Расчёт асинхронного двигателя по заданным параметрам

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Апреля 2013 в 18:26, курсовая работа

Краткое описание

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 .

Содержание

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

Прикрепленные файлы: 1 файл

Курсовик Мышаева.doc

— 2.23 Мб (Скачать документ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 


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.

 

  1. 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.12П

-

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.НАС1НАС.1П.НАС.¢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.НАС2П.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. НАС12П)

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

 




 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



Информация о работе Расчёт асинхронного двигателя по заданным параметрам