орай негізгі өлшемдерді таңдауын келесі ретімен орындайды:
1.1 Қос полюстердің саны:
2p=8.
1.2 Айналу осінің биіктігін 1.1 және 1.2 кестелер арқылы берілген қозғалтқыштың P2н және 2p мәндері арқылы және қозғалтқыштың орындалуына байланысты анықтайды. Сонда менің нұсқам бойынша айналу осьтің биіктігі h=200 мм.
1.3
Ары қарай статордың штапқа кететін
минималды қалдықтарды ескере отырып,
темір өзекшесінің сыртқы диаметрін
таңдай отырып анықтаймыз. h=200
мм,
сонда
,
есептеу үшін
деп
алдым. 1.4-кесте бойынша 2p=8
кезінде
м,
есептеу үшін
.
1.4 Асинхронды қозғалтқыштарды жобалау кезінде, темірөзекшенің ішкі диаметрін D сыртық диаметр қатынасы арқылы анықтаймыз
1.5 Ары қарай полюстік бөлінуді табамыз τ,м:
1.6 Асинхронды қозғалтқыштың есептелген қуатын P/,(кВА) берілген номиналды қуат арқылы анықтаймыз:
η және cosφ1жуықталған мәндерін 1.2 суретінен ала-аламыз, ал КЕ
1.1 суретінен аламыз.
η = 84,5 %;
cosφ1 = 0,82;
КЕ = 0,956;
1.7 Вδ және А ұсынылған мәндері, 1.3 пен 1.4 суреттерінде көрсетілген. Әрбір суретте осы мәндердің жіберілетін немесе рұқсат етілген облыстары берілген.
Вδ = 0,835 Тл;
А1
=
1.8 Полюстік қайта жабдықтау αδжәне өрістің формасының kВ коэффициенттерін төмендегідей аламыз:
.
1.9
Екі қабатты орамалар үшін
.
Есептеу үшін аламыз
.
1.10. Қозғалтқыштың бұрыштық синхронды жиілігі Ω, рад/сек:
бұл жердегі, n1 – синхронды айналу жиілігі, айн⁄мин; f 1 – желінің жилігі, Гц. 1.11.
Магнитөткізгіштің есептелген ұзындығы
|
|
1.12 Негізгі параметрлерді D және lδ таңдау критериі ретінде, алынады. Егер λ өте үлкен болса айналу осінің h стандартты үлкен биіктік ретіне дейін, есептеуді қайталау керек, ал егер λтым кішкентай мәнде болса, айналу осінің h стандартты кішкентай биіктік ретіне дейін есептеу керек. Осымен негізгі параметрлерді таңдау аяқталады.
1.13 Магниттік тізбектен басқа lδстатордың болат темірөзекшесінің ұзындығын және толық конструктивтік ұзындықтарын (l1 және lбол1),ротордың (l2 и lст2) есептеу керек. Егер асинхронды қозғалтқыштардың статорларының ұзындықтары 250…300 мм аспаса, онда оларда ауаалмасу радиалды каналдар жасалмайды. Ондай констркуция үшін:
Ұзын машиналарда темірөзекшелерді бөлек пакеттер ретінде жасады, оларды өзара ауаалмасу каналдарынмен бөледі.
-
Статор ойықтарының санын z анықтау және статор орамасын есептеу
Фаза
орамаларының орама сандары, негізгі
өлшемдерді анықтау кезінде анықталған,
ауа саңылауындағы сызықтық жүктеме
және
индукциялардың
жуықталып
таңдалған мәндері, олардың есептелген
мәндеріне жуықтай сәйкес келулері
керек, ал статордың паза сандары
орамаларлдың катушкалары біркелкі
орналасуларын қамтамасыз ету керек.
2.1 Статордың орамаларының типтері 2 кестеден таңдалады. Айнымалы тоқ машиналарының статорының пазалары 3.1 және 3.2 суреттерінде келтірілген.
h=200 мм
2p=8.
Статордың паза формасы: трапециялық
Статордың орамасының типі: 2 қабатты тізбекті
q1=3
a1=2;4
Тоқ тығыздығы: қорғалған, J1=6,5÷5,5;
2.2 Статордың паза сандары :
|
|
бұл жердегі m1– статордың орамаларының фаза сандары (m1=3);
q1=3
2.3
Статордың
тістік бөлінуі
,
мм:
|
|
2.4
Статордың
орамасының номиналды фазалық тоғы
,
А:
|
|
бұл жердегі m1 – статордың фаза сандары,
2.5 Пазаға кететін эффектілі өткізгіштер саны:
бұл жердегі а – параллель тармақ саны (a1=2); 2.6 Статордың орамасындағы фазалардың орам сандары:
|
|
2.7
Екіқабатты орама қықартылған адым
арқылы орындалады:
,
β1≈0,83.
2.8 Статор орамаларының ең маңызды параметрі, ол орамалық коэффицицент: бұл жердегі ораманы қысқарту коэффициенті
бұл жердегі ораманы тарату коэффициенті
2.9 Магнитағыны Ф, Вб:
2.10
Ауа саңылауындағы магнит индукциясының
нақтыланған мәні
2.11 Сызықтық жүктеменің нақтыланған мәні А1, А/м:
Нақтыланған мәндер жуықталып алынған мәндерден, тек 10% айырмашылықта болу керек. 2.12 Статордың орамасындағы ток тығыздығының мәні (жуықталған) сәйкесінше 2 кестеден алынады. J 1 = 5,5 А/м.
2.13
Фазаның эффектілі өткізгіштерінің
қималары (жуықталған)
2.14 Пазаларға тізбектік орамаларды технологиялық түрде салу үшін, олардың орамалық өткізгіштерінің диаметрлері 1,4-1,8 мм аспау керек (өткізгіштің максималды қимасына сәйкес qэмах=(1,54…2,54мм2). Егер qэф1 > qэмах, онда эффектілік өткізгішті бірнеше элементар өткізгіштерден орындайды – nэл1. Эффектілі түрдегі элементар өткізгіштердің саны
Қосымша кестесінен қимасы жуық түрде келетін стандартты өткізгіш алынады. Осымен, элементар өткізгіштің қимасы және оның диаметрі толықтай таңдалып бітеді.
Оқшауланбаған
өткізгіштің көлденең қималық ауданы-
Оқшауланған
өткізгіштің диаметрінің орташа мәні
-
2.15 Статордың орамасындағы ток тығыздығы (нақтыланған мәні):
3.1 Бірінші тістердегі ұсынылған индукция Вz1, мм мәндері бойынша, тістің ені анықталады bz1, мм:
мұнда
3.2
Статордың жармасының биіктігі мұнда
3.3
Тістің биіктігі
3.4
Паза биіктігі 3.5 Шлицтың ені bш1 орамдардың пазаларына, бір-бір өткізгіштен келетіндей болу керек. Осыдан шлиц ені шығады
бұл жердегі dокш – оқшауланған өткізгіштің диаметрі (мм).
3.6
Клиннің биіктігі орта қуатты
машиналарда, ал үлкен машиналарда
3.7 Штамптағы пазаның ең кішкентай ені bп1,м:
мұндағы,hш1 ≈0,0008÷0,0012м.
3.8
Штамптағы пазаның ең үлкен ені
3.9 Жарықтағы пазалардың көлденең қималық ауданы, темірөзекшелердің беттерін шихталау және жинау арқылы анықталады S’K, мм2:
мұндағы, ΔhП = 0,0002 м; ΔbП= 0,0002 м.
3.10
Статор орамасының оқшаулау классын
таңдамыз: егер биіктігі
3.11 Пазаларда орын алатын орамалардың көлденең қималық ауданы Sп1, мм:
3.12 Пазаны толтыру коэффициенті:
3.13
Алынған толтыру коэффициентінің мәні
ұсынылған шектерден аспау керек
3.14 Пазаның өлшемдерін толықтай анықтағаннан кейін тістердегі индукцияларды қайтадан санап шығу қажет:
4. Фазалық ротордың орамаларын, паза сандарын және темір өзекшенің өлшемдерін есептеу
бұл жерде ауалық саңылау:
4.2 Ротордың темірөзекшесінің ішкі диаметрі (біліктің диаметрі) , м
4.3 Темірөзекшенің конструктивтік ұзындығы және темірөзекшенің болатының ұзындығы, м
4.4. Статордың орамасының фаза сандары:
4.5 Ротор фазасының және полюстердің пазалары:
4.6 Ротордың паза сандары:
4.7
Биіктігі
4.8 Ораманың орам сандары (жуықталған).
4.9 Ротор орамасындағы ток: 4.10 Эффектілі өткізгіштің қимасы: 4.11 Тізбектік орамалапдағы эффектілі өткізгіштердегі элементар өткізгіштердің саны nэл2 (жұмсақ сақиналы), статор орамаларындыкындей анықталады. 4.12 Ротор орамасындағы тоқ (нақтыланған мәні) А/мм2: 5. Ротордың пазаларының өлшемдерін есептеу А) Тізбектік орамалы ротордың жартылай жабық трапециалық өлшемдерін, тура статордыкіндей есептейміз (4.1а суретті қара) 5.1 Ротордың тістерінің ені, м:
5.3 Пазаның минималды ені:
5.4 Шлицтың ені bш2 және оның биіктігі hш2 (м) –3.5 пунктінен 1 индексін 2 индексіне ауыстыру арқылы анықталады. hш2 = 0,0012м.
5.5
Клиндық
бөліктің биіктігі:
5.6 Максималды пазаның ені:
5.7 Пазаның көлденең қималық ауданы және пазаны толтыру коэффициенттері:
мұндағы Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой (мм)
Пазаны толтыру коэффициенті:
6. Магнит тізбегін есептеу 6.1 Екі полюсті магнит тізбегінің МҚК FЦ барлық участкілердің магнит тізбегінің қосындысымен анықталады:
. 6.2 Екі полюске берілетін ауа саңылауының магнитті кернеуі:
бұл
жердегі
6.3 Статордың тістік қабатының магнитті кернеуі (А):
Статордың
тістеріндегі магнит өрісі
а) таңдалған болат маркасы үшін, трапециялық пазаларға, курстық жұмыстың бірінші бөліміндегі 3.14 тармақшада есептелген индукцияға А қосымшасы бойынша. 6.4 Ротор тістік қабатының магниттік кернеулілігі (А):
Ротордың
тістеріндегі магнит өрісі
6.5 Статор ярмосының магниттік кернеулілігі:
6.6 Ротор орамасының магнитті кернеулілігі (А):
тармақшасы арқылы анықталады.
6.8 Қозғалтқыштың магнит тізбегінің қанығу коэффициенті
6.9 Магниттеуші тоқ (А):
ал, процент бойынша статордың номиналды тоғынан
7. Статордың және ротордың орамаларының активті және индуктивті кедергілері Статор орамасының кедергісі 7.1 Статордың тістік бөлінуінің орташа мәні (м):
7.2 Статордың катушкасының немесе секциясының орташа ені (м):
бұл жердегі уор1– статордың орама адымының орташа мәні (екіқабатты орама үшін уор1=у1 (курстық жұмыстың бірінші бөліміндегі 2.7 тармақша).
7.3 Жұмсақ катушкалы орамалар үшін, статордың жақтық бөлігінің орташа ұзындығы
7.4 Статордың орамасының, орама санының орташа (м):
7.5 Статордың орамасының жақтық бөлігінің ұзындығы (м): - жұмсақ катушкалы орамалар үшін
7.6 1150 С (F оқшаулама классы үшін) жұмыс температурасына келтірілген, статордың орамасының активті кедергісі, Ом:
бұл
жердегі
7.7 Ол да салыстармалы бірлікте (с.б.)
бұл жердегі I1Н, U1Ф - фазалық тоқ және кернеу номиналды мәндері. 7.8 Статордың орамасының тарау индуктивті кедергісі үш бөліктен тұрады: пазалық тарқау, дифференциалды тарқау және жақтық бөліктің тарқауы. Статордың пазалық тарқауының магнит өткізгіштік коэффициенті λn1:
7.9 Статордың дифференциалды тарқауының өткізгіштік коэффициенті
мұндағы 7.10 Статордың жақтық бөлігінің өтімділік коэффициценті:
7.11 Статордың орамасының тарқауының магнит өткізгіштік коэффициценті:
7.12 Статордың орамасының фазалық тарқауының индуктивті кедергісі(Ом):
7.13 Индуктивті кедергі салыстырмалы бірлікте:
Ротордың орамасының кедергісі 7.14 Ротордың тістік бөлінуінің орташа мәні (м):
7.15 Ротордың орамасының катушкасының орташа ені (м):
7.16 Катушканың жақтық бөлігінің орташа ұзындығы (м):
7.17 Ротордың орамасының орам санының орташа ұзындығы (м):
7.18 Ротордың орамасының жақтық бөлігінің шығуы (м):
7.19 Ротордың фазасының орамасының активті кедергісі (Ом):
7.20 Статор орамасына ротор орамасын кедергісін келтіру коэффициценті:
7.21 Статорға келтірілетін, ротор орамасының активті кедергісі (Ом):
салыстырмалы бірлікте
7.22 Трапециалық паза кезінде, ротордың пазалық тарқауыың магнит өткізігіштік коэффициценті (2.2, а суретті қара)
7.23 Ротордың дифференциалды, тарқау өтімділік коэффициценті:
7.24 Ротордың жақтық бөлігінің, тарқау өтімділік коэффициценті:
7.25 Ротор орамасының, тарқау өтімділік коэффициценті:
7.26 Ротор фаза орамасының индуктивті кедергісі (Ом):
7.27 Ротор фаза орамасының келтірілген индуктивті кедергісі (Ом):
7.28 Ротор фаза орамасының келтірілген индуктивті кедергісі (с.б.)
8. Болаттағы, механикалық және қосымша шығындар Болаттағы (магнитті шығындар) және механикалық шығындар жүктемеге тәуелді емес, сондықтан олар тұрақты шығандар және жұмыс сипаттамаларын есептеуден бұрын анықталады. 8.1 Трапециалық паза болғандағы, статордың болат тістерінің есептелетін массасы (кг):
8.2 Статордың тістеріндегі магнитті шығындары (Вт): а) 2013 маркалы болаты үшін
8.3 Статордың жармасының болат массасы:
а) 2013маркалы болаты үшін
8.5 Болаттағы қосымша шығындарды қосатын, статордың өзекшесіндегі қосындылық магниттік шығындары (Вт):
8.6 1COI салқындату амалы кезіндегі, радиалды канал болмағандағы, радиалды ауаалмасытыру жүйелі, IP23 қорғау дәрежесіндегі механикалық шығындар (Вт):
8.7 Номиналы жүктеме болғандағы қосымша шығындар эмпериалық формула бойынша анықталады (Вт) (қосымша шығындар дегеніміз ағыннан және өткізгіштердегі тоқтардың ығысуынан пайда болатын шығындар)
9. Асинхронды қозғалтқыштың жұмыс сипаттамалары 9.1 Ротордың және статордың орамаларының өзара индукция кедергісі (Ом):
9.2 Параметірлерді Т-тәріздес сұлбадан Г- тәріздес сұлбаға келтіру коэффициценті:
9.3 S=0 кезіндегі бос жүріс тоғының активті құрамы:
9.4 S=0 кезіндегі бос жүріс тоғының реактивті құрамы:
9.5 Жұмыс испаттамаларын есептеудің формулалары 3ші кестесінде келтірілген.
бұл
жағдайдағы номиналды сырғанау
9.6 Жұмыс сипаттамаларын тұрғызғаннан кейін абцисса осіне номиналды қуат салынады (А нүктесі), осы А нүктесі арқылы ординат осіне паралель АВ сызығы жүргізіледі, осы АВ нүктесімен қиылысқан жерде номиналды қуат, тоқ, айналу моменті, қуат коэффициенті, ПӘК, ротордың айналу жылдамдығы және сырғанау анықталады.
9.7 Сырғанау максималды моментке сәйкес келеді:
9.8 Асинхронды қозғалтқыштың жүктемелік қабілеттілігі
Қорытынды
Мен, курстық жұмысты орындау барысында нұсқа бойынша екі әдістемелік нұсқауды пайдаландым. Берілген нұсқамада көрсетілген вариант бойынша және формулалар бойынша есептеулер жүргіздім соған сәйкес тапсырмаларды орындадым. Нәтижесінде таңдаған мән мен есептеген мән арасында 10% дейінгі айырмашылықтен жауабы сәйкес болуы керек. Соңында тапсырмаға сәйкес кесте толтырдық, графиктер тұрғыздық. Фазалық роторы бар асинхронды қозғалтқыштардың құрылысымен, жұмыс істеу принципімен таныстым. Жұмыс барысында мынадай бөлімдерді орындадым:
Қорытындылай келе жұмысты орындау барысында көп формулалар мен танысып, өзімізге қажетті мағлұматтарды пысықтадық.
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
1.Копылов И.П. Проектирование электрических машин. – М.: Энергия, 2002. 2. Копылов И.П. Электрические машины. – М.: Высшая школа, Логос, 2000. – 607с. 3. Лихачев В.А. Электродвигатели асинхронные. – М; 2002. 4. Кацман М.М. Расчет и конструирование электрических машин. – М.: Энергоатомиздат, 1984. 5. Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин. – М.: Высшая школа, 1984. 6. Кравчук А.Э., Шлаф М.М., Афонин Е.И., Соболевская Е.А. Справочник. Асинхронные двигатели серии 4А. – М.: Энергоиздат, 1982. 7. Государственные стандарты на электрические машины. 8. Жерве Г.К. Расчет асинхронного двигателя при перемотке. – М.; Л.: Госэнергоиздат, 1980. 9. Рубо Л.Г. Пересчет и ремонт асинхронных двигателей мощностью до 160 кВт. – М.; Л.: Госэнергоиздат, 1970. 10. Шидерова Р.М., Бестерекова А.Н Асинхронные двигатели с фазным ротором (Расчет геометрических размеров и обмоток).- Алматы.: АИЭС, 2005.
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|