Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Апреля 2013 в 18:26, курсовая работа
Важное место в семействе электрических машин занимают асинхронные двигатели, которые получили широкое распространение благодаря простоте конструкции, надежности и долговечности. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором отличаются повышенной надежностью. Благодаря отсутствию коллектора и контактных колец отсутствует искрение под щётками и невысока вероятность выхода их из строя. Так же маловероятен отказ обмотки ротора, который представляет собой литую алюминиевую клетку. Наиболее широко асинхронные двигатели распространены в электроприводах средней мощности (до 500 кВт). Они просты по конструкции и при этом дешёвые .
стр.
1
Введение
3
2
Техническое задание
4
3
Выбор главных размеров
5
4
Определение Z1, , и площади сечения провода обмотки статора:
7
5
Расчёт размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора
10
6
Расчёт ротора
12
7
Расчёт магнитной цепи
16
8
Параметры рабочего режима
19
9
Расчёт потерь
23
10
Расчёт рабочих характеристик
26
11
Расчёт пусковых характеристик
29
12
Расчёт пусковых характеристик с учётом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния
32
13
Тепловой расчёт
37
14
Заключение
40
15
Список библиографических источников
b1= 8,152 мм;
b2= 3,239мм.
Полная высота паза:
(6.12).
Сечение стержня по 9-79 [1, стр. 380]:
(6.13).
Плотность тока в стержне:
(6.14).
В соответствии с 9-70 и 9-71 [1, стр. 376]:
(6.15);
тогда: (6.16);
0,85*2,5=2,125 А/мм2 (6.17).
Площадь поперечного сечения
(6.18).
Размеры короткозамыкающих колец:
(6.19);
по 9-73 [1, стр 377]:
(6.20);
(6.21);
по 9-74 [1, стр 377]:
(6.22).
Магнитопровод из стали 2013; толщина листов 0,5 мм.
по 9-105 [1, стр. 387]:
Тл (7.1);
по 9-109 [1, стр. 390]:
Тл (7.2);
по 9-117 [1, стр. 394]:
Тл (7.3);
(7.4)
тогда по 9-122 [1, стр. 395]:
Тл (7.5).
Где по 9-124 для четырёхполюсных машин при 0,75(0,5D2-hп2)<Dj
(7.6).
(7.7)
причём:
(7.8)
а по 4-15 [1, стр. 174]:
(7.9).
по табл. П-1.7, в для стали 2013
Hz1=2070 A/м при ВZ1=1,9Тл;
Hz2=1520 A/м при Вz2= 1,8Тл;
hz1=hП1=21,407 мм;
hz2=hП2-0,1*b2=35,784мм.
статора по 9-104 [1, стр. 387]:
(7.10);
ротора по 9-108 [1, стр. 388]:
(7.11).
(7.12).
по табл. П-16 принимаем:
Ha= 750A/м при Ba=1,6 Тл;
Hj= 203A/м при Bj= 1,053Тл;
тогда по 9-119 [1, стр. 394]:
(7.13);
по 9-127 [1, стр. 395]:
(7.14),
по 9-116 [1, стр. 394]:
223,31*750=167,483А (7.15);
по 9-121 [1, стр. 395]:
=83,022*203/1000=16,854А (7.16).
(7.17).
(7.18).
(7.19)
и его относительное значение по 9-131 [1, стр. 396]:
(7.20).
для класса нагревостойкости изоляции F расчётная Jрасч=115 °С.
для меди r115=10-6/41 Ом*м. [1, стр. 463]:
(8.1)
. [1, стр. 463]:
(8.2)
где В= 0,01м, КЛ=1,3 (по табл. 9.23 [1, стр. 399]:)
тогда по 9-135 [1, стр. 398]::
(8.3);
Длина проводников фазы обмотки по 9-134 [1, стр. 398]:
(8.4).
[1, стр. 462]:
(8.5).
Длина вылета лобовой части катушки [1, стр. 463]:
(8.6)
Квыл=0,4
Относительное значение [1, стр. 463]:
(8.7).
.
Тогда по 9-169 [1, стр. 406]:
(8.8);
и по 9-170 [1, стр. 406]:
(8.9);
по 9-169 [1, стр. 406]:
(8.10).
Приводим r2 к числу витков обмотки статора по 9-172, 9-173 [1, стр. 406]:
(8.11);
Относительное значение [1, стр. 463]:
(8.12).
где по табл. 9.26(рис. 9.50, е [1, стр. 402]):
(8.14)
где (см. рис. 9.50, е [1, стр. 402])
h1=0 (проводники закреплены пазовой крышкой);
(8.15);
1; (8.16);
.
по 9-159 [1, стр. 403]:
(8.17);
по 9-174 [1, стр. 407]:
(8.18);
по 9-176 [1, стр. 407]:
(8.19);
для и по рис. 9.51, д, [1, стр. 405]
Относительное значение по 9-186 [1, стр. 411]
(8.20).
(8.21),
где по табл. 9.27 [1, стр. 408] и рис. 9.52, a [1, стр. 408]:
h1= 33,839мм; kд=1 (для номинального режима);
0,177м;
тогда по 9-178 [1, стр. 409]:
(8.23);
по 9-180 [1, стр. 409]:
(8.24),
где
(8.25).
Приводим x2 к числу витков статора по 9-172 [1, стр. 406]:
Ом (8.26).
Относительное значение 9-186 [1, стр. 411]:
(8.27).
9. Расчёт потерь
(9.1).
( 2,5Вт/кг для стали 2013 по табл. 9.28 [1, стр. 412]);
по 9-188 [1, стр. 412]:
(9.2);
по 9-189 [1, стр. 412]:
Кг (9.3).
(9.4)
по 9-192 [1, стр. 413]:
(9.5),
где 1,5;
по 9-190 [1, стр. 413]:
(9.6);
для по рис. 9.53 [1, стр. 413] 0,35 .
(9.7);
тогда по 9-196 [1, стр. 414]:
Тл (9.8);
3,81 в соответствии с п. 35 расчета;
тогда в соответствии с 9-201 [1, стр. 414]:
(9.9).
(9.10).
(9.11).
Вт (9.12).
Для двигателей с числом пар полюсов 2р=4 коэффициент .
Вт (9.13).
А (9.14);
по 9-218 [1, стр. 417]:
А (9.15),
где по 9-219 [1, стр. 417]:
Вт (9.16);
а по 9-215 [1, стр. 417]:
(9.17).
(9.18);
Реактивное сопротивление намагничивающего контура по 9-185 [1, стр. 410]
.
10. Расчёт рабочих характеристик
55) По 9-223 [1, стр. 419]:
(10.1);
используем приближённую формулу 9-222 [1, стр. 419], так как °;
(10.2).
Активная составляющая тока синхронного холостого хода по 9-226 [1, стр. 420]:
(10.3);
по 9-227 [1, стр. 420]:
(10.4);
(10.5);
(10.6);
(10.7).
Потери, не меняющиеся при изменении скольжения [1, стр. 419]:
(10.8).
Принимаем и рассчитываем рабочие характеристики, задаваясь
s=0,0002; 0,001; 0,002; 0,004; 0,006; 0,008; 0,01; 0,012; 0,016; 0,0178; 0,02; 0,021; 0,076; 0,082; 0,088; 0,1.
После построения кривых уточняем значение номинального скольжения 0,0178.
Результаты расчета приведены в таблице 1, стр. 27. Характеристики представлены на рис. 10.1, 10.2, 10.3.
Номинальные данные спроектированного двигателя:
Таблица 1
№ |
Расчётные формулы |
Разм |
Скольжение S | |||||||||||||
S |
0.004 |
0.006 |
0.008 |
0.01 |
0.012 |
0.016 |
0.0178=Sном |
0.02 |
0.021 |
0.076 |
0.082 |
0.088 |
0.1 | |||
1 |
a¢*r¢2/s |
Ом |
376.792 |
75.358 |
37.679 |
18.840 |
12.560 |
9.420 |
7.536 |
6.280 |
4.710 |
4.234 |
3.768 |
3.588 |
0.992 | |
2 |
R = a+a¢*r¢2/s |
Ом |
376.923 |
75.490 |
37.811 |
18.971 |
12.691 |
9.551 |
7.667 |
6.411 |
4.841 |
4.365 |
3.899 |
3.720 |
1.123 | |
3 |
X = b+b¢*r¢2/s |
Ом |
0,764 |
0,764 |
0,764 |
0,764 |
0,764 |
0,764 |
0,764 |
0,764 |
0,764 |
0,764 |
0,764 |
0,764 |
0,764 | |
4 |
Z = (R2+X2)0,5 |
Ом |
376.924 |
75.494 |
37.818 |
18.986 |
12.714 |
9.582 |
7.705 |
6.457 |
4.901 |
4.455 |
3.974 |
3.798 |
1.358 | |
5 |
I¢¢2 = U1/Z |
А |
0.584 |
2.914 |
5.817 |
11.587 |
17.304 |
22.960 |
28.552 |
34.073 |
44.886 |
49.383 |
55.367 |
57.931 |
161.960 | |
6 |
cos j¢2 = R/Z |
- |
1.000 |
1.000 |
1.000 |
0.999 |
0.998 |
0.997 |
0.995 |
0.993 |
0.988 |
0.985 |
0.981 |
0.980 |
0.827 | |
7 |
sin j¢2 = X/Z |
- |
0.00203 |
0.010 |
0.020 |
0.040 |
0.060 |
0.080 |
0.099 |
0.118 |
0.156 |
0.172 |
0.192 |
0.201 |
0.563 | |
8 |
I1a = I0a+I¢¢2*cos j¢2 |
А |
1.489 |
3.819 |
6.721 |
12.483 |
18.178 |
23.793 |
29.317 |
34.739 |
45.243 |
49.556 |
55.238 |
57.651 |
134.800 | |
9 |
I1p = I0p+I¢¢2* sin j¢2 |
А |
16.327 |
16.355 |
16.443 |
16.792 |
17.366 |
18.157 |
19.158 |
20.359 |
23.325 |
24.797 |
26.974 |
27.984 |
107.448 | |
10 |
I1 = (I1a2+I1p2)0,5 |
А |
16.395 |
16.795 |
17.764 |
20.924 |
25.140 |
29.929 |
35.021 |
40.265 |
50.901 |
55.414 |
61.473 |
64.084 |
172.384 | |
11 |
I¢2 = c1*I¢¢2 |
А |
0.597 |
2.981 |
5.951 |
11.854 |
17.702 |
23.489 |
29.209 |
34.858 |
45.920 |
50.519 |
56.641 |
59.265 |
165.688 | |
12 |
P1 = 3*U1*I1a*10-3 |
кВт |
0.983 |
2.521 |
4.436 |
8.239 |
11.997 |
15.703 |
19.349 |
22.928 |
29.860 |
32.707 |
36.457 |
38.050 |
88.968 | |
13 |
PЭ1 = 3*I12*r1*10-3 |
кВт |
0.104 |
0.109 |
0.122 |
0.169 |
0.244 |
0.345 |
0.473 |
0.625 |
0.998 |
1.183 |
1.456 |
1.583 |
11.452 | |
14 |
PЭ2 = 3*I¢22*r¢2*10-3 |
кВт |
0.000077 |
0.0019 |
0.0076 |
0.030 |
0.068 |
0.119 |
0.184 |
0.262 |
0.455 |
0.551 |
0.693 |
0.759 |
5.930 | |
15 |
PДОБ = 0,005*P1 |
кВт |
0.00491 |
0.013 |
0.022 |
0.041 |
0.060 |
0.079 |
0.097 |
0.115 |
0.149 |
0.164 |
0.182 |
0.190 |
0.445 | |
16 |
åP=PСТ+РМЕХ+PЭ1+РЭ2+РДОБ |
кВт |
0.958 |
0.972 |
1.001 |
1.089 |
1.220 |
1.392 |
1.603 |
1.851 |
2.452 |
2.747 |
3.181 |
3.381 |
18.676 | |
17 |
Р2 = Р1 - åP |
кВт |
0.025 |
1.548 |
3.436 |
7.150 |
10.777 |
14.311 |
17.746 |
21.077 |
27.408 |
29.960 |
33.277 |
34.669 |
70.292 | |
18 |
h = 1 - åP/P1 |
- |
0.026 |
0.614 |
0.774 |
0.868 |
0.898 |
0.911 |
0.917 |
0.919 |
0.918 |
0.916 |
0.913 |
0.911 |
0.790 | |
19 |
cos j = I1a/I1 |
- |
0.091 |
0.227 |
0.378 |
0.597 |
0.723 |
0.795 |
0.837 |
0.863 |
0.889 |
0.894 |
0.899 |
0.900 |
0.782 |
11. Расчёт пусковых характеристик
56) Необходимо рассчитать точки характеристик, соответствующие скольжениям
s=1..0,1 с шагом 0,1.
В связи с тем, что расчёты выполняются на ЭВМ, привожу подробный расчёт только для одного значения скольжения (s=1). Данные расчета других точек сведены в таблице 2, стр. 31.
57) Параметры с учётом вытеснения тока ( °С):
по рис. 9.73 [1, стр. 458] (11.1);
(11.2);
для 2,252 находим по рис. 9.57 [1, стр. 428]
1,18;
в соответствии с 9-246 [1, стр. 427]:
(11.3);
по 9-253 [1, стр. 429]:
(11.4),
где (11.5).
Тогда по 9-247 [1, стр. 427]:
(11.6);
и по 9-257 [1, стр. 430]:
(11.7).
Приведённое активное сопротивление ротора с учётом действия эффекта вытеснения тока
(см. п. 45):
(11.8).
58) Индуктивное сопротивление обмотки ротора: по табл. 9.27 [1, стр. 408] (см. также п. 47 расчёта):
По п. 47 (11.10);
тогда в соответствии с 9-256 [1, стр. 430]:
(11.11);
и по 9-261 [1, стр. 431]:
(11.12).
(11.13);
(11.14).
(11.15);
(11.16);
Ток ротора приближённо без учёта влияния насыщения по 9-281 [1, стр. 437]:
(11.17).
По 9-283 [1, стр. 437]:
(11.18).
Таблица 2
№ |
Расчётные формулы |
Разм |
|||||||||||
Скольжение S |
- |
1 |
0.9 |
0.8 |
0.7 |
0.6 |
0.5 |
0.4 |
0.3 |
0.2 |
sкр=0.121 |
0.1 | |
1 |
x = 63,61*hC*S0,5 |
- |
2.252 |
2.137 |
2.014 |
1.884 |
1.745 |
1.593 |
1.424 |
1.234 |
1.007 |
0.783 |
0.712 |
2 |
j(x) |
- |
1.18 |
1.02 |
0.9 |
0.72 |
0.58 |
0.43 |
0.28 |
0.17 |
0.1 |
0.0338 |
0.023 |
3 |
hr = hC/(1+j) |
мм |
16.242 |
17.528 |
18.636 |
20.586 |
22.410 |
24.761 |
27.662 |
30.263 |
32.189 |
34.25 |
34.611 |
4 |
kr = qC/qr |
- |
1.764 |
1.651 |
1.567 |
1.444 |
1.350 |
1.252 |
1.157 |
1.091 |
1.050 |
1.013 |
1.008 |
5 |
KR =1+(r¢C/r2)(kr - 1) |
- |
1.546 |
1.465 |
1.405 |
1.317 |
1.250 |
1.180 |
1.112 |
1.065 |
1.036 |
1.01 |
1.005 |
6 |
r¢2x =KR*r¢2 |
Ом |
0.111 |
0.105 |
0.101 |
0.095 |
0.090 |
0.085 |
0.080 |
0.077 |
0.075 |
0.073 |
0.072 |
7 |
kД = j¢(x) |
- |
0.670 |
0.710 |
0.750 |
0.800 |
0.840 |
0.880 |
0.900 |
0.930 |
0.960 |
0.97 |
0.980 |
8 |
lП2x = lП2 - DlП2x |
- |
2.163 |
2.224 |
2.285 |
2.361 |
2.422 |
2.483 |
2.514 |
2.560 |
2.605 |
2.621 |
2.636 |
9 |
KX = ål2x / ål2 |
- |
0.904 |
0.915 |
0.927 |
0.942 |
0.953 |
0.965 |
0.971 |
0.980 |
0.988 |
0.991 |
0.994 |
10 |
x¢2x = KX*x¢2 |
Ом |
0.392 |
0.397 |
0.402 |
0.409 |
0.414 |
0.419 |
0.421 |
0.425 |
0.429 |
0.43 |
0.431 |
11 |
RП = r1 +c1П*r¢2x/s |
Ом |
0.242 |
0.248 |
0.257 |
0.266 |
0.281 |
0.301 |
0.332 |
0.388 |
0.508 |
0.739 |
0.864 |
12 |
XП = x1 +c1П*x¢2x |
Ом |
0.702 |
0.707 |
0.712 |
0.718 |
0.724 |
0.729 |
0.731 |
0.735 |
0.739 |
0.74 |
0.742 |
13 |
I¢2 = U1 / (RП2+XП2)0,5 |
А |
296.44 |
293.73 |
290.63 |
287.14 |
283.42 |
279 |
273.921 |
264.612 |
245.387 |
210.29 |
193.162 |
14 |
I1 = I¢2 (RП2+ +(XП+x12П)2)0,5/(c1П*x12П) |
А |
302.79 |
300.11 |
297.01 |
293.55 |
289.83 |
285.4 |
280.242 |
270.788 |
251.202 |
215.372 |
197.898 |
Информация о работе Расчёт асинхронного двигателя по заданным параметрам