Помощь студентам дистанционного обучения: тесты, экзамены, сессия
Помощь с обучением
Оставляй заявку - сессия под ключ, тесты, практика, ВКР
Заявка на расчет

Расчет обмоток асинхронного двигателя

Автор статьи
Валерия
Валерия
Наши авторы
Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
Задания для курсового проекта…………………………………………….……….3 Введение……………………………………………………………………………..4 1. Выбор двигателя по номинальной мощности…………………………………..5 2. Расчет асинхронного двигателя……………………………………………………5 3. Расчет обмоточных данных и построение развернутой схемы обмотки статора………………………………………………………………………..……..19 4. Определение эффективных значений фазной и линейной ЭДС первой, третьей и седьмой гармоник…………………………………………………….…20 Заключение………………………………………………………….………………23 Список использованных источников…………………………………..………….24

Задания для курсового проекта

1. Выбрать двигатель для кратковременного режима работы S2 при подъеме груза. Условия подъема и характеристики груза приведены в табл.1. 2. Рассчитать параметры и начертить развернутую схему трехфазной двухслойной обмотки статора по данным, приведенным в табл. 1. Выбрать укорочение шага обмотки, чтобы уничтожалась ν-я высшая гармоника в кривой индуцированной ЭДС обмотки. Соединение катушечных групп последовательное, фазы обмотки соединить звездой, катушки одновитковые. 3. Используя данные и результаты расчета п.1 и п.2, определить эффективные значения фазной и линейной ЭДС первой, третьей, пятой и седьмой гармоник, приняв частоту тока 50 Гц. Рассчитать значения этих ЭДС, если бы шаг обмотки был полным. Таблица 1
Величины Варианты
Подвариант 9
Масса груза, кг·103 А 11
Скорость подъема, м/с А 0,1
Высота подъема h, м А 2
Коэффициент, учитывающий противовес, k А 0,5
КПД подъемника, η А   0,8
Коэффициент увеличения мощности, KP А   1,5
Число пазов Z1 А   36
Число полюсов 2р А   6
Гармоника ν А   7

Введение

В настоящее время асинхронные машины используются в основном в режиме двигателя. Машины мощностью больше 0.5 кВт обычно выполняются трёхфазными, а при меньшей мощности – однофазными. Впервые конструкция трёхфазного асинхронного двигателя была разработана, создана и опробована нашим русским инженером М. О. Доливо-Добровольским в 1889-91 годах. Демонстрация первых двигателей состоялась на Международной электротехнической выставке во Франкфурте на Майне в сентябре 1891 года. На выставке было представлено три трёхфазных двигателя разной мощности. Самый мощный из них имел мощность 1,5 кВт и использовался для приведения во вращение генератора постоянного тока. Конструкция асинхронного двигателя, предложенная Доливо-Добровольским, оказалась очень удачной и является основным видом конструкции этих двигателей до настоящего времени. За прошедшие годы асинхронные двигатели нашли очень широкое применение в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Их используют в электроприводе металлорежущих станков, подъёмно-транспортных машин, транспортёров, насосов, вентиляторов. Маломощные двигатели используются в устройствах автоматики. Широкое применение асинхронных двигателей объясняется их достоинствами по сравнению с другими двигателями: высокая надёжность, возможность работы непосредственно от сети переменного тока, простота обслуживания.

1. Выбор двигателя по номинальной мощности

Мощность двигателя: P=kmgv/(K_p η)⋅〖10〗^(-3)=(0,5⋅11000⋅9,8⋅0,1)/(1,5⋅0,8)⋅〖10〗^(-3)=4,5 (кВт); (1.1) где k- коэффициент, учитывающий действие противовеса; v- скорость подъема груза (м/с); m- масса груза (кг); g- ускорение свободного падения (м/с2); η- КПД подъемника. Полученное значение мощности увеличиваем до ближайшего каталожного значения. Ближайший по мощности двигатель АИРМ112М4: Р=5,5 кВт; n=1430 об/мин. Определяем его номинальный момент: М_н=9550•Р_н/n=9550•5,5/1430 =36,73 (Н•м). (1.2) Максимальный момент: М_м=2,2∙М_н=2,2•36,73=80,8(Н•м).

2. Расчет асинхронного двигателя

Выбор главных размеров: -высота оси вращения принимаем (предварительно) h=63 мм. -выберем h=100 мм; D_a=0,149 м. Внутренний диаметр статора (K_D=0,68 [1]): D=K_D∙D_a=0,68∙0,149=0,1013 (м); (2.1) Полюсное деление: τ=(π⋅D)/2p=(3,14⋅0,102)/6=0,053 (м). (2.2) Расчетная мощность: P^1=P_2⋅K_E/(η⋅cosφ)=5500⋅0,963/(0,88⋅0,83)=7251,5(ВА); (2.3) где k_E=0,963; cosφ= 0,88; η=0,83 [1]. Принимаем электромагнитные нагрузки (предварительно): A=23000 А/м;B_δ=0,85 Тл. Принимаем обмоточный коэффициент для однослойной обмотки (предварительно): k_об1=0,95 ,т.к.h ≤ 160 мм. Расчетная длина воздушного зазора: l_δ=P^1/(D^2⋅Ω⋅K_B⋅K_об⋅A⋅B_δ )=7251,5/(〖0,102〗^2⋅314⋅1,11⋅0,85⋅23000⋅0,75)=0,12(м); (2.4) где Ω=(2⋅π⋅n_1)/60=(2⋅3,14⋅1430)/60=146,5 (рад/с). Отношение: λ=l_δ/τ=0,12/0,08=1,5. Полученное значение находится в пределах допустимых значений. Определение Z1,w1 и сечение провода обмотки статора. Предельные значения t_1min=9 мм; t_1max=12мм. Число пазов статора: Z_1min=(π⋅D)/t_1max (3,14⋅0,102)/0,012=27; Z_1max=(π⋅D)/t_1min =(3,14⋅0,102)/0,009=36. (2.5) Число пазов статора Z1 выбираем, так чтобы q было целым: Принимаем Z1= 36, тогда: q=Z_1/(2⋅p⋅m)=36/(6⋅3)=2. (2.6) Зубцовое деление статора (окончательно): t_1=(π⋅D)/(2⋅p⋅m⋅q)=(3,14⋅0,102)/(6⋅3⋅2)=0,008896 (м). (2.7) Число эффективных проводников в пазу (предварительно, при условии а=1) U_n^’=(π⋅D⋅A)/(I_1н⋅Z_1 )=(3,14⋅0,102⋅23000)/(6,23⋅36)=32,8; (2.8) где I_1н=P_2/(m⋅U_н⋅η⋅cos⁡φ )=5500/(3⋅220⋅0,88⋅0,83)=6,223 (А). Принимаем а=1, тогда U_n=a⋅U_n^1=1⋅32≈32 проводников. Окончательные значения: W_1=(U_п⋅Z_1)/(2⋅a⋅m)=(32⋅36)/(2⋅1⋅3)=192. (2.9) A=(2⋅I_1н⋅W_1⋅m)/(π⋅D)=(2⋅6,23⋅192⋅3)/(3,14⋅0,102)=22400 (A/м); (2.10) Ф=(K_E⋅U_1н)/(4⋅K_B⋅f_1⋅W_1⋅K_об1 )=(0,963⋅220)/(4⋅1,11⋅192⋅50⋅0,958)=5,1⋅〖10〗^(-3) (Bб). (2.11) Для однослойной обмотки k_об1=k_p=0,95 [1]: В_δ=(p⋅Ф)/(D⋅l_δ )=(2⋅5,1⋅〖10〗^(-3))/(0,102⋅0,12)=0,83 (Тл). (2.12) Полученные значения находятся в допустимых пределах. Плотность тока в обмотке статора (предварительно) J_1=((A⋅J_i))/A=(145⋅〖10〗^9)/22400=6,4⋅〖10〗^6 (A/м^2 ). (2.13) где (AJ_1 )=180∙〖10〗^9 (А^2/м^3 ) [1]. Принимаем сечение эффективного проводника (предварительно): q_эф=I_1ном/(a⋅J_1 )=6,22/(1⋅6,4⋅〖10〗^6 )=0,97 (〖мм〗^2). (2.14) Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Паз статора определяем с соотношением размеров, обеспечивающим параллельность боковых граней зубцов. Принимаем предварительно Bz1=1,9 Тл; Ba=1,6 Тл, тогда: b_z1=(B_δ⋅t_1⋅l_δ)/(B_z1⋅l_ст1⋅K_c )=(0,834⋅8,9⋅0,12)/(1,9⋅0,12⋅0,97)=4 (мм); (2.15) где k_c=0,97 [1]. h_a=Ф/(2⋅B_a⋅l_СТ1⋅К_с )=0,0051/(2⋅1,6⋅0,12⋅0,97)=0,013 (м). (2.16) Размеры паза в штампе принимаем равными bш=1,6 мм, hш=0,5 мм [1], тогда: h_п=(D_a-D)/2-h_a=(0,149-0,102)/2-0,013=9,8(мм); (2.17) b_1=(π⋅(D+2h_ш1-b_ш1)-Z_1⋅b_z1)/(Z_1-π)=(3,14⋅(102+2⋅0,5-3,3⋅)-36⋅4)/(36-3,14)=5,14 (мм); (2.18) b_2=(π⋅(D+2h_n))/Z_1 -b_z1=(3,14⋅(102+2⋅9,8))/36-4=6,6 (мм); (2.19) h_(п.к.)=h_п-(h_ш+(b_2-b_ш)/2)=9,8-(0,5+(5,14-3,3)/2)=8,38 (мм). (2.20) Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку: b_1^’=b_1-Δb_n=5,1-0,1=5 (мм); (2.21) b_2^’=b_2-Δb_n=6,6-0,1=6,5 (мм); (2.22) h_1^’=h_(п.к.)-Δh_n=8,4-0,1=8,3 (мм). (2.23) Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников обмотки: S_n^’=(b_1^’+b_2^’)/2⋅h_1^’-S_из-S_пр=(5+6,5)/2⋅8,3-7,8-0=40 (мм2). (2.24) Площадь поперечного сечения прокладок S_пр=0. Площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу: S_из=b_из⋅(2⋅h_n+b_1+b_2 )=0,25⋅(2⋅9,8+5,1+6,6)=7,8 (мм2); (2.25) где b_из=0,2 мм [1]. Коэффициент заполнения паза: К_з=(d_из^2⋅U_n⋅n_эл1)/(S_n^’ )=(〖1,2〗_ ^2⋅32⋅1)/40=0,96. (2.26) Коэффициент заполнения равен рекомендованному значению для ручной укладки обмоток. Расчет ротора. Воздушный зазор δ=0,2мм, число пазов ротора Z2= 26 [1]. Внешний диаметр ротора: D_2=D-2δ=0,102-2⋅0,2=0,1016 (м). (2.27) Длина ротора: l2=l1=0,12 (м) [1]. Зубцовое деление: t_2=(π⋅D_2)/Z_2 =(3,14⋅»0,1016″ )/26=12,2 (мм). (2.28) Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник непосредственно насажен на вал: Dj=DB=kB•Da=0,23•0,149=34,27 (мм); (2.29) где kB= 0,23 [1]. Ток в обмотке ротора: I_2=I_кл=K_i⋅I_1⋅ν_i=0,904⋅6,23⋅42,45=239,1 (А); (2.30) где K_i=0,2+0,8•cosφ=0,2+0,8•0,88=0,904. ν_i=(2m_1⋅W_1⋅K_об1)/Z_2 =(2⋅3⋅192⋅0,958)/26=42,45. (2.31) Принимаем площадь поперечного сечения стержня (предварительно): q_c=I_c/J_c =231,1/(2,5⋅〖10〗^6 )=92,44 (мм2); (2.32) где J_c=2,5⋅〖10〗^6 (А/м2) [1]. Паз ротора: b_ш2=1,5 (мм), h_ш2=0,7 (мм), h^’ _ш2=0 [1]. Допустимая ширина паза: b_z2=(B_δ⋅t_2⋅l_δ)/(B_z2⋅l_ст2⋅K_c )=(0,834⋅12,2⋅0,05)/(1,8⋅0,05⋅0,97)=5,8 (мм). (2.33) Принимаем B_z2=1,7 (Тл) [1]. Размеры паза: b_1=(π⋅(D_2-2h_ш)-Z_2 b_z2)/(π+Z_2 )=(3,14⋅(101,6-2⋅0,7)-26⋅5,8)/(3,14+26)=»5,62 » (мм); (2.34) b_2=√((b_1^2⋅(Z_2/π+π/2)-q_c⋅4)/(Z_2/π-π/2))=√((〖5,62〗^2⋅(26/3,14+3,14/2)-4⋅92,44)/(26/3,14-3,14/2))=3 (мм); (2.35) h_1=(b_1-b_2)⋅Z_2/2π=(5,62-2,96)⋅26/(2⋅3,14)=11,01 (мм). (2.36) Уточняем ширину зубцов ротора: b_z2^’=π⋅(D_2-2(h_ш+h_ш^|)⋅b_1)/Z_2 -b_1=3,14⋅(101,6-2⋅(0,7+0)⋅5,62)/26-5,62=6 (мм); (2.37) b_Z2^’=b_Z2^»≈6,5 (мм). Полная высота паза: h_n2=h_ш^’+h_ш+b_1/2+h_1+b_2/2=0+0,7+5,62/2+2,96/2+11=15,93 (мм). (2.38) Площадь поперечного сечение стержня (уточненная): q_c=π/8 (b_1^2+b_2^2 )+1/2 (b_1+b_2 ) h_1=3.14/8 (〖5,62〗^2+〖2,96〗^2 )+1/2 (5,62+2,96)⋅11=88. (2.39) Плотность тока в стержне: J_2=I_2/q_c =231,1/(88⋅〖10〗^(-6) )=2,63⋅〖10〗^6 (А/м2). (2.40) Короткозамыкающие кольца. Площадь поперечного сечения кольца: q_кл=I_кл/J_кл =483,47/2,21=219 (мм2); (2.41) I_кл=I_2/Δ=231,1/0,478=483,47 (А). (2.42) где ∆=2sin 2π/Z_2 =2sin 2π/14=0,478; J_кл=0,85⋅2,6=2,21 (А/м2). Размеры замыкающих колец: b_кл=1,25⋅h_п2=1,25⋅15,93=19,91 (мм); (2.43) a_кл=q_кл/b_кл =219/19,91=10,99 (мм); (2.44) q_кл=a_кл⋅b_кл=19,99⋅10,99=219 (мм2); (2.45) D_(к.ср)=D_2-b_кл=101,6-19,99=81,6 (мм). (2.46) Расчет магнитной цепи. Значения индукций: B_z1=(B_δ⋅t_1⋅l_δ)/(b_z2⋅l_ст1⋅K_c )=(0,834⋅8,9)/(4⋅0,97)=1,91 (Тл); (2.47) B_z2=(B_δ⋅t_2⋅l_δ)/(b_z2⋅l_ст2⋅K_c )=(0,834⋅12,2⋅〖10〗^(-3))/(6,5⋅〖10〗^(-3)⋅0,97)=1,61 (Тл); (2.48) B_a=Ф/(2h_a⋅l_ст1⋅K_c )=(5,1⋅〖10〗^(-3))/(2⋅13,7⋅〖10〗^(-3)⋅0,12⋅0,97)=1,6 (Тл); (2.49) B_j=Ф/(2h_j⋅l_ст2⋅K_c )=(5,1⋅〖10〗^(-3))/(2⋅21,75⋅〖10〗^(-3)⋅0,12⋅0,97)=1 (Тл). (2.50) Расчетная высота ярма ротора: h_j=(2+p)/3,2p (D_2/2-h_n2 )-2/3 d_k2 m_k2=(2+1)/(3.2⋅2) (0,102/2-0,03427)-2/3⋅0⋅0=17,7 (мм). (2.51) Магнитное напряжение воздушного зазора: F_δ=1,59⋅〖10〗^6 B_δ k_δ δ=1,59⋅〖10〗^6⋅0,834⋅1,33⋅0,5⋅〖10〗^(-3)=881,8 (А); (2.52) γ=(b_ш1⁄δ)^2/(5+b_ш1⁄δ)=(3,7⁄0,5)^2/(5+3,7⁄0,5)=4,42. (2.53) где k_δ=t_1/(t_1-γ_δ )=8,9/(8,9-4,42⋅0,5)=1,33. Магнитные напряжения зубцовых зон. Статора: F_z1=2h_z1 H_z1=2⋅1,2⋅〖10〗^(-3)⋅2070=87,8 (А). (2.54) Ротора: F_z2=2h_z2 H_z2=2⋅0,0157⋅1570=49,3 (А); (2.55) где Hz1=1570; Hz2=1570 [1]; h_z1=h_n1=32 (мм); h_z2=h_n2-0,1b_2=15,93-0,1⋅22,02=13,93 (мм). (2.56) Коэффициент насыщения зубцовой зоны: K_z=1+(F_z1+F_z2)/F_δ =1+(87,8+49,3)/881,8=1,55. (2.57) Магнитные напряжения ярма статора: F_a=L_a•H_a=0,106⋅750=79,5 (А); (2.58) F_j=L_j H_j=13⋅〖10〗^(-3)⋅185=2,4 (А); (2.59) где Ha=750 (A/м); Hj=185 (A/м) [1]; L_a=π(D_a-h_a )/2p=(3.14(0,149-0,0137))/4=0,106 (м); (2.60) L_j=π(D_b-〖h’〗_j )/2p=(3,14(34,27-17,7)⋅〖10〗^(-3))/4=13⋅〖10〗^(-3) (м); (2.61) 〖h’〗_j=(D_2-D_j)/2-h_n2=(0,1016-0,03427)/2-15,93⋅〖10〗^(-3)=17,7⋅〖10〗^(-3) (м). (2.62) Магнитное напряжение на пару полюсов: F_ц=F_δ+F_z1+F_z2+F_a+F_j=881,8+87,8+49,3+79,5+2,4=1100,8 (А). 2.63) Коэффициент насыщения магнитной цепи: K_μ=F_ц/F_δ =1100,8/881,8=1,25. (2.64) Намагничивающий ток: I_μ=(pF_ц)/(0,9mw_1 k_об1 )=(3⋅1100,8)/(0,9⋅3⋅192⋅0,958)=6,65 (А). (2.65) Относительное значение: I_μ ^*=I_μ/I_1н =6,65/6,223=1,05. (2.66) Параметры рабочего режима. Активное сопротивление фазы: r_1=k_R p115 L_1/(q_эф а)=(〖10〗^(-6)⋅97,54)/(41⋅0,97⋅〖10〗^(-6)⋅1)=2,45 (Ом); (2.67) (для класса нагревостойкости изоляции F; ϑ_расч=〖115〗^0 C; для меди p115=〖10〗^(-6)/41 (Ом∙м)) Длина проводников фазы обмотки: L_1=l_ср1 w_1=0,508⋅192=97,54 (м); (2.68) l_ср1=2(l_n1+l_л1)=2(0,12+0,134)=0,508 (м); (2.69) l_n1=l_1=0,12 (м), l_л1=K_л⋅b_км+2B=1,3⋅0,0878+2⋅0.01=0,134 (м); (2.70) где Кл=1,3; В=0,01 [1]. b_км=(π(D+h_n1))/2p β_1=(3,14(0,102+0,0098))/4⋅1=0,0878 (м). (2.71) Длина вылета лобовой части катушки: l_выл=K_выл⋅b_км+B=0,4⋅0,0878+0,01=0,045 (м); (2.72) где Квыл=0,26 [1]. Относительное значение: r_1^*=r_1 I_1н/U_1н =2,45⋅6,223/220=0,069. (2.73) Активное сопротивление фазы алюминиевой обмотки ротора: r_2^( )=r_с+(2r_кл)/Δ^2 =63,22⋅〖10〗^(-6)+(2⋅〖10〗^(-6))/〖0,478〗^2 =72⋅〖10〗^(-6) (Ом); (2.74) r_с=p115 l_2/q_с =(〖10〗^(-6)⋅0,12)/(20,5⋅92,44⋅〖10〗^(-6) )=63,22⋅〖10〗^(-6) (Ом); (2.75) r_кл=p115 (πD_(кл.ср))/(Z_2 q_кл )=(〖10〗^(-6)⋅3,14⋅0,0816)/(20,5⋅26⋅219⋅〖10〗^(-6) )=〖10〗^(-6) (Ом); (2.76) где для литой алюминиевой обмотки ротора: p115=〖10〗^(-6)/20,5 (Ом∙м) [1]. Приводим〖 r〗_2 к числу витков обмотки статора: r_2^’=r_2 (4m_1 〖(w_1 k_об1)〗^2)/(Z_2 k_ск^2 )=72⋅〖10〗^(-6)⋅(4⋅3〖(192⋅0,958)〗^2)/26=1,124 (Ом). (2.77) Относительное значение: r_(2*)^’=r_2^’ I_1н/U_1н =1,124⋅6,223/220=0,0318. (2.78) Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора: X_1=15.8 f_1/100 (w_1/100)^2 (l_δ^ )/pq (λ_n1+λ_л1+λ_∂1 )15,8⋅50/100⋅(192/100)^2⋅0,12/(2⋅3) (0,969+0,704+5,38)=4,112(Ом); (2.79) λ_n1=h_2/(3b_1 ) K_B+(h_1/b_1 +(3h_k)/(b_1+2b_ш )+h_ш/b_ш ) k_β^’=9,825/(3⋅4,64)⋅1+(0/5,14+(3⋅0,72)/(5,14+2⋅3,7)+1/3,7)⋅1=0,969; (2.80) h_2=h_nk-2b_uз=8,38-2⋅0,25=7,88 (мм); (2.81) где b1=5,14; h_к=0,5(b_1-b_ш)=0,5(5,14-3,7)=0,72 (мм); (2.82) где h1=0 т.к. проводники закреплены пазовой крышкой: К_β=1; К_β^’=1; l_δ^’=l_δ=0,12 (м); λ_л1=0,34 q/(l_δ^’ ) (l_л1-0,64βτ)=0,34⋅3/0,12 (0,134-0,64⋅1⋅0,08)=0,7038; (2.83) λ_д1=t_z1/(12δk_δ ) ξ=8,9/(12⋅0,12⋅1,33)⋅4,824=5,38; (2.84) ξ=2k_ск^’ k_β-k_об1^2 (t_z2/t_z1 )^2 (1+β_ск^2 )=2⋅1,4-〖0,958〗^2 〖(1,37)〗^2⋅(1+0^2 )=4,824; (2.85) где для β_ck=0 и t_z2/t_z1 =12,2/8,9=1,37 [1]; k_ck^’=1,4. Относительное значение: x_(1*)^ =x_1^ I_1н/U_1н =4,112⋅6,223/220=0,116. (2.86) Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора: X_2=7,9f_1 l_δ^’ (λ_n2+λ_л2+λ_∂2+λ_ск)=7,9⋅50⋅0,12(1,556+0,233+1,547)=158⋅〖10〗^(-6) (Ом); (2.87) λ_n2=[h_0/(3b_1 ) (1-(πb_1^2)/(8q_c ))+0.66-b_ш/(2b_1 )] k_д+h_ш/b_ш +1,12 (h_ш^’⋅〖10〗^(-6))/I_2 =[12,2/(3⋅5,62) (1-(3.14⋅〖5,62〗^2)/(8⋅92,44))+0.66-1,3/(2⋅5,62)]⋅1+0,5/1,3=1,556(Ом); 2.88) h_0=h_1+0,4b_2=11+0,4⋅3=12,2 (мм); (2.89) λ_л2=(2,3⋅D_(k.ср))/(Z_2⋅l_δ^/ Δ^2 ) l_g (4.7⋅D_(k.ср))/(a_кл+2b_кл )=(2,3⋅0,082)/(26⋅0,12⋅0,228)⋅l_g (4,7⋅0,082)/(0,011+2⋅0,02)=0,233; (2.90) λ_д2=t_z2/(12δk_δ ) ξ=12,2/(12⋅0,5⋅1,33)⋅1,01=1,547; (2.91) ξ=1+1/5 (πp/Z_2 )^2-Δ_z/(1-(p/Z_2 )^2 )=1+1/5 ((3.14⋅2)/26)^2=1,01; (2.92) так как при закрытых пазах ∆_Z≈0. Приводим х2 к числу витков статора: x_2^’=x_2 (4m_ 〖(w_1 k_об1)〗^2)/(Z_2 k_ск^2 )=158⋅〖10〗^(-6)⋅(4⋅3〖(192⋅0,958)〗^2)/26=2,45 (Ом). (2.93) Относительное значение: x_(2*)^’=x_2^’ I_1н/U_1н =2,45⋅6,223/220=0,07. (2.94) Расчет потерь. Основные потери в стали: Р_(ст.осн)=P_(1,0⁄50) (f/50)^β (K_да⋅В_а^2⋅m_a+K_дz⋅B_zcp^2⋅m_z1)=2,5⋅(^(50/50)⋅(1,6⋅»1″ 〖»,6″ 〗^2⋅»5,28″ +1,8⋅〖1,91〗^2⋅1,79)=83,45″ (Вт»); (2.95) где Р_(1,0⁄50)=2,5″ Вт/кг » [1]. m_a=π⋅(D_a-h_a)⋅h_a⋅l_ст1⋅K_c⋅γ_c=3,14(«0,149-0,0137″)⋅»0,0137″⋅»0,12″⋅»0.97″⋅»7,8″⋅〖»10″ 〗^»3″ =5,28(кг); (2.96) m_z1=h_z1⋅b_z1cp⋅Z_1⋅l_ст1⋅К_с⋅γ_с=»0,0137″⋅4⋅〖10〗^(-3)⋅36⋅»0,12″⋅»0,97″⋅»7,8″⋅〖10〗^3=1,79 (кг); (2.97) где γ_c=7,8⋅〖10〗^3 [1]; █(К_да=1,6″; » @К_дz=1,8″ при » Р_н<250″ кВт.» ) Поверхностные потери в роторе: Р_(пов.2)=p_(пов.2) (t_Z2-b_Ш2)⋅Z_2⋅l_ст2=2,467⋅»(10,78″-«1,6)»⋅14⋅»0,05″⋅〖»10″ 〗^»-3″ =15,853 (Вт); (2.98) p_(пов.2)=125,33 (Вт/ м2). (2.99) где k_0,2=1,5 [1]. В_02=β_02⋅К_δ⋅В_δ=0,37⋅»1,33″⋅»0,834″=»0,41″ (Тл); (2.100) где β_02=0,37. Пульсационные потери в зубцах ротора: Р_(пул.2)≈0,11⋅((Z_1⋅n)/1000⋅B_(пул.2) )^2⋅m_z2≈»0,11″⋅〖»(» («36″ ⋅1430)/»1000″ ⋅»0,164)» 〗^»2″ ⋅2,45=11,03 (Вт); (2.101) B_(пул.2)≈(γ_1⋅δ)/(2t_2 )⋅B_z2cp≈(«4,42″ ⋅»0,5» )/(«2″ ⋅»12,2″ ⋅〖»10″ 〗^»-3″ )⋅»1,81″⋅〖»10″ 〗^»-3″ =»0,164″ (Тл); (2.102) где B_z2cp=1,81 (Тл); γ_1=; m_z2=h_z2⋅b_z2cp⋅Z_2⋅l_ст2⋅К_с⋅γ_с=26⋅16⋅〖»10″ 〗^»-3″ ⋅6,5⋅〖»10″ 〗^»-3″ ⋅»0,12″⋅»0,97″⋅7800=2,45 (кг); (2.103) h_z2=13,93 (мм); b_z2=»22,02″ (мм). Сумма добавочных потерь в стали: Р_(ст.доб)=Р_(пов.1)+Р_(пов.2)+Р_(пул.1)+Р_(пул.2)=125,33+11,03=136,36 (Вт); (2.104) где (Р_(пов.1)и Р_(пул.1)≈0). Полные потери в стали: Р_ст=Р_(cт.осн)+Р_(ст.доб)=83,45+136,36=219,81 (Вт). (2.105) Механические потери: Р_мех=К_Т⋅(n/10)^2⋅D_a ^4=»1″⋅(1430/10)^2⋅»0″ 〖»,149″ 〗^4=11,09 (Вт). (2.106) (для двигателей с 2p=2 коэффициент К_Т=1). Холостой ход двигателя: I_0=I_xx=√(I_xxa^2+I_μ^2 )=√(〖0.84〗^2+〖6,65〗^2 )=6,7; (А); (2.107) I_xxa=(P_ст+Р_мех+Р_э1хх)/(m⋅U_1н )=(219,81+11,09+325)/(3⋅220)=0,84 (А); (2.108) Р_э1хх≈m_1⋅I_μ^2⋅r_1≈3⋅〖6,65〗^2⋅2,45=325 (Вт); (2.109) cosφ_xx=I_xxa/I_xx =0,84/6,7=0,13. (2.110) Расчет рабочих характеристик. Параметры r_12=Р_(ст.осн)/(mI_μ^2 )=»83,45″ /(«3″ ⋅〖6,65〗^»2″ )=0,63 (Ом); (2.111) x_12=U_ном/I_μ -x_1=»220″ /»6,65″ -4,112=28,97 (Ом); (2.112) c_1=1+x_1/x_12 =1+»4,112″ /»28,97″ =»1,14″ . (2.113) Используем приближенную формулу, так как |y|<1^0: y=arctg (r_1 x_12-r_12 x_1)/(r_12 (r_1+r_12)+x_12 (x_1+x_12))=arctg (2,45⋅28,97″-0,63» ⋅4,112)/(«0,63(2,45″ +0,63″)» +28,97″(4,112″ +28,97″)» )=arctg»0,07 рад»=|〖34〗^’ |<1^0. (2.114) Активная составляющая тока синхронного холостого хода: I_0а=(Р_(ст.осн)+3I_μ^2)/〖3U〗_1 =(83,45+3⋅〖6,65〗^2)/(«3″ ⋅220)=»0,327″ (А); (2.115) a^’=c_1^2=»1″ 〖»,14″ 〗^»2″ =»1″ 〖»,3; b» 〗^»‘» =»0; » a=c_1•r_1 a=1,14⋅2,45=2,793 (Ом); (2.116) b=c_1 〖(x〗_1+c_1 x_2^’)=1,14⋅(4,112+1,14⋅2,45)=7,87 (Ом). (2.117) Потери, не изменяющиеся при изменении скольжения: «P» _»ст» +Р_мех=219,81+11,09=»230,9 » (Вт). Рабочие характеристики асинхронного двигателя. Рассмотрим рабочие характеристики для скольжений S=0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,025 0,03; принимая предварительно, что S_ном≈r_(2*)^’=0,024. Результаты расчетов представлены в таблице 1. Номинальные данные спроектированного двигателя: Р_2ном=3 кВт;U_1ном=220/380В; I_1ном=6,223А; 〖cosφ〗_ном=0,88;ŋ_ном=0,83. Таблица 1 Рабочие характеристики асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Расчет пусковых характеристик Расчет токов с учетом влияния изменения параметров под влиянием эффекта вытеснения тока (без учета влияния насыщения от полей рассеяния). Таблица 2 Пусковые характеристики с учетом эффекта вытеснения тока Расчет пусковых характеристик с учетом влияния эффекта вытеснения тока насыщения от полей рассеяния. Расчет проводим для точек характеристик, соответствующих s=1;0.8;0,5;0,2;0,1, при этом используем значения токов и сопротивлений для тех же скольжений с учетом влияния вытеснения тока (таблица 2). Таблица 3 Расчет пусковых характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния.

3. Расчет обмоточных данных и построение развернутой схемы обмотки статора

Расчет обмоточных данных состоит в определении основных данных: N – число катушечных групп; y – шаг обмотки; q – число пазов на полюс и фазу; α – число электрических градусов, приходящихся на один паз; а – число параллельных ветвей. Шаг обмотки Шаг обмотки (у1) – это расстояние выраженное в зубцах (или пазах), между активными сторонами одной и той же секции: (3.1) где y1 – расчетный шаг (равен полюсному делению, выраженному в зубцах); ξ– произвольное число меньше 1, доводящее расчётный шаг (y1) до целого числа. На практике принято шаг определять в пазах, поэтому при раскладке вторая сторона секции ложится в паз у+1: y_1=36/4=9. Для подавления пятой гармоники ЭДС катушки выбирают kу = 0,8: Принимаем y=7 пазов. Число пазов на полюс и фазу q=Z/(2⋅p⋅m)=36/(2⋅2⋅3)=3″ » (паза), (3.2) где m-число фаз. Число электрических градусов на один паз: α=(360⋅р)/Z=(360•2)/36=20. (3.3) Так какq>1, то обмотка называется рассредоточенной, при этом фазные катушки должны быть разделены на секции, число которых равно q.

4. Определение эффективных значений фазной и линейной ЭДС первой, третьей, пятой и седьмой гармоник

Для определения ЭДС обмотки статора необходимо ЭДС катушки умножить на число последовательно соединенных катушек в фазной обмотке статора. Так как число катушек в катyшечной группе равно q1, а число катушечных групп в фазной обмотке равно 2р, то фазная обмотка статора содержит 2pq, катушек. Имея в виду, что число последовательно соединенных витков в фазной обмотке w1=2pq1wK (К=1), получим ЭДС фазной обмотки статора (В) ν-й гармоники: E_1ν=k_ф Е_ср=4,44⋅»Ф» _ν⋅f_1ν⋅w_1⋅k_(«об.» ν) k_сν; (4.1) где f_1ν=f_1⋅ν — частота высшей гармоники; Так как наша обмотка имеет диаметральный шаг, то есть шаг обмотки у равен полюсному делению τ, и нет скоса пазов ни на роторе, ни на статоре, то формулу (4.1) можно переписать в следующем виде: E_1ν=k_ф Е_ср=4,44⋅»Ф» _ν⋅f_1ν⋅w_1⋅k_(«р» ν). Рассчитаем величину основного магнитного потока: Ф=3/Z=3/36=0,084 (Вб). Частоту высших гармоник найдем по формуле: f_ν=f_1⋅ν; (4.3) где f1 – частота тока. — первая гармоника: f_1=50⋅1=50 (Гц); — третья гармоника: f_3=50⋅3=150 (Гц); — пятая гармоника: f_5=50⋅5=250 (Гц); — седьмая гармоника: f_7=50⋅7=350 (Гц). По формуле вычислим число последовательно соединенных витков в обмотке фазы: Подставим полученные данные и рассчитаем ЭДС фазной обмотки статора по формуле, принимая : — 1-я гармоника: Зная значение ЭДС 1-й гармоники, приступим к подсчету других ЭДС высших гармоник, учитывая обмоточный коэффициент. Произведение коэффициентов распределения, укорочения шага и скоса пазов называют обмоточным коэффициентом. Следовательно, обмоточный коэффициент для v-й гармоники: k_(об» » ν)=k_(p» » ν) k_(у» » ν) k_сν. (4.4) У рассматриваемой обмотки шаг диаметральный и нет скоса пазов, и в нашем случае формула (4.4) принимает следующий вид: k_(об» » ν)=k_(p» » ν). (4.5) Амплитудные значения высших гармоник ЭДС, которые малы по сравнению с первой, найдем по формуле: Е_ν⁄Е_1 =(1⁄ν) k_обν⁄k_об1 . (4.6) Из формулы выразим Е_ν: Е_ν=((1⁄ν) E_1 k_обν)⁄k_об1 . (4.7) Найдем ЭДС для третьей, пятой и седьмой гармоники при прямоугольной форме магнитного потока: Е_3=((1⁄3)⋅214,8⋅0,667)⁄(0,960≈49,24) (В); Е_5=((1⁄5)⋅214,8⋅0,217)⁄(0,960≈9,7) (В); Е_7=((1⁄7)⋅214,8⋅(-0,178))⁄(0,960≈-5,65) (В). Третья гармоническая ЭДС имеет наибольшее значение. Мы нашли фазное значение ЭДС, найдем их линейные значения, учитывая, что обмотки соединены звездой, при котором: Е_νл=√3 Е_νф. (4.8) По формуле (4.8): Е_1л=√3⋅214,8≈372(В); Е_3л=√3⋅49,24≈85,2(В); Е_5л=√3⋅9,7≈16,8(В); Е_7л=√3⋅(-5,65)≈-9,78(В).

Заключение

В ходе выполнения данного курсового проекта, была проанализирована справочная литература определяющая порядок и выбор главных требований к нашему электродвигателю. Были в ней расмотрены. Выбор двигателя по номинальной мощности. Расчет асинхронного двигателя с обмотками. Определение эффективных значений фазной и линейной ЭДС. И согласно нашим расчетам двигатель соответствует всем требованиям технического задания.

Список использованных источников

Электрические машины. Учебник для ВУЗов. Копылов И.П.. Высшая школа. 2006. 607 с Электрические машины. Машины переменного тока: Учебник для вузов. Вольдек А.И. Попов В.В. Питер, 2007 — 350 с. 3. Справочник по электрическим машинам: В 2т/ Под общ. ред. И. П. Копылова и Б. К.Клокова. Т.1 – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 456с.: ил.

или напишите нам прямо сейчас

Написать в WhatsApp Написать в Telegram

О сайте
Ссылка на первоисточник:
http://amti.ru/
Поделитесь в соцсетях:

Оставить комментарий

Inna Petrova 18 минут назад

Нужно пройти преддипломную практику у нескольких предметов написать введение и отчет по практике так де сдать 4 экзамена после практики

Иван, помощь с обучением 25 минут назад

Inna Petrova, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Коля 2 часа назад

Здравствуйте, сколько будет стоить данная работа и как заказать?

Иван, помощь с обучением 2 часа назад

Николай, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Инкогнито 5 часов назад

Сделать презентацию и защитную речь к дипломной работе по теме: Источники права социального обеспечения. Сам диплом готов, пришлю его Вам по запросу!

Иван, помощь с обучением 6 часов назад

Здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Василий 12 часов назад

Здравствуйте. ищу экзаменационные билеты с ответами для прохождения вступительного теста по теме Общая социальная психология на магистратуру в Московский институт психоанализа.

Иван, помощь с обучением 12 часов назад

Василий, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Анна Михайловна 1 день назад

Нужно закрыть предмет «Микроэкономика» за сколько времени и за какую цену сделаете?

Иван, помощь с обучением 1 день назад

Анна Михайловна, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Сергей 1 день назад

Здравствуйте. Нужен отчёт о прохождении практики, специальность Государственное и муниципальное управление. Планирую пройти практику в школе там, где работаю.

Иван, помощь с обучением 1 день назад

Сергей, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Инна 1 день назад

Добрый день! Учусь на 2 курсе по специальности земельно-имущественные отношения. Нужен отчет по учебной практике. Подскажите, пожалуйста, стоимость и сроки выполнения?

Иван, помощь с обучением 1 день назад

Инна, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Студент 2 дня назад

Здравствуйте, у меня сегодня начинается сессия, нужно будет ответить на вопросы по русскому и математике за определенное время онлайн. Сможете помочь? И сколько это будет стоить? Колледж КЭСИ, первый курс.

Иван, помощь с обучением 2 дня назад

Здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Ольга 2 дня назад

Требуется сделать практические задания по математике 40.02.01 Право и организация социального обеспечения семестр 2

Иван, помощь с обучением 2 дня назад

Ольга, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Вика 3 дня назад

сдача сессии по следующим предметам: Этика деловых отношений - Калашников В.Г. Управление соц. развитием организации- Пересада А. В. Документационное обеспечение управления - Рафикова В.М. Управление производительностью труда- Фаизова Э. Ф. Кадровый аудит- Рафикова В. М. Персональный брендинг - Фаизова Э. Ф. Эргономика труда- Калашников В. Г.

Иван, помощь с обучением 3 дня назад

Вика, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Игорь Валерьевич 3 дня назад

здравствуйте. помогите пройти итоговый тест по теме Обновление содержания образования: изменения организации и осуществления образовательной деятельности в соответствии с ФГОС НОО

Иван, помощь с обучением 3 дня назад

Игорь Валерьевич, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Вадим 4 дня назад

Пройти 7 тестов в личном кабинете. Сооружения и эксплуатация газонефтипровод и хранилищ

Иван, помощь с обучением 4 дня назад

Вадим, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Кирилл 4 дня назад

Здравствуйте! Нашел у вас на сайте задачу, какая мне необходима, можно узнать стоимость?

Иван, помощь с обучением 4 дня назад

Кирилл, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Oleg 4 дня назад

Требуется пройти задания первый семестр Специальность: 10.02.01 Организация и технология защиты информации. Химия сдана, история тоже. Сколько это будет стоить в комплексе и попредметно и сколько на это понадобится времени?

Иван, помощь с обучением 4 дня назад

Oleg, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Валерия 5 дней назад

ЗДРАВСТВУЙТЕ. СКАЖИТЕ МОЖЕТЕ ЛИ ВЫ ПОМОЧЬ С ВЫПОЛНЕНИЕМ практики и ВКР по банку ВТБ. ответьте пожалуйста если можно побыстрее , а то просто уже вся на нервяке из-за этой учебы. и сколько это будет стоить?

Иван, помощь с обучением 5 дней назад

Валерия, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Инкогнито 5 дней назад

Здравствуйте. Нужны ответы на вопросы для экзамена. Направление - Пожарная безопасность.

Иван, помощь с обучением 5 дней назад

Здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Иван неделю назад

Защита дипломной дистанционно, "Синергия", Направленность (профиль) Информационные системы и технологии, Бакалавр, тема: «Автоматизация приема и анализа заявок технической поддержки

Иван, помощь с обучением неделю назад

Иван, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Дарья неделю назад

Необходимо написать дипломную работу на тему: «Разработка проекта внедрения CRM-системы. + презентацию (слайды) для предзащиты ВКР. Презентация должна быть в формате PDF или формате файлов PowerPoint! Институт ТГУ Росдистант. Предыдущий исполнитель написал ВКР, но работа не прошла по антиплагиату. Предыдущий исполнитель пропал и не отвечает. Есть его работа, которую нужно исправить, либо переписать с нуля.

Иван, помощь с обучением неделю назад

Дарья, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru