Проектирование трехфазного асинхронного электродвигателя (150674)

Посмотреть архив целиком













ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Пояснительная записка к курсовому проекту

по электрическим машинам







Выполнил студент группы

Принял преподаватель:





2001


Согласно заданию необходимо спроектировать трехфазный асинхронный электродвигатель мощностью 19 кВт, с частотой вращения поля 1000 об/мин, напряжением 220/380 В при частоте 50 Гц; ротор – короткозамкнутый, исполнение двигателя по степени защиты IP44. В качестве базовой модели принята конструкция асинхронного двигателя серии 4А. При проектировании использованы методика и рекомендации, содержащиеся в [1].


1 ВЫБОР ГЛАВНЫХ РАЗМЕРОВ ДВИГАТЕЛЯ


1.1 Число пар полюсов


2p = 6,

где - частота напряжения,

- синхронная частота вращения, об/мин.


1.2 Высота оси вращения h, значение наружного диаметра


Принимаем для двигателя с = 19 кВт h = 180 мм, соответствующее стандартное значение наружного диаметра = 313 мм.


1.3 Внутренний диаметр статора


принимаем D = 225 мм,

где - отношение диаметров статора, зависящее от числа полюсов 2p: при 2p = 6 значение лежит в пределах , выбираем значение .


1.4 Полюсное деление



1.5 Расчетная мощность


где - номинальная мощность,

- отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, = 0.968;

и cos - КПД и коэффициент мощности двигателя в номинальном режиме, для ближайшего серийного двигателя с P = 18,5 кВт принимаем = 0.88, cos = 0.87.


1.6 Расчетная длина воздушного зазора


принимаем

где - синхронная угловая скорость вращения двигателя;

- коэффициент формы поля, предварительно принимаем = 1.11;

- индукция в воздушном зазоре, предварительно принимаем = 0.797 Тл;

А – линейная нагрузка, предварительно принимаем А =

- обмоточный коэффициент обмотки статора, зависящий от типа обмотки и параметров. Для статоров двигателей мощностью 15…110 кВт рекомендуется применять двухслойную всыпную петлевую обмотку из круглого провода, выполняемую распределенной по пазам, с укорочением шага. Для таких обмоток при 2р = 6 предварительно принимаем = 0.92.

При двигатели выполняют без радиальных и аксиальных вентиляционных каналов, при этом сердечники статора и ротора представляют собой пакеты из листовой стали, для которой принимаем


1.7 Критерий правильности выбора главных размеров D и


Данное значение лежит в пределах допустимой зоны для двигателей со степенью защиты IP44.


2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ПАЗОВ, ВИТКОВ И СЕЧЕНИЯ ПРОВОДА ОБМОТКИ СТАТОРА


2.1 Возможные числа пазов статора находятся в диапазоне


принимаем

где - предельные значения зубцового деления статора, которые определяются из промежутка = 3 – число фаз статора.

При этом число пазов на полюс и фазу


2.2 Окончательное значение зубцового деления статора


.


2.3 Номинальный фазный ток статора


где - номинальное фазное напряжение обмотки статора,


2.4 Число эффективных проводников в пазу


где - число параллельных ветвей фазы. Значение а определяется из соотношения .


2.5 Окончательные значения величин:


  • число эффективных проводников в пазу ;

  • число витков фазы обмотки статора ;

  • линейная токовая нагрузка

.


2.6 Шаг двухслойной обмотки статора


где - относительный шаг (предварительно принимаем его равным 5/6);

- полюсное деление, выраженное числом пазов (зубцов) статора. Округляем до 8.

Уточняем относительный шаг .


2.7 Коэффициенты укорочения, распределения и обмоточный


,

где , - коэффициент укорочения,

, - коэффициент распределения.

Используя уточненные значения A и , откорректируем значение :

принимаем уточненное значение .


2.8 Магнитный поток


и окончательное значение индукции в воздушном зазоре

.

2.9 Предварительное значение плотности тока в обмотке статора

,

где .


2.10 Сечение эффективного проводника


Принимаем = 1, а = 2.011 мм2 . По таблице находим диаметр изолированного и неизолированного d = 1.6 мм провода. Выбираем круглый медный провод марки ПЭТ-155.


2.11 Окончательное значение плотности тока в обмотке статора


.


3 РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ ЗУБЦОВОЙ ЗОНЫ СТАТОРА И ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА


3.1 Предварительные значения ширины зубца


и высоты ярма статора

,

где - индукция в зубце статора, принимаем = 1.8 Тл;

- индукция в ярме статора, принимаем = 1.45 Тл;

Kc – коэффициент заполнения пакета сталью, Kc = 0.97;

.


3.2 Паз статора. Размеры паза в штампе:


,

,

,

где - высота паза, при = 1 мм;

- ширина паза, при = 3.7 мм.


3.3 Некоторые размеры заполненного паза:


;

;

,

где = 2.5 мм – клин пазовый; = 0.5 мм – прокладка; = 0.4 мм – коробка пазовая.

Основания трапеции, на площади которой размещаются проводники паза:

где - величина припусков по высоте и ширине паза.


3.4 Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников обмотки


,

где значение площади междуслойной прокладки ; = 0.5 мм – ширина прокладки междуслойной.


3.5 Коэффициент заполнения паза


.


3.6 Воздушный зазор между статором и ротором:


для двигателя с внутренним диаметром статора D = 225 мм принимаем = 0.45 мм.


4 РАСЧЕТ КОРОТКОЗАМКНУТОГО РОТОРА


4.1 Число пазов ротора:


в двигателях при пазы ротора выполняют без скоса и обычно принимают ; при 2р = 6 и при = 54 принимаем = 44.


4.2 Внешний и внутренний диаметры сердечника ротора


,

, принимаем = 72мм.


4.3 Длина сердечника ротора при принимаем равной


.


4.4 Зубцовое деление ротора


.


4.5 Ток стержня ротора


,

где - коэффициент, учитывающий влияние намагничивающего тока и сопротивление обмоток;

- коэффициент приведения тока ротора к обмотке статора;

и площадь поперечного сечения стержня статора

,

где - плотность тока в стержне ротора при коротком замыкании, предварительно принимаем = 2.7 А/мм2.


4.6 В двигателях при h = 160…250 мм выполняют на роторе закрытые грушевидные пазы и зубцы с параллельными гранями. При 2р = 6 принимаем размеры шлица = 0.7 мм, = 1.5 мм и высоту перемычки над пазом = 0.3 мм.


4.7 Ширина зубца ротора


,

где = 1.82 Тл – допустимая индукция в зубце статора.


4.8 Основные размеры паза ротора


.

4.9 Окончательные значения сечения стержня


и окончательное значение плотности тока

.


4.10 Полная высота паза и расчетная высота зубца ротора



4.11 Ток в короткозамыкающем кольце ротора


где


4.12 Короткозамыкающие кольца ротора имеют сечение в виде неправильной трапеции с площадью поперечного сечения


где принимаем = 0.457 А/мм2.


4.13 Средняя высота кольца


выбирается из условия: . Расчетное сечение колец литой обмотки ротора принимаем равным , не учитывая утолщения в местах примыкания вентиляционных лопаток, поэтому толщина кольца


4.14 Средний диаметр короткозамыкающего кольца



5 РАСЧЕТ НАМАГНИЧИВАЮЩЕГО ТОКА


5.1 Окончательные значения индукций:


  • в зубцах статора и ротора

  • в ярмах статора и ротора

где - расчетная высота ярма статора,

при 2р = 6


5.2 Коэффициент воздушного зазора ,


учитывающий влияние неравномерности воздушного зазора из-за наличия пазов на статоре и роторе на магнитную проводимость зазора

где .


5.3 Магнитное напряжение воздушного зазора



5.4 Магнитное напряжение зубцовых зон статора и ротора


где

>1.8, следовательно, необходимо учитывать ответвление части потока в паз. Рассчитаем коэффициент , показывающий соотношение площадей поперечных сечений паза и зубца,

где

5.5 Коэффициент насыщения зубцовой зоны

5.6 Длина средней магнитной линии ярм статора и ротора

5.7 Магнитное напряжение ярм статора и ротора

где а - напряженность магнитного поля в ярмах.

5.8 Магнитное напряжение на пару полюсов


5.9 Коэффициент насыщения магнитной цепи

.


5.10 Намагничивающий ток


.


5.11 Относительное значение намагничивающего тока


.


6 ПАРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО РЕЖИМА


6.1 Средняя ширина катушки


вылет лобовых частей обмотки

длина лобовой части обмотки

где В = 10 мм; - коэффициенты, зависящие от числа полюсов и способа изолирования лобовых частей обмотки. При и 2р = 6 лобовые части катушки всыпной обмотки не изолируются; при этом

средняя длина витка обмотки

где ,

длина проводников фазы обмотки статора


6.2 Активное сопротивление фазы обмотки статора


где - удельное сопротивление меди при расчетной температуре 115оС для изоляции класса F.


Случайные файлы

Файл
162880.rtf
16974.rtf
22522.rtf
153137.rtf
6274-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.