Расчет асинхронного двигателя

Расчет асинхронного двигателя ...

Расчет асинхронного двигателя по заданным параметрам

1. Исходные данные

Техническое задание:
Рассчитать и спроектировать трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором на базе серии 4А;
Номинальная мощность P2 =18,5кВт;
Частота вращения n1 = 1500 об/мин;
Номинальное напряжения питания Uфном=220В ;
Конструктивное исполнение IM1001;
Исполнение по способу зашиты от воздействия окружающей среды IP44;
Категория климатического исполнения УЗ;
Частота питающая сети f=50Гц;

Рисунок 1 – Габаритные размеры асинхронных двигателей со степенью защиты IP 44.

9 Сечение эффективного проводника (предварительно), мм2 (23) Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист12Принимаем nэл=3, тогда мм2.Выбираем обмоточный провод ПЭТВ (по табл. П-1): dэл=1,32 мм; qэл= 1,368 мм2, qэф= 1,368 3=4.1 мм2, dиз= 1,405 мм.3.10 Плотность тока в обмотке статора (окончательно) , А/м2 (24) Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист13 Разраб. Провер. Реценз. Н. Контр. Утверд.Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазораЛит.Листов404. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора4.1 Принимаем трапециидальную форму паза статора с углом наклона граней клиновой части β=45°Рисунок 7 – Пазы статора трапециидальные полузакрытыеПринимаем предварительно: BZ1=1,8 Тл; Bа=1,5 Тл;Кс =0,97(для оксидированных листов стали)4.2 Ширина зуба статора (предварительно), мм (25)Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист14 4.3 Высота ярма статора, мм (26) 4.4 Размеры паза в штампе принимаем bш1=3,7 мм; hш1=1 мм. при большой мощности двигателя.4.4.1Высота паза, мм (27) 4.4.2 ширина паза, мм (28) 4.4.3 ширина шлица паза, мм (29) 4.4.4 высота шлица паза, мм (30) 4.5 Размеры паза в свету с учетом на шихтовку и сборку, припуск по ширине паза, мм Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист154.6 Площадь поперечного сечения паза, для размещения проводников, мм2 (31)где Sпр=0 -площадь поперечного сечения прокладок, мм2 ; Sиз - площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу, мм2; (32) мм односторонняя толщина изоляции в пазу 4.7 Коэффициент заполнения паза (33) 5. Расчет ротора5.1 Воздушный зазор, мм δ=0,65.2 Число пазов ротора Z2=385.3 Внешний диаметр, м D2=D—2δ(34) D2=0.206-20.610-3=0.20485.4 Длина ротора, м м.5.5 Зубцовое деление, мм (35) 5.6 Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник непосредственно насажен на вал, м (36)Где КВ=0,23 (по табл.) 5.7 Ток в стержне ротора, А (37)Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист16 Разраб. Провер. Реценз. Н. Контр. Утверд.Расчет ротораЛит.Листов40 где ki – коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания и сопротивления обмоток , ki=0,92; - коффициент приведенных токов, (38) Пазы выполняются без скоса Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист175.8 Площадь поперечного сечения стержня, мм2 (39) где - плотность тока в стержне литой клетки, принимаем А/м2 5.9 Выбираем полузакрытые пазы ротора Принимаем: bш2=1,5 мм; hш=0,7 мм; мм.5.10 Допустимая ширина зубца, мм (40)где Bz2=1,8 (по таблице) Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист185.11 определяем размеры паза, мм (41) (42) (43) Принимаем: b1=8.2 мм; b2 = 2.5 мм; h1 = 34.5 мм. 5.12 Полная высота паза, мм (44) 5.13 Сечение стержня, мм (45) Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист195.14 Плотность тока в стержне, А/м (46) 5.15 Короткозамыкающие кольца. 5.15.1 Площадь поперечного сечения, мм (47)где Iкл – токи в короткозамыкающем кольце, А; (48)где (49) (50) 5.15.2 Размеры замыкающих колец, мм: Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист20 6. Расчет магнитной цепи6.1 Значения индукций:6.1.1 Индукция в зубцах статора, Тл (51) 6.1.2 индукция в зубцах ротора, Тл (52) 6.1.3 индукция в ярме статора, Тл (54) 6.1.4 индукция в ярме ротора, Тл (55)где hj – расчетная высота ярма ротора, мм (56) Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист21 Разраб. Провер. Реценз. Н. Контр. Утверд.Расчет магнитной цепиЛит.Листов40 Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист226.2 Магнитное напряжение воздушного зазора, А (57)где 6.3 магнитные напряжения зубцовых зон, А: а) статора (60) б) ротора (61) где A/M при Тл ; мм Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист23 мм].по табл. П-2, для стали 20136.4 Коэффициент насыщения зубцовой зоны (62)6.5 Магнитные напряжения ярма статора (63)где Ha=520 А/м при Вa = 1.5 Тл(по табл. П-3) La – длина средней магнитной линии ярма статора,м (64) 6.6 магнитные напряжения ярма ротора, м (66)где - Hj =185 А/м при Bj = 1 Тл (по табл. П-3) Lj – длина средней магнитной линии ярма ротора, м (67) Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист246.7 Магнитное напряжение на пару полюсов, А (68)6.8 Коэффициент насыщения магнитной цепи (69)6.9 Намагничивающий ток, А (70)Относительное значение намагничивающего тока (71) 7. Расчет параметров рабочего режима7.1 Активное сопротивление фазы обмотки статора, Ом (72)Для класса нагревостойкости изоляции ϴрасч=115°С.Для меди ρ115 = 10-6/41 Ом∙ м.где L1 - длина проводников фазы обмотки (73) где (74) где В=0,01 м – длина прямолинейных участков лобовой части обмотки ;Kл = 1,3 (по табл.)м (75) Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист25 Разраб. Провер. Реценз. Н. Контр. Утверд.Расчет параметров рабочего режимаЛит.Листов40 (76)где β1 – относительное укорочение шага, β1=1 Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист267.2 Длина, вылета лобовой части катушки, м (77)где Kвыл=0.47.3 Относительное значение (78)7.4 Активнoе сопротивление фазы обмотки ротора, Ом (79)где ρ115=10-6/20,5 Ом∙м – удельное сопротивление для литого алюминия при ϴ=115°С (80)Сопротивление участка замыкающего кольца заключенного между двумя стержнями, Ом (81)Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист27 Приводим г2 к числу витков обмотки статора (83)Относительное значение (84)7.5 Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора, Ом (85)где λП - коэффициент магнитной проводимости пазового расстояния: (86)где мм, мм, , λЛ1 - коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния (87)Изм.Лист№ докум.