Kursovaya_rabota
.doc2 Електромагнiтний розрахунок
2.1 Визначення головних розмiрiв асинхронного двигуна:
2.1.1 Визначаємо кiлькiсть пар полюсiв
(2,1,1)
де f = 50 Гц - частота джерела ;
n - синхронна частота ,
n1=1500 хв
2p = 4 кiлькiсть полюсiв.
2.1.2 висота вiсi обертання (попередньо) по рисунку 6-7,а стор.164[ 2 ] h = 90 мм з табл.6-6 стор.164[ 2 ] приймаємо найближче значення = 90 мм i зовнішнiй діаметр осердя статора
Да=149 *10-3 м.
2.1.3 Внутрішній діаметр статора
Д = Кд * Да [м] (2,1,2)
де Кд - коефiцiєнт, визначений за таблицею 6-7 на стор.165[2] в залежності вiд кiлькостi полюсiв , 2р = 4
Кд = (0,64 / 0,68)
Д = (0,64 / 0,68) * 0,149 = 0,095 / 0,101 м.
Приймаємо Д = 0,097 м = 97 * 10-3 м. i перерахуємо значення
;
2,1,4 Полюсне ділення
(2.1.3)
.
2,1,5 Розрахунок потужності
(2.1.4)
де Р2 = Рн =2,4 кВт = 2400 Вт - задана номiнальна потужнiсть ,
Ке = 0,96 - коефiцiєнт за рисунком 6.8, стор.164[ 2 ] в залежності вiд 2р = 4 i Да = 149 * 10-3 м , з п.2.1.2
n= 0,83 - ККД за рисунком 6.9, стор.165[2] в залежності вiд 2р = 4 i Р2 =2,4 кВт
cos = 0.84 - коефiцiєнт потужності по рисунку 6.9 ,а стор.165[ 2 ] в залежностi вiд 2р = 4 i Рн = 2,4 кВт
2.1.6 Електромагнiтне навантаження ( попередньо ) за рисунком 6.11, стор.166[ 2 ].Лiнiйне навантаження ( електричне )
А = (23 / 24) * 10-3 [А / м].
Магнiтна iндукцiя у повiтряному зазорi (магнiтне навантаження)
В = (0.84 / 0.88) Тл.
Це навантаження для 2р = 4 i Да = 0,149 м
Для подальшого розрахунку для початку виберемо максимальне електромагнiтне навантаження, щоб зекономити матерiал.
А=24*10-3 А/м; В=0,88 Тл
2.1.7 Обмоточний коефіцієнт для одношаровоЇ обмотки (попередньо)
Коб = 0,96
2.1.8 Розрахунок довжини повітряного зазору
(2.1.5)
де Кв = 1,11 – коефiцiєнт форми кривої поля
Д=0,097 м із п. 2.1.3,
, [c-1] - синхронна кутова швидкість (2.1.6)
Швидкість валу двигуна
рад/с
А i Вб із п. 2.1.6
2.1.9 Відношення розрахункової довжини до полюсного ділення, перевірити результати за рисунком 6.16, стор.168(2), де для h250 мм i 2р=4;
=(0,8/1,3)
(2.1.7)
Оскільки =1,3, то головні розміри обранi вірно.
2.2 Розрахунок статора:
2.2.1 Визначення кiлькостi пазiв статора.
2.2.1.1 Граничне значення зубцевого дiлення статора за рисунком 6-15, стор.170[2] (зона 2)
t1min=8.5 мм t1max=11мм
(2.2.1)
(2.2.2)
Приймаємо кiлькiсть пазiв =24 (табл. 6.15), тодi кiлькiсть пазiв, якi приходяться на один полюс I на одну фазу статора
,
де m = 3 – кiлькiсть фаз обмотки статора.
обмотку приймаємо одношарову.
2.2.2 Визначення кiлькостi виткiв фази обмотки та перерiзу проводу обмотки статора
2.2.2.1 Зубцеве дiлення статора (остаточно)
, [м] (2.2.3)
м
2.2.2.2 Кiлькiсть ефективних провiдникiв в пазу (попередньо, за умовою а=1, т.т. кiлькiсть паралельних гiлок=1)
, (2.2.4)
де А iз п.2.1.6, I1н – номiнальний фазний струм статора
, [А] (2.2.5)
де U1н – це номiнальна фазна напруга статора, або фази обмотки статора з’єднанi зiркою
, [В]
В
А
2.2.2.3 Приймаємо тодi а=1, тодi
(2.2.6)
2.2.2.4 Визначаємо кiнцеве значення кiлькостi виткiв статора W1, лiнiйного навантаження А, магнiтного потоку у повiтряному зазорi Ф, магнiтної iндукцiї у повiтряному зазорi
(2.2.7)
, [А/м] (2.2.8)
А/м
, [] (2.2.9)
де КЕ з п. 2.1.5, U1н – фазне=381 В, Кв=1,11
f1=f=50 Гц, об. З табл. 3-13, стор.71[2]
для q1=3
Коб=0,96
,
, Тл (2.2.10)
Тл
Значення А I В знаходяться у допустимих межах (див. п. 2.1.6).
2.2.2.5 Густина струму в обмотцi статора (попередньо)
, [А/м] (2.2.11)
де (Аj) – це припустиме теплове навантаження для вибраного класу iзоляцiї машини, яка визначається за рис. 6-26,а, сто.173[2] для Да=0,149м I 2р=4
Аj=176*109, A2/м3
А=24*103, А/м
, А/м2
2.2.2.6 Переріз ефективного провідника (попередньо)
,[м2] (2.2.12)
де, а=1
м2мм2
Згiдно додатку табл.П28 стор.470[2] підбираємо стандартний круглий мiдний емальований провід марки ПЕТВ
dел=0,71мм
diз=0,77мм
qел=0,396мм2
яке i приймаємо у подальших розрахунках
Густина струму у обмотці статора (кінцеве значення)
,[A/м2]
А/м2
2.2.3 Розрахунок зубцевої зони статора та повітряного зазору.
2.2.3.1 Приймаємо попередньо по табл.6-10 стор.174[2] припустимi значення магнiтних iндукцiй в зубцевiй зонi статора Bz1=1,9Тл (а бажане значення Bz=1,7/1,9). У ярмi статора Ba=1,6Тл (бажане значення Ba=1,4/1,6) тодi ширина зубця статора (зубець має однакову ширину по всiй висотi).
, [мм] (2.2.14)
де з п.2.1.6, з п.2.2.2.1 в мм, в мм з п.2.1.8,
Кс=0,97-це коефіцієнт заповнення сталi для оксидированних листiв сталi по табл.6-11 стор.176[2].
Марка сталi статора I ротора 2013
мм
висота спинки осердя статора (або ярма статора)
,[мм] (2.2.15)
де з п.2.2.2.4
мм
2.2.3.2Розмiри паза статора в штампi.
Приймаємо розмiри шлiца напiвзакритого паза
bш-це ширина щлiца
hш-це висота шлiца
Ширина шлiца вибирається по табл.6-12 стор.179[2] в залежностi вiд h=90мм I кiлькостi 2р=4
bш=3мм hш=0,5мм, де h ≤ 132мм см.стор.178[2]
Визначаємо висоту паза статора
,[мм] (2.2.16)
мм
Визначаємо найбiльшу ширину паза статора (паз має форму трапецiї)
,[мм] (2.2.17)
мм
Визначаємо меньшу ширину паза статора
,[мм] (2.2.18)
мм
Визначаємо висоту паза до клина
,[мм] (2.2.19)
мм
2.2.3.3 Розмiри паза статора у свiтi (з рахунком припуску на збiрку)
b1’=b1-∆bn. [мм] (2.2.20)
b2’=b2-∆bn. [мм] (2.2.21)
h1’=h1-∆hn. [мм] (2.2.22)
де ∆bn I ∆hn – припуски по ширинi i висотi на штампову для h ≤ 132мм вони рiвнi 0,1мм см. стор.177[2]
площа поперечного перерiзу паза для розміщення провiдникiв
, [мм2] (2.2.23)
де Sпр – це площина поперечного перерiзу прокладок, дорiвнює нулю, так як обмотка одношарова, Siз – це площина перерiзу корпусної iзоляцiї в пазах.
, [мм]
(2.2.24)
де - це одностороння товщина ізоляції в пазi по табл.3-8 стор.62[2] для класу ізоляції “F” для одношарової обмотки
мм (iзоляцiя iмiдофлекс товщиною 0.35мм один шар)
мм2
мм2
2.2.3.4 Коефiцiєнт заповнення паза
(2.2.25)
де з п.2.2.2.6, з п.2.2.2.3, з п. 2.2.2.6
лежить в межах допустимого значення
2.3 Розрахунок ротора
2.3.1.1 Повiтряний зазор по рис.6-21 стор.181[2] в залежностi вiд Д=0,097 i 2р=4
мм
2.3.1.2 Кiлькiсть пазiв ротора по таблицi 6-15 стор. 185 (2) в залежностi вiд 2р=4 i z1=34
Вибираемо пози зi скосом.Рекомендована кiлькiсть пазiв ((24),27,28,30,(32),34,45,48).
Приймаємо z2=34
2.3.1.3.Зовнiшнiй дiаметр ротора
,[мм] (2.3.1)
мм
2.3.1.4 Довжина осердя ротора дорiвнюе довжинi осердя статора
[мм] (2.3.2)
мм
2.3.1.5 Внутрішній діаметр ротора дорівнює діаметру вала, так як осердя нагрівається i під пресом безпосередньо насаджується на вал.
[мм] (2.3.3)
де - коефіцієнт вала по табл.6-16 стор.191[2]
мм
2.3.2 Розрахунок обмотки
2.3.2.1 Струм у стержні ротора
[А] (2.3.4)
де - коефіцієнт струмовий по рис.6-22 стор.183[2] в залежностi вiд iз п.2.1.5
- коефіцієнт приведення струмiв (коефіцієнт трансформацiї)
(2.3.5)
де , i iз п.2.2.2.4
А
2.3.2.2 Площина поперечного перерiзу стержня коротко замкнутої обмотки ротора, виконаної з розплавленого алюмiнiя шляхом заливки у пази ротора.
[мм2] (2.3.6)
де - це плотнiсть струму в стержнi литої алюмінієвої клiтини ротора.
ч А/мм2
Приймаємо А/мм2
мм2
2.3.2.3 По рис.6-27,а стор.188[2] виконати ескіз паза ротора (паз грушевидний, напівзакритий)
Визначаємо розмiри паза ротора.
Розмiри шлiца паза ротора:
ширина шлiца мм
висота шлiца мм
припустима ширина зубця ротора:
[мм] (2.3.7)
де iз п.2.2.2.4, iз п.2.3.1.4 в мм, iз п.2.1.8, iз п.2.2.3.1, по таб.6-10 стор.175[2] для зубцiв ротора при постiйному перерiзi (грушевидної форми)
/Тл
Приймаємо Тл
мм
Розмiри паза
Бiльший розмiр ширини паза ротора
[мм] (2.3.8)
мм
Меньший розмiр ширини паза ротора
[мм] (2.3.9)
мм
Висота паза ротора (вiдстань мiж центрами)
[мм] (2.3.10)
мм
Повна висота паза ротора
[мм] (2.3.11)
мм
Перерiз стержня ротора (результати перевiрити з п.2.3.2.2)
[мм] (2.3.12)
мм2
2.3.2.4 Перевiряємо плотнiсть струму у стержнi ротора
[А/мм2] (2.3.13)
А/мм2
2.3.2.5 Короткозамикаючi кiльця
Площина поперечного перерiзу
[мм2] (2.3.14)
де струм в кiльцi
[мм] (2.3.15)
а, дорiвнює
(2.3.16)
А
- густина струму в кiльцi
[А/м2] (2.3.17)
А/м2
мм2
Розмiри замикаючих кiлець
Висота перерiзу кiлець
[мм] (2.3.18)
де iз п.2.3.2.3
мм
Ширина кiльця
[мм] (2.3.19)
мм
Кiнцева площина поперечного перерiзу
[мм2] (2.3.20)
мм2
Середнє значення діаметру коротко замикаючого кiльця
[мм] (2.3.21)
мм
2.3.3 Розрахунок напруги магнітного кола машини
2.3.3.1 Значення iндукцiї на рiзних дiлянках магнiтного кола
[Тл] (2.3.22)
де iз п.2.2.2.4, iз п.2.2.2.1, iз п.2.1.8, iз п.2.2.3.1, iз п.2.2.3.1
Тл
[Тл] (2.3.23)
де iз п.2.3.1.4, iз п.2.1.8, iз п.2.3.2.4
Тл
Iндукцiя в спинцi статора
[Тл] (2.3.24)
де iз п.2.2.3.1, iз п.2.2.2.4
Тл
Iндукцiя в ярмi ротора
[Тл] (2.3.25)
де - розрахункова висота ротора
[мм] (2.3.26)
де
мм
Тл
2.3.3.2 Магнiтна напруга повiтряного зазору
[А] (2.3.27)
де - коефіцієнт повiтряного зазору
(2.3.28)
де iз п.2.2.2.1 в мм, iз п. 2.3.1.1
- коефіцієнт враховуючий співвідношення мiж розмiром шлiца паза статора i повiтряним зазором.
(2.3.29)
А
2.3.3.3 Магнiтна напруга зубцевої зони статора
[А] (2.3.30)
де м iз п.2.2.3.2
Для осердя статора I осердя ротора вибирають холодно катану iзотопну електротехнiчну сталь марки 2013
- напруженiсть магнiтного поля, знаходимо по табл.П-17 стор.461[2]
А/м
А
Магнiтна напруга зубцевої зони ротора
[А] (2.3.31)
де беремо iз п. 2.3.2.3 по i по
[мм] (2.3.32)
мм
по табл.П-17 стор.461[2]
А/м
А
2.3.3.4 Коефіцієнт насичення зубцевої зони машини
(2.3.33)
- лежить в межах допустимого значення
2.3.3.5 Магнiтна напруга ярма статора
[А] (2.3.34)
де по табл.П-16 стор.460[2]
А/м
- довжина магнiтної силової лiнiї