- •Оглавление
- •Введение
- •Параметры расчетов :
- •Расчет главных размеров двигателя и их проверка
- •Параметры расчетов :
- •Конструирование обмотки статора Данные, выбранные для дальнейшего расчета варианта главных размеров двигателя
- •Параметры расчетов :
- •Предварительное значение зубцового деления статора
- •Параметры расчетов :
- •Выбор чисел пазов статора и ротора
- •Параметры расчетов :
- •Варианты значений параллельных ветвей обмотки статора
- •Параметры расчетов :
- •Выбор чисел параллельных ветвей и эффективных проводников обмотки статора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет трехфазной обмотки статора
- •Параметры расчетов :
- •Данные обмотки статора
- •Параметры расчетов :
- •Значение произведения линейной нагрузки на плотность тока в обмотке статора
- •Параметры расчетов :
- •Выбор стандартного обмоточного провода
- •Параметры расчетов :
- •Плотность тока в обмотке статора
- •Параметры расчетов :
- •Минимальные и максимальные значения индукции в ярме и зубцах статора
- •Параметры расчетов :
- •Предварительные значения индукции в ярме и зубцах статора
- •Параметры расчетов :
- •Стандартные размеры паза статора и значения припусков
- •Параметры расчетов :
- •Оценка расчета размеров паза статора и значений припусков
- •Параметры расчетов :
- •Размеры паза в свету с учетом припусков на шихтовку и сборку
- •Параметры расчетов :
- •Площади поверхностей в статоре
- •Параметры расчетов :
- •Контроль правильности размещения обмотки в пазах магнитопровода статора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет воздушного зазора и геометрических размеров зубцовой зоны ротора Выбор величины воздушного зазора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет внутреннего диаметра сердечника ротора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет предварительного сечения стержня обмотки ротора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет предварительного значения ширины зубца ротора
- •Параметры расчетов :
- •Выбор формы паза ротора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет геометрических размеров зубцовой зоны ротора
- •Параметры расчетов :
- •Проверка правильности расчета геометрических размеров зубцовой зоны ротора
- •Параметры расчетов :
- •Геометрические размеры зубцовой зоны ротора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет ярма ротора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет геометрических размеров замыкающих колец
- •Параметры расчетов :
- •Выбор количества и размеров вентиляционных лопаток
- •Параметры расчетов :
- •Расчет магнитной цепи Расчетная схема магнитной цепи
- •Параметры расчетов :
- •Расчет действительного значения индукции в зубце статора
- •Параметры расчетов :
- •Окончательный вариант расчета
- •Параметры расчетов :
- •Прогноз предполагаемых действительных значений индукций в зубце ротора
- •Параметры расчетов :
- •Окончательный вариант расчета
- •Параметры расчетов :
- •Расчет магнитной цепи ярма статора
- •Параметры расчетов :
- •Определение напряженности магнитного поля в ярме ротора и расчет намагничивающего тока
- •Параметры расчетов :
- •Расчет параметров асинхронного двигателя для номинального режима
- •Расчет активного сопротивления фазы статора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет активного сопротивления фазы обмотки ротора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет индуктивного сопротивления рассеяния фазы статора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет индуктивного сопротивления рассеяния фазы ротора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет потерь в асинхронном двигателе Расчет основных магнитных потерь (потерь в стали)
- •Параметры расчетов :
- •Расчет поверхностных потерь
- •Параметры расчетов :
- •Расчет пульсационных потерь в стали зубцов статора и ротора и полных магнитных потерь
- •Параметры расчетов :
- •Расчет механических и вентиляционных потерь
- •Параметры расчетов :
- •Расчет тока холостого хода и коэффициента мощности холостого хода
- •Параметры расчетов :
- •Расчет рабочих характеристик трехфазного асинхронного двигателя
- •Расчет коэффициента эквивалентности c1
- •Параметры расчетов :
- •Расчет компонентов комплексного полного сопротивления контура намагничивания
- •Параметры расчетов :
- •Расчет постоянных коэффициентов основного контура г-образной схемы замещения
- •Параметры расчетов :
- •Параметры расчетов :
- •Сводная таблица результатов расчета рабочих характеристик для различных значений скольжения
- •Оценка степени оптимальности выбора геометрических размеров и размерных соотношений и параметры при критическом скольжении
- •Параметры расчетов :
- •Расчет пусковых характеристик трехфазного асинхронного двигателя Расчет величин независящих от значения скольжения
- •Параметры расчетов :
- •Параметры расчетов :
- •Параметры расчетов :
- •Параметры расчетов :
- •Параметры расчетов :
- •Расчет точного значения критического скольжения
- •Параметры расчетов :
- •Сводная таблица результатов расчета пусковых характеристик для различных значений скольжения
- •Сравнение рассчитанного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и аналогичного серийного асинхронного двигателя
- •Тепловой и вентиляционный расчет Расчет электрических потерь
- •Параметры расчетов :
- •Расчет превышения температуры внутренней поверхности сердечника над температурой воздуха внутри двигателя
- •Параметры расчетов :
- •Расчет среднего превышения температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины
- •Параметры расчетов :
- •Расчет среднего превышения температуры обмотки статора над температурой окружающей среды
- •Параметры расчетов :
- •Вентиляцонный расчет
- •Параметры расчетов :
- •Расчет однослойной обмотки
- •Обоснование и описание конструкции рассчитанного двигателя
- •Список литературы
Параметры расчетов :
-
b1(2)=8.8 мм - Диаметр закругления верхней части ротора
-
b2(2)=5.8 мм - Диаметр закругления нижней части паза ротора
-
h1(2)=12.4 мм - Расстояние между центрами верхней и нижней окружностей паза ротора
-
W1=102 вит - Число витков в фазе статора
-
kоб1=0.9598 - Обмоточный коэффициент
-
Z2=26 - Число пазов ротора
-
I'2 ном=19.386 А - Приведенное к статору значение фазного тока ротора в Т-образной схеме замещения для номинального скольжения
-
h0(2)=14.72 мм - Расчетная высота паза ротора
-
bш(2)=1.5 мм - Ширина прорези паза ротора
-
δ=0.45 мм - Величина воздушного зазора
-
t1=0.01335 м - Значение зубцового деления статора
-
t2=18.38 мм - Зубцовое деление ротора
-
kμ=1.38 - Коэффициент насыщения магнитной цепи
-
x12=27.536 Ом - Сопротивление взаимной индукции обмоток статора и ротора
-
f1=50 Гц - Частота сети
-
p=2 - Число пар полюсов
-
m1=3 - Число фаз обмотки статора
-
r'2=0.336852 Ом - Приведенное к статору активное сопротивление фазы ротора
-
Sном=0.03293 - Номинальное скольжение для расчета характеристик
-
h=132 мм - Высота оси вращения двигателя
-
2p=4 - Число полюсов
-
IP=IP44 - Степень защиты
Расчет зависимых величин для скольжения S=1.0
№ п/п |
Наименование расчетных величин, формулы и пояснения |
Обозна- чение |
Вели- чина |
Размер- ность |
8.12 |
Величина скольжения (для S=1.0) |
S(s=1.0) |
1 |
|
8.13 |
Приведенная высота стержня ротора при расчетной температуре 115°C (для S=1.0) ξ(s=1.0)=63.61×hc(2)×(S(s=1.0))½×10-3 ξ(s=1.0)=63.61×19.7×(1)½×10-3=1.253 |
ξ(s=1.0) |
1.253 |
|
8.14 |
Нелинейная функция стержня ротора (для S=1.0) φ(s=1.0)=ƒ(ξ(s=1.0)) |
φ(s=1.0) |
0.2 |
|
8.15 |
Глубина проникновения тока в стержень (для S=1.0) hr(s=1.0)=hc(2)/(1+φ(s=1.0)) hr(s=1.0)=19.7/(1+0.2)=16.417 мм |
hr(s=1.0) |
16.417 |
мм |
8.16 |
Нелинейная функция стержня ротора (для S=1.0) φкр(s=1.0)=ƒ(ξ(s=1.0)) |
φкр(s=1.0) |
0.15 |
|
8.17 |
Условная ширина стержня ротора (для S=1.0) br(s=1.0)=b1(2)-(b1(2)-b2(2))/h1(2)×(hr(s=1.0)-b1(2)/2) br(s=1.0)=8.8-(8.8-5.8)/12.4×(16.417-8.8/2)=5.9 мм Вид формулы зависит от значения параметра hr(s=1.0). |
br(s=1.0) |
5.9 |
мм |
8.18 |
Площадь участка проникновения тока в стержень обмотки (для S=1.0) qr(s=1.0)=π×b1(2)2/8+(b1(2)+br(s=1.0))×(hr(s=1.0)-b1(2)/2)/2 qr(s=1.0)=π×8.82/8+(8.8+5.9)×(16.417-8.8/2)/2=118.7 мм² Вид формулы зависит от значения параметра hr(s=1.0). |
qr(s=1.0) |
118.7 |
мм² |
8.19 |
Предварительный коэффициент увеличения активного сопротивления пазовой части стержня ротора при действии эффекта вытеснения тока (для S=1.0) kr пред(s=1.0)=qc(2)/qr(s=1.0) kr пред(s=1.0)=134.141/118.7=1.13008 |
kr пред(s=1.0) |
1.13008 |
|
8.20 |
Коэффициент увеличения активного сопротивления пазовой части стержня ротора при действии эффекта вытеснения тока (для S=1.0) kr(s=1.0)=ƒ(kr пред(s=1.0)) Значение коэффициента приравнивается предварительному значению если последний больше 1, в противном случае он принимается равным 1. |
kr(s=1.0) |
1.13008 |
|
8.21 |
Коэффициет увеличения активного сопротивления фазы ротора (для S=1.0) KR(s=1.0)=1+rс×(kr(s=1.0)-1)/r2 KR(s=1.0)=1+0.00005641×(1.13008-1)/0.00007615=1.096 |
KR(s=1.0) |
1.096 |
|
8.22 |
Приведенное к статору сотпротивление фазы ротора (для S=1.0) r'2ξ(s=1.0)=KR(s=1.0)×r'2 r'2ξ(s=1.0)=1.096×0.336852=0.369 Ом |
r'2ξ(s=1.0) |
0.369 |
Ом |
8.23 |
Нелинейная функция стержня ротора (для S=1.0) φ'(s=1.0)=ƒ(ξ(s=1.0)) |
φ'(s=1.0) |
0.925 |
|
8.24 |
Коэффициент демпфирования (для S=1.0) kд(s=1.0)=ξ(s=1.0) kд(s=1.0)=1.253 |
kд(s=1.0) |
1.253 |
|
8.25 |
Прогнозируемое значение тока ротора в пусковом режиме (для S=1.0) I2(s=1.0)=Iп.пред*×I2н×e-0.05/S(s=1.0) I2(s=1.0)=7×437.969×e-0.05/1=2916.3 А |
I2(s=1.0) |
2916.3 |
А |
8.26 |
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния короткозамкнутого ротора с учетом действия эффекта вытеснения тока (для S=1.0) λп2ξ(s=1.0)=λ'п2×φ'(s=1.0)+hш(2)/bш(2)+1.12×103×h'ш(2)/I2(s=1.0) λп2ξ(s=1.0)=0.908×0.925+0.75/1.5+1.12×103×0/2916.3=1.34 |
λп2ξ(s=1.0) |
1.34 |
|
8.27 |
Коэффициент изменения индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока (для S=1.0) Kx(s=1.0)=(λп2ξ(s=1.0)+λл(2)+λд(2))/(λп(2)+λп2ξ(s=1.0)+λл(2)) Kx(s=1.0)=(1.34+0.334+2.787)/(1.408+1.34+0.334)=1.447 |
Kx(s=1.0) |
1.447 |
|
8.28 |
Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом действия эффекта вытеснения тока (для S=1.0) x'2ξ(s=1.0)=Kx(s=1.0)×x'2 x'2ξ(s=1.0)=1.447×1.225=1.773 |
x'2ξ(s=1.0) |
1.773 |
|
8.29 |
Коэффициент основного контура Г-образной схемы замещения при учете эффекта вытеснения тока (для S=1.0) aξ(s=1.0)=C1a×r1+C1p×x1+b'×x'2ξ(s=1.0) aξ(s=1.0)=1.0335×0.5778+0.0195×0.899+0.04×1.773=0.686 |
aξ(s=1.0) |
0.686 |
|
8.30 |
Коэффициент основного контура Г-образной схемы замещения при учете эффекта вытеснения тока (для S=1.0) bξ(s=1.0)=C1a×x1-C1p×r1+a'×x'2ξ(s=1.0) bξ(s=1.0)=1.0335×0.899-0.0195×0.5778+1.068×1.773=2.811 |
bξ(s=1.0) |
2.811 |
|
8.31 |
Активное сопротивление Г-образной схемы замещения при учете эффекта вытеснения тока (для S=1.0) RSξ(s=1.0)=aξ(s=1.0)+a'×r'2ξ(s=1.0)/S(s=1.0) RSξ(s=1.0)=0.686+1.068×0.369/1=1.08 Ом |
RSξ(s=1.0) |
1.08 |
Ом |
8.32 |
Предварительное реактивное сопротивление Г-образной схемы замещения при учете эффекта вытеснения тока (для S=1.0) Xпред Sξ(s=1.0)=bξ(s=1.0)-b'×r'2ξ(s=1.0)/S(s=1.0) Xпред Sξ(s=1.0)=2.811-0.04×0.369/1=2.796 Ом |
Xпред Sξ(s=1.0) |
2.796 |
Ом |
8.33 |
Реактивное сопротивление Г-образной схемы замещения при учете эффекта вытеснения тока (для S=1.0) XSξ(s=1.0)=ƒ(Xпред Sξ(s=1.0)) Если предварительное значение положительное, то оно принимается за значение сопротивления, в противном случае сопротивление считается нулевым. |
XSξ(s=1.0) |
2.796 |
Ом |
8.34 |
Общее сопротивление Г-образной схемы замещения при учете эффекта вытеснения тока (для S=1.0) ZSξ(s=1.0)=(RSξ(s=1.0)2+XSξ(s=1.0)2)½ ZSξ(s=1.0)=(1.082+2.7962)½=2.997 Ом |
ZSξ(s=1.0) |
2.997 |
Ом |
8.35 |
Коэффициент активной составляющей Г-образной схемы замещения при учете эффекта вытеснения тока (для S=1.0) cosφ'2ξ(s=1.0)=RSξ(s=1.0)/ZSξ(s=1.0) cosφ'2ξ(s=1.0)=1.08/2.997=0.36 |
cosφ'2ξ(s=1.0) |
0.36 |
|
8.36 |
Коэффициент реактивной составляющей Г-образной схемы замещения при учете эффекта вытеснения тока (для S=1.0) sinφ'2ξ(s=1.0)=XSξ(s=1.0)/ZSξ(s=1.0) sinφ'2ξ(s=1.0)=2.796/2.997=0.933 |
sinφ'2ξ(s=1.0) |
0.933 |
|
8.37 |
Приведенное к статору значение фазного тока ротора Г-образной схемы замещения при учете эффекта вытеснения тока (для S=1.0) I''2ξ(s=1.0)=U1H/ZSξ(s=1.0) I''2ξ(s=1.0)=220/2.997=73.41 А |
I''2ξ(s=1.0) |
73.41 |
А |
8.38 |
Активная составляющая тока I''2ξ(s=1.0) (для S=1.0) I''2aξ(s=1.0)=I''2ξ(s=1.0)×cosφ'2ξ(s=1.0) I''2aξ(s=1.0)=73.41×0.36=26.43 А |
I''2aξ(s=1.0) |
26.43 |
А |
8.39 |
Реактивная составляющая тока I''2ξ(s=1.0) (для S=1.0) I''2pξ(s=1.0)=I''2ξ(s=1.0)×sinφ'2ξ(s=1.0) I''2pξ(s=1.0)=73.41×0.933=68.49 А |
I''2pξ(s=1.0) |
68.49 |
А |
8.40 |
Активная составляющая фазного тока статора Г-образной схемы замещения при учете эффекта вытеснения тока (для S=1.0) I1aξ(s=1.0)=I0a+I''2aξ(s=1.0) I1aξ(s=1.0)=0.494+26.43=26.92 А |
I1aξ(s=1.0) |
26.92 |
А |
8.41 |
Реактивная составляющая фазного тока статора Г-образной схемы замещения при учете эффекта вытеснения тока (для S=1.0) I1pξ(s=1.0)=I0p+I''2pξ(s=1.0) I1pξ(s=1.0)=7.706+68.49=76.2 А |
I1pξ(s=1.0) |
76.2 |
А |
8.42 |
Модуль фазного тока статора Г-образной схемы замещения при учете эффекта вытеснения тока (для S=1.0) I1ξ(s=1.0)=(I1aξ(s=1.0)2+I1pξ(s=1.0)2)½ I1ξ(s=1.0)=(26.922+76.22)½=80.82 А |
I1ξ(s=1.0) |
80.82 |
А |
8.43 |
Фазный ток статора Г-образной схемы замещения при учете эффекта вытеснения тока (для S=1.0) I1п=I1ξ(s=1.0) I1п=80.82 А |
I1п |
80.82 |
А |
8.44 |
Полный ток паза статора Iпаз=I1п×uп/a Iпаз=80.82×17/1=1373.94 А |
Iпаз |
1373.94 |
А |
8.45 |
Прогнозируемое значение коэффициента насыщения kнас(1)=ƒ(Iпаз) |
kнас(1) |
1.58 |
|