q1
|
при следующих значениях z2/p
|
|
10
|
15
|
20
|
25
|
30
|
35
|
40
|
4
|
|
|
|
|
|
|
|
5
|
|
|
|
|
|
|
|
6
|
|
|
|
|
|
|
|
. Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния
. Полюсное деление, мм
. Коэффициент проводимости рассеяния лобовых частей обмотки
. Коэффициент проводимости рассеяния обмотки статора
. Индуктивное сопротивление обмотки фазы статора, Ом
. Индуктивное сопротивление обмотки фазы статора в о. е
. проверка правильности х'1, о. е
5.1
Сопротивления обмотки короткозамкнутого ротора с овальными полузакрытыми и
закрытыми пазами
. Активное сопротивление стержня клетки при 20С, Ом
,
. Коэффициент проведения тока кольца к току стержня
. Сопротивление короткозамыкающих колец, приведенное к току
стержня при 20С, Ом
. Центральный угол скоса, рад
. Коэффициент скоса пазов ротора. Из рисунка 5.1
Рисунок 5.1 Зависимость kд3=f (aсн) для короткозамкнутого
ротора.
. Коэффициент приведения сопротивления обмотки ротора к
обмотке статора
. Активное сопротивление обмотки ротора при 20С, приведенное
к обмотке статора, Ом
. Активное сопротивление обмотки ротора при 20С, приведенное
к обмотке статора, о. е
. Ток стержня ротора для рабочего режима, А
. Коэффициент проводимости рассеяния для овального
полузакрытого паза ротора
. Количество пазов ротора на полюс и фазу
. Коэффициент дифференциального рассеяния ротора. Из рисунка
5.1
. Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния
. Коэффициент проводимости рассеяния короткозамыкающих колец
литой клетки
. Относительный скос пазов ротора, в долях зубцового деления
ротора
. Коэффициент проводимости рассеяния скоса пазов
. Коэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора
. Индуктивное сопротивление обмотки ротора, Ом
. Индуктивное сопротивление обмотки ротора, приведенное к
обмотке статора, Ом
. Индуктивное сопротивление обмотки ротора, приведенное к
обмотке статора, о. е
. Проверка правильности определения x'2
в пределах от 0.7-1.0
. Коэффициент рассеяния статора
. Коэффициент сопротивления статора
. Из упрощенных формул находим
6. Режимы
холостого хода и номинальный режим
159. Реактивная составляющая тока статора при синхронном
вращении, А
. Электрические потери в обмотке статора при синхронном
вращении, Вт
. Расчетная масса стали зубцов статора при трапецеидальных
пазах, кг
. Масса стали спинки статора, кг
. Магнитные потери в спинке статора для стали марки 2013, Вт
. Суммарные магнитные потери в сердечнике статора, включающие
добавочные потери в стали, Вт. Где Рз1-магнитные потери в зубцах статора, Вт
. Механические потери, Вт.
При степени защиты IP44, способе охлаждения IC0141
. Активная составляющая тока х. х., А
. Ток х. х., А
. Коэффициент мощности при х. х
. Активное сопротивление к. з., Ом
. Индуктивное сопротивление к. з., Ом
. полное сопротивление к. з., Ом
. Добавочные потери при номинальной нагрузке, Вт
. Механическая мощность двигателя, Вт
. Эквивалентное сопротивление схемы замещения, Ом
. Полное сопротивление схемы замещения, Ом
. Проверка правильности расчетов Rn и zn
. Скольжение, о. е
. Активная составляющая тока статора при синхронном вращении,
А
. Ток ротора, А
. Ток статора, А. Активная составляющая
. Ток статора, А. Реактивная составляющая
. Фазный ток, А
. Коэффициент мощности
. Линейная нагрузка статора, А/см
. Плотность тока в обмотке статора, А/мм2
. - 187. Линейная нагрузка ротора, А/см, где k_ob2=1 для
короткозамкнутого ротора
,
. Ток в стержне короткозамкнутого ротора, А
. Плотность тока в стержне короткозамкнутого ротора А/мм2
. Ток в короткозамыкающем кольце, А
. Электрические потери в обмотке статора, Вт
. Электрические потери в обмотке ротора, Вт
. Суммарные потери в электродвигателе, Вт
. Подводимая мощность, Вт
. Коэффициент полезного действия
. Проверка
. Мощность Р2 должна соответствовать заданной мощности
7. Круговая
диаграмма и рабочие характеристики
201. Выбираем масштаб тока таким, что диаметр рабочего круга
диаграммы был в пределах 200-300 мм, А/мм
. Диаметр рабочего круга, мм
. Определяем масштаб мощности кВт/мм
8.
Максимальный момент
206. Переменная часть коэффициента статора
. Составляющая коэффициента проводимости рассеяния статора,
зависящая от насыщения
. Переменная часть коэффициента ротора при овальном
полузакрытом пазе
. Составляющая коэффициента проводимости рассеяния ротора,
зависящая от насыщения
. Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя, Ом
зависящее от насыщения х_per
не зависящее от насыщения х_post
. Ток ротора, соответствующий максимальному моменту, при
любой форме пазов статора и полузакрытых пазах ротора, А
. Полное сопротивление схемы замещения, Ом
при максимальном моменте zm
при бесконечно большом скольжении (s>oo) zoo
. Эквивалентное сопротивление схемы замещения при
максимальном моменте, Ом
. Кратность максимального момента
. Скольжение при максимальном моменте, о. е
9. Начальный
пусковой ток и начальный пусковой момент
216. Высота стержня при полузакрытых пазах, мм
. Степень вытеснения тока, где s - скольжение
Рисунок 9.1 Зависимости ф и ф=f (E)
. Коэффициент ϕ находим из рис.9.1:
. Расчетная глубина проникновения тока в стержень, мм
. Ширина стержня на расчетной глубине проникновения тока, мм
при R1<hp<R1+h1
. Площадь поперечного сечения стержня при расчетной глубине
проникновения тока, мм2
. Коэффициент вытеснения тока
. Активное сопротивление стержня клетки при 20С для пуского
режима, Ом
. Активное сопротивление обмотки ротора при 20С, приведенное
к обмотке статора (для пускового режима), Ом
. Коэффициент ψ из рис.9-23:
. Коэффициент проводимости рассеяния паза ротора (при пуске):
овального полузакрытого паза
. Коэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора при пуске
. Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя, Ом
зависящее от насыщения
. Активное сопротивление к. з при спуске, Ом
. Ток ротора при спуске для двигателей с полузакрытыми пазами
короткозамкнутого ротора и с любой формой пазов статора, А
. Полное сопротивление схемы замещения при пуске (с учетом
явлений вытеснения тока и насыщения путей потоков рассеяния), Ом
. Индуктивное сопротивление схемы замещения при пуске, Ом
. Активная и реактивная составляющие тока статора при пуске,
А
. Фазный ток статора при пуске, А
. Кратность начального пускового тока
. Активное сопротивление ротора при пуске, приведенное к
статору, при расчетной рабочей температуре и Г-образной схеме замещения, Ом
. Кратность начального пускового момента
10. Тепловой
и вентиляционный расчеты
10.1 Тепловой
расчет
238. Потери в обмотке статора при максимальной допускаемой
температуре, Вт
где mt - коэффициент соответствующий выбранному классу
нагревостойкости изоляции
,
. Условная внутренняя поверхность охлаждения активной части
статора, мм2
. Условный перисетр поперечного сечения, мм
. Условная поверхность охлаждения, мм2
пазов
лобовых частей обмотки
двигателей без охлаждающих ребер на станине
двигателей с охлаждающими ребрами на станине
. Высота ребра, мм_korp - максимально допустимый наружный
диаметр корпуса, мм
. Число ребер
. Удельный тепловой поток от потерь в активной части обмотки
и от потерь в стали, отнесенных к внутренней поверхности охлаждения активной
части статора, Вт/мм2
То же, от потерь в активной части обмотки, отнесенных к
поверхности охлаждения пазов
То же, от потерь в лобовых частях обмотки, отнесенных к
поверхности охлаждения лобовых частей обмотки
. Окружная скорость ротора, м/с
Рисунок 10.1 Средние значения a1=а (v2)
. Превышение температуры внутренней поверхности активной
части статора над температурой воздуха внутри машины, С. где α1-коэффициент теплоотдачи поверхности статора из рис.9-24, Вт/
(мм2*град)
. Перепад температуры в изоляции паза и катушек на круглых
проводов, С
где λ_ekv - эквивалентный
коэффициент теплопроводности изоляции в пазу, включающий воздушные прослойки,
Вт/ (мм2*град)
λ'_ekv - эквивалентный
коэффициент теплопроводности внутренней изоляции катушки, зависящий от
отношения диаметров изолированного и неизолированного провода d/d' из рисунок
10.1
. Превышение температуры на наружной поверхности активной
части статора над температурой воздуха внутри двигателя, С
. Перепад температуры в изоляции лобовых частей катушек из
круглых проводов, С
где b_il1 - односторонняя толщина изоляции катушек в лобовой
части, приложение 27
. Среднее превышение температуры обмотки над температурой
воздуха внутри двигателя, С
. Потери в двигателе со степенью защиты IP44, передаваемые
воздуху внутри двигателя, Вт
. Среднее превышение температуры воздуха внутри двигателя над
температурой наружного воздуха охлаждающих ребер на станине или с ребрами, С
где αв - коэффициент подогрева
воздуха из рис.9-25, Вт/ (мм2*град) при v2=8.332
Рисунок 10.2 Средние значения λ_ekv
. Среднее превышение температуры в обмотки над температурой
наружного воздуха, С
. Потери в обмотке при максимальной допускаемой температуре,
Вт
10.2
Вентиляционный расчет
255. Коэффициент учитывающий изменение теплоотдачи по длине
корпуса в зависимости от его диаметра и частоты вращения
. Необходимый расход воздуха, м3/с
. Обеспечение расхода воздуха, м3/c
равенство выполняется, верно
. Напор воздуха, Па
11. Масса
двигателя и динамический момент инерции ротора
259. Масса изолированных проводов обмотки статора, кг
. Масса стали сердечника статора и ротора, кг
. Масса изоляции статора, кг
где bп-средняя ширина паза, мм
. Масса конструкционных материалов двигателя со степенью
защиты IP44, при h≤200 мм, станина и щиты из алюминиевого сплава, ротор
короткозамкнутый
. Масса алюминия короткозамкнутого ротора с литой клеткой, кг
где bл - толщина лопатки, ммл - высота лопатки, ммл - длина
лопатки, ммл - количество лопаток при h=132
. Масса двигателя с короткозамкнутым ротором, кг
. Приближенное значение динамического момента инерции, кг*м2
Круговая диаграмма
Расчет и построение круговой диаграммы
проводят в такой последовательности. Выбирают масштаб тока сI таким,
чтобы диаметр рабочего круга диаграммы был в пределах 200-300 мм.
201. Выбираем масштаб тока таким, что диаметр рабочего круга
диаграммы был в пределах 200-300 мм, А/мм
. Диаметр рабочего круга, мм
. Определяем масштаб мощности кВт/мм
.
.
Через точки O и С проводят линию, на которой откладывают отрезок
OD, равный диаметру рабочего круга Dа. На диаметре OD строят
окружность круговой диаграммы. Через O и E проводят прямую до
пересечения с окружностью в точке G; эта точка соответствует скольжению . Прямая OG - линия электромагнитных
моментов или мощностей. Через точку O и F проводят прямую до пересечения с
окружностью в точке К; эта точка соответствует s =1. Прямая 0К является
линией механических мощностей Р'2. Для построения вспомогательной
окружности, облегчающей определение соsф, из точки О1 радиусом 100
мм проводится четверть окружности. Для определения на круговой диаграмме точки,
соответствующей номинальной мощности, следует найти на окружности токов точку A,
расстояние от которой до линии механических мощностей по линии AA1
перпендикулярной диаметру OD равно Р'2 (в масштабе мощности ср).
Коэффициент мощности можно определить
следующим образом: продлить вектор тока статора (для заданного значения
отдаваемой мощности) до пересечения со вспомогательной окружностью в точке L;
из точки L провести линию, параллельную оси абсцисс, до пересечения
оси ординат в точке N; отрезок О1N/100 (мм) дает значение
соsф.
Рабочие характеристики
Вывод
В результате проведенной работы был произведен расчет
параметров и конструкции асинхронного двигателя 4А200L2У3. Были получены
размеры электрической части конструкции, такие как внутренний диаметр статора,
размеры воздушного зазора между статором и ротором, длина статора и ротора,
число и размеры пазов статора и ротора. Исходя из выбранных размеров, были
рассчитаны параметры схемы замещения. По параметрам схемы замещения были получены
рабочие характеристики.