Перевірочний розрахунок асинхронного електродвигуна потужністю 18,5 кВт

 

 

 

 

 

Таблиця 2 Результати розрахунку по формулі Клосса (U = U’)

               

S	0	0,093	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
M	0	1,208	1,01	1,2	0,92	0,68	0,53	0,43	0,37	0,32	0,28	0,25	0,22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.6. Розрахунок і побудова механічної характеристики М’=f(s) при r’‹ r

    r_al = 0.05  Ом×мм²/м;    r' = 0,04 Ом×мм²/м

 

 

 

 

Таблиця 3 Результати розрахунку по формулі Клосса ( Sкр = Sкр^/)

 

S	0	0,0744	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
M	0	1,51	1,39	1,45	0,98	0,71	0,54	0,44	0,37	0,32	0,28	0,25	0,22

        6.7. Аналіз виконання зміни частоти живильної мережі на індуктивні параметри і залежність М’=f(s). При новому значенні частоти живильної напруги (f_1новий)   f_1новий = 0,8×f₁ = 0,8×50 = 40  Гц

 

 Ом

 

 Ом

 

 

 

 

 

Таблиця 5 Результати розрахунку по формулі Клосса ( f= f^׳/)

 

S	0	0,116	0.05	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0
M	0	1,95	1.42	1.93	1.69	1.31	1.04	0.86	0.73	0.63	0.55	0.49	0.45

 

 

По отриманим розрахунковим даним будується механічна характеристика асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором. Графік залежності представлений на рис. 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК

 

Задача теплового розрахунку складається у визначенні перевищення температури різних частин машини. Результати теплового розрахунку показують правильність вибору електромагнітних навантажень, підтверджують можливість застосування в машині електроізоляційних матеріалів прийнятого класу нагрівостойкості.

Фізична картина теплових процесів в електричних машинах дуже складна, точне визначення розподілу температури шляхом теплового розрахунку практично неможливо, тому при проектуванні звичайно обмежуються наближеним тепловим розрахунком із застосуванням ряду коефіцієнтів, значення яких установлені досвідом практики.

Спрощений тепловий розрахунок, виконуваний для номінального навантаження, визначає середнє перевищення температури обмотки статора (як найбільш нагріваємой частини машини) над температурою навколишнього середовища.

 

7.1. Перевищення температури внутрішньої поверхні осердя статора над температурою повітря у середині двигуна:

 

,

 

 

  де  - електричні втрати в пазовій частині обмотки статора:

 

 

 

7.2 Перепад температури  в ізоляції пазової частини  обмотки статора:

 

7.3 Перепад температури  по товщині ізоляції  лобових частин:

 

 

 

 

 

 

7.4 Перевищення температури зовнішньої  поверхні лобових частин над  температурою повітря у середині  машини:

 

 

 

• довжина вильоту лобової частини обмотки:

 

 

• середня ширина котушки:

 

 

 

7.5 Середнє перевищення температури  обмотки статора над температурою  повітря у середині машини:

 

 

 

7.6 Середнє перевищення температури  повітря у середині двигуна  над температурою охолодного  середовища:

 

 

 

• сума усіх втрат у двигуні при номінальному режимі і розрахунковій температурі:

 

 

• сума втрат, що відводиться у повітря у середині двигуна:

 

• еквівалентна поверхня охолодження корпусу:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.7 Середнє підвищення температури  обмотки статора і температури  сталі над температурою навколишнього  середовища:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 РОЗРАХУНОК МАСОВАРТІСНИХ ПОКАЗНИКІВ

 

У даному розділі здійснюється розрахунок мас активних матеріалів, вартостей  втрат активної енергії, компенсації реактивної енергії.

 

8.1. Маса обмотувального проводу  обмотки статора без ізоляції

 

 

 кг

 

де  N_п – число ефективних провідників у пазу, N_эл – число елементарних провідників в ефективному, q_эл – перетин елементарного провідника, l_cp=l_cp1/2 – середня довжина напіввитка обмотки статора, g_m  - питома маса міді

 

8.2. Маса алюмінію короткозамкненого  ротора (складається з мас стрижнів  і мас короткозамикающих кілець)

 

 

 кг

 

 де qc – перетин стержня, мм²;

     Dк - середній діаметр коротко замикаючого кільця, см;

     γ _а1 = 2,6 г/см – питома маса алюмінію

      

8.3. Заготівельна вага електротехнічної  сталі

 

 

 кг

 

де  D_a - зовнішній діаметр статора, см;

     D - припуск на штампування (прийняти рівним 0,7 см);

    l_δ -  розрахункова довжина статора, см;

     γ _ст =7,9 г/см³ -  питома маса стали.

 

8.4. Вартість втрат активної енергії, виконувана при номінальному навантаженні

 

 

 

 

      де  =   0,67 грн – середня собівартість 1 квт×год електроенергії протягом   терміну служби електродвигуна, крб;

           n - число годин роботи двигуна в плині року (n=1500ч);

           t – число років роботи до капітального ремонту ( t = 5 років )                                                            

          Р_2Н – номінальна потужність двигуна, квт;

           - ККД двигуна при заданому коефіцієнті завантаженню b=Р₂/Р_2Н;

         а - відносна величина втрат у розподільній мережі споживача  (а = 0,04)  

               

         8.5. Вартість компенсації реактивної енергії

 

 

 грн

 

        де  =15 грн – вартість 1 кВАр  реактивної потужності пристроїв, що компенсують,;

            Кму - коефіцієнт участі двигуна в максимумі навантаження системи           (Кму =0,25);

           - тангенс, що відповідає коефіцієнтові потужності (cos=0.9), при якому споживана реактивна енергія не вимагає додаткової оплати.

 

Рис.5 Робочі характеристики

 

Рис.6 Пускові характеристики

 

 

ВИСНОВКИ

 

У ході курсової роботи був виконаний перевірочний розрахунок двигуна потужністю 18,5 кВт із висотою осі обертання 160 мм. Були виконані: розрахунок магнітного ланцюга, розрахунок параметрів обмоток, енергетичних, теплових і масовартісних показників. Розрахунки виконані коректно і похибка не перевищує 10%, що допускається умовами розрахунку.

Були також проведені  дослідження механічної характеристики з метою визначення властивостей двигуна при зміні окремих  параметрів:

- електромагнітний момент  асинхронного двигуна, а також  його максимальне и пускове  значення пропорційні квадрату  напруги, яка підводиться до  обмотки статора. Тому якщо  зменшити U₁ на 20%, то момент зменшиться  на 36%, також збільшиться і перевантажувальна здатність двигуна.

- при збільшенні активного  опору ланцюга ротора значення  максимального моменту не зміниться,  а критичне ковзання буде збільшуватися.  При цьому зростає і пусковий  момент.

- при збільшені частоти  напруги живлення збільшується  індуктивний опір обмоток статора  і ротора і зменшується критичне  ковзання, максимальний і пусковий  моменти.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ

1 Методичні вказівки до курсового проектування асинхронних електродвигунів потужністю 0.6...100 кВт для студентів напрямку “Електромеханіка” /Укл. Петрушин В.С., Шевченко В.П., Мамзелев В.О. – Одеса: Наука і техніка, 2004. - 72 с. 

2 Конспект лекцій по “Електричним машинам”.

3 "Проектирование электрических машин" /Сост. Копилов И.П., Горяинов Ф.А., Жмутов Б.К.; под ред. И.П.Копилова.- М.: Энергия, 1980. - 496c.

4 “Расчет и проектирование электрических машин” /Сост. Кацман М.М. – М.: Энергия, 1984. -359c.

5 ГОСТ 2.109-78. ЕСКД. Правила выполнения чертежей и деталей: сборочных, общих видов, габаритных и монтажных.