Расчёт и конструирование асинхронных двигателей (стр. 3 )

9. РАСЧЁТ ПУСКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Расчёт характеристик приведён в табл.2 Подробный расчёт приведён для скольжения S=1. Пусковые характеристики спроектированного двигателя представлены на рис. 9.2.

9.1 Параметры с учётом вытеснения тока ((расч=1150С):

где hc – высота стержня в пазу:

(=1,55 /1, стр. 216, рис. 6-46/

Кg=j’=0,56 /1, стр. 217, рис. 6-47/

Тогда коэффициенты учитывающие влияние эффекта вытеснения тока на сопротивления стержней:

Коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора под влиянием эффекта вытеснения тока:

Приведённое активное сопротивление ротора с учётом действия эффекта вытеснения тока:

Индуктивное сопротивление обмотки ротора:

("25") Коэффициент изменения индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока:

Ток ротора приближенно без учёта влияния насыщения, принимая с1п=1:

9.2 Учёт влияния насыщения на параметры.

Принимаем для S=1 коэффициенты насыщения Кныс=1,35 /1, стр. 219/, принимаем

Средняя МДС обмотки, отнесённая к одному пазу обмотки статора:

Реактивная индукция потока рассеяния в воздушном зазоре:

Коэффициент характеризующий отношение потока рассеяния при насыщении к потоку рассеяния ненасыщенной машины:

/1, стр. 219, рис. 6-50/

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учётом влияния насыщения:

("26") Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учётом влияния насыщения:

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учётом влияния насыщения:

9.3 Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ротора с учётом влияния насыщения и вытеснения тока:

Проводимость пазового рассеяния ротора:

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора с учётом влияния насыщения:

Приведённое индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учётом влияния вытеснения и насыщения тока:

Сопротивление взаимной индукции обмотки в пусковом режиме:

("27") 9.4 Расчёт токов и моментов:

Рассчитанной точке соответствует:

Кратность пускового и максимального моментов и пускового тока спроектированного двигателя удовлетворяют требованиям ГОСТ.

10. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ

10.1 Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя:

где К – коэффициент учитывающий передачу части энергии непосредственно в окружающую среду, К=0,2 /1, стр. 237, табл. 6-30/

- электрические потери в обмотках статора в пазовой части:

- коэффициент увеличения потерь для обмоток с классом нагревостойкости F,

- коэффициент теплоотдачи с поверхности,

("28") 10.2 Перепад температуры в изоляции пазовой части обмоток статора:

где Пп1 – расчётный периметр поперечного сечения паза статора

- коэффициент теплопроводности внутренней изоляции катушки всыпной обмотки из эмалированных проводников, /1, стр. 237, рис. 6-62/

- средняя эквивалентная теплопроводность пазовой изоляции,

10.3 Перепад температуры по толщине изоляции лобовой части:

где - электрические потери в обмотках статора в лобовой части катушек:

10.4 Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри машины:

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины:

10.5 Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды:

где - сумма потерь отводимых в воздух внутри двигателя

("29")

Sкор – эквивалентная поверхность охлаждения корпуса:

- условный периметр поперечного сечения рёбер станины, Пр=0,36м2 /1, стр. 239, рис. 6-63/

- коэффициент подогрева воздуха,

10.6 Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды:

Таким образом допускаемое превышение температуры соответствует принятому классу нагревостойкости F.

11. ВЕНТИЛЯЦИОННЫЙ РАСЧЁТ

11.1 Требуемый для охлаждения расход воздуха:

где Км – коэффициент учитывающий изменение условий охлаждения по длине поверхности корпуса, отдаваемого наружным вентилятором

11.2 Расход воздуха обеспечиваемый наружным вентилятором:

Что обеспечивает нормальную работу машины.

12. МАССА АКТИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОКАЗАТЕЛИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

("30") 12.1 Рассчитаем предварительные значения массы, необходимые для оценки экономической эффективности спроектированного варианта двигателя.

Масса изолированных проводов обмотки статора круглого поперечного сечения:

Масса алюминиевого короткозамкнутого ротора с литой клеткой:

где Nл – число лопаток вентилятора, Nл=29

- размеры лопаток

Масса стали сердечников статора и ротора:

Масса изоляции статора с трапецеидальными полузакрытыми пазами:

12.2 Для предварительной оценки массы конструкционных материалов используем с достаточным приближением следующие зависимости.

Двигатель со степенью защиты IP44 для h=250мм с чугунной станиной и щитке:

Масса двигателя:

("31")

Удельная материалоёмкость машины:

Вывод.

В процессе выполнения данного курсового проекта был рассчитан и сконструирован асинхронный двигатель 4А200S4У3 с короткозамкнутым ротором.

Были получены следующие параметры: номинальная мощность Рн = 45 кВт, номинальное напряжение Uн = 220 В, cosφн = 0,83, синхронная частота вращения

n1 = 1500 об/мин, частота напряжения сети f = 50 Гц, ηн = 90 %.

В качестве базовой модели принимается асинхронный двигатель серии 4А с короткозамкнутым ротором. Конструктивное исполнение по способу монтажа IM1001. Исполнение по степени защиты – IP44, категория климатического исполнения - У3, изоляция класса нагревостойкости F, режим работы – продолжительный.

Данная работа была выполнена в офисном приложении «Ms Office – 97» (русская версия). Который позволил быстро выполнять нужные расчёты, и выбрать более удачный вариант задаваемых данных для получения оптимальных параметров. «Ms Office – 97» позволил быстро и чётко построить графики пусковых и рабочих характеристик.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

И. П Копылов Проектирование электрических машин. – М.:Энергия, 1980. –496с. Электротехнический справочник. Под ред. П. Г Грудинского, Г. Н Петрова и др. Изд.5-е. Т. 1 – М.:Энергия, 1974. – 775с. А. И Вольдек Электрические машины. – Л.:Энергия, 1978. – 832с.

preview_end()