- •Оглавление
- •Введение
- •Параметры расчетов :
- •Расчет главных размеров двигателя и их проверка
- •Параметры расчетов :
- •Конструирование обмотки статора Данные, выбранные для дальнейшего расчета варианта главных размеров двигателя
- •Параметры расчетов :
- •Предварительное значение зубцового деления статора
- •Параметры расчетов :
- •Выбор чисел пазов статора и ротора
- •Параметры расчетов :
- •Варианты значений параллельных ветвей обмотки статора
- •Параметры расчетов :
- •Выбор чисел параллельных ветвей и эффективных проводников обмотки статора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет трехфазной обмотки статора
- •Параметры расчетов :
- •Данные обмотки статора
- •Параметры расчетов :
- •Значение произведения линейной нагрузки на плотность тока в обмотке статора
- •Параметры расчетов :
- •Выбор стандартного обмоточного провода
- •Параметры расчетов :
- •Плотность тока в обмотке статора
- •Параметры расчетов :
- •Минимальные и максимальные значения индукции в ярме и зубцах статора
- •Параметры расчетов :
- •Предварительные значения индукции в ярме и зубцах статора
- •Параметры расчетов :
- •Стандартные размеры паза статора и значения припусков
- •Параметры расчетов :
- •Оценка расчета размеров паза статора и значений припусков
- •Параметры расчетов :
- •Размеры паза в свету с учетом припусков на шихтовку и сборку
- •Параметры расчетов :
- •Площади поверхностей в статоре
- •Параметры расчетов :
- •Контроль правильности размещения обмотки в пазах магнитопровода статора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет воздушного зазора и геометрических размеров зубцовой зоны ротора Выбор величины воздушного зазора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет внутреннего диаметра сердечника ротора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет предварительного сечения стержня обмотки ротора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет предварительного значения ширины зубца ротора
- •Параметры расчетов :
- •Выбор формы паза ротора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет геометрических размеров зубцовой зоны ротора
- •Параметры расчетов :
- •Проверка правильности расчета геометрических размеров зубцовой зоны ротора
- •Параметры расчетов :
- •Геометрические размеры зубцовой зоны ротора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет ярма ротора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет геометрических размеров замыкающих колец
- •Параметры расчетов :
- •Выбор количества и размеров вентиляционных лопаток
- •Параметры расчетов :
- •Расчет магнитной цепи Расчетная схема магнитной цепи
- •Параметры расчетов :
- •Расчет действительного значения индукции в зубце статора
- •Параметры расчетов :
- •Окончательный вариант расчета
- •Параметры расчетов :
- •Прогноз предполагаемых действительных значений индукций в зубце ротора
- •Параметры расчетов :
- •Окончательный вариант расчета
- •Параметры расчетов :
- •Расчет магнитной цепи ярма статора
- •Параметры расчетов :
- •Определение напряженности магнитного поля в ярме ротора и расчет намагничивающего тока
- •Параметры расчетов :
- •Расчет параметров асинхронного двигателя для номинального режима
- •Расчет активного сопротивления фазы статора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет активного сопротивления фазы обмотки ротора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет индуктивного сопротивления рассеяния фазы статора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет индуктивного сопротивления рассеяния фазы ротора
- •Параметры расчетов :
- •Расчет потерь в асинхронном двигателе Расчет основных магнитных потерь (потерь в стали)
- •Параметры расчетов :
- •Расчет поверхностных потерь
- •Параметры расчетов :
- •Расчет пульсационных потерь в стали зубцов статора и ротора и полных магнитных потерь
- •Параметры расчетов :
- •Расчет механических и вентиляционных потерь
- •Параметры расчетов :
- •Расчет тока холостого хода и коэффициента мощности холостого хода
- •Параметры расчетов :
- •Расчет рабочих характеристик трехфазного асинхронного двигателя
- •Расчет коэффициента эквивалентности c1
- •Параметры расчетов :
- •Расчет компонентов комплексного полного сопротивления контура намагничивания
- •Параметры расчетов :
- •Расчет постоянных коэффициентов основного контура г-образной схемы замещения
- •Параметры расчетов :
- •Параметры расчетов :
- •Сводная таблица результатов расчета рабочих характеристик для различных значений скольжения
- •Оценка степени оптимальности выбора геометрических размеров и размерных соотношений и параметры при критическом скольжении
- •Параметры расчетов :
- •Расчет пусковых характеристик трехфазного асинхронного двигателя Расчет величин независящих от значения скольжения
- •Параметры расчетов :
- •Параметры расчетов :
- •Параметры расчетов :
- •Параметры расчетов :
- •Параметры расчетов :
- •Расчет точного значения критического скольжения
- •Параметры расчетов :
- •Сводная таблица результатов расчета пусковых характеристик для различных значений скольжения
- •Сравнение рассчитанного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и аналогичного серийного асинхронного двигателя
- •Тепловой и вентиляционный расчет Расчет электрических потерь
- •Параметры расчетов :
- •Расчет превышения температуры внутренней поверхности сердечника над температурой воздуха внутри двигателя
- •Параметры расчетов :
- •Расчет среднего превышения температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины
- •Параметры расчетов :
- •Расчет среднего превышения температуры обмотки статора над температурой окружающей среды
- •Параметры расчетов :
- •Вентиляцонный расчет
- •Параметры расчетов :
- •Расчет однослойной обмотки
- •Обоснование и описание конструкции рассчитанного двигателя
- •Список литературы
Параметры расчетов :
-
C1a=1.0335 - Активная составляющая комплексного коэффициента C1
-
r12=1.243 Ом - Активное сопротивление, характеризующее магнитные потери в схеме замещения
-
C1p=0.0195 - Реактивная составляющая комплексного коэффициента C1
-
x12=27.536 Ом - Сопротивление взаимной индукции обмоток статора и ротора
-
U1H=220 В - Номинальное фазное напряжение обмотки статора
-
Iμ=7.737 А - Намагничивающий ток (реактивная составляющая тока ХХ АД)
Расчет постоянных коэффициентов основного контура г-образной схемы замещения
№ п/п |
Наименование расчетных величин, формулы и пояснения |
Обозна- чение |
Вели- чина |
Размер- ность |
7.14 |
Постоянный коэффициент основного контура Г-образной схемы замещения a'=C1a2-C1p2 a'=1.03352-0.01952=1.068 |
a' |
1.068 |
|
7.15 |
Постоянный коэффициент основного контура Г-образной схемы замещения b'=2×C1a×C1p b'=2×1.0335×0.0195=0.04 |
b' |
0.04 |
|
7.16 |
Постоянный коэффициент основного контура Г-образной схемы замещения a0=C1a×r1+C1p×x1+b'×x'2 a0=1.0335×0.5778+0.0195×0.899+0.04×1.225=0.664 |
a0 |
0.664 |
|
7.17 |
Постоянный коэффициент основного контура Г-образной схемы замещения b0=C1a×x1-C1p×r1+a'×x'2 b0=1.0335×0.899-0.0195×0.5778+1.068×1.225=2.226 |
b0 |
2.226 |
|
7.18 |
Предварительное значение номинального скольжения Sн.пред.=r'2* Sн.пред.=0.03360 |
Sн.пред. |
0.03360 |
|
7.19 |
Номинальное скольжение для расчета характеристик Sном=0.98×Sн.пред. Sном=0.98×0.03360=0.03293 |
Sном |
0.03293 |
|
7.20 |
Предварительное значение критического скольжения Sкр.пр=(C1×r'2)/(r12+(x1+C1×x'2)2)½ Sкр.пр=(1.0337×0.336852)/(0.57782+(0.899+1.0337×1.225)2)½=0.1554 |
Sкр.пр |
0.1554 |
|
Параметры расчетов :
-
C1a=1.0335 - Активная составляющая комплексного коэффициента C1
-
C1p=0.0195 - Реактивная составляющая комплексного коэффициента C1
-
r1=0.5778 Ом - Активное сопротивление фазы обмотки статора при расчетной температуре
-
x1=0.899 Ом - Индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора
-
x'2=1.225 Ом - Приведенное к статору индуктивное сопротивление рассеяния фазы ротора
-
r'2*=0.03360 о.е. - Приведенное к статору активное сопротивление фазы ротора
-
C1=1.0337 - Модуль комплексного коэффициента C1
-
r'2=0.336852 Ом - Приведенное к статору активное сопротивление фазы ротора
Расчет рабочих характеристик для скольжения S=1Sн.пред.
№ п/п |
Наименование расчетных величин, формулы и пояснения |
Обозна- чение |
Вели- чина |
Размер- ность |
7.21 |
Значение скольжения для расчета характеристик S1Sп=1×Sн.пред. S1Sп=1×0.03360=0.033600 |
S1Sп |
0.033600 |
|
7.22 |
Активное сопротивление Г-образной схемы замещения для скольжения равного 1Sп R1Sп=a0+a'×r'2/S1Sп R1Sп=0.664+1.068×0.336852/0.033600=11.371 Ом |
R1Sп |
11.371 |
Ом |
7.23 |
Предварительное значение реактивного сопротивления Г-образной схемы замещения для скольжения равного 1Sп Xпред 1Sп=b0-b'×r'2/S1Sп Xпред 1Sп=2.226-0.04×0.336852/0.033600=1.825 Ом |
Xпред 1Sп |
1.825 |
Ом |
7.24 |
Реактивное сопротивление Г-образной схемы замещения для скольжения равного 1Sп X1Sп=ƒ(Xпред 1Sп) Если передварительное значение положительное, то оно принимается за значение сопротивления, в противном случае сопротивление считается нулевым. |
X1Sп |
1.825 |
Ом |
7.25 |
Общее сопротивление Г-образной схемы замещения для скольжения равного 1Sп Z1Sп=(R1Sп2+X1Sп2)½ Z1Sп=(11.3712+1.8252)½=11.517 Ом |
Z1Sп |
11.517 |
Ом |
7.26 |
Коэффициент активной составляющей Г-образной схемы замещения для скольжения равного 1Sп cosφ'2 1Sп=R1Sп/Z1Sп cosφ'2 1Sп=11.371/11.517=0.987 |
cosφ'2 1Sп |
0.987 |
|
7.27 |
Коэффициент реактивной составляющей Г-образной схемы замещения для скольжения равного 1Sп sinφ'2 1Sп=X1Sп/Z1Sп sinφ'2 1Sп=1.825/11.517=0.158 |
sinφ'2 1Sп |
0.158 |
|
7.28 |
Приведенное к статору значение фазного тока ротора Г-образной схемы замещения для скольжения равного 1Sп I''2 1Sп=U1H/Z1Sп I''2 1Sп=220/11.517=19.102 А |
I''2 1Sп |
19.102 |
А |
7.29 |
Активная составляющая тока I''2 1Sп I''2a 1Sп=I''2 1Sп×cosφ'2 1Sп I''2a 1Sп=19.102×0.987=18.854 А |
I''2a 1Sп |
18.854 |
А |
7.30 |
Реактивная составляющая тока I''2 1Sп I''2p 1Sп=I''2 1Sп×sinφ'2 1Sп I''2p 1Sп=19.102×0.158=3.018 А |
I''2p 1Sп |
3.018 |
А |
7.31 |
Активная составляющая фазного тока статора Г-образной схемы замещения для скольжения равного 1Sп I1a 1Sп=I0a+I''2a 1Sп I1a 1Sп=0.494+18.854=19.348 А |
I1a 1Sп |
19.348 |
А |
7.32 |
Реактивная составляющая фазного тока статора Г-образной схемы замещения для скольжения равного 1Sп I1p 1Sп=I0p+I''2p 1Sп I1p 1Sп=7.706+3.018=10.724 А |
I1p 1Sп |
10.724 |
А |
7.33 |
Модуль фазного тока статора Г-образной схемы замещения для скольжения равного 1Sп I1 1Sп=(I1a 1Sп2+I1p 1Sп2)½ I1 1Sп=(19.3482+10.7242)½=22.121 А |
I1 1Sп |
22.121 |
А |
7.34 |
Приведенное к статору значение фазного тока ротора в Т-образной схеме замещения для скольжения равного 1Sп I'2 1Sп=C1×I''2 1Sп I'2 1Sп=1.0337×19.102=19.746 А |
I'2 1Sп |
19.746 |
А |
7.35 |
Активная мощность на входе асинхронного двигателя для скольжения равного 1Sп P1 1Sп=3×U1H×I1a 1Sп×10-3 P1 1Sп=3×220×19.348×10-3=12.77 кВт |
P1 1Sп |
12.77 |
кВт |
7.36 |
Электрические потери в обмотках статора для скольжения равного 1Sп Δpэ1 1Sп=3×I1 1Sп2×r1×10-3 Δpэ1 1Sп=3×22.1212×0.5778×10-3=0.848 кВт |
Δpэ1 1Sп |
0.848 |
кВт |
7.37 |
Электрические потери в обмотках ротора для скольжения равного 1Sп Δpэ2 1Sп=3×I'2 1Sп2×r'2×10-3 Δpэ2 1Sп=3×19.7462×0.336852×10-3=0.394 кВт |
Δpэ2 1Sп |
0.394 |
кВт |
7.38 |
Активная мощность на входе асинхронного двигателя для скольжения равного 1Sп Δpдоб 1Sп=0.005×P1 1Sп Δpдоб 1Sп=0.005×12.77=0.064 кВт |
Δpдоб 1Sп |
0.064 |
кВт |
7.39 |
Суммарные потери в асинхронном двигателе для скольжения равного 1Sп ΣΔp1Sп=Δpэ1 1Sп+Δpэ2 1Sп+Δpпост+Δpдоб 1Sп ΣΔp1Sп=0.848+0.394+0.32+0.064=1.626 кВт |
ΣΔp1Sп |
1.626 |
кВт |
7.40 |
Суммарные потери в асинхронном двигателе для скольжения равного 1Sп P2 1Sп=P1 1Sп-ΣΔp1Sп P2 1Sп=12.77-1.626=11.144 кВт |
P2 1Sп |
11.144 |
кВт |
7.41 |
КПД асинхронного двигателя для скольжения равного 1Sп η1Sп=1-ΣΔp1Sп/P1 1Sп η1Sп=1-1.626/12.77=0.873 |
η1Sп |
0.873 |
|
7.42 |
Коэффициент мощности для скольжения равного 1Sп cosφ1Sп=I1a 1Sп/I1 1Sп cosφ1Sп=19.348/22.121=0.875 |
cosφ1Sп |
0.875 |
|
7.43 |
Угловая скорость вращения ротора для скольжения равного 1Sп Ω2 1Sп=2×π×f1×(1-S1Sп)/p Ω2 1Sп=2×π×50×(1-0.033600)/2=151.802 |
Ω2 1Sп |
151.802 |
|
7.44 |
Момент на валу двигателя для скольжения равного 1Sп M2 1Sп=P2 1Sп×103/Ω2 1Sп M2 1Sп=11.144×103/151.802=73.411 Н×м |
M2 1Sп |
73.411 |
Н×м |