Проектирование трехфазного асинхронного двигателя. Курсовая работа (т). Физика.
💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Проектирование трехфазного асинхронного двигателя
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное
учреждение
высшего профессионального образования
Кафедра электротехники и
электрооборудования предприятий
Выполнил: студ. гр. АЭ 03-01 А.А. Нигматуллин
1.1.2 Определение сечения провода обмотки статора
1.2 Расчет обмоточных параметров статора и ротора
1.2.1 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора
1.2.2.1 Расчет размеров пазов ротора
1.2.2.2 Расчет размеров короткозамкнутых колец
1.3 Расчет магнитной цепи и намагничивающего тока
1.4 Расчет параметров рабочего режима
1.6.1 Параметры схемы замещения фазы обмотки асинхронной машины
1.7.1 Расчет пусковых характеристик без учета влияния насыщения от
полей рассеяния
1.7.2 Расчет пусковых характеристик с учетом влияния насыщения от
полей рассеяния
Спроектировать трехфазный асинхронный двигатель (АД) с
короткозамкнутым ротором по следующим исходным данным: номинальная мощность , номинальное напряжение , номинальная частота вращения . Обмотка ротора изготовлена из алюминия.
Обмотка статора медная, двухслойная. Частота питающей сети . Конструктивное исполнение IM1001,
исполнение по способу защиты от воздействий окружающей среды IP44, категория
климатического исполнения - УЗ.
трехфазный асинхронный двигатель пусковой
Высота оси вращения (предварительно) по рис. 6-7, а [1] h=220 мм. Из табл.6-6 [1] принимаем ближайшее меньшее
значение . Ему соответствует значение наружного
диаметра статора .
- коэффициент, характеризующий отношение внутренних и наружных
диаметров статора. По табл. 6-7 [1] .
где - отношение ЭДС обмотки статора к
номинальному напряжению. По рис.6-8 [1] . По рис. 6-9, б [1] .
Электромагнитные нагрузки (предварительно) по рис. 6-11, в [1]
Обмоточный коэффициент для двухслойной обмотки (предварительно) .
Расчетная длина воздушного зазора по (6-6) [1]
где - коэффициент формы поля (для
синусоидального поля ),
- синхронная скорость вала двигателя, которая рассчитывается по
формуле (6-5) [1]
Значение коэффициента по рис. 6-14 [1] находится в допустимых пределах.
Предельные значения размеров зубцового деления статора выбираются
по таблице 6-9 [1]
Исходя из условий, что число пазов статора должно быть кратно
числу фаз ( m= 3) задаемся тогда
Зубцовое деление статора (окончательно)
Предварительно определяем число эффективных проводников, при числе
параллельных ветвей по формуле (6-17) [1]
- номинальный ток обмотки статора по (6-18) [1]
Число параллельных ветвей принимаем равным трем, так как при этом
число эффективных проводников целое и кратно (для двухслойной обмотки) двум. По
(6-19) [1]
а) число витков в фазе обмотки статора по (6-20) [1]
б) линейная нагрузка и магнитный поток по (6-21) [1] и (6-22) [1]
в) обмоточный коэффициент по (3-3) [1]
где - укорочение шага, которое для
двухслойной обмотки вычисляется по формуле (3-17) [1]
г) индукция в воздушном зазоре по (6-23) [1]
где - коэффициент полюсного перекрытия (для
синусоидального поля ).
Значения линейной нагрузки и индукции в воздушном зазоре находятся
в допустимых пределах по рис. 6-11, в [1].
где - произведение линейной нагрузки на
плотность тока; по рис.6-16 [1]
Сечение эффективного проводника (предварительно) по (6-24) [1]
Обмотка статора всыпная, укладка механизированная, поэтому примем
число элементарных проводников Сечение элементарного проводника
По табл. П-28 [1] выбираем стандартный провод ПЭТВ со следующими
параметрами:
номинальный диаметр неизолированного провода
среднее значение диаметра изолированного провода
площадь поперечного сечения неизолированного провода
Плотность тока в обмотке статора окончательно по (6-27) [1]
Паз статора определяем по рис. 6-19, а [1] с соотношением
размеров, обеспечивающим параллельность боковых граней зубцов.
Принимаем предварительно по табл. 6-10 [1]: индукцию в зубцах и в ярме статора, тогда по (6-39) [1]
где - длина стали сердечников статора
(принимаем )
- коэффициент заполнения сталью (по табл. 6-11 [1] для
лакированных листов стали марки 2312 принимаем ).
Определяем высоту ярма статора по (6-28) [1]
Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку по (6-47) [1]
где - припуск по ширине паза, - припуск по высоте паза.
Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников по
(6-51) [1]
где - площадь прокладок в пазу,
рассчитывается по (6-50) [1]
- площадь корпусной изоляции, рассчитывается по (6-48) [1]
где - односторонняя толщина изоляции ( по табл.3-9 [1])
Коэффициент заполнения паза статора
По табл. 3-12 [1] значение коэффициента заполнения находится в
допустимых пределах.
Эскиз паза статора показан на рисунке 1.
Число пазов ротора (по табл. 6-15 [1])
Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник
непосредственно насажен на вал, по (6-101) [1]
Коэффициент берем по табл. 6-16 [1].
- коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания и
сопротивления обмоток (по рис. 6-22 [1] ),
- коэффициент приведения токов, для двигателей с короткозамкнутым
ротором вычисляется по формуле (6-68) [1]
Площадь поперечного сечения стержня по (6-69) [1]
- плотность тока в стержне литой клетки (принимаем ), тогда
Для двигателей с высотой оси вращения пазы ротора выполняют трапецеидальными,
сужающимися в верхней части. Размеры таких пазов могут быть определены
графоаналитическим методом.
Для этого построим трапецию со следующими размерами:
длина верхнего основания равна длине пазового деления
Такая трапеция (рис.2) представляет собой как бы вырезанный из
листа ротора сектор пазового деления, в котором должны разместиться паз (ось
паза совпадает с осью трапеции), прилегающие к нему с обеих сторон половины
сечений зубцов и участок ярма ротора. По допустимым индукциям и определяем соответственно высоту ярма ротора и ширину зубца.
Наименьшая допустимая ширина зубца по (6-77) [1]
где - наибольшая магнитная индукция в зубцах
ротора (по табл. 6-10 [1] );
На построенной трапеции линиями, параллельными ее боковым граням,
отсекаем участки шириной и линией, параллельной ее основаниям, -
участок шириной . В оставшуюся часть трапеции (на рис.2 -
не заштрихована) вписываем контур паза. Изменяя и графически определяем размеры паза по
заданной площади сечения стержня . Высота перемычки над пазом принимается равной Диаметр закругления верхней части паза
должен быть не менее 3,5 - 4 мм, поэтому принимаем равной 5 мм. Таким образом, размеры паза ротора
Расчетная высота зубца по (6-81) [1] Высота перемычки над пазом Уточненное значение сечения стержня по
(6-78) [1]
Эскиз паза ротора приведен на рисунке 3.
Короткозамкнутые кольца выбираем по рис. 6-26, б [1].
Площадь поперечного сечения замыкающих колец по (6-73) [1]
где ток в кольце рассчитываем по формуле (6-71) [1]
Плотность тока в замыкающих кольцах
Магнитное напряжение воздушного зазора по (6-110) [1]
где - коэффициент воздушного зазора, рассчитывается
по (4-14) [1]
Магнитные напряжения зубцовых зон статора по (6-111) [1]
где - напряженность зубцовой зоны статора;
для марки стали 2312 определяем по табл. П-20 в соответствии
со значением магнитной индукции; при
Индукция в зубцах статора по (6-104) [1]
Магнитные напряжения зубцовых зон ротора по (6-113) [1]
По табл. П-20 [1] определяем напряженности в сечениях зубца
ротора.
Так как больше 2, то расчет проводим, разделив
зубец на две равные части. Расчетную ширину зубца берем на высоте 0,2 мм и 0,7
мм всей высоты зубца от его наиболее узкой части. По (6-116) [1]
Магнитные напряжения по табл. П-20 [1] . По (6-118) [1]
Коэффициент насыщения зубцовой зоны по (6-120) [1]
Магнитные напряжения ярма статора. По (6-121) [1]
где - длина средней магнитной линии; по
(6-122)
Напряженность магнитного поля в ярме статора (по табл. П-19 [1]).
Индукция в ярме статора по (6-105) [1]
Магнитные напряжения ярма ротора. По (6-123) [1]
где - длина средней магнитной линии потока в
ярме ротора. По (6-124) [1]
где - расчетная высота ярма ротора по (6-108)
[1]
Индукция в ярме ротора по (6-107) [1]
Суммарное магнитное напряжение магнитной цепи машины по (6-127)
[1]
Коэффициент насыщения магнитной цепи по (6-128) [1]
Относительное значение (в долях от номинального тока) по (6-130)
[1]
Активное сопротивление фазы обмотки статора
где - длина проводников фазы обмотки; по
(6-133) [1]
Удельное сопротивление меди при расчетной температуре
Средняя длина витка обмотки по (6-134) [1]
Длина пазовой части равна конструктивной длине сердечника машины
Вылет лобовых частей по (6-137) [1]
где - средняя ширина катушки, определяемая по
(6-137) [1]
Относительное укорочение шага . Коэффициенты и берутся из таблицы 6-19 [1], согласно
которой для числа полюсов , . Для всыпной обмотки, укладываемой в пазы
до запрессовки вылет прямолинейной части
Активное сопротивление фазы обмотки ротора
где - сопротивление стержня, которое
рассчитывается по (6-165) [1]
Ввиду того, что расчет ведётся для рабочего режима коэффициент .
Сопротивление участка замыкающего кольца, заключенного между двумя
соседними стержнями по (6-166) [1]
Приводим к числу витков обмотки статора по (6-169)
[1]
Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора по (4-42) [1]
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния рассчитывается по формуле из табл. 6-22
[1] для рис. 6-38, ж [1]
где по рис. 1 . При диаметральном шаге двухслойных обмоток . По (6-155) [1] .
Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния по (6-154) [1]
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния по (6-170) [1]
Коэффициент определяем по табл. (6-39) [1] в
зависимости от отношения (при ). Так как скос отсутствует, то .
Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора по (6-173) [1]
По табл. 6-23 [1] и рис. 6-40, е и 6-40, з [1] с учетом того, что
для рабочего режима
Из рис. 6-39, а [1] , так как . Тогда
Индуктивное сопротивление ротора приводим к числу витков статора
по (6-178) [1]
Потери в стали основные по (6-183) [1]
- удельные потери в стали; - показатель степени. По табл. 6-24 [1] для марки стали 2312 Масса стали ярма с учетом удельной массы
стали по (6-184) [1]
Масса зубцов статора по (6-185) [1]
Для машин с мощностью меньше 250 кВт и . Тогда
Поверхностные потери в роторе по (6-190) [1]
где - потери приходящиеся на . По (6-188) [1]
Коэффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головок
зубцов ротора на удельные потери для не обрабатываемых поверхностей (для двигателей с мощностью меньше 160
кВт). Амплитуда пульсаций индукции в воздушном зазоре по (6-186) [1]
где по рис. 6-41 [1] (для ). Тогда
Пульсационные потери в зубцах ротора по (6-196) [1]
Масса стали зубцов ротора по (6-197) [1]
Сумма добавочных потерь в стали по (6-198) [1]
Полные потери в стали по (6-199) [1]
Добавочные потери при номинальном режиме
по (6-213) [1] активная составляющая тока холостого хода
где - электрические потери в статоре при
холостом ходе по (6-214) [1]
Коэффициент мощности при холостом ходе по (6-215) [1]
Так как , то для расчета используем упрощенную формулу (6-218) [1]
Активная составляющая тока синхронного холостого хода по (6-222)
[1]
Расчетные величины рассчитываются по приближенному методу (так как ) согласно выражениям (6-223) [1]
Потери, не меняющиеся при скольжении
Принимаем и рассчитываем рабочие характеристики,
задаваясь После построения кривых уточняем значение
номинального скольжения . Результаты расчета приведены в таблице
1. Характеристики представлены на рисунке 4.
Таблица 1 - Результаты расчета рабочих характеристик
асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
А32,7764,8395,86125,58153,8180,37151,38
-0,9980,9920,9830,9710,9560,9390,957
-0,0630,1240,1830,240,2940,3440,289
А34,1865,8195,72123,4148,5170,82146,4
А50,0878,38108,98139,31168,54196,27166,01
А33,8266,998,93129,6158,72186,14156,23
кВт22,5643,4463,1781,4498,01112,7496,63
кВт21,0641,259,7776,591,23103,8990,02
-0,9340,9490,9460,9390,9310,9210,932
Таблица 2 - Результаты уточненного расчета рабочих характеристик
Таблица 3 Относительная погрешность приближенного расчета по
отношению к уточненному расчету рабочих характеристик АД
Рис. 4 Рабочие характеристики асинхронного двигателя
Рис. 5 Относительные рабочие характеристики асинхронного двигателя
ток синхронного холостого хода по (6-225) [1]
сопротивления короткого замыкания по (6-226) [1]
Диаметр круговой диаграммы принимаем равной
Вектор тока синхронного холостого хода
Далее по методике приведенной в учебнике [1] и опираясь на
полученные данные и рис.6-45 [1] строим круговую диаграмму. Круговая диаграмма
представлена на рис.5.
Рассчитываем точки характеристик, соответствующих скольжениям
Подробный расчет приведем для скольжения
Данные расчета других точек сведены в таблицу 2.
Приведенная высота стержня по (6-235) [1]
Для находим по рис. 6-46 [1] , по рис. 6-47 [1] .
Активное сопротивление обмотки ротора:
глубина проникновения тока по (6-236) [1]
Приведенное активное сопротивление ротора с учетом действия
эффекта вытеснения тока: по (6-249) [1]
Индуктивное сопротивление обмотки ротора по табл. 6-23 [1] и рис.
6-40, е [1] и 6-40, з [1]
Коэффициент изменения индуктивного сопротивления фазы обмотки
ротора по (6-251) [1]
Пусковые параметры по (6-266) [1] и (6-267) [1]
Ток в обмотке ротора по (6-269) [1]
Таблица 4 Результаты расчета пусковых характеристик двигателя
без учета влияния насыщения от полей рассеяния
Ом0,1860,1890, 1940, 1980, 1990, 199
Принимаем для коэффициент насыщения и и приводим расчет для
Средняя МДС (магнитодвижущая сила) обмотки, отнесенная к одному пазу
обмотки статора по (6-252) [1]
Фиктивная индукция потока рассеяния в воздушном зазоре по (6-253)
[1]
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки
статора с учетом влияния насыщения:
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния
обмотки статора с учетом влияния насыщения по (6-253) [1]
Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учетом влияния
насыщения
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ротора с
учетом влияния насыщения и вытеснения тока: по (6-260) [1]
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния
ротора с учетом влияния насыщения по (6-263) [1]
Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом
влияния вытеснения тока и насыщения по (6-265) [1]
Расчет токов и моментов: по (6-268) [1]
Полученное значение тока отличается на 2% от принятого при расчете влияния насыщения на
параметры, что допустимо.
Критическое скольжение определяем после расчета всех точек
пусковых характеристик по средним значениям сопротивлений и соответствующим скольжениям по (6-272) [1]
после чего рассчитываем точку характеристики, соответствующую :
Кратность пускового и максимального моментов и пускового тока
спроектированного двигателя удовлетворяют требованиям ГОСТ.
Данные расчета других точек сведены в таблицу 5. Пусковые
характеристики спроектированного двигателя представлены на рис.7.
Таблица 5 Результаты расчета пусковых характеристик с учетом
влияния насыщения от полей рассеяния
А5101,25041,24922,84556,93398,63488,9
Таблица 6 Результаты уточненного расчета пусковых
характеристик с учетом влияния насыщения от полей рассеяния
Таблица 7 Погрешности пусковых характеристик
Рис. 7 Пусковые характеристики спроектированного двигателя.
Рис. 8 Относительные пусковые характеристики спроектированного
двигателя
Тепловой расчет проводится для изоляции класса F. Для данного
класса изоляции предельно допустимая температура
Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора
над температурой воздуха внутри двигателя по (6-314) [1]
- коэффициент, учитывающий, что часть потерь в сердечнике статора
и в пазовой части обмотки, передается через станину непосредственно в
окружающую среду (по табл. 6-30 [1] );
- коэффициент теплоотдачи с поверхности (по рис. 6-59 [1] );
где - коэффициент увеличения потерь (для
класса нагревостойкости F );
Перепад температур в изоляции пазовой части обмотки статора по
(6-315) [1]
- расчетный периметр поперечного сечения паза ротора;
- средняя эквивалентная проводимость пазовой изоляции (по
рис.6-62 [1] для );
- средняя эквивалентная теплопроводность пазовой изоляции (для
класса нагревостойкости F );
Перепад температур по толщине изоляции лобовых частей по (6-319)
[1]
где - электрические потери в лобовых частях; - периметр условной поверхности
охлаждения лобовой части одной катушки, принимаем ; по (6-334) [1]
односторонняя толщина изоляции лобовой части катушки , так как изоляция в лобовой части
отсутствует;
Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над
температурой воздуха внутри машины по (6-320) [1]
Среднее превышение температуры наружной поверхности обмотки
статора над температурой воздуха внутри машины по (6-321) [1]
Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой
окружающей среды по (6-322) [1]
где - сумма потерь отводимых в воздух внутри
двигателя; - эквивалентная поверхность охлаждения; - коэффициент подогрева воздуха (по
рис.6-59, в [1] ); по (6-326) [1]
где - условный периметр поперечного сечения
ребер станины (по рис. 6-63 [1] );
Среднее повышение температуры обмотки статора над температурой
окружающей среды по (6-328) [1]
где - коэффициент, учитывающий изменение
условий охлаждения по длине поверхности корпуса, обдуваемого наружным
вентилятора;
Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором по (6-342)
[1]
Расчетный расход воздуха должен быть больше требуемого для охлаждения ( ), что выполняется.
На этом расчет асинхронной машины закончен.
1. Проектирование
электрических машин: Учеб. пособие для вузов/И.П. Копылов, Ф.А. Горяинов, Б.К.
Клоков и др.; Под ред. И.П. Копылова. - М.: Энергия, 1980. - 496 с., ил.
2. Фаттахов
К.М. Курсовое проектирование асинхронных машин серии 4А: методическое
руководство. - Уфа: 1985.
. Пиотровский
Л.М. Электрические машины - Л.: Энергия, 1974.
Плотность
тока в обмотке статора (предварительно) по (6-25) [1] Курсовая работа (т). Физика.
Реферат: Заболевания и повреждения опорно-двигательного аппарата. Повреждения менисков
Сочинение: Симеон Полоцкий и его культурно-просветительская деятельность
Курсовая работа: Прибыль. Скачать бесплатно и без регистрации
Дипломная работа по теме Развитие виноградарства и виноделия в России и за рубежом
Курсовая работа по теме Административно-правовая характеристика режима чрезвычайного положения
Реферат: Baileys Irish Cream Case Study Essay Research
Реферат: The Woods Essay Research Paper The WoodsAbout
Реферат: Определение контрабанды и ответственность за неё в новых законодательных документах
Курсовая работа по теме Оценка процесса формирования портфеля финансовых инвестиций
Реферат: Воспитание, школа и педагогическая мысль в дофеодальный период и в период феодализма
Курсовая работа по теме Правовое регулирование морской перевозки грузов
Реферат: Observer Review Up The Down Escalator By
Устав Муниципального Образования Реферат
Доклад На Тему Эссе
Доклад по теме Ангола после независимости
Выбор Который Меняет Человека Сочинение На Примере
Дипломная Работа На Тему Бухгалтерский Учет И Аудит Расходов На Оплату Труда В Торговой Организации
Первая Контрольная Работа В Автошколе
Практическое Управление Издержками Предприятия Реферат
Курсовая работа: Финансовая система Республики Казахстан 3
Похожие работы на - Анализ лекарственных растений, внесенных в Красную книгу Российской Федерации
Отчет по практике: Перевозки грузов автомобильным транспортом
Контрольная работа: Потребительские свойства пылесосов, черепицы, трикотажных изделий и шапок