Рефетека.ру / Промышленность и пр-во

Курсовая работа: Расчет асинхронного электродвигателя

Реферат


Ускорение научно-технического прогресса требует всемерной автоматизации производственных процессов. Для этого необходимо создать электрические машины, удовлетворяющие по своим показателям и характеристикам, весьма разнообразным требованиям различных отраслей народного хозяйства.

Процесс создания электрических машин включает в себя проектирование, изготовление и испытание. В настоящем курсовом проекте рассматриваются вопросы проектирования электрических машин.

Под проектированием электрических машин понимается, расчет размеров отдельных ее частей, параметров обмоток, рабочих и других характеристик машины, конструирование машины в целом, а также ее отдельных деталей и сборочных единиц, оценка технико-экономических показателей спроектированной машины, включая показатели надежности.

Основные тенденции в развитии электромашиностроения.

Усовершенствование методов расчета машин;

Улучшение конструкции машин с придачей узлам и деталям эстетических и рациональных форм, при обеспечении снижения их массы и прочности. Повышение надежности машин, в частности за счет широкого распространения машин закрытого исполнения, в которых для улучшения охлаждения используют обдув наружной поверхности.

Наиболее применяемые степени защиты:

IP22- машина, защищенная от попадания твердых тел размером более 12мм и от капель воды.

IP23- машина, защищенная от попадания твердых тел размером более 12мм и от дождя.

IP44- машина, защищенная от попадания твердых тел размером более 1мм и от водяных брызг (закрытая машина).

Энергетические показатели машин (КПД и cos) в основном сохраняются на одном уровне.

Особо следует отметить повышение технологичности конструкции, осуществляемой широкой унификацией узлов и деталей машин и придания им форм, содействующих возможности применения прогрессивных технологических процессов и усовершенствованного оборудования – автоматических линий, агрегатных станков полуавтоматов, конвейеров и др.

Введение


Асинхронные двигатели - наиболее распространенный вид электрических машин, потребляющих в настоящее время около 40% всей вырабатываемой электроэнергии. Их установленная мощность постоянно возрастает.

Потребности народного хозяйства удовлетворяются главным образом двигателями основного исполнения единых серий общего назначения, то есть применяемых для привода механизмов, не предъявляющих особых требований к пусковым характеристикам, скольжению, энергетическим показателям, шуму и т.п. Вместе с тем в единых сериях предусматривают также электрические и конструктивные модификации двигателей, модификации для разных условий окружающей среды, предназначенные для удовлетворения дополнительных специфических требований отдельных видов приводов и условий их эксплуатации. Модификации создаются на базе основного исполнения серий с максимально возможным использованием узлов и деталей этого исполнения.

В некоторых приводах возникают требования, которые не могут быть удовлетворены двигателями единых серий. Для таких приводов созданы специализированные двигатели, например электробуровые, краново-металлургические и др.

Электромашиностроение прошло большой путь развития, начиная от простейшей моделей, созданных полтора века назад на основе открытий М. Фарадея (1821- 1831), до современных электродвигателей и генераторов.

В настоящее время отечественной промышленностью изготовляются асинхронные двигатели мощностью от 0,12 до 400кВт единой серии 4А и мощностью свыше 400 до 1000 кВт – серии 4А, а также серии А1- мощностью от 0,04 до 315 кВт.

Новые серии разработаны с учетом международных норм- рекомендаций МЭК. В области асинхронных двигателей разработка серий проводилась в соответствии с согласованными общими рекомендациями по унифицированной увязки установочных размеров со шкалой мощностей.

1. Выбор главных размеров и расчёт обмотки статора


Расчёт асинхронных машин начинают с определения главных размеров: внутреннего диаметра статора Расчет асинхронного электродвигателя и расчётной длины воздушного зазора Расчет асинхронного электродвигателя. Наиболее целесообразным является выбор главных размеров, основанный на предварительном определении высоты оси вращения и увязке этого размера с наружным диаметром статора и последующем расчёте внутреннего диаметра статора.

Высоту оси вращения h и соответствующий ей наружный диаметр статора Расчет асинхронного электродвигателя определяют по таблицам 1 и 2 приложения для заданных номинальной мощностиРасчет асинхронного электродвигателя, числа пар полюсов Расчет асинхронного электродвигателяи исполнения двигателя:

Расчет асинхронного электродвигателя.

Внутренний диаметр статора Расчет асинхронного электродвигателя определяется:

Расчет асинхронного электродвигателя,

Расчет асинхронного электродвигателя

где KD – коэффициент, определяется по таблице 3 приложения.

Полюсное деление, м:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Расчётная мощность, кВт:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Р2 – мощность на валу двигателя, кВт;

kЕ – отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, определяется по рисунку 1 приложения

Предварительные значения η и соsφ могут быть взяты по кривым приложения (рисунок 2 и 3), построенным по данным двигателей серии 4А.

Предварительный выбор электромагнитных нагрузок А, А/м и Вδ, Тл должен быть проведён особо тщательно, т.к. они определяют не только расчётную длину сердечника но и в значительной степени характеристики машины. Рекомендации по выбору А и Вδ, представленные в виде кривых на рисунках 4 и 5 приложения, основаны на данных изготовленных двигателей.

Коэффициент полюсного перекрытия αδ и коэффициент формы поля kв предварительно принимают равными:

Расчет асинхронного электродвигателя Расчет асинхронного электродвигателя

Предварительное значение обмоточного коэффициента Расчет асинхронного электродвигателя выбирают в зависимости от типа обмотки статора. Для однослойных обмоток Расчет асинхронного электродвигателя=0,95ч0,96; для двухслойных обмоток при 2р=2 принимают Расчет асинхронного электродвигателя=0,90ч0,91, при 2р>2 Расчет асинхронного электродвигателя=0,91ч0,92.

Расчётная длина воздушного зазора, м:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Ω – синхронная угловая скорость вала двигателя, рад/с:


Расчет асинхронного электродвигателя

Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя - синхронная частота вращения, об/мин;

Расчет асинхронного электродвигателя - частота питания, Гц.

Критерием правильности выбора главных размеров D и Расчет асинхронного электродвигателя служит отношение Расчет асинхронного электродвигателя, которое должно находиться в пределах, показанных на рисунке 6 приложения для принятого исполнения машины. Если λ оказывается чрезмерно большим, то следует повторить расчёт для ближайшей из стандартного ряда большей высоты оси вращения h. Если λ слишком мало, то расчёт повторяют для следующей в стандартном ряду меньшей высоты h.

Расчет асинхронного электродвигателя

Для расчёта магнитной цепи помимо Расчет асинхронного электродвигателя необходимо определить полную конструктивную длину и длину стали сердечников статора (Расчет асинхронного электродвигателя и Расчет асинхронного электродвигателя) и ротора (Расчет асинхронного электродвигателя и Расчет асинхронного электродвигателя). В асинхронных двигателях, длина сердечников которых не превышает 250-300 мм, радиальных вентиляционных каналов не делают. Для такой конструкции Расчет асинхронного электродвигателя=Расчет асинхронного электродвигателя=Расчет асинхронного электродвигателя. В более длинных машинах сердечники подразделяют на отдельные пакеты, разделённые между собой радиальными вентиляционными каналами.

Стандартная ширина радиального воздушного канала между пакетами Расчет асинхронного электродвигателямм. Число пакетов Расчет асинхронного электродвигателя и их длина Расчет асинхронного электродвигателя связаны с расчётной длиной соотношением:


Расчет асинхронного электродвигателяцелое число


При этом число радиальных каналов Расчет асинхронного электродвигателя.

Длина стали сердечника ротора в таких машинах:

Расчет асинхронного электродвигателя


Конструктивная длина сердечника статора:


Расчет асинхронного электродвигателя


Конструктивную длину сердечника ротора в машинах с h<250 мм принимают равной длине сердечника статора:

Расчет асинхронного электродвигателя=Расчет асинхронного электродвигателя.

Длина стали сердечника ротора


Расчет асинхронного электродвигателяРасчет асинхронного электродвигателя


2. Расчёт обмотки статора


Число витков фазы обмотки должно быть таким, чтобы линейная нагрузка и индукция в воздушном зазоре как можно ближе совпадали с их значениями, принятыми предварительно при определении главных размеров, а число пазов статора обеспечивало бы достаточно равномерное распределение катушек обмотки.

Тип обмотки статора выбирается по таблице 4 приложения. Предварительно значения зубцового деления Расчет асинхронного электродвигателя выбирают по рисунку 7 приложения. Зона 1 определяет значение Расчет асинхронного электродвигателя для h≤90 мм; зона 2 – для h≤250 мм; зона 3 – для h≥250 мм.

Возможные числа пазов статора, соответствующие выбранному диапазону Расчет асинхронного электродвигателя:


Расчет асинхронного электродвигателячРасчет асинхронного электродвигателя=Расчет асинхронного электродвигателячРасчет асинхронного электродвигателя

Расчет асинхронного электродвигателячРасчет асинхронного электродвигателя=Расчет асинхронного электродвигателячРасчет асинхронного электродвигателя

Расчет асинхронного электродвигателячРасчет асинхронного электродвигателя=69/83.

окончательное число пазов статора Z1 следует выбирать в полученных пределах с учётом условий, налагаемых требованиями симметрии обмотки, и желательного для проектируемой машины значения числа пазов на полюс и фазу q. Число пазов статора в любой обмотке асинхронных машин должно быть кратно числу фаз, а число q должно быть целым:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где m – число фаз статора.

Зубцовое деление статора (окончательно), м:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Окончательное значение Расчет асинхронного электродвигателя не должно выходить за указанные на рисунке 7 приложения пределы более, чем на 10% и в любом случае для двигателей с h≥56 мм не должно быть менее 6ч7 мм.

Предварительное число эффективных проводников в пазу (при условии, что параллельные ветви в обмотке отсутствуют, а=1):


Расчет асинхронного электродвигателя,

Расчет асинхронного электродвигателя

где а – число параллельных ветвей обмотки статора, которое должно быть одним из делителей числа полюсов (например, при 2р=12 возможные значения а=1;2;3;4;6.)

Расчет асинхронного электродвигателя - номинальный фазный ток обмотки статора, А:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Полученное число Расчет асинхронного электродвигателяокругляют до ближайшего целого числа Расчет асинхронного электродвигателя, а для двухслойной обмотки Расчет асинхронного электродвигателядолжно быть чётным.

Окончательное число витков в фазе обмотки статора:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Окончательное значение линейной нагрузки, А/м2:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

полученное значение должно отличаться от принятого ранее лишь незначительно.

Схему обмотки статора выбирают в зависимости от мощности машины, ориентируясь на конструкцию и предполагаемую технологию укладки обмотки в пазы. В статорах всех двигателей с h≤250 мм и в двигателях с 2р≥10 при h≥280 мм обмотка статора выполняется из круглого обмоточного провода. В двигателях с h≥280 мм при 2р≤8 обмотка – полужёсткая из прямоугольного провода, укладываемая в полуоткрытые пазы.

Обмоточный коэффициент:


Расчет асинхронного электродвигателя,


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя - коэффициент укорочения, учитывающий уменьшение ЭДС витка, вызванное укорочением шага обмотки:


Расчет асинхронного электродвигателя,


Расчет асинхронного электродвигателя

где β1 – укорочение шага, область наиболее распространённых значений β1=0,79ч0,83 (для двухслойных обмоток), для однослойных обмоток β1 =1

Расчет асинхронного электродвигателя - коэффициент распределения, учитывающий уменьшение ЭДС распределённой по пазам обмотки по сравнению с сосредоточенной:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Уточнённое значение магнитного потока, Вб:

Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Индукция в воздушном зазоре, Тл:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Если полученное значение Расчет асинхронного электродвигателя выходит за пределы рекомендуемой области более чем на 5% (рисунки приложения 4 и 5), следует принять другое значение числа Расчет асинхронного электродвигателяи повторить расчёт.

Плотность тока в обмотке статора (предварительно), А/м2:


Расчет асинхронного электродвигателя,


Расчет асинхронного электродвигателя

где значения (А·J1) для асинхронных двигателей различного исполнения и мощности приведены на рисунках 8 и 9 приложения.

Сечение эффективного проводника (предварительно), мм2:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Для высыпных обмоток могут быть использованы обмоточные провода диаметром не более 1,8 мм, однако в современных двигателях для повышения надёжности обмотки и упрощения её укладки в пазы используют провода меньшего диаметра. В обмотках, предназначенных для механизированной укладки, диаметр изолированного провода обычно берут не более 1,4 мм, а при ручной укладке (двигатели с h>160 мм) – не более 1,7 мм. Если расчётное сечение эффективного проводника в машинах со всыпной обмоткой выше значений, соответствующих указанным диаметрам, то эффективный проводник разделяется на несколько элементарных. Для этого по таблице 15 приложения подбирается сечение qэл и число элементарных проводников nэл, составляющих один эффективный, таким образом, чтобы диаметр dэл элементарных проводников не выходил за указанные пределы, а их суммарная площадь сечения была близка к расчётному сечению эффективного проводника:


Расчет асинхронного электродвигателя


Плотность тока в обмотке статора (окончательно), А/мм2:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


3. Расчёт размеров зубовой зоны статора и воздушного зазора


Размеры пазов в электрических машинах должны быть выбраны таким образом, чтобы площадь паза соответствовала количеству и размерам размещаемых в нём проводников обмотки с учётом всей изоляции, а значения индукций в зубцах и ярме статора находились в определённых пределах.

Конфигурация пазов и зубцов определяется мощностью машины и типом обмотки. В двигателях серии 4А выполняются только трапецеидальные пазы с углом наклона граней клиновой части β=45° у двигателей с h≤250 мм и β=30° у двигателей с h≥280 мм при 2р=10 и 12.

Ширина зубцов Расчет асинхронного электродвигателя определяется по допустимому значению магнитной индукции в зубце статора (таблица 4 приложения), мм:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где kc – коэффициент заполнения сталью магнитопроводов статора и ротора, kc=0,97 для двигателей с h<355 мм, kc=0,95 для двигателей с h>355 мм.

Высота ярма статора, м:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Размеры паза в штампе:

высота паза, мм:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

наибольшая ширина паза, мм:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

наименьшая ширина паза, мм:

при β=45°


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

полученные значения округляют до десятых долей миллиметра.

Высота шлица паза Расчет асинхронного электродвигателядолжна быть достаточной для обеспечения механической прочности кромок зубцов, удерживающих в уплотнённом состоянии проводники паза после заклиновки пазов. В двигателях с h≤132 мм принимают Расчет асинхронного электродвигателя=0,5 мм, в двигателях с h≥160 мм Расчет асинхронного электродвигателя=1мм.

Ширину шлица паза Расчет асинхронного электродвигателя, мм принимают по таблице 5 приложения.

Площадь поперечного сечения паза в штампе, мм2


Расчет асинхронного электродвигателя,


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Расчет асинхронного электродвигателя

высота клиновой части паза, мм:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателяпри β=45°

Размеры паза в свету с учётом припусков на шихтовку и сборку сердечников ∆bп и ∆hп (таблица 6 приложения):


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Sиз- площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу

Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где bиз- односторонняя толщина изоляции в пазу (для двигателей с h=50ч80 мм bиз=0,2 мм; для h=90ч132 мм bиз=0,25 мм; для h=160 мм bиз=0,4 мм)

Площадь прокладок в пазу, мм2:

- для двигателей с h=180ч250 мм:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Коэффициент заполнения паза


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

полученное значение Расчет асинхронного электродвигателя является контролем правильности размещения обмотки в пазах, должно находиться в пределах 0,70ч0,75 при ручной укладке и 0,7ч0,72 при механизированной. Снизить Расчет асинхронного электродвигателя, не изменяя главных размеров двигателя можно либо уменьшив Расчет асинхронного электродвигателя при тех же размерах паза, либо увеличив площадь поперечного сечения паза.

Выбор воздушного зазора δ.

Правильный выбор δ во многом определяет энергетические показатели двигателя.

Для двигателей мощностью менее 20 кВт воздушный зазор, м.:

для двигателей средней и большой мощности:

Расчет асинхронного электродвигателя.

Расчет асинхронного электродвигателя

Полученное значение воздушного зазора следует округлять до 0,05мм при δ<0,5 мм и до 0,1 мм при δ>0,5 мм.


4. Расчёт ротора


Выбору числа пазов ротора следует уделять особое внимание. Исследования, проведённые для изучения влияния соотношений чисел зубцов на статоре и роторе на кривую момента, а также на шумы и вибрации, позволили определить наилучшие сочетания Z1 и Z2 для короткозамкнутых двигателей с различными числами 2р. Рекомендации по выбору Z2 при известных Z1 и 2р приведены в таблице 7 приложения.

Внешний диаметр ротора, м.:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Длина ротора, м.:

Расчет асинхронного электродвигателя

Зубцовое деление, мм.:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Внутренний диаметр сердечника ротора (при непосредственной посадке на вал равен диаметру валаРасчет асинхронного электродвигателя), м:

Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя- коэффициент, определяемый по таблице 8 приложения.

Ток в стержне ротора, А:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя- коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания и сопротивления обмоток на соотношение I1/I2, определяется по рисунку 10 приложения.

νi – коэффициент приведения токов:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Площадь поперечного сечения стержня, мм2:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где J2 – плотность тока, А/м2, в стержнях ротора машин закрытого обдуваемого исполнения; при заливке пазов алюминием выбирается в пределах J2= (2,5ч3,5)·106 А/м2, при защищённом исполнении на 10ч15% выше, причём для машин больших мощностей следует брать меньшие значения плотности тока.

Форма паза короткозамкнутого ротора определяется требованиями к пусковым характеристикам двигателя, его мощностью и числом полюсов. В асинхронных двигателях серии 4А с высотой оси вращения h≤250 мм выполняют грушевидные пазы и литую обмотку на роторе. В двигателях с h<160 мм пазы имеют узкую прорезь со следующими размерами: Расчет асинхронного электродвигателя= 1,0 мм и Расчет асинхронного электродвигателя=0,5 мм при высоте оси вращения h<100 мм; Расчет асинхронного электродвигателя= 1,5 мм и Расчет асинхронного электродвигателя=0,75 мм при высоте оси вращения h=112ч132 мм. В двигателях с h=160ч250 мм выполняют грушевидные закрытые пазы с размерами шлица Расчет асинхронного электродвигателя= 1,5 мм и Расчет асинхронного электродвигателя=0,7 мм.

Высота перемычки над пазом в двигателях с 2р≥4 выполняется равной Расчет асинхронного электродвигателя=0,3 мм, в двухполюсных двигателях Расчет асинхронного электродвигателя= 1,0ч1,5мм.

Допустимая ширина зубца, мм (определяется по допустимой индукции BZ2, Тл, таблица 9 приложения):


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Размеры паза:

- диаметр верхней части паза, мм:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

- диаметр нижней части паза, мм:

Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

условия высококачественной заливки пазов алюминием требуют, чтобы диаметр закругления нижней части паза b2 в двигателях с h≤132 мм был не менее 1,5ч2,0 мм, а в двигателях с h≥160 мм - не менее 2,5ч3,0 мм.

После расчёта размеры паза следует округлить до десятых долей миллиметра.

Полная высота паза, мм:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Уточнённая площадь сечения стержня, мм2:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Плотность тока в стержне, А/мм2:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Расчёт короткозамыкающих колец:

- площадь поперечного сечения, мм2:

Расчет асинхронного электродвигателя=136мм2:

гдеРасчет асинхронного электродвигателя- плотность тока в замыкающих стержнях, выбирают в среднем на 15-20% меньше, чем в стержнях, А/мм2.

Расчет асинхронного электродвигателя- ток в кольце, А:

Расчет асинхронного электродвигателя,=82А

где Расчет асинхронного электродвигателя - коэффициент приведения токов в кольце к току в стержне:

Расчет асинхронного электродвигателя=7мм

- размеры замыкающих колец:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя- средний диаметр замыкающих колец, мм;


5. Расчёт магнитной цепи


Расчёт магнитной цепи проводят для режима холостого хода, при котором для асинхронных машин характерно относительно сильное насыщение стали зубцов статора и ротора.

Магнитная индукция в зубцах статора, Тл:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Магнитная индукция в зубцах ротора, Тл:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Магнитная индукция в ярме статора, Тл:

Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Магнитная индукция в ярме ротора, Тл:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя - расчётная высота ярма ротора, мм:

- при посадке сердечника непосредственно на вал в двигателях с 2р=2 и 4:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя- диаметр аксиальных каналов ротора, мм;

Расчет асинхронного электродвигателя- число рядов аксиальных каналов.

В двигателях h≤250 мм аксиальных каналов не делают; при h=250 мм Расчет асинхронного электродвигателя=10, Расчет асинхронного электродвигателя=15ч30 мм; при h=280ч355 мм Расчет асинхронного электродвигателя=12, Расчет асинхронного электродвигателя=20ч30 мм, при h≥355 мм Расчет асинхронного электродвигателя=9, Расчет асинхронного электродвигателя=55ч100 мм. Большие значения Расчет асинхронного электродвигателя соответствуют двигателям с большим числом 2р.

Магнитное напряжение воздушного зазора, А:


Расчет асинхронного электродвигателя

Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя- коэффициент воздушного зазора:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Магнитное напряжение зубцовой зоны статора, А:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя- расчётная высота зубца статора, мм, Расчет асинхронного электродвигателя=Расчет асинхронного электродвигателя

HZ – напряжённость поля в зубцах, А/мм, определяется по таблице 13 приложения в соответствии с индукцией BZ по кривой намагничивания зубцов для принятой марки стали.

Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора, А:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя- расчётная высота зубца ротора, мм,

Расчет асинхронного электродвигателя=Расчет асинхронного электродвигателя.


Расчет асинхронного электродвигателя=Расчет асинхронного электродвигателя.

Коэффициент насыщения зубцовой зоны:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

полученное значение Расчет асинхронного электродвигателя позволяет предварительно оценить правильность выбранных размерных соотношений и обмоточных данных проектируемой машины. ЕслиРасчет асинхронного электродвигателя>1,5ч1,6, имеет место чрезмерное насыщение зубцовой зоны; еслиРасчет асинхронного электродвигателя<1,2, то зубцовая зона мало использована или воздушный зазор взят слишком большим. В обоих случаях в расчёт должны быть внесены соответствующие коррективы.

Магнитное напряжение ярма статора, А:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя- длина средней магнитной линии ярма статора, м:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Расчет асинхронного электродвигателя- напряжённость поля при индукции Расчет асинхронного электродвигателя, определяемая по кривой намагничивания для ярма принятой марки стали, А/м (таблица 13 приложения)

Магнитное напряжение ярма ротора, А:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя- напряжённость поля при индукции Расчет асинхронного электродвигателя, определяемая по кривой намагничивания для ярма принятой марки стали, А/м (таблица 14 приложения)

Расчет асинхронного электродвигателя- длина средней магнитной линии потока в ярме ротора, м:

- для всех двигателей, кроме двухполюсных, сердечник ротора которых непосредственно посажен на вал (h≤250 мм):


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя- высота спинки ротора, мм:


Расчет асинхронного электродвигателя,


Расчет асинхронного электродвигателя

Суммарное магнитное напряжение магнитной цепи машины, А:

Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Коэффициент насыщения магнитной цепи:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Намагничивающий ток, А:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Относительное значение намагничивающего тока:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


6. Расчёт параметров асинхронной машины для номинального режима


Активное сопротивление фазы обмотки статора, Ом:

Расчет асинхронного электродвигателя,


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя - удельное сопротивление материала обмотки при расчётной температуре, Ом·м (таблица 10 приложения). Для обмоток с изоляцией класса нагревостойкости В расчётная температура принимается равной 75°С (двигатели с h=50ч132 мм), для обмоток класса нагревостойкости F - 115° (двигатели с h=160ч355 мм).

Расчет асинхронного электродвигателя - общая длина эффективных проводников фазы обмотки, м:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя - средняя длина витка обмотки, м:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя - длина пазовой части, равна конструктивной длине сердечников машины:


Расчет асинхронного электродвигателя,


Расчет асинхронного электродвигателя- длина лобовой части, м:


Расчет асинхронного электродвигателя

Расчет асинхронного электродвигателя

Расчет асинхронного электродвигателя - коэффициент, определяемый по таблице 11 приложения;

В – длина вылета прямолинейной части катушек, м. Для всыпной обмотки, укладываемой в пазы до запрессовки сердечника в корпус, В=0,01 м.

Расчет асинхронного электродвигателя - средняя ширина катушки, м:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Расчет асинхронного электродвигателя - относительное укорочение шага обмотки статора.

Длина вылета лобовой части катушки, м:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя- коэффициент, определяемый по таблице 11 приложения.

Относительное значение активного сопротивления фазы обмотки статора:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Активное сопротивление фазы обмотки ротора, Ом:

Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателяРасчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя - сопротивление стержня, Ом:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Расчет асинхронного электродвигателя - полная длина стержня, м, Расчет асинхронного электродвигателя=Расчет асинхронного электродвигателя;

Расчет асинхронного электродвигателя - сопротивление участка замыкающего кольца, заключённого между двумя соседними стержнями, Ом:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Расчет асинхронного электродвигателя - средний диаметр замыкающих колец, м;

Расчет асинхронного электродвигателя- площадь поперечного сечения замыкающего кольца, м2.

Активное сопротивление обмотки ротора, приведённое к числу витков обмотки статора, Ом:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Относительное значение:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора, Ом:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя- коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния, определяется в зависимости от конфигурации пазов; для трапецеидальных пазов:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя- коэффициент, для всех однослойных обмоток Расчет асинхронного электродвигателя=1; при двухслойной обмотке с укорочением 2/3≤β<1 Расчет асинхронного электродвигателя;Расчет асинхронного электродвигателя

Расчет асинхронного электродвигателя - коэффициент, Расчет асинхронного электродвигателя.

Расчет асинхронного электродвигателя

Расчет асинхронного электродвигателя- коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния

Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя- число пазов на полюс и фазу;

Расчет асинхронного электродвигателя- длина лобовой части катушки, м;

Расчет асинхронного электродвигателя- относительное укорочение шага обмотки.

Расчет асинхронного электродвигателя- коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя- коэффициент, определяемый:

- при открытых пазах статора и отсутствии скоса пазов ротора:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

- при полузакрытых или полуоткрытых пазах статора с учётом скоса пазов:


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя, Расчет асинхронного электродвигателя- зубцовые деления статора и ротора,

Расчет асинхронного электродвигателя - определяется по кривой рисунка 11 приложения;

Расчет асинхронного электродвигателя - коэффициент скоса, выраженный в долях зубцового деления ротора. При отсутствии скоса пазов Расчет асинхронного электродвигателя=0;

Расчет асинхронного электродвигателя - определяется по кривым рисунка 11 приложения в зависимости от Расчет асинхронного электродвигателяи Расчет асинхронного электродвигателя (при отсутствии скоса – по кривой, соответствующейРасчет асинхронного электродвигателя=0 );

Расчет асинхронного электродвигателя - коэффициент, определяемый в зависимости от шага обмотки:

для однослойных обмоток Расчет асинхронного электродвигателя,

для двухслойных обмоток с укорочением 2/3≤Расчет асинхронного электродвигателя<1 Расчет асинхронного электродвигателя.

Относительное значение:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора, Ом:


Расчет асинхронного электродвигателя,


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя- коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния, определяется в зависимости от конфигурации пазов; для грушевидных пазов:

Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

для номинального режима Расчет асинхронного электродвигателя=1/

Расчет асинхронного электродвигателя - коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния, рассчитывается в зависимости от размеров и расположения замыкающих колец короткозамкнутой обмотки:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Расчет асинхронного электродвигателя - коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки короткозамкнутого ротора:


Расчет асинхронного электродвигателя,


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя- определяется по кривым рисунка 11 приложения.

При большом числе пазов ротора, приходящемся на пару полюсов, Расчет асинхронного электродвигателя ≥10, без заметной погрешности можно принять Расчет асинхронного электродвигателя.

6.10. Приведённое к числу витков первичной обмотки индуктивное сопротивление рассеяния фазы ротора, Ом:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Относительное значение:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


7. Расчёт потерь и коэффициента полезного действия.


Потери в асинхронных машинах подразделяют на потери в стали (основные и добавочные), электрические, вентиляционные, механические и добавочные потери при нагрузке.

Основные потери в стали, Вт:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя - показатель степени, определяется по таблице 12 приложения;

Расчет асинхронного электродвигателя- удельные потери, Вт/кг, определяются по таблице 12 приложения;

Расчет асинхронного электродвигателяи Расчет асинхронного электродвигателя- коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участков магнитопровода и технологических факторов. Для машин Расчет асинхронного электродвигателя≤250 кВт принимают Расчет асинхронного электродвигателя=1,6 и Расчет асинхронного электродвигателя=1,8.

Расчет асинхронного электродвигателя и Расчет асинхронного электродвигателя- индукция в ярме и средняя индукция в зубцах статора, Тл;

Расчет асинхронного электродвигателя и Расчет асинхронного электродвигателя- масса стали ярма и зубцов статора, кг:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя- высота ярма статора, мм:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Расчет асинхронного электродвигателя- средняя ширина зубца статора, м;

γс – удельная масса стали, Расчет асинхронного электродвигателя= 7,8 · 103 кг/м3.

Электрические потери во всех фазах обмотки статора, Вт:


Расчет асинхронного электродвигателя

Расчет асинхронного электродвигателя

Электрические потери в обмотке короткозамкнутого ротора, Вт:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Механические и вентиляционные потери, Вт:

- в двигателях с радиальной системой вентиляции без радиальных вентиляционных каналов, с короткозамкнутым ротором и вентиляционными лопатками на замыкающих кольцах, Вт:


Расчет асинхронного электродвигателя,


где Расчет асинхронного электродвигателя=5 при 2р=2; Расчет асинхронного электродвигателя=6 при 2р≥4 для двигателей с Расчет асинхронного электродвигателя≤ 0,25 мм;

Расчет асинхронного электродвигателя=6 при 2р=2; Расчет асинхронного электродвигателя=7 при 2р≥4 для двигателей с Расчет асинхронного электродвигателя> 0,25 мм.

- в двигателях с внешним обдувом (0,1≤Расчет асинхронного электродвигателя≤0,5 м):


Расчет асинхронного электродвигателя


где Расчет асинхронного электродвигателя=1 для двигателей с 2р=2; Расчет асинхронного электродвигателя при 2р≥4.

- в двигателях с радиальной системой вентиляции средней и большой мощности:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

где Расчет асинхронного электродвигателя- число радиальных вентиляционных каналов; при отсутствии каналов Расчет асинхронного электродвигателя=0.

Добавочные потери при номинальном режиме (принимаются равными 0,5% номинальной потребляемой мощности), Вт:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Общие потери в двигателе, Вт:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


8. Расчёт рабочих характеристик


Рабочими характеристиками асинхронных двигателей называют зависимости Расчет асинхронного электродвигателя, Расчет асинхронного электродвигателя, Расчет асинхронного электродвигателя, η, ѕ = Расчет асинхронного электродвигателя. Методы расчёта характеристик базируются на системе уравнений токов и напряжений асинхронной машины, которой соответствует Г-образная схема замещения.

Сопротивления схемы замещения, Ом:

Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Коэффициент схемы замещения:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Активная составляющая тока холостого хода, А:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Расчётные величины:


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Расчет асинхронного электродвигателя

Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя


Расчет асинхронного электродвигателя

Принять Расчет асинхронного электродвигателя и рассчитать рабочие характеристики, задаваясь значениями s = 0,005; 0,01; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; …; sн. Результаты вычислений свести в таблицу 1.

Похожие работы:

  1. • Расчет асинхронного двигателя
  2. • Расчет параметров асинхронного ...
  3. • Реконструкция СЭС обогатительной фабрики
  4. • Расчет автомобилеподъемника
  5. • Расчет характеристик электропривода насоса Д5000-32-2 ...
  6. • Проектирование электрической части атомных ...
  7. • Расчёт токов короткого замыкания
  8. • Электрификация цеха переработки молока в ЗАО Шушенский ...
  9. • Проектирование системы электроснабжения завода ...
  10. • Асинхронные электродвигатели
  11. • Диагностирование асинхронных электродвигателей
  12. • Электродвигатели
  13. •  ... короткозамкнутого асинхронного электродвигателя
  14. • Электроснабжение рассредоточенных потребителей ххх района
  15. • Расчет трехфазного асинхронного двигателя с ...
  16. • Проектирование трехфазного асинхронного ...
  17. • Асинхронный двигатель
  18. • Расчет механических характеристик асинхронных ...
  19. • Электродвигатели переменного тока общего назначения
Рефетека ру refoteka@gmail.com