Расчёт асинхронного двигателя по заданным параметрам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. Расчёт пусковых характеристик с учётом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния

   Расчёт проводим для точек характеристик, соответствующих s=1; 0,9; 0,8; 0,7; 0,6; 0,5; 0,4; 0,3; 0,2; 0,1, при этом используем значения токов и сопротивлений для тех же скольжений с учётом влияния вытеснения тока (см. табл. 2).

   Данные расчёта сведены в таблице 3 на стр. 35. Подробный расчёт приведён для s=1. Пусковые характеристики представлены на рис. 12.1, 12.2.

 

61. Индуктивные сопротивления обмоток. Принимаем ;

Тогда по 9-263 [1, стр. 432]:

   (12.1);

По 9-264 [1, стр. 433]:

   (12.2).

По 9-265 [1, стр. 433]:

   (12.3).

По рис 9.61 [1, стр. 432] для 5,236 Тл определяем: .

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

в соответствии с 9-266 [1, стр. 433]величина дополнительного раскрытия паза статора, мм:

   (12.4);

   (12.5);

по 9-269 [1, стр. 434]:

 

 

   (12.6);

по 9-272 [1, стр. 434]:

   (12.7);

Коэффициент магнитной  проводимости дифференциального рассеяния  обмотки статора с учётом влияния насыщения по 9-274 [1, стр. 434]:

   (12.8).

Индуктивное сопротивление  фазы обмотки статора с учётом влияния насыщения по 9-275 [1, стр. 434]:

   (12.9).

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

по 9-271 [1, стр. 434]:

   (12.10),

где по 9-270 [1, стр. 434]:

   (12.11);

по 9-273 [1, стр. 434]:

   (12.12).

Коэффициент магнитной  проводимости дифференциального рассеяния  ротора с учётом влияния насыщения по 9-274 [1, стр. 434]:

   (12.13).

Приведенное индуктивное  сопротивление фазы обмотки ротора с учётом влияния вытеснения тока и насыщения по 9-276 [1, стр. 435]:

Ом    (12.14).

Сопротивление взаимной индукции обмоток в пусковом режиме:

в соответствии с 9-278 [1, стр. 437]:

 

где по 9-277 [1, стр. 437]:

   (12.16).

 

62) Расчёт токов и моментов:

по 9-280 [1, стр. 437]:

   (12.17);

   (12.18);

по 9-281 [1, стр. 437]:

   (12.19);

по 9-283 [1, стр. 437]:

   (12.20).

Кратность пускового  тока с учётом влияния эффекта  вытеснения тока и насыщения по 9-284 [1, стр. 437]:

   (12.21);

Кратность пускового  момента с учётом влияния эффекта  вытеснения тока и насыщения 9-284 [1, стр. 437]:

   (21.22).

Полученный в расчёте коэффициент насыщения отличается от принятого на 2%.

   (12.23).

 

63) Критическое скольжение определяем после расчёта всех точек пусковых характеристик по средним значениям сопротивлений и . По 9-286 [1, стр. 439]:

   (12.24),

после чего рассчитываем точку характеристики, соответствующую

0,121;

3,004.

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

 

Таблица 3

№	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	kНАС	-	1.35	1.32	1.30	1.28	1.25	1.22	1.2	1.1	1.08	1.06	1.05
2		A	4953	4799	4676	4549	4385	4213	4068	3602	3280	2759	2510
3	BФd =(FП.СР.*10-6) / (1,6*d*CN)	Тл	5.236	5.073	4.943	4.808	4.635	4.453	4.300	3.808	3.467	2.916	2.653
4	кd = ¦( BФd)	-	0.45	0.455	0.46	0.463	0.465	0.47	0.475	0.48	0.51	0.75	0.8
5	с1 = (t1 - bШ1)(1 - кd )	мм	5.462	5.412	5.362	5.333	5.313	5.263	5.213	5.164	4.866	2.483	1.986
6	lП1 НАС. = lП1 - DlП1 НАС.	-	1.109	1.110	1.111	1.112	1.113	1.114	1.115	1.116	1.124	1.207	1.230
7	lД1 НАС. = кd *lД1	-	0.766	0.774	0.783	0.788	0.791	0.800	0.808	0.817	0.868	1.276	1.361
8	х1 НАС. = х1*ål1 НАС. / ål1	Ом	0.218	0.219	0.219	0.220	0.220	0.221	0.221	0.222	0.226	0.262	0.269
9	c1П. НАС. = 1+х1 НАС./х12П	-	1.012	1.013	1.013	1.013	1.013	1.014	1.014	1.015	1.016	1.019	1.019
10	с2 = (t2 - bШ2)(1 - кd )	мм	8.798	8.718	8.638	8.590	8.558	8.478	8.398	8.318	7.839	3.999	3.199
11	lП2x НАС. = lП2x - DlП2 НАС.	-	1.593	1.655	1.717	1.794	1.855	1.917	1.948	1.995	2.046	2.136	2.182
12	lД2 НАС. = кd *lД2	-	0.914	0.924	0.934	0.941	0.945	0.955	0.965	0.975	1.036	1.524	1.625
13	х¢2x НАС. = х¢2*ål2x НАС. /ål2	Ом	0.252	0.258	0.264	0.271	0.276	0.282	0.286	0.290	0.300	0.348	0.360
14	RП. НАС. = r1+c1П. НАС. *r¢2x/s	Ом	0.241	0.247	0.257	0.266	0.280	0.301	0.331	0.388	0.507	0.741	0.867
15	XП.НАС=х1НАС.+с1П.НАС.*х¢2xНАС	Ом	0.473	0.480	0.487	0.494	0.500	0.507	0.511	0.517	0.531	0.616	0.636
16	I¢2НАС=U1/(RП.НАС2+ХП.НАС2)0,5	A	414.3	407.56	399.87	392.124	383.74	373.3	361.1	340.4	299.6	228.443	204.6
17	I1 НАС=I¢2 НАС* [(RП.НАС)2+(ХП. НАС+ х12П) 2] 0,5/(c1П. НАС*х12П)	A	420.2	413.65	406.08	398.469	390.23	379.9	367.7	347.3	306.1	234.432	210.3
18	k¢НАС. = I1 НАС. /I1	-	1.37	1.35	1.31	1.30	1.27	1.20	1.18	1.09	1.07	1.06	1.04
19	I1 * = I1 НАС. /I1 НОМ	-	7.5	7.45	7.317	7.180	7.031	6.845	6.626	6.258	5.516	3.790
20	М * = (I¢2НАС/I¢2НОМ)2КR(sHОМ/s)	-	1.802	1.826	1.898	1.922	2.024	2.163	2.381	2.550	2.920	3.005	2.906

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13. Тепловой расчёт

64) Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя по 9-315 [1, стр. 449]:

°С   (13.1);

по табл. 9.35 [1, стр. 450] ; 

.

По 9-313 [1, стр. 449]:

   (13.2);

по рис. 9.67, б [1, стр. 450], 110 .

 

65) Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора по 9-316 [1, стр. 450]:

   (13.3),

где по 9-317 [1, стр. 451]:

   (13.4).

для изоляции, обладающей тепловой прочностью класса F:

;

1,079 находим:

].

 

66) Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей по 9-319 [1, стр. 452]:

 

 

 

   (13.5),

 где по 9-314 [1, стр. 449]:

   (13.6);

.

 

67) Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри машины по 9-320 [1, стр. 452]:

 

 

68) Среднее превышение  температуры обмотки статора  над температурой воздуха внутри  двигателя по 9-321 [1, стр. 452]:

   (13.8).

 

69) Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды по 9-322 [1, стр. 452]:

   (13.9);

по 9-327 [1, стр. 453]:

   (13.10),

где по рис. 9.70 [1, стр. 453]:

для ;

по рис. 9.67, б [1, стр. 450]:

 для  м.

По 9-324 [1, стр. 452]:

   (13.11);

по 9-323 [1, стр. 452]:

.

 

70) Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды по 9-328 [1, стр. 453]:

   (13.13).

 

71) Проверка условий  охлаждения двигателя.

Требуемый для охлаждения расход воздуха по 9-340 [1, стр. 456]:

   (13.14),

 где по 9-341 [1, стр. 456]:

   (13.15).

Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором в соответствии с 9-342 [1, стр. 456]:

   (13.16).

Мы видим, что вентилятор обеспечивает достаточное охлаждение машины, так как ( )

Таким образом, двигатель  не нуждается в дополнительной системе охлаждения.

 

 

 

 

 

14. Заключение

   При курсовом проектировании был спроектирован асинхронный двигатель соответствующий техническому заданию.

   В ходе проектирования были изучены методы расчёта асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, особенности их конструирования и применения. Были рассмотрены различные материалы и конструктивные узлы, применяемые при изготовлении асинхронных двигателей. При проектировании асинхронного двигателя широко применялась ЭВМ. Была освоена система автоматического проектирования AutoCad, с помощью которой были выполнена графические работы. Так же при выполнении курсовой работы была изучена программа MathCad, с помощью которой были написаны программы для расчёта пусковых и рабочих характеристик проектируемого двигателя.

   Полученные в  ходе выполнения работы характеристики  соответствуют техническому заданию.  Выполнен так же расчёт потерь и тепловой расчёт асинхронного двигателя. Расчётные значения потерь соответствуют стандартам  двигателей такого класса. Улучшить характеристики двигателя (например, уменьшить потери или кратность пускового тока) можно путём применения более современных материалов для изготовления конструктивных элементов двигателя.

 

15. Список библиографических источников

1.   “Проектирование электрических машин” под редакцией профессора И. П. Копылолва. Москва, “Высшая школа”, 760 страниц, 2002 год.

2.   “Проектирование электрических машин”, О. Д. Гольдберг, Я. С. Гурин, И. С. Свириденко. Москва, “Высшая школа”, 430 страниц, 2001 год.

3.   А. Э. Кравчик, М. М. Шлаф, В. И. Афонин, Е. А. Соболенская, справочник, Москва, “Энергоиздат”, 1982 год.

 

 

 

Приложение 1

 
Приложение 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 3