Курсовой проект по дисциплине 4 глава




.

4. Превышение температуры наружной поверхности изоляции лобо­вых частей обмотки над температурой воздуха внутри машины, °С,

не должна превышать 20°С.

5. Среднее превышение температуры обмотки статора над темпе­ратурой воздуха внутри машины, °С,

.

не должен превышать 25°С.

6. Превышение температуры воздуха внутри машины над темпера­турой окружающей среды определяется в предположении, что тем­пература корпуса равна температуре воздуха внутри машины. При этом условии

,

где α в – коэффициент подогрева воздуха, Вт/(м2·°С), учитывающий теплоотдающую способность поверхности корпуса и интенсивность пе­ремешивания воздуха внутри машины по рис. П13Б;

– сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя, Вт;

,

где ;

– сумма всех потерь в двигателе при s н (по таблице 1);

S кор – эквивалентная поверхность охлаждения корпуса, м2.

При расчете S кор учитывают поверхность ребер станины:

где П р – условный периметр поперечного сечения ребер корпуса дви­гателя; значение П р может быть принято по рис. П12Б.

не должен превышать для класса нагревостойкости изоляции F 90°С.

Среднее превышение температуры обмотки статора над стандартной темпе­ратурой окружающей среды (40°С), °С,

Из-за приближенного характера расчета должно быть, по крайней мере, на 20% меньше, чем допускаемое превышение температуры для принятого класса изоляции (155°С).

 

1.4.11. Расчёт вентиляции

Вентиляционный расчет асинхронных двигателей, так же как и тепловой на первоначальном этапе проектирования, может быть выполнен приближенным методом, который заключается в сопоставлении расхода воздуха, необходимого для охлаждения двигателя и расхода, который может быть получен при данной конструкции и размерах двигателя.

Для двигателей со степенью защиты IP44 требуемый для охлаж­дения расход воздуха, м3/с,

,

где km – коэффициент, учитывающий изменение условий охлажде­ния по длине поверхности корпуса, обдуваемого наружным вентиля­тором.

Коэффициент определяется по формуле [1]:

,

где коэффициент m = 2,6 для двигателей с 2 р = 2 при h ≤ 132 мм и m = 3,3 при h ≥ 160 мм; m = 1,8 для двигателей с 2 р ≥ 4 при h ≤ 132 мм и m = 2,5 при h ≥ 160 мм.

Расход воздуха, м3/с, обеспечиваемый наружным вентилятором, может быть приближенно определен по следующей формуле:

Расход воздуха Q' в должен быть больше требуемого для охлаж­дения машины Q в.

1.4.11. Расчёт и построение круговой диаграммы

Расчет и построение круговой диаграммы проводят в такой последовательности:

• Выбирают масштаб тока таким, чтобы диаметр рабочего круга диаграммы был в пределах Dk = 200 ÷ 300 мм.

• Масштаб тока, А /мм,

где .

• Определяют масштаб мощности, Вт /мм,

• Масштабируют токи, мм: ; ; .

• Определяют угол разворота линии диаметра: .

• Определяют ось электромагнитной мощности (угол разворота):

P эм = 0; s = ∞; .

• Определяют ось электромагнитной мощности (угол разворота):

Масштаб полезной мощности на валу двигателя, мм:

 


Рис. 6 – Круговая диаграмма


2. Пример расчёта

2.1. Задание

Тип машины – асинхронный двигатель АИР100L2У3

1. Номинальная мощность 5.5 кВт

2. Номинальное фазное напряжение 264 В

3. Число полюсов 2 р = 2

4. Степень защиты IP44

5. Класс нагревостойкости изоляции F

6. Кратность начального пускового момента 2

7. Кратность начального пускового тока 7.5

8. Коэффициент полезного действия η = 0.875

9. Коэффициент мощности cos j = 0.91

10. Исполнение по форме монтажа М1001

11. Воздушный зазор δ = 0,45 мм

12. Частота сети f 1= 60 Гц

 

 

2.2. Выбор главных размеров

 

1. Синхронная скорость вращения поля:

2. Высота оси вращения h = 100 мм (двигатель АИР100L2У3)

3. Внутренний диаметр статора

[ Kd =0.565⋅(0.52÷0.57) по табл. П2А]

4. Полюсное деление

5. Расчетная мощность

[по рис. П4Б ke = 0.973; η = 0,875 и cos φ = 0,758 – исходные данные]

6. Электромагнитные нагрузки (по рис. П1Б)

7. Обмоточный коэффициент для однослойной обмотки принимаем

8. Расчетная длина воздушного зазора:

при kB – коэффициент формы поля.

 

9. Отношение

(значение λ находится в рекомендуемых пределах).

 

2.3. Определение Z1, w1 и сечения провода обмотки статора

10. Предельные значения t 1 по рис. П3Б:

11. Число пазов статора:

Принимаем Z 1 = 24, тогда

— однослойная обмотка.

12. Зубцовое деление статора:

13. Число эффективных проводников в пазу (предварительно при условии a =1)

14. Принимаем a = 1, тогда .

15. Окончательные значения:

Значения А и Вδ находятся в допустимых пределах

16. Плотность тока в обмотке статора (предварительно):

17. Сечение эффективного проводника (предварительно):

Принимаем n эл = 2 тогда

обмоточный провод ПЭТМ (табл. П4А)

18. Плотность тока в обмотке статора (окончательно):

2.4. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

19. Принимаем из рекомендуемых значений [1] индукции Bz 1 = 1.7 … 1.9 и Ba = 1.2 … 1.5 значения [по табл.6-10 стр. 174, 2]:

, тогда

[по табл. П5А для оксидированных листов стали kc = 0.97]

20. Размеры паза в штампе принимаем по табл. П6А:

21. Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку:

Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников

Площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу:

22. Коэффициент заполнения паза

2.5. Расчет ротора

23. Воздушный зазор: δ = 0.45мм.

24. Число пазов ротора (по табл. П9А при 2 p = 2 и Z 1 = 24): Z 2 = 20.

25. Внешний диаметр: .

26. Длина:

27. Зубцовое деление:

.

28. Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, т.к. сердечник непосредственно насажан на вал:

[ kB = 0.23 при h = 100 мм и 2 p = 2 по табл. П10А]

29. Ток в стержне ротора:

[ ki = 0.93 при cos φ = 0.91 по рис. П6Б; ]

30. Площадь поперечного сечения стержня:

[плотность тока в стержне литой клетки принимаем (алюминий)]

31. Паз ротора. Принимаем

Допустимая ширина зубца:

Размеры паза:

Полная высота паза:

Сечение стержня:

32. Плотность тока в стержне:

33. Короткозамыкающие кольца. Площадь поперечного сечения:

[

т.к. плотность тока в замыкающих кольцах J клвыбирают в среднем на 15-20% меньше, то

]

 

Размеры замыкающих колец:

 

 


Рис. 7 – Пазы статора и ротора


Табл. 3

Паз Материал Толщина, мм Число слоев Односторонняя толщина
  Имидофлекс 0.25   0.25
  Имидофлекс 0.25   0.25
  Провод ПЭТМ/ ТУ 16.50.5370-78

 

2.6. Расчет намагничивающего тока

34. Значение индукции Bj :

[расчетная высота ярма ротора при 2 p = 2:

]

35. Магнитное напряжение воздушного зазора:

[ где ]

 

36. Магнитное напряжение зубцовых зон:

Статора
Ротора

[по табл. П11А, для стали 2013

]

37. Коэффициент насыщения зубцовой зоны

38. Магнитные напряжения ярм статора и ротора:

[по табл. П11А Ha = 709 A/м при Вa = 1.5 Тл; Hj = 504 A/м при Вj = 1.32 Тл]

[ kB = 0.23 по табл. П10А]

 

39. Магнитное напряжение на пару полюсов:

40. Коэффициент насыщения магнитной цепи:

41. Намагничивающий ток:

Относительное значение:

 

2.7. Параметры рабочего режима

42. Активное сопротивление фазы обмотки статора:

Для класса нагревостойкости изоляции расчетная ϑ расч. = 115С

Для меди

Длина проводников фазы обмотки:

[где В = 0.01 м; k л = 1.2, по табл. П13А]

Длина вылета лобовой части катушки:

где k выл = 0.26 по табл. П13А.

Относительное значение:

43. Активное сопротивление фазы обмотки ротора:

[

где для алюминиевой обмотки ротора ]

Приводим r 2 к числу витков обмотки статора:

Относительное значение:

44. Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора:

где

где β = 1 – для однослойных обмоток

где

[ и по рис. П14Б; ]

Относительное значение:

45. Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора:

где

[

]

Приводим x 2 к числу витков статора:

Относительное значение:

 

2.8. Расчет потерь

46. Основные потери в стали:

[ для стали 2013 по табл. П14А]

47. Поверхностные потери в роторе:

где k 02 = 1.5 [с. 207, 2].

для

48. Пульсационные потери в зубцах ротора:

 

49. Сумма добавочных потерь стали:

50. Полные потери в стали:

51. Механические потери:

[для двигателей 2 р = 2: ]

52. Добавочные потери при номинальном режиме:

53. Холостой ход двигателя:

где ,

2.9. Расчет рабочих характеристик

54. Последовательно включенные сопротивления схемы замещения

Активная составляющая тока синхронного холостого хода

 

Потери, не меняющиеся при изменении скольжения:

Принимаем и рассчитываем рабочие характеристики, задаваясь скольжением

Результаты расчета приведены в табл. 4.

Характеристики представлены на рис. 8.

 


Табл. 4

№ п/п Расчетная формула Ед. изм. Скольжение
0.005 0.01 0.015 0.02 0.025
  Ом 134.190 67.095 44.730 33.548 26.838
  Ом          
  Ом 135.190 68.095 45.730 34.548 27.838
  Ом 6.663 6.663 6.663 6.663 6.663
  Ом 135.354 68.420 46.213 35.184 28.624
  А 1.950 3.859 5.713 7.503 9.223
  0.999 0.995 0.990 0.982 0.973
  0.049 0.097 0.144 0.189 0.233
  А 2.180 4.072 5.885 7.600 9.202
  А 2.959 3.239 3.687 4.284 5.010
  А 3.675 5.203 6.944 8.724 10.477
  кВт 2.013 3.982 5.896 7.743 9.518
  кВт 1.727 3.225 4.661 6.019 7.288
  кВт 0.048 0.096 0.171 0.269 0.388
  кВт 0.008 0.030 0.066 0.114 0.172
  кВт 3.876 7.768 13.837 21.837 31.495
  кВт 0.357 0.432 0.549 0.703 0.890
  кВт 1.369 2.793 4.112 5.316 6.398
  0.793 0.866 0.882 0.883 0.878
  0.593 0.783 0.847 0.871 0.878

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-04-04 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: