Проектирование трехфазного асинхронного двигателя

Относительное значение

 

4.2.3. Индуктивное сопротивление  фазы обмотки статора по (9.174):

Где по табл. 9.26, рис. 9.50,е:

Где по (9.156)

По (9.158)

;

По (9.159)

По (9.174а)

Где по (9.176)

Относительное значение

4.2.4. Индуктивное сопротивление  фазы обмотки ротора по (9.177):

Где по табл. 9.27 и рис. 9.52,а,ж

По рис. 9.52,а

По (9.178)

По (9.180) ,

Приводим X₂ к числу витков статора по (9.172), (9.183):

Относительное значение

4.3. Расчет потерь.

4.3.1. Основные потери в стали  статора: 

( Вт/кг для стали 2214 по табл. 9.28)

По (9.188):

По (9.189)

4.3.2. Поверхностные потери в роторе  по (9.154):

По (9.192):

где k₀₂=1,7; по (9.190)

(для  по рис. 9.53 β₀₂=0,375)

4.3.3. Пульсационные потери в зубцах  ротора по (9.200):

Где по (9.201):

По (9.196)

4.3.4. Сумма добавочных потерь  в стали по (9.202):

Согласно §9.11 р_пов1=р_пул1=0.

4.3.5. Полные потери в стали  по (9.203):

4.3.6. Механические потери по (9.209):

4.3.7. Холостой ход двигателя по (9.217):

Где по (9.218)

По (9.219)

По (9.221)

 

4.4. Расчет рабочих характеристик.

4.4.1. Параметры: по (9.184)

По (9.185)

 

 

По (9.222)

 

 

 

(используем уточненный расчет, т.к. )

Активная составляющая тока синхронного  холостого хода по (9.226):

По (9.227)

Потери, не изменяющиеся при изменении  скольжения:

4.4.2. Рассчитываем рабочие характеристики  для скольжений s=0,01; 0,015; 0,02; 0,025; 0,03, принимая предварительно, что

Результаты расчета сведены в табл.1 После построения рабочих характеристик уточняем значение номинального скольжения s_ном=0,03. Номинальные данные спроектированного двигателя:

P_2ном=15 кВт, U_1ном=380 В, I_1ном=18,3 А, cosφ=0,77, η_ном=0,932.

Таблица 1

№			Скольжение s
			0,005	0,001	0,015	0,02	0,025	0,03
1		Ом	302,85	151,43	100,95	75,71	60,75	25,125
2		Ом	152,08	76,7	51,58	39,02	31,48	26,46
3		Ом	5,48	5,48	5,48	5,48	5,48	5,48
4		Ом	152,18	76,89	51,87	39,4	31,95	27,02
5		A	2,5	4,94	7,33	9,64	11,89	14,06
6		-	0,999	0,997	0,994	0,99	0,985	0,979
7		-	0,036	0,071	0,106	0,139	0,172	0,202
8		A	2,9	5,4	7,7	10	12	14,2
9		A	9,13	9,39	9,82	10,38	11,09	11,88
10		A	9,58	10,83	12,4	14,4	16,31	18,4
11		A	2,65	11,13	14,65	18,06	18,73	21,35
12		кВт	3,3	6,1	8,77	11,4	13,68	16
13		кВт	0,346	0,443	0,581	0,77	1,01	1,29
14		кВт	0,015	0,055	0,122	0,211	0,32	0,448
15		кВт	0,016	0,029	0,043	0,056	0,068	0,08
16		кВт	0,451	0,504	0,575	0,687	0,809	0,948
17		кВт	2,8	5,59	8,19	10,71	12,82	15,05
18		-	0,863	0,917	0,934	0,939	0,94	0,94
19		-	0,3	0,498	0,621	0,694	0,733	0,767

 

Рабочие характеристики спроектированного  двигателя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.5. Расчет пусковых характеристик.

Расчет токов с учетом влияния  изменения параметров под влиянием эффекта вытеснения тока (без учета  влияния насыщения от полей рассеяния),(таблица 2).

4.5.1. Активное сопротивление обмотки  ротора с учетом влияния эффекта  вытеснения тока [ ]

По рис.9.57 для ξ=1,6   φ=0,44

По (9.246)

По (9.253), т.к. (0,5·5,63)<16,4<(20,23+0,5·5,63),

Где

По (9.247)

По (9.257)

Приведенное сопротивление с учетом влияния эффекта вытеснения тока:

4.5.2. Индуктивное сопротивление  обмотки ротора с учетом влияния  эффекта вытеснения тока: по рис.9.58, для  , по табл.9.27, рис.9.52,г,е и по (9.262):

Где

По (9.261)

4.5.3. Пусковые параметры по (9.277) и (9.278):

4.5.4. Расчет токов с учетом  влияния эффекта вытеснения тока:

По (9.280) для s=1

По (9.281)

По (9.283)

 

Расчет токов в пусковом режиме асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом влияния эффекта  вытеснения тока(таблица 3).

 

 

 

 

 

_{Таблица 2}

№	Расчетная формула	Размерность	Скольжение s
			1	0,8	0,5	0,2	0,1	0,14
1		-	1,6	1,43	1,13	0,72	0,51	0,6
2		-	0,44	0,3	0,15	0,024	0,006	0,011
3		м	0,018	0,019	0,022	0,0246	0,025	0,0249
4		-	1,13	1,24	1,1	1,01	0,996	0,999
5		-	1,11	1,19	1,08	1,01	0,996	0,999
6		Ом	0,747	0,8	0,74	0,68	0,67	0,67
7		-	0,87	0,9	0,95	0,98	0,99	0,99
8		-	2,87	2,91	3,005	3,028	3,042	3,042
9		-	0,96	0,963	0,989	0,99	0,99	0,99
10		Ом	2,62	2,63	2,69	2,7	2,7	2,7
11		Ом	2,04	2,3	2,79	4,79	8,23	6,24
12		Ом	5	5,02	5,08	5,09	5,09	5,09
13		А	70,37	68,82	65,57	54,36	39,26	47,18
14		А	72,26	71,75	68,44	56,86	41,28	49,43

 

4.6. Расчет пусковых характеристик  с учетом влияния вытеснения  тока и насыщения от полей  рассеяния.

. Следовательно коэффициент насыщения:

k_НАС ≈ 1 + I_1ПАЗА / 5000= 1+1230/5000=1,25

4.6.1. Индуктивное сопротивление  обмоток:

Принимаем k_нас=1,3.

По (9.265)

По (9.264)

По рис.9.61 для B_фδ=2,87 находим k_δ=0,76

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора  с учетом влияния насыщения:

По (9.266)

По (9.269)

 

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора  с учетом влияния насыщения по (9.274):

Индуктивное сопротивление фазы обмотки  статора с учетом влияния насыщения  по (9.275):

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора с учетом влияния насыщения:

По (9.271)

h_ш2= h_ш+ h_ш’=1мм

Где по (9.270)

По (9.273)

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора с учетом влияния насыщения по (9.274):

Приведенное индуктивное сопротивление  обмотки ротора с учетом влияния  насыщения и эффекта вытеснения тока:

По (9.276)

По (9.278)

4.6.2. Расчет токов и моментов:

По (9.280)

По (9.281)

По (9.283)

Кратность пускового тока с учетом влияния насыщения и эффекта  вытеснения тока:

Полученный в расчете коэффициент  насыщения:

Кратность пускового момента с  учетом влияния насыщения и эффекта  вытеснения тока:

 

 

Таблица 3

№	Расчетная формула	Разм.	Скольжение s
			1	0,8	0,5	0,2	0,1	0,14
1		-	1,25	1,19	1,11	1,03	1	1,01
2		А	2068,4	1954,9	1739,3	1340,9	945,1	1143
3		Тл	2,87	2,72	2,42	1,86	1,31	1,59
4		-	0,76	0,76	0,82	0,88	0,95	0,91
5		мм	1,43	1,43	1,071	0,714	0,298	0,536
6		-	1,264	1,264	1,282	1,302	1,329	1,313
7		-	0,99	0,99	1,074	1,153	1,24	1,192
8		Ом	1,981	1,981	2,06	2,13	2,21	2,166
9		-	1,033	1,033	1,034	1,035	1,037	1,036
10		мм	2,49	2,49	1,872	1,248	0,52	0,936
11		-	2,454	2,497	2,635	2,725	2,87	2,786
12		-	1,284	1,289	1,386	1,487	1,606	1,538
13		Ом	2,18	2,2	2,33	2,44	2,85	2,499
14		Ом	2,032	2,293	2,79	4,78	8,208	6,218
15		Ом	4,23	4,47	4,47	4,66	4,885	4,75
16		А	80,98	74,82	72,12	56,92	39,78	48,56
17		A	83,96	77,95	75,01	59,43	41,91	50,81
18		-	1,16	1,09	1,095	1,05	1,02	1,03
19		-	4,57	4,24	4,08	3,24	2,28	2,77
20		-	1	1,05	1,56	2,43	2,37	2,53

 

Критическое скольжение определяем после  расчета всех точек пусковых характеристик (табл. 9.38) по средним значениям сопротивлений  и , соответствующим скольжениям s=0.2…0.1:по (9.286)

 

 

 

 

 

 

Пусковые характеристики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.7. Тепловой расчет.

4.7.1. Превышение температуры внутренней  поверхности сердечника статора  над температурой воздуха внутри  двигателя по (9.315):

[ по табл.9.35 K=0,18; по (9.313) ;

по рис.9.67 ].

4.7.2. Перепад температуры в изоляции  пазовой части обмотки статора  по (9.316):

Где ;

для изоляции класса нагревостойкости F ;

по рис. 9.69 для λ'_экв=1,28

4.7.3. Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри двигателя по (9.320):

4.7.4. Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри двигателя по (9.321):

При перепаде температуры по толщине изоляции лобовых частей = 0.

4.7.5. Превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой окружающей среды по (9.322):

Где по (9.323)

По (9.324)

По (9.325)

По рис.9.68 , .

4.7.6. Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды по (9.328):

4.7.7. Проверка условий охлаждения двигателя:

Требуемый для охлаждения расход воздуха  по (9.338)

Расход воздуха, который может  быть получен, по (9.339):

Вентилятор обеспечивает необходимый  расход воздуха.

 

5. Конструктивный расчет.

 

5.1. Расчет внешнего вентилятора.

 

_{Внешний диаметр вентилятора:}

_{Внутренний диаметр  вентилятора:}

Принимаем D_2в=0,22м.

Ширина лопаток  вентилятора:

Принимаем выходную часть вала под вентилятором l_вых.2=35мм.

 

5.2. Станина.

Цилиндрическая  с вертикально-горизонтальным оребрением литая из алюминиевого сплава.