Проектирование асинхронного двигателя

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Физика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Содержание

Аннотация

1. Ход работы

1.1 Выбор главных размеров

1.2 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

1.3 Расчет ротора

1.4 Расчет намагничивающего тока

1.5 Параметры рабочего режима

1.6 Расчет потерь

2. Расчет рабочих характеристик

2.1 Расчет параметров

2.2 Построение рабочих характеристик

3. Расчет пусковых характеристик

3.1 Расчет параметров схемы замещения

3.2 Индуктивное сопротивление фазы обмотки

3.3 Учет влияния насыщения на параметры

3.4 Результаты расчетов

3.5 Построение пусковых характеристик

Приложения

4.1 Чертеж обмотки

4.2 Чертеж полузакрытого паза ротора

4.3 Эскиз асинхронного двигателя

Литература

Аннотация

Приведен расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором серии 4Авключающий в себя:

— выбор главных размеров

— электромагнитный расчет

— расчет и построение рабочих и пусковых характеристик

Приведены схемы замещения, развертка обмотки статора.

Номинальными параметры

Таблица 1

P2, Вт

n1, об/мин

U1нф, В

з

m

f1, Гц

cosц

14 000

3000

220

0,77

3

50

0,89

Конструктивное исполнение IM1001; исполнение по способу защиты от окружающей среды IP44; категория климатического исполнения УЗ.

1. Ход работы

1.1 Выбор главных размеров

Число пар полюсов (согласно [1] стр. 241 — п. 1.)

Гц

об/мин

1

50

3000

где:

p — число пар полюсов;

— частота сети

— частота вращения

Высота оси вращения и наружный диаметр статора (согласно [1] стр. 164 — рис. 6−7,а; таб. 6−6)

hmin, м

hmax, м

Da, м

0. 14

0. 148

0. 272

где:

hmin — минимальная высота оси вращения

hmax — максимальная высота оси вращения

Da — наружный диаметр статора

Внутренний диаметр статора (согласно [1] стр. 165 — 6. 2)

D, м

КD

Da, м

0. 152

0. 56

0. 272

где:

D — внутренний диаметр статора

КD — Коэффициент отношения внутреннего и наружного сердечников диаметра статора (согласно [1] стр. 165 — таб. 6−7)

Da — наружный диаметр статора [1.1. 2]

Полюсное деление ф (согласно [1] стр. 166 — 6−3)

ф, м

D, м

p

0,2 391 424

0. 152

1

где:

ф — полюсное деление

D — внутренний диаметр статора [1.1. 3]

p — число пар полюсов

Расчетная мощность P' (согласно [1] стр. 166 — 6−4)

P', Вт

P2, Вт

м

cosц

Ко

20 040,858

14 000

0. 77

0. 89

0. 981

где:

P' - расчетная мощность

P2 — Номинальная мощность

м — Коэффициент полезного действия

— Мощностной коэффициент

Ко — отношение ЭДС обмотки, к номинальному напряжению (согласно [1] стр. 164 — рис. 6−8)

Электромагнитные нагрузки A -линейная нагрузка, Bд — индукция в воздушном зазоре (согласно [1] стр. 166 — рис. 6−11)

А, А/м

Bд, Тл

33 500

0,75

где:

А — Линейная нагрузка

Bд — Индукция в воздушном зазоре

Обмоточный коэффициент Коб1 (согласно [1] стр. 241 — п. 7)

Коб1= 0,95

где:

Коб1 — обмоточный коэффициент

Синхронная угловая скорость вала двигателя Щ (согласно [1] стр. 168 — 6−5)

n1, об/мин

Щ, рад/с

3000

314

где:

— Синхронная угловая скорость вала двигателя

— частота вращения

Расчетная длина воздушного зазора lд (согласно [1] стр. 168 — 6−6)

lд, м

P', Вт

Кв

D, м

Щ, рад/с

A, А/м

Bд, Тл

0,10 382 935

20 040,85802

1. 11

0. 152

314

33 500

0. 75

где:

P' - расчетная мощность [1.1. 5]

Кв — коэффициент формы поля (согласно [1] стр. 191 — таб. 6−16)

Коб1 — обмоточный коэффициент [1.1. 7]

А — Линейная нагрузка[1.1. 6]

Bд — Индукция в воздушном зазоре [1.1. 6]

D — внутренний диаметр статора [1.1. 3]

— Синхронная угловая скорость вала двигателя [1.1. 8]

— Расчетная длина воздушного зазора[1.1. 9]

Отношение длины воздушного зазора к полюсному делению л (согласно [1] стр. 241 — п. 9)

л

lд, м

ф, м

0,434

0,10 382 935

0,2 391 424

где:

ф — полюсное деление [1.1. 4]

— Расчетная длина воздушного зазора[1.1. 9]

л по данному соотношению попадает в свои пределы

2p

2

4

6

л

0. 4−0. 7

0. 7−1. 2

1. 2−1. 6

Конструктивная длина и длина стали сердечников (согласно [1] стр. 169 — 6−12)

=l1=l2=lст1=lст2

l1, м =

0,103 829 353

l2, м =

0,103 829 353

lст1, м =

0,103 829 353

lст2, м =

0,103 829 353

где:

— Расчетная длина воздушного зазора[1.1. 9]

— конструктивная длина

— конструктивная длина

-длина стали сердечника

-длина стали сердечника

Определение числа пазов статора Z1, числа витков в фазе обмотки статора щ1, и сечения провода в обмотке статора

Диапазон возможных значений деления статора (согласно [1] стр. 170 — 6−15)

t1min, м

t1max, м

0. 0102

0. 012

где:

t1min — минимальное возможное значение деления статора

t1max- максимальное возможное значение деления статора

Предварительные числа пазов статора, соответствующие выбранному диапазону t1 (согласно [1] стр. 170 — 6−16)

D, м

t1min, м

t1max, м

Z1min

Z1max

0. 152

0. 0102

0. 012

42

49

где:

t1min — минимальное возможное значение деления статора [1.2. 1]

t1max- максимальное возможное значение деления статора [1.2. 1]

D — внутренний диаметр статора [1.1. 3]

— предварительное минимальное значение числа пазов статора

— предварительное максимальное значение числа пазов статора

Окончательно число пазов статора Z1

Z1=

42

где:

Z1 — окончательное число пазов статора

Число пазов на полюс и фазу q (согласно [1] стр. 241 — п. 11)

Z1

p

m

q

42

1

3

7

где:

Z1 — Число пазов статора [1.2. 3]

p — число пар полюсов

m — число фаз

q — число пазов на полюс и фазу

Окончательное значение зубцового деления статора t1 (согласно [1] стр. 241 — п. 12)

t1, м

D, м

p

m

q

0,011

0. 152

1

3

7

где:

D — внутренний диаметр статора [1.1. 3]

p — число пар полюсов

m — число фаз

q — число пазов на полюс и фазу [1.2. 4]

— значение зубцового деления статора

Номинальный ток обмотки статора (согласно [1] стр. 171 — 6−18)

P2, Вт

U1нф, В

m

cosФ

м

I1н, А

14 000

220

3

0,89

0,77

30,95 304 423

где:

m — Число фаз

— Мощностной коэффициент

P2 — Номинальная мощность

м — Коэффициент полезного действия

U1нф — Напряжение сети

I1н — Номинальный ток обмотки статора

Предварительное число эффективных проводников в пазу u’n (согласно [1] стр. 171 — 6−17)

u’n

D, м

A, А/м

I1n, А

Z1

12,32 476 728

0. 152

33 500

30. 95 304 423

42

где:

I1н — Номинальный ток обмотки статора [1.2. 6]

D — Внутренний диаметр статора [1.1. 3]

А — Линейная нагрузка[1.1. 6]

Z1 — Число пазов статора [1.2. 3]

u’n — Предварительное число эффективных проводников

Число эффективных проводников в пазу un (согласно [1] стр. 171 — 6−19)

a

u’n

un

un0

1

12. 32 476 728

12. 32 476 728

12

где:

u’n — Предварительное число эффективных проводников [1.2. 8]

a — Число параллельных ветвей обмотки

un — Число эффективных проводников в пазу

Окончательные значения витков в фазе обмотки щ1 (согласно [1] стр. 171 — 6−20)

щ1

un

Z1

a

m

84

12

42

1

3

где:

Z1 — Число пазов статора [1.2. 3]

a — Число параллельных ветвей обмотки [1.2. 8]

un — Число эффективных проводников в пазу [1.2. 8]

m — Число фаз

щ1 — Значения витков в фазе обмотки

Окончательное значение линейной нагрузки, А (согласно [1] стр. 171 — 6−21)

A, А/м

I1н, А

щ1

m

D, м

32 617

30. 95 304 423

84

3

0. 152

где:

А — Окончательное значение линейной нагрузки

щ1 — Значения витков в фазе обмотки [1.2. 10]

I1н — Номинальный ток обмотки статора [1.2. 6]

m — Число фаз

Предварительное значение обмоточного коэффициента Коб1 (согласно [1] стр. 171)

Коб1=

0,9

где:

Коб1 — Предварительное значение обмоточного коэффициента

Магнитный поток (согласно [1] стр. 172 — 6−22)

Коб1

КЕ

U1нф, В

щ1

f1, Гц

Ф, Вб

0,9

0,981

220

84

50

1,11

0. 12

где:

Ф — Магнитный поток

U1нф — Напряжение сети

щ1 — Значения витков в фазе обмотки [1.2. 10]

— частота сети

Коб1 — Значение обмоточного коэффициента [1.2. 11]

Ко — отношение ЭДС обмотки, к номинальному напряжению [1.1. 5]

Кв — коэффициент формы поля [1.1. 9]

Индукция в воздушном зазоре Bд (согласно [1] стр. 172 — 6−23)

Bд, Тл

p

Ф, Вб

lд, м

D, м

0. 77

1

0. 12

0,10 382 935

0. 152

где:

Ф — Магнитный поток [1.2. 12]

D — внутренний диаметр статора [1.1. 3]

p — число пар полюсов

— Расчетная длина воздушного зазора[1.1. 9]

Bд — Индукция в воздушном зазоре

Плотность тока J1 (согласно [1] стр. 172- рис. 6−16; ф. 6−25)

J1, А/м2

A, А/м

AJ1, А2/м3

5 492 537,313

33 500

184*10^-9

где:

А — Линейная нагрузка[1.1. 6]

J1 — Плотность тока

Сечение эффективного проводника qэф (согласно [1] стр. 172 — 6−24)

qэф, м2

I1н, А

a

J1, А/м2

0. 564

30,95 304 423

1

5 492 537. 313

где:

I1н — Номинальный ток обмотки статора [1.2. 6]

J1 — Плотность тока [1.2. 14]

a — Число параллельных ветвей обмотки [1.2. 8]

qэф — Сечение эффективного проводника

Сечение элементарного проводника (согласно [1] стр. 470 — П. 28)

qэл, м2

qэф, м2

nэл

dэл, м

dиз, м

0,282

0. 564

2

0. 0018

0. 1 895

где:

qэф — Сечение эффективного проводника [1.2. 15]

qэл — Сечение элементарного проводника

nэл — Число элементарных проводников

dэл — диаметр элементарного проводника

dиз — диаметр изолированного проводника

Плотность тока в обмотке J1 (согласно [1] стр. 174 — 6−27)

J1, А/м2

I1н, А

a

qэл, м2

nэл

5 492 537,313

30,95 304 423

1

0,282

2

где:

qэл — Сечение элементарного проводника [1.2. 16]

nэл — Число элементарных проводников [1.2. 16]

a — Число параллельных ветвей обмотки [1.2. 8]

I1н — Номинальный ток обмотки статора [1.2. 6]

J1 — Плотность тока в обмотке

1.2 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

Допустимая индукция Bz1 в сечении зубца статора и допустимое значение индукции в ярме статора Ba (согласно [1] стр. 174−175 — таб. 6−10)

Bz1, Тл

Ba, Тл

1. 9

1. 5

где:

Bz1 — Допустимая индукция в сечении зубца статора

Ba — Допустимое значение индукции в ярме статора

Минимальная ширина зубца bz1 (согласно [1] стр. 178 — 6−39)

bz1, м

Bд, Тл

t1, м

lд, м

Bz1, Тл

lст1, м

Кс

0,463

0,77

0,011

0,10 382 935

1,9

0,1038

0,97

где:

Кс — коэффициент заполнения сталью магнитопровода статора (согласно [1] стр. 176 — таб. 6−11)

Bz1 — Допустимая индукция в сечении зубца статора [1.3. 1]

— Расчетная длина воздушного зазора[1.1. 9]

Bд — Индукция в воздушном зазоре [1.1. 6]

— значение зубцового деления статора [1.2. 5]

-длина стали сердечника [1.1. 11]

bz1 — минимальная ширина зубца

Высота ярма статора (согласно [1] стр. 175 — 6−28)

ha, м

Ф, Вб

Ba, Тл

lст1, м

Кс

0. 0403

0. 12

1. 5

0,1038

0. 97

где:

Ф — Магнитный поток [1.2. 12]

Ba — Допустимое значение индукции в ярме статора [1.3. 1]

-длина стали сердечника [1.1. 11]

Кс — коэффициент заполнения сталью магнитопровода статора [1.3. 2]

ha — высота ярма статора

Высота и ширина шлица паза

hш1, м

bш1, м

0. 75

0. 0037

где:

hш1 — высота шлица паза

bш1 — ширина шлица паза

Размеры паза в штампе (согласно [1] стр. 178−179 — 6−40; 6−41; 6−42; 6−45; 6−46)

hп1, м

Da, м

D, м

ha, м

0. 0195

0. 272

0. 152

0. 0403

где:

D — внутренний диаметр статора [1.1. 3]

ha — высота ярма статора [1.3. 3]

Da — наружный диаметр статора [1.1. 2]

hп1 — высота паза в штампе[1.3. 3]

b1c, м

D, м

hп1, м

Z1

bz1, м

0. 967

0. 152

0. 0195

42

0,463

где:

D — внутренний диаметр статора [1.1. 3]

hп1 — высота паза[1.3. 3]

Z1 — Число пазов статора [1.2. 3]

bz1 — минимальная ширина зубца [1.3. 2]

b1c — ширина паза статора

b2c, м

D, м

hш1, м

bш1, м

Z1

bz1, м

0. 712

0. 152

0. 75

0. 0037

42

0. 463

где:

D — внутренний диаметр статора [1.1. 3]

hш1 — высота шлица паза [1.3. 4]

bш1 — ширина шлица паза [1.3. 4]

bz1 — минимальная ширина зубца [1.3. 2]

Z1 — Число пазов статора [1.2. 3]

b2c — ширина паза статора

h1c, м

hп1, м

b2c, м

bш1, м

hш1, м

0. 017

0. 0195

0. 712

0. 0037

0. 75

где:

hп1 — высота паза[1.3. 3]

b2c — ширина паза статора

hш1 — высота шлица паза [1.3. 4]

bш1 — ширина шлица паза [1.3. 4]

h1c — высота паза статора

Размеры паза в свету с учетом припусков на сборку и шихтовку сердечников (согласно [1] стр. 179 — 6−47)

Дbп, м

Дhп, м

b'1, м

b1c, м

b'2, м

b2c, м

h'1, м

h1c, м

0. 0015

0. 0015

0. 817

0. 967

0. 562

0. 712

0. 0155

0. 017

где:

h1c — высота паза статора [1.3. 5]

b2c — ширина паза статора [1.3. 5]

b1c — ширина паза статора [1.3. 5]

Дbп — припуски на сборку и шихтовку

(согласно [1] стр. 177)

Дhп — припуски на сборку и шихтовку

(согласно [1] стр. 177)

b'2 — ширина паза с учетом припусков на сборку и шихтовку

h'1 — высота паза с учетом припусков на сборку и шихтовку

b'1 — ширина паза с учетом припусков на сборку и шихтовку

Площадь корпусной изоляции в пазу Sиз (согласно [1] стр. 179 — 6−48)

Sиз, м2

bиз, м

hп1, м

b1с, м

Sпр, м2

b2c, м

0,265

0,475

0. 0195

0. 967

0

0. 712

где:

— однослойная толщина изоляции в пазу

Sпр = 0 — площадь прокладок в пазу (при однослойной обмотке)

b2c — ширина паза статора [1.3. 5]

b1c — ширина паза статора [1.3. 5]

hп1 — высота паза[1.3. 3]

Sиз — площадь корпусной изоляции

Площадь поперечного сечения паза, остающаяся для размещения проводников (согласно [1] стр. 180 — 6−51)

S’п, м2

b'1, м

b'2, м

h1c, м

Sиз, м2

Sпр, м2

0,115

0,817

0,562

0,017

0,265

0

где:

h1c — высота паза статора [1.3. 5]

b'1 — ширина паза с учетом припусков на сборку и шихтовку [1.3. 6]

b'1 — ширина паза с учетом припусков на сборку и шихтовку [1.3. 6]

Sпр — площадь прокладок в пазу [1.3. 7]

Sиз — площадь корпусной изоляции [1.3. 7]

S’п — площадь поперечного сечения паза

Коэффициент заполнения паза (согласно [1] стр. 180)

Кз

dиз, м

un

nэл

S’п, м2

0,749

0,189

12

2

0,115

где:

S’п — площадь поперечного сечения паза [1.3. 8]

nэл — Число элементарных проводников [1.2. 16]

un — Число эффективных проводников в пазу [1.2. 8]

dиз — диаметр изолированного проводника [1.2. 16]

Кз — коэффициент заполнения паза (находится в пределах (согласно [1] стр. 66 — таб. 3−12))

1.3 Расчет ротора

Воздушный зазор и число пазов ротора (согласно [1] стр. 181 — 6−52; стр. 185 — таб. 6−15)

д, м

Z2

0. 385

52

где:

д — ширина воздушного зазора

Z2 — число пазов ротора

Внешний диаметр D2 (согласно [1] стр. 243 — п. 27)

D2, м

D, м

д, м

0. 15 155

0. 152

0. 385

где:

д — ширина воздушного зазора [1.4. 1]

D — внутренний диаметр статора [1.1. 3]

D2 — внешний диаметр ротора

Конструктивная длина сердечника ротора (согласно [1] стр. 243 — п. 28)

l2, м

lд, м

0,1038

0,1038

где:

— Расчетная длина воздушного зазора [1.1. 9]

— конструктивная длина сердечника ротора

Зубцовое деление t2 (согласно [1] стр. 243 — п. 29)

t2, м

D2, м

Z2

0. 915

0. 15 155

52

где:

D2 — внешний диаметр ротора [1.4. 2]

Z2 — число пазов ротора [1.4. 1]

t2 — зубцовое деление

Внутренний диаметр сердечника ротора Dj (согласно [1] стр. 191 — 6−101)

Dj, м

Кв

Da, м

0. 6 256

0. 23

0. 272

где:

Da — наружный диаметр статора [1.1. 2]

Кв — коэффициент формы поля [1.1. 9]

Dj — внутренний диаметр сердечника ротора

Коэффициент приведения токов (согласно [1] стр. 185 — 6−68)

vi

m

щ1

Kоб1

Z1

10. 8

3

84

0. 9

42

где:

vi — коэффициент приведения токов

щ1 — Значения витков в фазе обмотки [1.2. 10]

Z1 — Число пазов статора [1.2. 3]

Коб1 — Значение обмоточного коэффициента [1.2. 11]

m — число фаз

Предварительное значение тока в стержне ротора (согласно [1] стр. 183 — 6−60)

I2, А

Ki

I1н, А

vi

304. 2 065 187

0. 91

30,95 304 423

10. 8

где:

vi — коэффициент приведения токов [1.4. 6]

I1н — Номинальный ток обмотки статора [1.2. 6]

Ki — Коэффициент влияния тока намагничивания и сопротивления обмоток (согласно [1] стр. 183 — рис. 6−22)

I2 — Предварительное значение тока в стержне ротора

Площадь поперечного сечения стержня qc (согласно [1] стр. 186 — 6−69)

qc, м2

I2, А

J2, А/м2

0. 101

304. 2 065 187

3 000 000

где:

I2 -Значение тока в стержне ротора [1.4. 7]

J2 — плотность тока в стержнях ротора (J2=2,5−3,5, А/м2)

qc — площадь поперечного сечения стержня

Размеры шлица и высота перемычки над пазом (согласно [1] стр. 188 — рис. 6−27)

bш2, м

hш2, м

h’ш2, м

0,001

0,0005

0,001

где:

bш2 — ширина шлица

hш2 — высота шлица

h’ш2 — высота перемычки над пазом

Допустимая ширина зубца (согласно [1] стр. 188 — 6−77)

Bz2, Тл

Bд, Тл

t2, м

lд, м

lcт2, м

Кс

bz2, м

1. 8

0. 77

0. 915

0,1038

0,1038

0. 97

0,393

где:

t2 — зубцовое деление [1.4. 4]

— Расчетная длина воздушного зазора [1.1. 9]

-длина стали сердечника [1.1. 11]

Кс — коэффициент заполнения сталью магнитопровода статора [1.3. 2]

Bд — Индукция в воздушном зазоре [1.1. 6]

Bz2 — допустимое значение индукции в зубцах ротора

bz2 — допустимая ширина зубца

Размеры паза (согласно [1] стр. 188 — 6−74; 6−75; 6−76)

b1p, м

D2, м

hш2, м

h’ш2, м

Z2

bz2, м

0,475

0,15 155

0,0005

0,001

52

0,393

где:

bz2 — допустимая ширина зубца [1.4. 10]

D2 — внешний диаметр ротора [1.4. 2]

Z2 — число пазов ротора [1.4. 1]

hш2 — высота шлица [1.4. 9]

h’ш2 — высота перемычки над пазом [1.4. 9]

b1p — ширина паза

b2p, м

b1p, м

Z2

qc, м2

0,506

0,475

52

0,101

где:

Z2 — число пазов ротора [1.4. 1]

b1p — ширина паза

qc — площадь поперечного сечения стержня [1.4. 8]

b2p — ширина паза

b2p, м

b1p, м

Z2

h1p, м

0. 506

0. 475

52

0. 0351

где:

b1p — ширина паза

b2p — ширина паза

Z2 — число пазов ротора [1.4. 1]

h1p — высота паза

Округляем

b2p, м

b1p, м

h1p, м

0,005

0,001

0,035

Полная высота паза hп2 (согласно [1] стр. 244 — п. 33)

hп2, м

h’ш2, м

hш2, м

b1p, м

b2p, м

h1p, м

0. 0395

0. 001

0. 0005

0. 005

0. 001

0. 035

где:

hш2 — высота шлица [1.4. 9]

h’ш2 — высота перемычки над пазом [1.4. 9]

b1p — ширина паза [1.4. 11]

b2p — ширина паза [1.4. 11]

h1p — высота паза [1.4. 11]

hп2 — полная высота паза

Уточняем площадь сечения qc (согласно [1] стр. 188 — 6−78)

qc, м2

b1p, м

b2p, м

h1p, м

0. 115

0. 005

0. 001

0. 035

где:

b1p — ширина паза [1.4. 11]

b2p — ширина паза [1.4. 11]

h1p — высота паза [1.4. 11]

qc — уточненная площадь поперечного сечения стержня

Плотность тока в стержне J2 (согласно [1] стр. 186 — 6. 69)

J2, А/м2

I2, А

qc, м2

2 640 566. 978

304. 206

0. 115

где:

qc — площадь поперечного сечения стержня [1.4. 13]

I2 -Значение тока в стержне ротора [1.4. 7]

J2 — плотность тока в стержне ротора

Определение тока в замыкающих кольцах Iкл коротко замкнутых роторов (согласно [1] стр. 186 — 6−71; 6−72)

Где

Д

p

Z2

Iкл, А

I2, А

0. 121

1

52

2520. 439

304. 206

где:

I2 -Значение тока в стержне ротора [1.4. 7]

Z2 — число пазов ротора [1.4. 1]

p — число пар полюсов

Iкл — ток в замыкающих кольцах КЗ роторов

Плотность тока в замыкающих кольцах (согласно [1] стр. 244 — п. 35)

Jкл, А/м2

J2, А/м2

2 244 481,931

2 640 566. 978

где:

J2 — плотность тока в стержне ротора [1.4. 14]

Jкл — плотность тока в замыкающих кольцах

Площадь поперечного сечения колец qкл (согласно [1] стр. 186 — 6−73)

qкл, м2

Iкл, А

Jкл, А/м2

0,112

2 640 566. 978

2 244 481,931

где:

Iкл — ток в замыкающих кольцах КЗ роторов [1.4. 15]

Jкл — плотность тока в замыкающих кольцах [1.4. 16]

qкл — площадь поперечного сечения колец

Размеры замыкающих колец (согласно [1] стр. 186)

bкл, м

hп2, м

0,4 354

0,0395

где: (согласно [1] стр. 187)

hп2 — полная высота паза [1.4. 12]

, м

, м

, м2

0,0258

0,435

0,112

где:

qкл — площадь поперечного сечения колец [1.4. 17]

Средний диаметр замыкающих колец (согласно [1] стр. 202 — 6−167)

Dкл. ср, м

D2, м

bкл, м

0,108

0,151

0,435

где:

D2 — внешний диаметр ротора [1.4. 2]

— размер замыкающих колец [1.4. 18]

Dкл. ср — средний диаметр замыкающих колец

1.4 Расчет намагничивающего тока

Индукция в зубцах статора Bz1 (согласно [1] стр. 192 — 6−104)

, Тл

, Тл

, м

, м

, м

, м

1. 9

0. 75

0. 114

0,10 383

0. 463

0,10 383

0. 97

где:

— Расчетная длина воздушного зазора [1.1. 9]

-длина стали сердечника [1.1. 11]

Кс — коэффициент заполнения сталью магнитопровода статора [1.3. 2]

Bд — Индукция в воздушном зазоре [1.1. 6]

bz1 — минимальная ширина зубца [1.3. 2]

— значение зубцового деления статора [1.2. 5]

— индукция в зубцах статора

Индукция в зубцах ротора Bz2 (согласно [1] стр. 192 — 6−104)

, Тл

, Тл

, м

, м

, м

, м

1. 8

0. 75

0. 915

0,10 383

0. 393

0,10 383

0. 97

где:

— Расчетная длина воздушного зазора [1.1. 9]

-длина стали сердечника [1.1. 11]

Кс — коэффициент заполнения сталью магнитопровода статора [1.3. 2]

Bд — Индукция в воздушном зазоре [1.1. 6]

— индукция в зубцах ротора

bz2 — допустимая ширина зубца [1.4. 10]

t2 — зубцовое деление [1.4. 4]

Индукция в ярме статора Ba (согласно [1] стр. 193 — 6−105)

Bа, Тл

Ф, Вб

, м

hа, м

1. 667

0. 012

0,10 383

0,0362

0. 97

где:

-длина стали сердечника [1.1. 11]

Кс — коэффициент заполнения сталью магнитопровода статора [1.3. 2]

Ф — Магнитный поток [1.2. 12]

hа — Высота ярма статора [1.3. 3]

Bа — индукция в ярме статора

Расчетная высота ярма ротора (согласно [1] стр. 194 — 6−108)

h’j, м

D2, м

hп2, м

0,0362

0,151

0,0395

где:

hп2 — полная высота паза [1.4. 12]

D2 — внешний диаметр ротора [1.4. 2]

h’j — расчетная высота ярма ротора

Индукция в ярме ротора Bj (согласно [1] стр. 193 — 6−107)

статор зазор обмотка замещение

Bj, Тл

Ф, Вб

, м

h’j, м

1. 667

0. 012

0,10 383

0,0362

0. 97

где:

-длина стали сердечника [1.1. 11]

Кс — коэффициент заполнения сталью магнитопровода статора [1.3. 2]

Ф — Магнитный поток [1.2. 12]

h’j — расчетная высота ярма ротора [1.5. 4]

Bj — индукция в ярме ротора

Коэффициент воздушного зазора (согласно [1] стр. 106 — 4−14; 4−15)

где г

t1, м

bш1, м

д, м

г

0,0114

0,0037

1,272

0,385

6,321

где:

— значение зубцового деления статора [1.2. 5]

д — ширина воздушного зазора [1.4. 1]

bш1 — ширина шлица паза [1.3. 4]

— коэффициент воздушного зазора

Магнитное напряжение воздушного зазора Fд (согласно [1] стр. 194 — 6−110)

д, м

, Тл

, А

1. 272

0. 385

0. 75

583. 904

где:

— Магнитное напряжение воздушного зазора

— коэффициент воздушного зазора [1.5. 6]

д — ширина воздушного зазора [1.4. 1]

Bд — Индукция в воздушном зазоре [1.1. 6]

Значение напряженности поля в зубцах Нz (согласно [1] стр. 461 — таб. П-17)

, Тл

, Тл

, Тл

, Тл

, м

, м

, м

, м

hп1, м

1,9

1,8

2070

1520

0,019

0,039

0,001

0,0395

0,0195

где:

— расчетная высота зубца статора

— расчетная высота зубца ротора

— напряженность поля в зубцах статора

напряженность поля в зубцах ротора

— индукция в зубцах статора [1.5. 1]

— индукция в зубцах ротора [1.5. 2]

hп2 — полная высота паза [1.4. 12]

hп1 — высота паза[1.3. 3]

Магнитное напряжение зубцовой зоны статора Fz1 и ротора Fz2 (согласно [1] стр. 194 — 6−113)

Fz1, А

Fz2, А

, м

, м

, Тл

, Тл

80. 811

59. 963

0. 019

0. 039

2070

1520

где:

— расчетная высота зубца статора [1.5. 8]

— расчетная высота зубца ротора[1.5. 8]

— напряженность поля в зубцах статора [1.5. 8]

напряженность поля в зубцах ротора [1.5. 8]

Fz1 — магнитное напряжение зубцовой зоны статора

Fz2 — магнитное напряжение зубцовой зоны ротора

Коэффициент насыщения зубцовой зоны Кz (согласно [1] стр. 194 — 6−120)

Кz

Fz1, А

Fz2, А

, А

1. 241

80. 811

59. 963

583. 904

где:

Fz1 — магнитное напряжение зубцовой зоны статора [1.5. 9]

Fz2 — магнитное напряжение зубцовой зоны ротора [1.5. 9]

— Магнитное напряжение воздушного зазора [1.5. 7]

Кz — коэффициент насыщения зубцовой зоны

Значение напряженности поля в ярме Hz (согласно [1] стр. 460- П-16)

Ba, Тл

Ha, А/м

Bj, Тл

Hj, А/м

1. 5

520

1. 667

982

где:

Bа — индукция в ярме статора [1.5. 3]

Bj — индукция в ярме ротора [1.5. 5]

Ha — напряженность поля в ярме статора

Hj — напряженность поля в ярме ротора

Длина средней магнитной линии ярма статора La (согласно [1] стр. 195 — 6−122)

La, м

Da, м

ha, м

p

0. 364

0. 152

0. 0403

1

где:

p — число пар полюсов

La — длина средней магнитной линии ярма статора

hа — Высота ярма статора [1.3. 3]

Da — наружный диаметр статора [1.1. 2]

Высота спинки ротора (согласно [1] стр. 195 — 6−125)

D2, м

Dj, м

hj, м

hп2, м

0. 151

0. 6 256

0. 36 275

0. 0395

где:

D2 — внешний диаметр ротора [1.4. 2]

hп2 — полная высота паза [1.4. 12]

Dj — внутренний диаметр сердечника ротора [1.4. 5]

hj — высота спинки ротора

Длина средней магнитной линии потока в ярме ротора Lj (согласно [1] стр. 195 — 6−126)

Lj, м

hj, м

0. 999

0. 36 275

где:

Lj — длина средней магнитной линии в ярме ротора

hj — высота спинки ротора [1.5. 13]

Магнитное напряжения ярма статора Fa и ярма ротора Fj (согласно [1] стр. 195 — 6−121; 6−123)

La, м

Lj, м

Ha, А/м

Hj, А/м

Fa, А

Fj, А

0. 3637

0. 999

520

982

189. 143

9. 81

где:

Fa — магнитное напряжение ярма статора

Fj — магнитное напряжение ярма ротора

La — длина средней магнитной линии ярма статора [1.5. 12]

Lj — длина средней магнитной линии в ярме ротора [1.5. 14]

Ha — напряженность поля в ярме статора [1.5. 11]

Hj — напряженность поля в ярме ротора [1.5. 11]

Суммарное магнитное напряжение магнитной цепи машины (на пару полюсов) (согласно [1] стр. 195 — 6−127)

Fц, А

Fд, А

Fz1, А

Fz2, А

Fa, А

Fj, А

923. 63

583. 9

80. 812

0. 039

189. 143

9. 81

где:

Fa — магнитное напряжение ярма статора [1.5. 15]

Fj — магнитное напряжение ярма ротора [1.5. 15]

Fz1 — магнитное напряжение зубцовой зоны статора [1.5. 9]

Fz2 — магнитное напряжение зубцовой зоны ротора [1.5. 9]

— Магнитное напряжение воздушного зазора [1.5. 7]

Fц — Суммарное магнитное напряжение магнитной цепи

Коэффициент насыщения магнитной зоны Км (согласно [1] стр. 195 — 6−128)

Км

, А

, А

1,58

583,9

923,6

где:

— Магнитное напряжение воздушного зазора [1.5. 7]

Fц — Суммарное магнитное напряжение магнитной цепи [1.5. 16]

Км — Коэффициент насыщения магнитной зоны

Намагничивающий ток Iм (согласно [1] стр. 195 — 6−129)

Iм, А

, А

p

m

Коб1

щ1

4,525

923,6

1

3

0,9

84

где:

p — число пар полюсов

Fц — Суммарное магнитное напряжение магнитной цепи [1.5. 16]

щ1 — Значения витков в фазе обмотки [1.2. 10]

Коб1 — Значение обмоточного коэффициента [1.2. 11]

m — число фаз

Iм — ток намагничивания

Относительное значение намагничивающего тока I’м (согласно [1] стр. 195 — 6−130)

I’м

Iм, А

I1н, А

0,146

4,525

30,953

где:

Iм — ток намагничивания [1.5. 18]

I1н — Номинальный ток обмотки статора [1.2. 6]

I’м — относительное значение намагничивающего тока

1.5 Параметры рабочего режима

Средняя ширина катушки bкт (согласно [1] стр. 197 — 6−140)

bкт, м

D, м

hп1, м

p

в1

0. 269

0. 272

0. 019

1

1

где:

p — число пар полюсов

D — внутренний диаметр статора [1.1. 3]

hп1 — высота паза в штампе[1.3. 3]

— относительное укорочение шага обмотки

bкт — средняя ширина катушки

Длина вылета лобовой части катушки lвыл (согласно [1] стр. 198 — 6−145)

lвыл, м

Kвыл

bкт, м

B, м

0. 08

0. 26

0. 269

0. 01

где:

bкт — средняя ширина катушки [1.6. 1]

B — длина вылета прямолинейной части катушки из паза (согласно [1] стр. 198 — таб. 6−20)

Kвыл — коэффициент вылета лобовой части (согласно [1] стр. 197 — таб. 6−19)

lвыл — длина вылета лобовой части катушки

Длина пазовой части lп1(согласно [1] стр. 245 — п. 44)

lп1, м

lст1, м

0,1038

0,1038

где:

lп1 — длина пазовой части катушки

-длина стали сердечника [1.1. 11]

Длина лобовой части (согласно [1] стр. 198 — 6−144)

lл1, м

bкт, м

B, м

Кл

0,3437

0,269

0,01

1,2

где:

bкт — средняя ширина катушки [1.6. 1]

B — длина вылета прямолинейной части катушки из паза [1.6. 2]

Кл — коэффициент лобовой части (согласно [1] стр. 197 — таб. 6−19)

lл1 — длина лобовой части катушки

Средняя длина витка lср1 (согласно [1] стр. 198)

lср1, м

lл1, м

lп1, м

0,895

0,3437

0,1038

где:

lл1 — длина лобовой части катушки [1.6. 4]

lп1 — длина пазовой части катушки [1.6. 3]

lср1 — средняя длина витка

Общая длина проводников фазы обмотки L1 (согласно [1] стр. 196 — 6−133)

L1, м

lср1, м

щ1

75. 193

0. 895

84

где:

lср1 — средняя длина витка [1.6. 5]

щ1 — Значения витков в фазе обмотки [1.2. 10]

L1 — общая длина проводников фазы обмотки

Активное сопротивление фазы обмотки статора (согласно [1] стр. 196 — 6−131)

Удельное сопротивление для меди

р115, Ом* м

qэф, м2

L1, м

a

r1, Ом

24*10^-9

56*10^-6

75. 193

1

0. 325

где:

L1 — общая длина проводников фазы обмотки [1.6. 6]

р115 — удельное сопротивление меди

a — Число параллельных ветвей обмотки [1.2. 8]

qэф — Сечение эффективного проводника [1.2. 15]

r1 — активное сопротивление фазы обмотки статора

Относительное значение R1 (согласно [1] стр. 245 — п. 44)

R1

r1, Ом

I1н, А

U1нф, В

0,0458

0,325

30,953

220

где:

r1 — активное сопротивление фазы обмотки статора [1.6. 7]

I1н — Номинальный ток обмотки статора [1.2. 6]

U1нф — Напряжение сети

Определяем сопротивление стержня (согласно [1] стр. 202- 6−165)

Удельное сопротивления алюминия

rc, Ом

p115, Ом*м

lст2, м

Кr

qc, м2

0. 5

4. 87*10^-8

0. 1038

1

1. 01*10^-4

где:

р115 — удельное сопротивление алюминия

-длина стали сердечника [1.1. 11]

qc — площадь поперечного сечения стержня [1.4. 13]

rc — активное сопротивление стержня

Сопротивление участка замыкающего кольца rкл (согласно [1] стр. 202 — 6−166)

rкл, Ом

р115, Ом*м

Z2

qкл, м2

Dкл. ср, м

2,83*10^-7

4. 87*10^-8

52

0,112

0,1081

где:

Dкл. ср — средний диаметр замыкающих колец [1.4. 19]

р115 — удельное сопротивление алюминия [1.6. 9]

qкл — площадь поперечного сечения колец [1.4. 17]

Z2 — число пазов ротора [1.4. 1]

rкл — сопротивление участка замыкающего кольца

Активное сопротивление фазы обмотки ротора (согласно [1] стр. 202 -6−164)

r2, Ом

rкл, Ом

rс, Ом

Д

8,89*10^-5

2,83*10^-5

0. 5

0. 121

где:

rкл — сопротивление участка замыкающего кольца [1.6. 10]

rc — активное сопротивление стержня [1.6. 9]

r2 — активное сопротивление фазы обмотки ротора

Д — [1.4. 15]

Приведение r2 к числу первичной обмотки статора (согласно [1] стр. 202 — 6−169)

r'2, Ом

r2, Ом

m

Kоб1

Z2

щ1

0. 117

8. 89*10^-5

3

0. 9

52

84

где:

щ1 — Значения витков в фазе обмотки [1.2. 10]

Коб1 — Значение обмоточного коэффициента [1.2. 11]

m — число фаз

r2 — активное сопротивление фазы обмотки ротора [1.6. 11]

Z2 — число пазов ротора [1.4. 1]

r'2 — активное сопротивление фазы обмотки приведенное к числу первичной обмотки статора

Относительное значение R2 (согласно [1] стр. 245 — п. 45)

R2

r'2, м

I1н, А

U1нф, В

0,016

0,117

30,953

220

где:

r'2 — активное сопротивление фазы обмотки приведенное к числу первичной обмотки статора [1.6. 12]

I1н — Номинальный ток обмотки статора [1.2. 6]

U1нф — Напряжение сети

R2 — относительное значение активного сопротивления фазы обмотки статора

Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеивания (согласно [1] стр. 199 — 6−154)

лл1

q

lд, м

lл1, м

в1

ф, м

4,37

7

0,1038

0,3437

1

0,239

где:

— относительное укорочение шага обмотки

lл1 — длина лобовой части катушки [1.6. 4]

q — число пазов на полюс и фазу [1.2. 4]

ф — полюсное деление [1.1. 4]

— Расчетная длина воздушного зазора[1.1. 9]

лл1 — Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеивания

Коэффициент о (согласно [1] стр. 203 — 6−172)

о

К’ск

Кв

Коб1

t1, м

t2, м

вск

1,077

0,8

1

0,9

0,0114

0,915

0

где:

вск — коэффициент присутствия скоса пазов

— значение зубцового деления статора [1.2. 5]

Коб1 — Значение обмоточного коэффициента [1.2. 11]

t2 — зубцовое деление [1.4. 4]

Кв=1

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания (согласно [1] стр. 202 — 6−170)

о

д, м

Кд

t1

лд1

1,077

0,385

1,272

0,0114

2,087

где:

— значение зубцового деления статора [1.2. 5]

о — коэффициент [1.6. 15]

— коэффициент воздушного зазора [1.5. 6]

д — ширина воздушного зазора [1.4. 1]

лд1 — Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания для обмоток статора (согласно [1] стр. 200- таб. 6−22)

h1, м

h2, м

h3, м

b2c, м

bш1, м

hш1, м

Кв

лп1

0,171

0

0,017

0,712

0,0037

0,75

1

1,354

где:

h1

h2

h3

Кв=1 [1.6. 15]

b2c — ширина паза статора [1.3. 5]

hш1 — высота шлица паза [1.3. 4]

bш1 — ширина шлица паза [1.3. 4]

лп1 — Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания для обмоток статора

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора (согласно [1] стр. 114 — 4−42)

x1, Ом

f1, Гц

лл1

лп1

лд1

p

q

щ1

lд, м

0. 646

50

4. 37

1. 354

2. 087

1

7

84

0. 1038

где:

лп1 — Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания для обмоток статора [1.6. 17]

лд1 — Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания [1.6. 16]

лл1 — Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеивания [1.6. 14]

p — число пар полюсов

q — число пазов на полюс и фазу [1.2. 4]

— Расчетная длина воздушного зазора[1.1. 9]

щ1 — Значения витков в фазе обмотки [1.2. 10]

f1 — частота сети

x1 — Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора

Относительное значение x1 (согласно [1] стр. 246 — п. 46)

x1, Ом

x'1

I1н, А

U1нф, В

0. 646

0. 091

30. 953

220

где:

x1 — Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора [1.6. 18]

I1н — Номинальный ток обмотки статора [1.2. 6]

U1нф — Напряжение сети

x'1 — относительное значение х1

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания обмотки короткозамкнутого ротора лп2 (согласно [1] стр. 204 — 6−23)

Для рабочего режима Кд=1

h1, м

hп2, м

hш2, м

h’ш2, м

b2p, м

bш2, м

лп2

b1p, м

qc, м2

I2, А

Кд

0,171

0,0395

0,0005

0,001

0,506

0,001

1,451

0,005

1,01*10^-4

304. 206

1

где:

Кд — коэффициент демпфирования

h1

hш2 — высота шлица [1.4. 9]

h’ш2 — высота перемычки над пазом [1.4. 9]

bш2 — ширина шлица [1.4. 9]

hп2 — полная высота паза [1.4. 12]

qc — площадь поперечного сечения стержня [1.4. 13]

I2 -Значение тока в стержне ротора [1.4. 7]

b2p — ширина паза [1.4. 11]

b1p — ширина паза [1.4. 11]

лп2 — Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания обмотки короткозамкнутого ротора

Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеивания обмотки короткозамкнутого ротора лл2 (согласно [1] стр. 204 — 6−176)

лл2

Z2

aкл, м

bкл, м

Dкл. ср, м

lд, м

Д

2,2999

52

0,0258

0,0434

0,1081

0,1038

0,121

где:

— Расчетная длина воздушного зазора[1.1. 9]

Dкл. ср — средний диаметр замыкающих колец [1.4. 19]

Z2 — число пазов ротора [1.4. 1]

— [1.4. 18]

— [1.4. 18]

Д — [1.4. 15]

лл2 — Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеивания обмотки короткозамкнутого ротора

Коэффициент о (согласно [1] стр. 203 — 6−175)

о

p

Z2

Дz

0. 851

1

52

0. 15

где:

p — число пар полюсов

Z2 — число пазов ротора [1.4. 1]

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания обмотки короткозамкнутого ротора лд2 (согласно [1] стр. 203 -6−174)

лд2

t2, м

Кд

д

1,557

0,915

1,272

0,385

где:

— коэффициент воздушного зазора [1.5. 6]

д — ширина воздушного зазора [1.4. 1]

t2 — зубцовое деление [1.4. 4]

лд2 — Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания обмотки короткозамкнутого ротора

Суммарное значение коэффициентов магнитной проводимости обмоток короткозамкнутого ротора (согласно [1] стр. 246 — п. 47)

У л2

лл2

лд2

лп2

5,309

2,2999

1,557

1,451

где:

лп2 — Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания обмотки короткозамкнутого ротора [1.6. 20]

лл2 — Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеивания обмотки короткозамкнутого ротора [1.6. 21]

лд2 — Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания обмотки короткозамкнутого ротора [1.6. 23]

— Суммарное значение коэффициентов магнитной проводимости обмоток короткозамкнутого ротора

Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора (согласно [1] стр. 203 — 6−173)

У л2

x2, Ом

lд, м

f1, Гц

5. 309

0. 218

0. 1038

50

где:

f1 — частота сети

— Суммарное значение коэффициентов магнитной проводимости обмоток короткозамкнутого ротора [1.6. 24]

— Расчетная длина воздушного зазора[1.1. 9]

x2 — Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора

Относительно значение х2 (согласно [1] стр. 246 — п. 47)

x'2, Ом

x2, Ом

I1н, А

U1нф, В

0,218

0,287

30,953

220

где:

x2 — Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора

I1н — Номинальный ток обмотки статора [1.2. 6]

U1нф — Напряжение сети

x'2 — Относительно значение х2

1.6 Расчет потерь

Масса стали ярма статора (согласно [1] стр. 206 — 6−184)

ma, кг

Da, м

ha, м

lcт1, м

Кс

гс, кг/м3

23,042

0,152

0,403

0,1038

0,97

7800*103

где:

Da — наружный диаметр статора [1.1. 2]

hа — Высота ярма статора [1.3. 3]

-длина стали сердечника [1.1. 11]

Кс — коэффициент заполнения сталью магнитопровода статора [1.3. 2]

гс — удельная масса стали, в расчетах принимаем 7800*103 кг/м3

ma — масса стали ярма статора

Масса стали зубцов статора mz1 (согласно [1] стр. 206 — 6−185)

mz1, кг

hz1, м

bz1, м

Z1

lcт1, м

Кс

гс, кг/м3

2. 984

0. 019

0. 463

42

0. 1038

0. 97

7800*103

где:

-длина стали сердечника [1.1. 11]

Кс — коэффициент заполнения сталью магнитопровода статора [1.3. 2]

гс — удельная масса стали, в расчетах принимаем 7800*103 кг/м3

— расчетная высота зубца статора [1.5. 8]

— расчетная ширина зубца ротора[1.5. 8]

Z1 — Число пазов статора [1.2. 3]

mz1 — Масса стали зубцов статора

Основные потери в стали Pст. осн (согласно [1] стр. 206 — 6−183)

Pст. осн, Вт

р1. 0/50

f1, Гц

Кда

Ba, Тл

ma, кг

Кдz

Bz1, Тл

mz1, кг

260. 983

2. 55

50

1. 6

1. 5

23. 042

1. 8

1. 9

2. 984

1,5

где:

р1. 0/50 — удельные потери (согласно [1] стр. 206 -таб. 6−24)

— показатель степени

Кда и Кдz — коэффициенты учитывающие влияние на потери в стали неравномерности распределения потоков

ma — масса стали ярма статора [1.7. 1]

mz1 — Масса стали зубцов статора [1.7. 2]

— индукция в зубцах статора [1.5. 1]

Ba — Допустимое значение индукции в ярме статора [1.3. 1]

f1 — частота сети

Pст. осн — основные потери в стали

Амплитуда пульсации индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов (согласно [1] стр. 206 — 6−186)

B02, Тл

в02

Bд, Тл

0. 362

0. 38

1. 272

0. 75

где:

— коэффициент воздушного зазора [1.5. 6]

Bд — Индукция в воздушном зазоре [1.1. 6]

в02

B02 — Амплитуда пульсации индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов

Удельные поверхностные потери в роторе (согласно [1] стр. 207 — 6−188)

рпов2, Вт/м2

B02, Тл

К02

t1, м

Z1

n1, об/мин

609. 61

0. 362

1. 6

0. 0114

42

3000

где:

B02 — Амплитуда пульсации индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов [1.7. 4]

К02 — коэффициент влияния обработки поверхности головки зубцов ротора на удельные потери

— значение зубцового деления статора [1.2. 5]

Z1 — Число пазов статора [1.2. 3]

n1 — частота вращения

рпов2 — Удельные поверхностные потери в роторе

Полные поверхностные потери в роторе Рпов2 (согласно [1] стр. 207 — 6−190)

Рпов2, Вт

рпов2 Вт/м2

t2, м

Z2

lст2, м

bш2, м

26,829

609,61

0,915

52

0,1038

0,001

где:

рпов2 — Удельные поверхностные потери в роторе [1.7. 5]

Z2 — число пазов ротора [1.4. 1]

-длина стали сердечника [1.1. 11]

t2 — зубцовое деление [1.4. 4]

bш2 — ширина шлица [1.4. 9]

Рпов2 — полные поверхностные потери

Пульсационные потери в зубцах ротора (согласно [1] стр. 207 — 6−192)

Bпул2, Тл

д, м

Bz2, Тл

t2, м

г

0. 239

0. 385

1. 8

0. 915

6. 32

где:

t2 — зубцовое деление [1.4. 4]

— индукция в зубцах ротора [1.5. 2]

д — ширина воздушного зазора [1.4. 1]

г — [1.5. 6]

Bпул2 — Пульсационные потери в зубцах ротора

Масса стали зубцов ротора (согласно [1] стр. 208 — 6−197)

mz2, кг

Z2

hz2, м

bz2, м

lст2, м

Кс

гс

6,335

52

0,039

0,0039

0,1038

0,97

7800*103

где:

Z2 — число пазов ротора [1.4. 1]

-длина стали сердечника [1.1. 11]

Кс — коэффициент заполнения сталью магнитопровода статора [1.3. 2]

гс — удельная масса стали, в расчетах принимаем 7800*103 кг/м3

bz2 — допустимая ширина зубца [1.4. 10]

— расчетная высота зубца ротора[1.5. 8]

mz2 — Масса стали зубцов ротора [1.7. 2]

Пульсационные потери в зубцах ротора (согласно [1] стр. 207 — 6−196)

Рпул2, Вт

Z1

n1, об/мин

Bпул2, Тл

mz2, кг

633. 79

42

3000

0. 239

6. 335

где:

mz2 — Масса стали зубцов ротора [1.7. 2]

n1 — частота вращения

Bпул2 — Пульсационные потери в зубцах ротора [1.7. 7]

Z1 — Число пазов статора [1.2. 3]

Рпул2 — Пульсационные потери в зубцах ротора

Сумма добавочных потерь в стали (согласно [1] стр. 208 — 6−198)

Рст. доб, Вт

Рпул2, Вт

Рпов2, Вт

660. 619

633. 79

26. 829

где:

Рпул2 — Пульсационные потери в зубцах ротора [1.7. 9]

Рпов2 — полные поверхностные потери [1.7. 6]

Рст. доб — Сумма добавочных потерь в стали

Полные потери в стали (согласно [1] стр. 208 — 6−199)

Рст, Вт

Рст. доб, Вт

Рст. осн, Вт

921,602

660,619

260,983

где:

Рст. доб — Сумма добавочных потерь в стали [1.7. 10]

Pст. осн — основные потери в стали [1.7. 3]

Рст — Полные потери в стали

Механические потери (согласно [1] стр. 208 — 6−205)

Рмех, Вт

Кт

n1, об/мин

Da, м

492. 627

1

3000

0. 272

где:

n1 — частота вращения

Da — наружный диаметр статора [1.1. 2]

Кт

Рмех — механические потери

Добавочные потери при номинальной нагрузке (согласно [1] стр. 247 — п. 54)

Рдоб. н, Вт

Р2, Вт

µ

90. 91

14 000

0. 77

где:

Р2 — номинальная мощность

µ - коэффициент полезного действия

Рдоб.н — Добавочные потери при номинальной нагрузке

Холостой ход двигателя (согласно [1] стр. 209 — 6−214)

Рэ1хх, Вт

r1, Ом

I µ, А

19. 99

0. 325

4. 525

где:

r1 — активное сопротивление фазы обмотки статора [1.6. 7]

Iм — ток намагничивания [1.5. 18]

Рэ1хх — потери холостого хода

Активная составляющая холостого хода (согласно [1] стр. 209 — 6−213)

Рст, Вт

Рэ1хх, Вт

Рмех, Вт

m

U1нф, В

Ixxa, А

921,602

19,99

492,627

3

220

2. 173

где:

Рэ1хх — потери холостого хода [1.7. 14]

Рмех — механические потери [1.7. 12]

Рст — Полные потери в стали [1.7. 11]

m — число фаз

U1нф — Напряжение сети

Ixxa — Активная составляющая холостого хода

Реактивная составляющая холостого хода (согласно [1] стр. 209)

I ххр, А

I µ, А

4. 525

4. 525

где:

Iм — ток намагничивания [1.5. 18]

Ixxр — Реактивная составляющая холостого хода

Холостой ход двигателя (согласно [1] стр. 209 — 6−212)

Ixx, А

I ххр, А

Ixxa, А

5,02

4,525

2,173

где:

Ixxa — Активная составляющая холостого хода [1.7. 15]

Ixxр — Реактивная составляющая холостого хода[1.7. 16]

Ixx — Холостой ход двигателя

Коэффициент мощности при холостом ходе (согласно [1] стр. 209 — 6−215)

cosФхх

Ixxa, А

Ixx, А

0,433

2,173

5,02

где:

Ixxa — Активная составляющая холостого хода [1.7. 15]

Ixx — Холостой ход двигателя [1.7. 17]

cosФхх — Коэффициент мощности при холостом ходе

2. Расчет рабочих характеристик

2.1 Расчет параметров

Сопротивления r12 и x12 (согласно [1] стр. 205 — 6−179; 6−180)

r12, Ом

x12, Ом

Pст. осн, Вт

m

x1, Ом

U1нф, В

Iм, А

4. 249

47. 973

260. 983

3

0. 646

220

4. 525

где:

Iм — ток намагничивания [1.5. 18]

U1нф — Напряжение сети

m — число фаз

Pст. осн — основные потери в стали [1.7. 3]

x1 — Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора [1.6. 18]

r12 — активное сопротивление схемы замещения

х12 — индуктивное сопротивление схемы замещения

Коэффициент отношения фазы -U1нф к вектору ЭДС (согласно [1] стр. 210 — 6−218)

с1

x1, Ом

x12, Ом

1,013

0,646

47,973

где:

x1 — Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора [1.6. 18]

х12 — индуктивное сопротивление схемы замещения [2.1. 1]

с1 — Коэффициент отношения фазы -U1нф к вектору ЭДС

Активная составляющая тока синхронного холостого хода (согласно [1] стр. 211 — 6−222)

Iоа, А

Pст. осн, Вт

r1, Ом

Iм, А

U1нф, В

0. 426

260. 983

0. 325

4. 525

220

где:

Iм — ток намагничивания [1.5. 18]

U1нф — Напряжение сети

Pст. осн — основные потери в стали [1.7. 3]

r1 — активное сопротивление фазы обмотки статора [1.6. 7]

Iоа — активная составляющая тока синхронного холостого хода

Вводим дополнительные расчетные величины (согласно [1] стр. 211 — 6−223)

a'

b'

b, Ом

r1, Ом

x1, Ом

x'2, Ом

1. 027

0

0. 949

0. 325

0. 646

0. 287

где:

r1 — активное сопротивление фазы обмотки статора [1.6. 7]

с1 — Коэффициент отношения фазы -U1нф к вектору ЭДС [2.1. 2]

x1 — Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора [1.6. 18]

x'2 — Относительно значение х2 [1.6. 26]

Постоянные потери при неизменном скольжении (согласно [1] стр. 247 — п. 56)

УP, Вт

Pст. осн, Вт

Pмех., Вт

1414,23

260,983

492,63

где:

Рмех — механические потери [1.7. 12]

Рст — Полные потери в стали [1.7. 11]

УP — Постоянные потери при неизменном скольжении

Принимаем sн=R2=0. 016 результаты сводим в таблицу

Скольжение

0,001

0,005

0,009

0,012

0,015

0,016

a'*r2'/s, Ом

120,402

24,0804

13,37 800 065

10,0335

8,0268

7,525 125

b'*r2'/s, Ом

0

0

0

0

0

0

R, Ом

120,7318

24,41 022

13,70 781 561

10,36 332

8,356 615

7,85 494

X, Ом

0,949 625

0,949 625

0,949 624 996

0,949 625

0,949 625

0,949 625

Z, Ом

120,7356

24,42 868

13,74 066 943

10,40 673

8,410 399

7,912 135

I"2, А

1,822 164

9,5 808

16,1 086 476

21,14 016

26,15 809

27,80 539

cosФ2

0,999 969

0,999 244

0,997 609 009

0,995 828

0,993 605

0,992 771

sinФ2

0,7 865

0,38 873

0,69 110 534

0,91 251

0,112 911

0,120 021

I1a, А

2,247 825

9,424 717

16,3 982 997

21,47 768

26,41 653

28,3 011

I1p, А

4,539 281

4,875 035

5,631 468 554

6,45 401

7,478 481

7,862 189

I1, А

5,65 352

10,6109

17,33 832 954

22,42 643

27,45 471

29,11 187

I'2, А

1,8467

9,127 075

16,226 458

21,42 482

26,51 032

28,1798

P1, кВт

1483,564

6220,313

10 822,8778

14 175,27

17 434,91

18 499,87

Pэ1, кВт

25,4 966

109,9227

293,4 926 112

491,0244

735,8957

827,4142

Pэ2, кВт

1,199 306

29,29 546

92,59 436 447

161,4253

247,1537

279,2627

Pдоб, кВт

2,434 556

10,6833

28,52 430 583

47,72 226

71,5211

80,41 571

?P, кВт

1442,913

1564,131

1828,840 421

2114,401

2468,8

2601,322

P2, кВт

1482,121

4656,183

8994,3 738

12 060,87

14 966,11

15 898,55

з

0,27 401

0,748 545

0,831 020 875

0,850 839

0,858 399

0,859 387

cosФ

0,443 765

0,888 211

0,945 783 137

0,957 695

0,962 186

0,962 841

2.2 Построение рабочих характеристик

рис 2.1 — Зависимость P1(P2)

Рис2.2 — Зависимость S (P2)

Рис2.3 — Зависимость м (P2)

Рис2.4 — Зависимость cosФ (P2)

Рис2.5 — Зависимость I1(P2)

3. Расчет пусковых характеристик

3.1 Расчет параметров схемы замещения

Данные необходимые для расчета пусковых характеристик

P2, Вт

U1нф, В

2p

I1н, А

x12, Ом

x'2, Ом

x1, Ом

r1, Ом

r'2, Ом

s (н)

14 000

220

2

30,95 304

47,97 335

0,287 159

0,645 982

0,325 433

0,117 224

0,16 493

Расчет параметров проводится для ряда скольжений s= (1−0. 1)

Ниже приводится расчет для s=1, остальные расчеты сведены в таблицу 3. 1

Высота стержня в пазу hc

hc, м

hп2, м

h’ш2, м

hш2, м

0,038

0,0395

0,001

0,0005

где:

hш2 — высота шлица [1.4. 9]

h’ш2 — высота перемычки над пазом [1.4. 9]

hп2 — полная высота паза [1.4. 12]

hc — высота стержня в пазу

Определяем функцию о при полной высоте стержня (согласно [1] стр. 215 — 6−235)

о

hc, м

s

2. 417

0. 038

1

где:

hc — высота стержня в пазу [3.1. 2]

s — скольжение [3.1. 1]

По функции о определяем функции ф и ф' (согласно [1] стр. 216 — 6−46)

о

ф

ф'

2. 417

0. 04

0. 92

где:

о — [3.1. 3]

Глубина проникновения тока в стержень обмотки (согласно [1] стр. 216 — 6−236)

hr, м

ф

hc, м

0. 036

0,04

0. 038

где:

hc — высота стержня в пазу [3.1. 2]

ф — [3.1. 4]

hr — глубина проникновения тока в стержень обмотки

Принимаем что при действии эффекта вытеснения, ток ротора распределен равномерно по его верхней части ограниченной высотой hr имеющее сечение стержня qr ограниченное шириной br (согласно [1] стр. 217 — 6−243)

br, м

b1p, м

b2p, м

hr, м

h1p, м

0. 111

0. 005

0. 001

0. 0365

0. 035

qr, м2

b1p, м

br, м

hr, м

0. 114

0. 005

0. 111

0. 0365

где:

hr — глубина проникновения тока в стержень обмотки [3.1. 5]

b1p — ширина паза [1.4. 11]

br — ширина стержня

qr — сечение стержня

Коэффициент Кr через отношение площадей всего сечения стержня и сечения ограниченного высотой hr (согласно [1] стр. 217 — 6−241)

Кr

qr, м2

qc, м2

0. 891

0. 114

0. 101

где:

qr — сечение стержня [3.1. 6]

qc — площадь поперечного сечения стержня [1.4. 13]

Коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора (согласно [1] стр. 217 — 6−246)

КR

Кr

rc, Ом

r'2, Ом

0. 939

0. 94

4. 99*10^-5

0. 117

где:

КR — коэффициент общего увеличения сопротивления фазы обмотки

Кr — [3.1. 7]

r'2 — активное сопротивление фазы обмотки приведенное к числу первичной обмотки статора [1.6. 12]

rc — активное сопротивление стержня [1.6. 9]

Приведенное активное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом вытеснения тока (согласно [1] стр. 218 — 6−249)

r'2о, Ом

r'2, Ом

КR

0. 11

0. 117

0. 939

где:

r'2 — активное сопротивление фазы обмотки приведенное к числу первичной обмотки статора [1.6. 12]

КR — коэффициент общего увеличения сопротивления фазы обмотки [3.1. 8]

r'2о — Приведенное активное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом вытеснения тока

3.2 Индуктивное сопротивление фазы обмотки

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания с учетом действия эффекта вытеснения тока (согласно [1] стр. 204 — таб. 6−23)

лп2о

h1, м

b1p, м

qc, м2

bш2, м

hш2, м

Кд

3,406

0,038

0,005

0,101

0,001

0,0005

0,84

где:

qc — площадь поперечного сечения стержня [1.4. 13]

b1p — ширина паза [1.4. 11]

h1 — [1.6. 17]

hш2 — высота шлица [1.4. 9]

bш2 — ширина шлица [1.4. 9]

Кд — коэффициент демпфирования [1.6. 20]

лп2о — Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания с учетом действия эффекта вытеснения тока

Изменение индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от эффекта вытеснения тока Кх (согласно [1] стр. 218 — 6−251)

Кх

лп2о

лл2

лд2

лп2

1,368

1,406

2,2999

1,557

1,451

где:

лп2о — Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания с учетом действия эффекта вытеснения тока

лп2 — Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания обмотки короткозамкнутого ротора [1.6. 20]

лл2 — Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеивания обмотки короткозамкнутого ротора [1.6. 21]

лд2 — Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания обмотки короткозамкнутого ротора [1.6. 23]

Кх — Изменение индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от эффекта вытеснения тока

Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока (согласно [1] стр. 218 — 6−250)

x'2о, Ом

x'2, Ом

Кх

0. 393

0. 287

1. 368

где:

x'2 — Относительно значение х2 [1.6. 26]

Кх — Изменение индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от эффекта вытеснения тока [3.2. 2]

x'2о — Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока

Ток ротора приближенно без учета влияния насыщения I'2 (согласно [1] стр. 222 — 6−269)

U1нф, В

I'2, А

r1, Ом

x'2о, Ом

r'2о, Ом

x1, Ом

220

31. 163

0. 325

0. 393

0. 11

0. 646

0. 016

где:

x'2о — Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока [3.2. 3]

r'2о — Приведенное активное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом вытеснения тока [3.1. 9]

s — скольжение [3.1. 1]

r1 — активное сопротивление фазы обмотки статора [1.6. 7]

x1 — Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора [1.6. 18]

U1нф — Напряжение сети

I'2 — Ток ротора приближенно без учета влияния насыщения

3.3 Учет влияния насыщения на параметры

Средняя МДС обмотки, отнесенная к одному пазу обмотки статора (согласно [1] стр. 219 — 6−252)

I'2, А

Fп. ср, А

un

a

Kоб1

Z1

Z2

Kнас

31,163

3399,604

12

1

1

0,9

42

52

1,2

где:

I'2 — Ток ротора приближенно без учета влияния насыщения [3.2. 4]

Z1 — Число пазов статора [1.2. 3]

Z2 — число пазов ротора [1.4. 1]

Кв — [1.6. 17]

un — Число эффективных проводников в пазу [1.2. 8]

Коб1 — Значение обмоточного коэффициента [1.2. 11]

Kнас — коэффициент насыщения (1,1−1,4)

Fп. ср — Средняя МДС обмотки, отнесенная к одному пазу обмотки статора

Коэффициент для определения фиктивной индукции потока рассеивания в воздушном зазоре (согласно [1] стр. 219 — 6−254)

CN

д, м

t1, м

t2, м

0. 982

0. 385

0. 011

0. 009

где:

— значение зубцового деления статора [1.2. 5]

t2 — зубцовое деление [1.4. 4]

д — ширина воздушного зазора [1.4. 1]

CN — Коэффициент для определения фиктивной индукции потока рассеивания в воздушном зазоре

Фиктивная индукция потока рассеивания в воздушном зазоре (согласно [1] стр. 219 — 6−253)

CN

Bфб, Тл

д, м

Fп. ср, А

0. 982

5. 62

0. 385

3399. 604

где:

CN — Коэффициент для определения фиктивной индукции потока рассеивания в воздушном зазоре [3.3. 2]

д — ширина воздушного зазора [1.4. 1]

Fп. ср — Средняя МДС обмотки, отнесенная к одному пазу обмотки статора [3.3. 1]

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания обмотки статора с учетом насыщения (согласно [1] стр. 219 — 6−255)

с1

t1, м

bш1, м

Хд

0,004

0,011

0,0037

0,46

где:

— значение зубцового деления статора [1.2. 5]

bш1 — ширина шлица паза [1.3. 4]

с1 — Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания обмотки статора с учетом насыщения

Вызванное насыщение от полей рассеивания уменьшение коэффициента проводимости рассеивания полузакрытого паза статора (согласно [1] стр. 220 — 6−258)

с1

h1, м

bш1, м

hш1, м

Длп1нас

0,004

0,038

0,0037

0,75

0,115

где:

с1 — Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания обмотки статора с учетом насыщения

hш1 — высота шлица паза [1.3. 4]

bш1 — ширина шлица паза [1.3. 4]

h1 — [1.6. 20]

Длп1нас — уменьшение коэффициента проводимости рассеивания полузакрытого паза статора

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания обмотки статора с учетом насыщения (согласно [1] стр. 220 — 6−261)

лп1нас

Длп1нас

лп1

1. 239

0. 115

1. 355

где:

Длп1нас — уменьшение коэффициента проводимости рассеивания полузакрытого паза статора [3.3. 5]

лп1 — Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания для обмоток статора [1.6. 17]

лп1нас — Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания обмотки статора с учетом насыщения

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания обмотки статора с учетом насыщения (согласно [1] стр. 220 — 6−263)

лд1нас

лд

Хд

0,57

2,09

0,46

где:

лд1 — Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания [1.6. 16]

Хд — [3.3. 4]

лд1нас — Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания обмотки статора с учетом насыщения

Индуктивное сопротивление обмотки статора с учетом влияния насыщения (согласно [1] стр. 220 — 6−264)

лп1

лд1

лл1

лп1нас

лд1нас

х1, Ом

х1нас, Ом

1,355

2,087

4,37

1,239

0,57

0,646

0,511

где:

лд1нас — Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания обмотки статора с учетом насыщения [3.3. 7]

лп1нас — Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания обмотки статора с учетом насыщения [3.3. 6]

x1 — Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора [1.6. 18]

лп1 — Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания для обмоток статора [1.6. 17]

лд1 — Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания [1.6. 16]

лл1 — Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеивания [1.6. 14]

х1нас — Индуктивное сопротивление обмотки статора с учетом влияния насыщения

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания обмотки ротора с учетом насыщения (согласно [1] стр. 220 — 6−259)

с2

t2, м

bш2, м

Хд

0,0044

0,009

0,001

0,46

где:

t2 — зубцовое деление [1.4. 4]

bш2 — ширина шлица [1.4. 9]

Хд — [3.3. 4]

с2 — Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания обмотки ротора с учетом насыщения

Уменьшение коэффициента проводимости рассеивания паза ротора (согласно [1] стр. 220 — 6−260)

Длп2нас

с2

bш2, м

hш2

0,407

0,0044

0,001

0,0005

где:

с2 — Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания обмотки ротора с учетом насыщения [3.3. 9]

hш2 — высота шлица [1.4. 9]

bш2 — ширина шлица [1.4. 9]

Длп2нас — Уменьшение коэффициента проводимости рассеивания паза ротора

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания обмотки статора с учетом насыщения (согласно [1] стр. 220 — 6−262)

лп2онас

лп2о

Длп2нас

2,999

3,407

0,407

где:

Длп2нас — Уменьшение коэффициента проводимости рассеивания паза ротора [3.3. 10]

лп2о — Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания с учетом действия эффекта вытеснения тока [3.2. 1]

лп2онас — Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания обмотки статора с учетом насыщения

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой