Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Содержание

1. Техническое задание 3
2. Определение основных геометрических размеров 4
3. Расчет обмотки, пазов и ярма статора 5
4. Расчет обмотки, пазов и ярма ротора 8
5. Расчет магнитной цепи 9
6. Расчет параметров асинхронной машины для номинального режима 11
7. Расчет потерь мощности 14
8. Расчет рабочих характеристик 15
9. Расчет пусковых характеристик 17
10. Тепловой расчет 21
11. Список использованной литературы 23

3. А.И. Вольдек “Электрические машины”
Л.: “Энергия” , 1978г.
...

Расчет обмотки, пазов и ярма статора
Определение Z1, 1 и сечения провода обмотки статора
1.Определяем предельные значения зубцового деления t1 по рис. 6-15:
t1max = 18 (мм) t1min = 13 (мм)
2.Предельные значения числа пазов статора определяем по следующим формулам:

(7)

(8)
Принимаем Z1 = 36, тогда q = Z1 / (2pm), где m - число фаз: (9)
q = 36 / (23) = 6
Обмотка однослойная.
3.Окончательно определяем зубцовое деление статора:
м = 1410-3 м (10)
4.Находим число эффективных проводников в пазу (предварительно, при условии, что параллельные ветви в обмотке отсутствуют (а=1)):
u = , где (11)
I1H - номинальный ток обмотки статора, A, и определяется по формуле:
I1H = P2 / (mU1Hcos) = 15103/ (32200,890,91) = 28,06(A) (12)
u= = 16 (13)
5.Принимаем а=2, тогда
u= аu = 216 = 32 (14)

Расчет обмотки, пазов и ярма ротора
1.Определяем воздушный зазор (по рис. 8.31):  = 0,8 (мм)
2.Число пазов ротора (по табл. 8.16): Z2 = 28
3.Внешний диаметр:
D2 = D2 = 0,15220,810-3 = 0,150 (м) (35)
4.Длина магнитопровода ротора 2 = 1 = 0,091 (м)
5.Зубцовое деление:
t2 = ( D2)/ Z2 = (3,140,150)/ 28 = 0,0168 (м) = 16,8 (мм) (36)
6.Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник непосредственно насажен на вал:
DJ = DВ = kВDа = 0,230,272 = 0,0626 (м)  60 (мм) (37)
Значение коэффициента kВ взято из табл. 8.17 : kВ = 0,23
7.Предварительное значение тока в стержне ротора:
I2 = ki I1 i , где (38)
ki - коэффициент , учитывающий влияние тока намагничивания и сопротив-
ления обмоток на отношение I1 / I2. ki = 0,2+0,8cos  = 0,93
i - коэффициент приведения токов :
i = (2m11kO1 ) / Z2 = (23960,957) / 28 = 19,7 (39)
I2 = 0,9328,0619,7 = 514,1 (А)

Расчет магнитной цепи
Магнитопровод из стали 2013; толщина листов 0,5 мм.
1.Магнитное напряжение воздушного зазора:
F= 1,59106Bk, где (58)
k- коэффициент воздушного зазора :
k= t1/(t1- ) , где (59)
 = = = 2,5 (60)
k= = 1,17
F= 1,591060,7231,170,810-3 = 893,25 (A)
2.Магнитное напряжение зубцовых зон:
статора
FZ1 = 2hZ1HZ1 , где (63)
hZ1 - расчетная высота зубца статора , hZ1 = hП1 = 24,7 (мм)
HZ1 - значение напряженности поля в зубцах статора , по таблице П1.7 при BZ1 = 1,94 (Тл) для стали 2013 HZ1 = 2430 (А/м)
FZ1 = 224,710-32430 = 120 (A)
расчетная индукция в зубцах:
BZ1 = = = 1,934 (Тл) (64)
так как BZ1 1,8 (Тл), необходимо учесть ответвление потока в паз и найти действительную индукцию в зубце BZ1.
...

Расчет параметров асинхронной машины для номинального режима

1.Активное сопротивление фазы обмотки статора:
r1 = 115 , где (85)
115 - удельное сопротивление материала обмотки при расчетной температуре, Омм. Для класса нагревостойкости изоляции F расчетная температура равна 115 градусам. Для меди 115 = 10-6/41 Омм.
L1 - общая длина эффективных проводников фазы обмотки статора, м:
L1 = СР11 , где (86)
СР1 - средняя длина витка обмотки статора, м:
СР1 = 2(П1 +Л1) , где (87)
П1 - длина пазовой части, П1 = 1= 0,091 (м)
Л1 - лобовая часть катушки
Л1 = KЛbКТ +2В , где (88)
KЛ - коэффициент, значение которого берётся из таблицы 8.21: KЛ = 1,2
В - длина вылета прямолинейной части катушки из паза от торца сердечника до начала отгиба лобовой части, м. Принимаем В = 0,01.
...

Расчет пусковых характеристик с учётом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния
Расчёт 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 учётом влияния вытеснения тока.
Данные расчёта сведены в табл. 3. Подробный расчёт приведён для S=1.
1.Индуктивные сопротивления обмоток . Принимаем kНАС =1,35 :
Средняя МДС обмотки , отнесённая к одному пазу обмотки статора : (148)
FП. СР. = = = 3916,4 (А)
CN = = 1,043 (149)
Фиктивная индукция потока рассеяния в воздушном зазоре :
BФ =(FП. СР. /(1,6СN ))10-6 =(3916,410-6)/(1,60,810-31,043)=5,27(Тл) (150)
По рис. 8.61 для BФ = 5,27 (Тл) находим к = 0,47
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки стато-
ра с учётом влияния насыщения :
сЭ1 = (t1 - bШ1)(1 - к ) = (14 - 4)(1 - 0,47) = 6,36 (151)
П1 НАС.
...