7.Исходные данные для асинхронной машины

7.1 Номинальная мощность Р_ном=22 Квт.

7.2 Номинальное напряжение сети U_ном=220 В.

7.3 Номинальная частота вращения n_ном=750 об/мин.

7.4 Высота оси вращения h=200 мм.

7.5 Степень защиты ip44.

7.6 Охлаждение IC 014.

7.7 Монтаж IM 1001.

7.8 Тип двигателя 4А200L8У3.

7.9 Скольжение 2.7%.

7.10 Сos =0.84.

7.11 М_макс/М_ном =2 .

7.12 М_п/ М_ном=1.2.

7.13 I_п/I_ном=6.

7.14 КПД ή_ном=88.5%.

8.Главные размеры асинхронного двигателя

8.1 Наружный и внутренний диаметры сердечника статора. По таблице 5.4, стр. 55 при h=200 мм, 2p=8 и способу защиты IP44 принимаем: D_1Н=349 мм, D₁=250 мм.

8.2 Предварительные значения КПД и коэффициента мощности заданы η' = 0.885; cos' =0,84.

8.3 Расчетная мощность (5.2) стр.56

P_i=P_ном k_E  ⁄ η' cos' , где

P_i – расчетная мощность;

P_ном – номинальная мощность;

k_E = E₁/U₁=0.90÷0.98, коэффициент мощности выбираем 0,92, U₁ – напряжение сети;

P_i=22x0.92 ⁄ (0.885x0.84) = 27.226 кВ∙А.

8.4 Предварительные значения максимально магнитной индукции в воздушном зазоре и линейной нагрузки А'₁ , при D_1Н=349 мм принимаем B'_δ=0.77 Тл; А'₁=375x10² А/м рисунок 5.2, стр. 58.

8.5 Предварительное значение обмоточного коэффициента: обмотка задана двухслойной всыпной, тогда k'_об1=0.94 стр. 57. В двухслойных обмотках k'_об1=0.90÷0.96.

8.6 Расчетная длина сердечника статора (5.4) стр.57

, где l_i- длина сердечника статора; k'_об1- обмоточный коэффициент для основной гармоники ЭДС; n₁ – частота вращения; D₁ – внутренний диаметр сердечника статора; B'_δ – магнитная индукция в воздушном зазоре; А'₁ – линейная нагрузка;

принимаем l_i =185 мм.

8.7 Коэффициент длины (5.5) стр.58

λ= l_i / D₁  , где λ = 185 / 250 = 0.74, что укладывается в диапазон рекомендуемых значений λ = 0.5÷0.8 рисунок 5.2, стр. 58-59.

9.Размеры активной части двигателя для асинхронного двигателя

9.1 Воздушный зазор при h=200мм принимаем δ=0.51мм рисунок 5.3, стр. 60.

9.2 Наружный диаметр сердечника ротора(5.6)стр.60 D₂ = D₁ -2δ , где D₂ – наружный диаметр сердечника ротора; δ – воздушный зазор между статором и ротором; D₂ = 250-2х0.51=249мм.

9.3 Внутренний диаметр сердечника ротора (5.70) стр.60 D_2вн = (0,30÷0,35)D₂  D_2вн = 0.33х249=82.17мм, принимаем  D_2вн =82мм.

9.4 Конструктивная длина сердечника статора l₁=l_i=185мм.

9.5 Число пазов на статоре и роторе Z₁ = 72; Z₂ = 58 , скос не применяем, стр. 62-63 , где Z₁ – число пазов статора; Z₂ – число пазов ротора.

9.6 Форма пазов на статоре (таблица 5.9, стр. 64): трапецеидальные полузакрытые (рисунок  5.6а, стр. 63). Форма пазов на роторе (таблица 5.10, стр. 68): овальные закрытые ( рисунок  5.7б, стр. 63).

9.7 Размеры полузакрытого трапецеидального паза статора:

Зубцовое деление статора (5.10) стр.65

t₁= πD₁/ Z₁ , где t₁ –  зубцовое деление статора, т.е. расстояние между осями двух соседних зубцов, измеренное по внутреннему диаметру статора; π – постоянная величина=3.14 t₁= 3.14*250 / 72 = 11.002 мм; 

Ширина зубца статора (5.9) стр.65

b_z1= t₁ B'_δ / k_c1 B_z1max , где B_z1max = 1.8Тл – допустимое значение магнитной индукции в зубце статора (таблица 5.9, стр. 64); k_c1-т.к. марка стали 2013, h=200мм способ изолировки листов статора оксидирование; ротора короткозамкнутого оксидирование. Способ изолировки листов влияет на коэффициент заполнения сердечников сталью k_c1=0.97 (таблица 5.9, стр. 64); b_z1= 11.002х0.77 / 0.97х1.8=5.04мм.

Высота спинки статора 5.12) стр.65

h_c1= 0.5α'_i τB'_δ/ k_c1 B_c1 , где B_c1 = 1.2 Тл – допустимое значение магнитной индукции в спинке статора ( таблица 5.9, стр. 64);

h_c1= 0.5*0.64*98*0.77 / 0.97*1.2=22мм;

τ= πD₁/ 2p , где  τ – полюсное деление τ = 3.14*250/8=98мм;

Высота зубца статора (5.11) стр.65

h_z1=0.5(D_2вн-D₁) - h_c1 , h_z1=0.5(349-250) – 22=27.5мм.

Наименьшая ширина трапецеидального полузакрытого паза в штампе (5.13) стр.65

b'_п1= t₁''-b_z1 , b'_п1=11-5=6мм;

t₁''=π(D₁+0,2 h_z1)/Z₁   , t₁''=3.14(250+0.2*27.5)/72=11мм.

Наибольшая ширина трапецеидального полузакрытого паза в штампе (5.15) стр.65

b_п1= t₁'-b_z1 , b_п1=13.3-5.04=8.3мм;

t₁'=π(D₁+2h_z1)/Z₁  , t₁'=3.14(259+2x27.5)/72=13.3мм.

Принимаем ширину шлица b_ш1=3мм, высоту h_ш1=1мм, угол β=45, ширина шлица паза статора b_ш1 должна быть такова, чтобы при принятой толщине пазовой изоляции через шлицы можно было уложить в пазы катушки (секции) по одному проводу. Обычно диаметр изолированного провода не превышает d_из=1.76мм, а b_ш1≤4.0мм.

Высота шлица h_ш1=1мм, угол β=45˚, высота оси вращения h=200мм, тогда высота клиновой части паза.

h_к1=0.5(b'_п1-b_ш1 ), где b_ш1-ширина шлица паза;

h_к1=0.5(6-3)=1.5мм.

Высота паза, занимаемая обмоткой (5.6 а) стр.63

h_п1=h_z1-h_ш1-h_к1, h_п1=27.5-1-1.5=25мм.

9.8 Размеры закрытого овального паза ротора:

Зубцовое  деление ротора (5.25) стр.67

t₂= πD₂/ Z₂ , где t₂ – зубцовое деление по наружному диаметру ротора, мм t₂= 3.14*249 / 58 = 13.48 мм; 

Ширина зубца ротора (5.27) стр.67

b_z2= t₂ B'_δ / k_c2 B_z2max  , где B_z2max = 1.85Тл(таблица 5.10, стр. 68); k_c2=0.97 - коэффициент заполнения сердечника ротора сталью (стр. 59);

b_z2=13.48*0.77 / 0.97*1.85=6.11мм.

Высота спинки ротора (5.27) стр.67

h_c2= 0.5α'_i τB'_δ/ k_c2 B_c2 , где B_c2 = 0.83Тл – допустимое значение магнитной индукции в спинке ротора ( таблица  5.10, стр. 68);

h_c2= 0.5*0.64*98*0.77 / 0.97*0.83=31.11мм;

Высота зубца ротора (5.26) стр.67

h_z2=0.5(D₂-D_2вн) - h_c2 , h_z2=0.5(249-82) – 31.11=53.4мм.

Д

π(D_2н-2h_м2)-hhhhhZ₂b_z2

иаметр в верхней части паза ротора (5.28) стр.68

Z₂ + π

d'_п2= ————––––––   ,

где h_м2-высота мостика=0.5÷1.0; принимаем 0.5мм;

d'_п2=3.14(249-2x0.5)-58x6.11/(58+3.14)=6.94мм; принимаем d'_п2=7мм.

Д

π(D₂-2h_z2)-Z₂b_z2

иаметр в нижней части паза ротора (5.29) стр.68

Z₂ - π

d_п2= ————––––––   ,

d_п2= 3.14(249-2*53.4)-58*6.11/(58-3,14)=3.805мм; принимаем d_п2=3.8мм.

Расстояние между центрами окружностей овального паза ротора (5.30) стр.58

h₂=h_z2-h_м2-0,5(d_п2+d'_п2) , h₂=53.4-0,5-0,5(7+3.8)=48.4мм.

Площадь овального паза в штампе (5.32) стр.69

S₂=0.25π(d²_п2+d'²_п2)+0.5h₂(d_п2+d'_п2) , S₂=0.25*3.14(7²+3.8²)+0.5*48.4(7+3.8)=259.4мм².