Predmet: Projektiranje asinkronog motora s kaveznim rotorom. Pozdrav studentu h j - projektirana visina jarma rotora, m

Otvor FSBEI HPE "Yugorsky"»

državno sveučilište

Odjel za energetiku

Karminskaya T.D., Kovalev V.Z., Bespalov A.V., Shcherbakov A.G.

ELEKTRIČNI STROJEVI

Tutorial

izvoditi dizajn tečaja na disciplina"»

Električni strojevi

za prvostupnike koji studiraju u

smjer izobrazbe 13.03.02 “Elektroenergetika i elektrotehnika”

Hanti-Mansijsk 2013

Ovaj vodič opisuje metodologiju projektiranja asinkronog motora s kaveznim rotorom, koja je neophodna za dovršavanje zadaće projektiranja tečaja. Tijekom projektiranja kolegija rješavaju se zadaci kao što su izbor glavnih dimenzija motora, proračun parametara i magnetskog sustava namota statora, proračun parametara i magnetskog sustava namota rotora, određivanje parametara nadomjesnog kruga i konstruiranje mehaničkih i rješavaju se radne karakteristike asinkronog motora.

Udžbenik je sastavljen u skladu s programima rada kolegija “Električni strojevi” za studente smjera 13.03.02 “Elektroenergetika i elektrotehnika”. Može biti od koristi studentima drugih elektrotehničkih i elektromehaničkih područja i specijalnosti, kao i stručnjacima koji se bave istraživanjem, projektiranjem i radom asinkronih strojeva različite namjene.

Uvod

Početni podaci za projektiranje

Mogućnosti za dizajn zadataka

Poglavlje 1. Metodologija projektiranja asinkronog motora s kaveznim rotorom

1.1. Odabir glavnih dimenzija motora.

1.2. Proračun parametara namota statora

1.3. Proračun parametara zračnog raspora

1.4. Proračun parametara namota rotora.

1.6. Proračun parametara režima rada motora

1.7. Proračun aktivnih gubitaka u motoru

1.8. Izračun performansi motora

1.9. Proračun startnih karakteristika.

Poglavlje 2. Korištenje računala za projektiranje asinkronog motora s kaveznim rotorom.

2.1. Opis programa AD-KP

2.2. Primjer primjene programa “AD-KP”.

Zaključak

PRIMJENE

Reference

Uvod.

Asinkroni stroj - stroj bez četkica AC, u kojem omjer brzine rotora i frekvencije struje u krugu na koji je stroj priključen ovisi o opterećenjima. Kao i svaki električni stroj, asinkroni stroj ima svojstvo reverzibilnosti, tj. može raditi i u motornom i u generatorskom načinu rada. Ipak, u praksi je najrašireniji motorni način rada stroja. Danas je asinkroni motor glavni motor većine mehanizama i strojeva. Više od 60% ukupne proizvedene električne energije troše električni strojevi, a značajan udio u toj potrošnji (oko 75%) imaju asinkroni motori. Asinkroni motori su postali vrlo rašireni zbog svojih sljedećih prednosti: male ukupne dimenzije, jednostavnost dizajna, visoka pouzdanost, visoka učinkovitost i relativno niska cijena. Nedostaci asinkronog motora uključuju: poteškoće u regulaciji brzine vrtnje, velike startne struje, nizak faktor snage kada stroj radi u načinu rada blizu praznog hoda. Prvi i drugi nedostatak mogu se kompenzirati primjenom frekvencijskih pretvarača, čijom je upotrebom proširen opseg primjene asinkronih strojeva. Zahvaljujući frekvencijskim pretvaračima, asinkroni motor se sve više uvodi u područja gdje su se tradicionalno koristili drugi tipovi električnih strojeva, prvenstveno istosmjerni.

Budući da postojeće asinkrone motore karakterizira niz nedostataka, s vremenom se stalno razvijaju nove serije asinkronih motora koji imaju veće tehničko-ekonomske pokazatelje u odnosu na prethodne serije asinkronih motora, te bolje performanse i mehanička svojstva u pogledu kvalitete. . Osim toga, često se javlja potreba za razvojem i modernizacijom asinkronih motora posebne namjene. Takvi motori uključuju:

potopni asinkroni motori (SEM) koji se koriste za pogon električnih potopnih pumpi (ESP). Značajka dizajna takvih motora je ograničena veličina vanjskog promjera, čije su dimenzije određene promjerom cijevi pumpe-kompresora u kojoj se nalazi motor. Osim toga, motor radi na prilično visokim temperaturama, što dovodi do smanjenja njegove razvijene snage. Ove okolnosti zahtijevaju razvoj posebne izvedbe asinkronih motora;

motori koji rade zajedno s pretvaračima frekvencije koji obavljaju funkcije njihove regulacije. Budući da frekvencijski pretvarači dovode do stvaranja čitavog spektra harmonijskih komponenti u krivulji napona napajanja motora, prisutnost harmonijskih komponenti dovodi do dodatnih gubitaka u motoru i smanjenja njegove učinkovitosti ispod nazivne. Dizajn asinkronog motora koji radi zajedno s pretvaračima frekvencije treba uzeti u obzir ovu značajku, a prisutnost viših harmonika u krivulji opskrbnog napona ne bi trebala dovesti do dodatnih gubitaka snage.

Navedeni popis asinkronih motora posebnog dizajna može se nastaviti, a odavde se mogu izvući sljedeći zaključci:

postoji potreba za razvojem novih serija asinkronih motora;

potrebno je ovladati postojećim metodama projektiranja asinkronih motora za rješavanje navedenog problema;

Postoji potreba za razvojem novih metoda za projektiranje asinkronih motora, omogućujući, uz manje vremena utrošenog na dizajn, razvoj nove serije asinkronih motora s boljim tehničkim i ekonomskim pokazateljima.

Svrha izrade kolegijalnog projektiranja je razviti asinkroni motor s kaveznim rotorom zadanih parametara, na temelju postojeće i u praksi široko korištene metodologije za projektiranje asinkronih motora.

Početni podaci za projektiranje.

Indukcijski motor s kaveznim kavezom koji se razvija mora imati sljedeće podatke o putovnici:

Nazivni (fazni) napon napajanja U 1nf, V;

Frekvencija mrežnog napajanja f 1, Hz;

Broj faza napajanja m 1

Nazivna snaga P 2, kW;

Sinkrona brzina vrtnje n 1, o/min;

Nazivna vrijednost učinkovitosti η (ne manje), rel. jedinice;

Nazivna vrijednost faktora snage cos(φ) (ne manje), rel. jedinice;

Dizajn;

Izvedba prema načinu zaštite od utjecaja okoline;

Tijekom dizajna tečaja potrebno je dizajnirati asinkroni motor s kaveznim rotorom koji ima navedene podatke o putovnici i usporediti glavne pokazatelje dobivenog asinkronog motora s pokazateljima sličnog motora proizvedenog u industriji (razmotriti asinkrone motore serije AIR, čiji su podaci o putovnici dati u DODATKU 1, kao analogni)

Rezultate izračuna prikazati u obliku objašnjenja.

Nacrtati nacrt razvijenog asinkronog motora i prezentirati ga na A1 formatu.

Napomena: ovo priručnik za obuku za dizajn kolegija izrađen je u obliku radne bilježnice, koja može poslužiti kao model za izradu izračuna u obliku objašnjenja. Također daje primjer proračuna asinkronog motora s kaveznim rotorom koji ima sljedeće početne podatke:

n 1, o/min

ništa manje

Cos(φ), p.u.

ništa manje

Dizajn – IM1001;

Izvedba prema načinu zaštite od utjecaja okoline – IP44;

Mogućnosti za dizajn zadataka.

Broj opcije	Početni podaci za projektiranje
Broj opcije		n 1, o/min	ništa manje

Za sve opcije poslova, sljedeći podaci o ocjeni dizajniranih motora imaju iste vrijednosti:

Napon napajanja (vrijednost faze) U 1ph, V – 220;

Frekvencija napona napajanja f 1, Hz – 50;

Broj faza napona napajanja m 1 – 3;

Dizajn IM1001;

Izvedba prema načinu zaštite od utjecaja okoline IP44;

Slanje vašeg dobrog rada u bazu znanja jednostavno je. Koristite obrazac u nastavku

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru

Suvremeni električni pogon je skup uređaja i uređaja dizajniranih za kontrolu i regulaciju fizičkih i energetskih parametara elektromotora. Najčešći elektromotor koji se koristi u industriji je asinkroni motor. Razvojem energetske elektronike i razvojem novih snažnih sustava upravljanja asinkronim motorima, elektromotorni pogoni temeljeni na asinkronim motorima i frekvencijskim pretvaračima sve su veći. najbolji izbor, za kontrolu raznih tehnološki procesi. Asinkroni električni pogon ima najbolje tehničke i ekonomske pokazatelje, a razvoj novih štedljivih motora omogućuje stvaranje energetski učinkovitih električnih pogonskih sustava.

Asinkroni elektromotor, električni asinkroni stroj za pretvaranje električne energije u mehaničku. Načelo rada asinkronog elektromotora temelji se na interakciji rotirajućeg magnetskog polja koje nastaje kada trofazna izmjenična struja prolazi kroz namote statora sa strujom induciranom poljem statora u namotima rotora. Uslijed toga nastaju mehaničke sile koje tjeraju rotor da se vrti u smjeru vrtnje magnetskog polja, pod uvjetom da je frekvencija vrtnje rotora n manja od frekvencije vrtnje polja n1. Dakle, rotor rotira asinkrono u odnosu na polje.

Svrha predmetni rad je dizajn asinkronog motora. Pomoću ovog dizajna proučavamo svojstva i karakteristike danog motora, a također proučavamo karakteristike tih motora. Ovaj rad je sastavni dio kolegija izučavanja električnih strojeva.

1. Magnetski krug motora. Dimenzije, konfiguracija, materijal

1.1 Glavne dimenzije

1. Visina osi rotacije asinkronog motora:

Za Rn =75 kW, n1=750 o/min

h=280 mm, 2r=8.

2. Vanjski promjer jezgre DN1 sa standardnom visinom osi rotacije h=280 mm. Pod ovim uvjetima, DH1 = 520 mm.

3. Za određivanje unutarnjeg promjera jezgre statora D1 koristimo ovisnost D1=f(DH1) danu u tablici 9-3. Za DN1=520 mm;

D1=0,72 DN1 - 3;

D1=0,72 520-3 = 371,4 mm.

4. Nađimo srednju vrijednost kN=f(P2) asinkronih motora

Za pH=75 kW; 2r=8;

5. Za motore sa zaštitom kaveznog rotora IP44, preliminarne vrijednosti.

Za pH=75 kW

6. Za motore sa zaštitom kaveznog rotora IP44 uzimamo cos vrijednost prema slici 9-3, a za 2p = 8

7. Projektirana snaga P? za AC motore:

gdje je učinkovitost; cos - faktor snage pri nazivnom opterećenju;

8. Određivanje linearnog opterećenja namota statora A1

A1 =420 0,915 0,86=330,4 A/cm.

9. Određivanje maksimalne vrijednosti magnetske indukcije u zračnom rasporu B

B = 0,77 · 1,04 · 0,86 = 0,69 T.

10. Za određivanje duljine jezgre statora, postavit ćemo preliminarnu vrijednost koeficijenta namota koʹ1, na 2r=8

11. Odredite procijenjenu duljinu jezgre l1

l1=366,7+125=426,7

12. Strukturna duljina jezgre statora l1 zaokružuje se na najbliži višekratnik broja 5:

13. Koeficijent

425 / 371,4 = 1,149

14. Nađi max R4=1.1

max = 1,46 - 0,00071 DN1;

max = 1,46 - 0,00071 520 = 1,091

max =1,091 1,1 = 1,2

1.2 Jezgra statora

Jezgra je sastavljena od zasebnih utisnutih limova elektrotehničkog čelika debljine 0,5 mm, s izolacijskim premazima za smanjenje gubitaka u čeliku od vrtložnih struja.

Za čelik 2312 koristimo izolacijske ploče s lakom.

Broj utora po polu i fazi:

Na temelju odabrane vrijednosti q1 određuje se broj utora jezgre statora z1:

gdje je m1 broj faza;

z1 = 8 3 3 = 72.

1.3 Jezgra rotora

Za zadanu visinu osi rotacije odabiremo čelik marke 2312.

Jezgra je sastavljena od zasebnih utisnutih limova elektrotehničkog čelika debljine 0,5 mm.

Za jezgru koristimo istu limenu izolaciju kao i za stator - lakiranje.

Faktor punjenja čelika uzima se jednak

Prihvaćamo veličinu zračnog raspora između statora i rotora.

Na h = 280 mm i 2r = 8;

Kosina žljebova ck (bez kosine žljebova)

Vanjski promjer jezgre rotora DN2:

DN2 = 371,4 - 2 0,8 = 369,8 mm.

Za visinu rotacije h od 71 mm, unutarnji promjer limova rotora D2:

D2 0,23 520 = 119,6 mm.

Za poboljšanje hlađenja, smanjenje mase i dinamičkog momenta inercije rotora, u jezgrama rotora s h250 predviđeni su okrugli aksijalni ventilacijski kanali:

Duljina jezgre rotora l2 pri h>250 mm.

l2 = l1 + 5 = 425+5=430 mm.

Broj utora u jezgri za motor s kaveznim rotorom pri z1=72 i 2r=8

2. Statorski namot

2.1 Parametri zajednički za bilo koji namot

Za naš motor koristimo višeslojni, dvoslojni koncentrični namot izrađen od PETV žice (klasa otpornosti na toplinu B), postavljen u pravokutne poluotvorene utore.

Obično je namot statora napravljen od šest zona; svaka zona je jednaka 60 električnih stupnjeva. S namotom od šest zona, koeficijent raspodjele kR1

kR1 = 0,5/(q1sin(b/20));

kR1 = 0,5/(3 sin(10)) = 0,95.

Skraćivanje koraka 1 uzima se jednako

1 = 0,8, s 2p = 8.

Izvodimo dvoslojni namot sa skraćenim korakom yP1

yP1 = 1 z1 / 2p;

yP1 = 0,8 72 / 8 = 7,2.

Faktor skraćivanja ky1

ky1=sin(1 90)= sin(0,8 90)=0,95.

Koeficijent namota kOB1

kOB1 = kR1 · ky1;

kOB1 = 0,95 · 0,95 = 0,9.

Preliminarna vrijednost magnetskog toka F

F = V D1l1 10-6/p;

F = 0,689 371,4 42510-6/4 =0,027 Wb.

Preliminarni broj zavoja u faznom namotu?1

1 = knU1/(222 kOB1(f1/50) F);

1 = 0,96 380/(222 0,908 0.027) ?66.9.

Odaberemo broj paralelnih grana statorskog namota a1 kao jedan od djelitelja broja polova a1 = 1.

Preliminarni broj efektivnih vodiča u utoru NP1

NP1 = 1a1(rq1);

NP1 = 155,3 1/(4 3) = 5,58

Vrijednost NP1 prihvaćamo zaokruživanjem NP1 na najbliži cijeli broj

Odabravši cijeli broj, specificiramo vrijednost 1

1 = NP1rq1a1;

1 = 4 4 3/1 = 72.

Vrijednost magnetskog toka F

F = 0,023 66,5/64 = 0,028 Wb.

Vrijednost indukcije u zračnom rasporu B

B = B? 1/ ? 1;

B = 0,8 66,9/72 = 0,689 T.

Preliminarna vrijednost nazivne fazne struje I1

I1 = Rn 103/(3U1cos);

I1 = 75,103/(3,380 0,93 0,84) = 84,216 A.

A1 = 10Np1z1I1(D1a1);

A1 = 6 13 72 84,216/(3,14 371,4) = 311,8 A/cm.

Prosječna vrijednost magnetske indukcije u stražnjem dijelu statora BC1

Na h = 280 mm, 2r = 8

BC1 = 1,5 T.

Podjela zuba po unutarnjem promjeru statora t1

tl = p 371,4/72 =16,1 mm.

2.2 Namot statora s pravokutnim poluzatvorenim utorima

Prihvaćamo preliminarnu vrijednost magnetske indukcije na najužem mjestu zuba statora

31max = 1,8 T.

Zupčasta podjela statora na najužem mjestu

Preliminarna širina zuba na najužem mjestu

Preliminarna širina poluotvorenog i otvorenog utora u matrici

Širina utora poluotvorenog utora

Dopuštena širina efektivnog vodiča sa zavojnom izolacijom

b?eff =()/=3,665 mm;

Broj efektivnih vodiča prema visini utora

Preliminarna stražnja visina statora

F 106?(2 kc l1 Vc1);

0,027 106 ? (2 0,95 425 1,5) = 22,3 mm.

Preliminarna visina utora

= [(D Hl-Dl)/2]-h cl;

= =[(520-371,4)/2]-22,3 =53 mm.

Dopuštena visina efektivnog vodiča sa zavojnom izolacijom

Efektivno područje vodiča

Preliminarni broj elementarnih vodiča

Broj elementarnih vodiča u jednom efektivnom

Preliminarni broj elementarnih vodiča u jednom efektivnom

Povećajte na 4

Mjere elementarnog elementarnog vodiča po visini utora

Konačan broj elementarnih vodiča

Manje i veće veličine gole žice

Veličina prema visini utora

Veličina prema širini utora u pečatu

Visina utora

= [(D Hl-Dl)/2]-h cl;

= =[(520-371,4)/2]-18,3 =56 mm.

Pročišćena širina zubaca na najužem dijelu

Pročišćena magnetska indukcija u najužem dijelu zuba statora

Gustoća struje u namotu statora J1

J1 = I1(c S a1);

J1 = 84,216/(45,465 1) = 3,852 A/mm2.

A1J1 = 311·3,852 = 1197,9 A2/(cm mm2).

(A1J1)add = 2200·0,75·0,87=1435,5 A2/(cm mm2).

lv1 = (0,19+0,1p)bcp1 + 10;

lv1 = (0,19+0,1 3) 80,64+10= 79,4 mm.

Prosječna podjela zuba statora tCP1

tCP1 = (D1 + hP1)/z1;

tCP1 = p(371,4 + 56)/72 = 18,6 mm.

Prosječna širina svitka namota statora bCP1

bCP1 = tCP1 UP1;

bCP1 = 18,6 7,2 = 133,6 mm.

Prosječna duljina čeonog dijela namota ll1

ll1 = 1,3=279,6 mm

Prosječna duljina namota lcp1

lcp1 = 2 · (l1 + ll1) = 2 · (425 + 279,6) = 1409,2 mm.

Duljina produljenja prednjeg dijela namota lv1

3. Namotaj kaveznog rotora

faza asinkronog magnetskog statora

Upotrijebimo namot rotora s utorima za boce, jer h = 280 mm.

Visina utora sa sl. 9-12 jednako je hp2 = 40 mm.

Procijenjena visina stražnje strane rotora hc2 na 2r=8 i h = 280 mm

hc2 = 0,38 · Dn2 - hp2 - ?dk2;

hc2 = 0,38 · 369,8 - 40 - ? 40 = 73,8 mm.

Magnetska indukcija u stražnjem dijelu Vs2 rotora

Vs2 = F · 106 / (2 · kc · l2 · hc2);

Vs2 = 0,028 106 / (2 0,95 430 73,8) = 0,464 T.

Podjela zuba po vanjskom promjeru rotora t2

t2 = rDn2/z2 = r · 369,8/86 = 13,4 mm.

Magnetska indukcija u zubima rotora Vz2.

Vz2 = 1,9 T.

Književnost

1. Goldberg O.D., Gurin Y.S., Sviridenko I.S. Projektiranje električnih strojeva. - M.: postdiplomske studije, 1984. - 431 str.

Objavljeno na Allbest.ru

...

Slični dokumenti

Dimenzioniranje i izbor elektromagnetskih opterećenja asinkronog motora. Izbor utora i vrste namota statora. Proračun namota i dimenzija zone zuba statora. Proračun kaveznog rotora i magnetskog kruga. Gubitak snage u praznom hodu.

kolegij, dodan 09/10/2012

Podaci o istosmjernom motoru serije 4A100L4UZ. Izbor glavnih dimenzija asinkronog motora s kaveznim rotorom. Proračun zone zuba i namota statora, konfiguracija njegovih utora. Izbor zračnog raspora. Proračun rotora i magnetskog kruga.

kolegij, dodan 06.09.2012

Proračun radnih karakteristika asinkronog motora s kaveznim rotorom. Određivanje broja utora statora, zavoja u fazi namota poprečnog presjeka žice namota statora. Proračun dimenzija zone zuba statora i zračnog raspora. Proračuni glavnih gubitaka.

kolegij, dodan 01.10.2011

Proračun statora, rotora, magnetskog kruga i gubitaka asinkronog motora. Određivanje parametara režima rada i startnih karakteristika. Toplinski, ventilacijski i mehanički proračun asinkronog motora. Ispitivanje krutosti i čvrstoće osovine.

kolegij, dodan 10.10.2012

Izbor glavnih dimenzija asinkronog motora. Određivanje dimenzija zone zuba statora. Proračun rotora, magnetskog kruga, radnih parametara, pogonskih gubitaka. Proračun i konstrukcija startnih karakteristika. Toplinski proračun asinkronog motora.

kolegij, dodan 27.09.2014

Određivanje dopuštenih elektromagnetskih opterećenja i izbor glavnih dimenzija motora. Proračun struje praznog hoda, parametara namota i zone zuba statora. Proračun magnetskog kruga. Određivanje parametara i karakteristika za mala i velika klizanja.

kolegij, dodan 11.12.2015

Izolacija namota statora i kaveznog rotora. Aktivni i induktivni otpor namota. Otpor namota kaveznog rotora s ovalnim zatvorenim prorezima. Proračun parametara nazivnog režima rada asinkronog motora.

kolegij, dodan 15.12.2011

Proračun površine poprečnog presjeka žice namota statora, veličine njegove zone zuba, zračnog raspora, rotora, magnetskog kruga, radnih parametara, gubitaka, karakteristika pokretanja u svrhu projektiranja trofaznog asinkronog motora.

kolegij, dodan 04.09.2010

Konstrukcija proširenih i radijalnih dijagrama namota statora, određivanje vektora struje kratkog spoja. Konstruiranje kružnog dijagrama asinkronog motora. Analitički proračun korištenjem ekvivalentnog kruga. Konstrukcija radnih karakteristika asinkronog motora.

test, dodan 20.05.2014

Određivanje struje praznog hoda, otpora statora i rotora asinkronog motora. Proračun i konstrukcija mehaničkih i elektromehaničkih karakteristika električnog pogona, davanje zakona za regulaciju frekvencije i napona namota statora.

Detalji Objavljeno 27.12.2019

Poštovani čitatelji! Sretnu Novu godinu i Božić želi vam kolektiv knjižnice! Vama i Vašim obiteljima od srca želimo sreću, ljubav, zdravlje, uspjeh i veselje!
Neka vam nadolazeća godina podari prosperitet, međusobno razumijevanje, sklad i dobro raspoloženje.
Sretno, blagostanje i ispunjenje vaših najcjenjenijih želja u novoj godini!

Testirajte pristup EBS Ibooks.ru

Detalji Objavljeno 03.12.2019

Poštovani čitatelji! Do 31. prosinca 2019. našem sveučilištu je omogućen testni pristup EBS Ibooks.ru, gdje se možete upoznati s bilo kojom knjigom u načinu čitanja cijelog teksta. Pristup je moguć sa svih računala u sveučilišnoj mreži. Za dobivanje daljinskog pristupa potrebna je registracija.

"Genrikh Osipovič Graftio - uz 150. godišnjicu rođenja"

Detalji Objavljeno 02.12.2019

Poštovani čitatelji! U rubrici “Virtualne izložbe” nalazi se nova virtualna izložba “Graftija Henrika Osipoviča”. 2019. obilježava se 150. obljetnica rođenja Genriha Osipoviča, jednog od utemeljitelja hidroenergetike u našoj zemlji. Znanstvenik enciklopedist, talentirani inženjer i izvanredan organizator, Genrikh Osipovich dao je ogroman doprinos razvoju domaće energetike.

Izložbu su pripremile djelatnice Odjela znanstvene literature knjižnice. Izložba predstavlja djela Genriha Osipoviča iz povijesnog fonda LETI i publikacije o njemu.

Izložbu možete pogledati

Testirajte pristup elektroničkom knjižničnom sustavu IPRbooks

Detalji Objavljeno 11.11.2019

Poštovani čitatelji! Od 8. studenoga 2019. do 31. prosinca 2019. našem je sveučilištu omogućen besplatan testni pristup najvećoj ruskoj bazi podataka s punim tekstom - elektroničkom knjižničnom sustavu IPR BOOKS. EBS IPR BOOKS sadrži više od 130.000 publikacija, od kojih je više od 50.000 jedinstvenih obrazovnih i znanstvene publikacije. Na platformi imate pristup aktualnim knjigama koje se ne mogu pronaći u javnoj domeni na internetu.

Pristup je moguć sa svih računala u sveučilišnoj mreži.

Da biste dobili daljinski pristup, morate se obratiti odjelu za elektroničke resurse (soba 1247) VChZ administrator Polina Yurievna Skleymova ili elektronička pošta [e-mail zaštićen] s temom „Upis u IPRknjige“.

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA I ZNANOSTI

REPUBLIKA KAZAHSTAN

Državno sveučilište Sjevernog Kazahstana nazvano po. M. Kozybaeva

Fakultet energetike i strojarstva

Odjel za energetiku i instrumentogradnju

NASTAVNI RAD

Na temu: "Dizajn asinkronog motora s kaveznim rotorom"

disciplina – “Električni strojevi”

Dovršio Kalantyrev

Znanstveni voditelj

Doktor tehničkih znanosti, prof. N.V. Šatkovskaja

Petropavlovsk 2010

1. Odabir glavnih veličina

2. Određivanje broja utora statora, zavoja u fazi namota, presjeka žice namota statora

3. Proračun dimenzija zone zuba statora i zračnog raspora

4. Proračun rotora

5. Proračun magnetskog kruga

6. Radni parametri

7. Izračun gubitaka

8. Izračun radnih karakteristika

9. Toplinski proračun

10. Proračun radnih karakteristika prema tortni grafikon

Dodatak A

Zaključak

Reference

Asinkroni motori glavni su pretvarači električne energije u mehaničku energiju i čine osnovu električnog pogona većine mehanizama. Serija 4A pokriva raspon snage od 0,06 do 400 kW i ima 17 visina osi od 50 do 355 mm.

U ovom nastavnom projektu razmatra se sljedeći motor:

Izvedba prema stupnju zaštite: IP23;

Način hlađenja: IC0141.

Izvedba prema načinu ugradnje: IM1081 – prema prvoj znamenki – motor na nožicama, sa ležajnim štitovima; drugom i trećom znamenkom - od horizontalni raspored osovina i donji položaj šapa; prema četvrtoj znamenki - s jednim cilindričnim krajem osovine.

Klimatski uvjeti rada: U3 – slovom – za umjerenu klimu; po broju - za smještaj u zatvorenim prostorima s prirodnom ventilacijom bez umjetno kontroliranih klimatskih uvjeta, gdje su kolebanja temperature i vlažnosti zraka, izloženost pijesku i prašini, sunčevo zračenje znatno manja nego na otvorenom prostoru od kamena, betona, drva i dr. negrijanim prostorima. sobe.

1. Odabir glavnih veličina

1.1 Odredite broj pari polova:

(1.1)

Zatim broj polova

1.2 Odredite visinu osi rotacije grafički: prema slici 9.18, b

, u skladu s , prema tablici 9.8, određujemo vanjski promjer koji odgovara osi rotacije.

1.3 Unutarnji promjer statora

, izračunavamo po formuli: , (1.2) – koeficijent određen prema tablici 9.9. leži u intervalu: .

Izaberimo vrijednost

, Zatim

1.4 Definirajte podjelu polova

: (1.3)

1.5 Odredite projektiranu snagu

, W: , (1.4) – snaga na osovini motora, W; – omjer EMF statorskog namota i nazivnog napona koji se približno može odrediti sa slike 9.20. Kada i , .

Približne vrijednosti

i uzeti ga iz krivulja konstruiranih iz podataka motora serije 4A. Slika 9.21, c. Na kW i , , a

1.6 Elektromagnetska opterećenja A i B d određuju se grafički pomoću krivulja na slici 9.23, b. Na

kW i , , T.

1.7 Koeficijent namota

. Za dvoslojne namote pri 2p>2 treba uzeti = 0,91–0,92. Prihvatimo.

1.8 Odredimo sinkronu kutnu brzinu osovine motora W:

, (1.5) – sinkrona brzina vrtnje.

1.9 Izračunajte duljinu zračnog raspora

:
, (1.6) – koeficijent oblika polja. .

1.10 Kriterij za ispravan izbor glavnih dimenzija D i

služi kao omjer, koji mora biti unutar prihvatljivih granica, slika 9.25, b. . Vrijednost l je unutar preporučenih granica, što znači da su glavne dimenzije ispravno određene.

2. Određivanje broja utora statora, zavoja u fazi namota i presjeka žice namota statora

2.1 Odredimo granične vrijednosti: t 1 max i t 1 min Slika 9.26. Na

I , , .

2.2 Broj utora statora:

, (2.1) (2.2)

Konačno, broj utora mora biti višekratnik broja utora po polu i fazi: q. Prihvatimo

, Zatim
, (2.3)

gdje je m broj faza.

2.3 Konačno određujemo podjelu zuba statora:

(2.4)

2.4 Preliminarna struja namota statora

(2.5)

2.5 Broj efektivnih vodiča u utoru (podložno

Slanje vašeg dobrog rada u bazu znanja jednostavno je. Koristite obrazac u nastavku

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

disciplina"

Nastavni projekt

“Dizajn asinkronog motora s kaveznim rotorom”

Projektni zadatak

Projektirajte asinkroni trofazni motor s kaveznim rotorom:

P = 15 kW, U = 220/380 V, 2r = 2;

n = 3000 o/min, = 90%, cos = 0,89, S NOM = 3%;

h=160 M p / M n = 1,8, M max / M n = 2,7, I p / I n = 7;

dizajn IM1001;

IP44 zaštita;

metoda hlađenja IC0141;

klimatska izvedba i kategorija postavljanja U3;

toplinska otpornost izolacije klasa F.

način rada S1

Određivanje osnovnih geometrijskih dimenzija

1. Prvo odaberite visinu osi rotacije prema sl. 8.17, i (u daljnjem tekstu sve formule, tablice i slike iz) h = 150 mm.

Sa stola 8.6 uzimamo najbližu manju vrijednost h = 132 mm i a = 0,225 m (D a je vanjski promjer statora).

2. Odredite unutarnji promjer statora:

D=K D D a =0,560,225=0,126 (m)

K D - koeficijent proporcionalnosti, određen prema tablici. 8.7.

3. Podjela polova

m

gdje je 2p broj pari polova.

4. Odredite procijenjenu snagu:

P = (P 2 k E)/(cos)

k E - omjer EMF namota statora prema nazivnom naponu, određenom sa Sl. 8,20, kE = 0,983

- Učinkovitost asinkronog motora, prema sl. 8,21,a, = 0,89, cos = 0,91

P 2 - snaga na osovini motora, W

P = (1510 3 0,983) / (0,890,91) = 18206 (W)

5. Odredite elektromagnetska opterećenja (preliminarno) prema sl. 8.22, b:

Linearno opterećenje (omjer struje svih zavoja namota prema opsegu) A = 25,310 3 (A/m)

Indukcija u zračnom rasporu B= 0,73 (T)

6. Odabiremo preliminarni koeficijent namota ovisno o vrsti namota statora. Za jednoslojne namote k O1 = 0,95 0,96.

Uzmimo k O1 = 0,96.

7. Procijenjena duljina zračnog raspora određena je formulom:

= P / (k V D 2 k O 1 AB)

k B je koeficijent oblika polja, prethodno uzet jednak

kV = / () = 1,11

- sinkrona kutna brzina osovine motora, rad/s, izračunata formulom

rad/s

gdje je 1 frekvencija napajanja, Hz

= 18206 / (1,110,126 2 3140,9625,310 3 0,73) = 0,19 (m)

8. Provjerite relaciju = / . Trebao bi biti u rasponu od 0,19–0,87, određeno sa slike. 8.25:

= 0,19 / 0,198 = 0,96

Dobivena vrijednost je viša od preporučenih granica, stoga prihvaćamo sljedeću najveću iz standardne serije (tablica 8.6) visinu osi vrtnje h = 160 mm. Ponavljamo izračune prema paragrafima. 1-8:

D a = 0,272 (m) P = (1510 3 0,984) / (0,910,89) = 18224 (W)

D = 0,560,272 = 0,152 (m) A = 3410 3 (A/m)

= (3,140,152) / 2 = 0,239 (m) B = 0,738 (T)

= 18224 / (1,110,152 2 3140,963610 3 0,738) = 0,091 (m)

= 0,091 / 0,239 = 0,38

Proračun namota, utora i jarma statora

Definicija Z 1 , 1 I odjeljci žice namoti stator

1. Određujemo granične vrijednosti podjele zuba 1 prema sl. 6-15:

1 max = 18 (mm) 1 min = 13 (mm)

2. Granične vrijednosti za broj utora statora određene su sljedećim formulama

Prihvaćamo 1 = 36, zatim q = Z 1 / (2pm), gdje je m broj faza

q = 36 / (23) = 6

Namot je jednoslojni.

3. Konačno određujemo podjelu zuba statora:

m = 1410 -3 m

4. Nađite broj efektivnih vodiča u utoru (preliminarno, pod uvjetom da u namotu nema paralelnih grana (a = 1)):

u =

I 1H je nazivna struja namota statora, A, i određena je formulom:

I 1H = P 2 / (mU 1H cos) = 1510 3 / (32200.890.91) = 28.06 (A)

u= = 16

5. Prihvaćamo a=2, dakle

u= au = 216 = 32

6. Dobivamo konačne vrijednosti:

broj zavoja u fazi namota

linearno opterećenje

Vozilo

protok

F = (1) -1

k O1 - konačna vrijednost koeficijenta namota, određena formulom:

k O1 = k U k R

k U - koeficijent skraćivanja, za jednoslojni namot k U = 1

k P - koeficijent raspodjele, određen iz tablice. 3.16 za prvi harmonik

k P = 0,957

F = = 0,01 (Wb)

indukcija zračnog raspora

Tl

Vrijednosti A i B su unutar prihvatljivih granica (Sl. 8.22b)

7. Gustoća struje u namotu statora (preliminarno):

J 1 = (AJ 1)/ A= (18110 9)/ (33,810 3)= 5,3610 6 (A/m 2)

umnožak linearnog opterećenja i gustoće struje određuje se sa sl. 8.27, b.

Efektivni presjek vodiča (preliminarno):

q EF = I 1 H / (aJ 1) = 28,06 / (25,1310 6) = 2,7310 -6 (m 2) = 2,73 (mm 2)

Tada prihvaćamo n EL = 2

q EL = q EF / 2 = 2,73 / 2 = 1,365 (mm 2)

n EL - broj elementarnih vodiča

q EL - presjek elementarnog vodiča

Odabiremo PETV žicu za namotavanje (prema tablici A3.1) sa sljedećim podacima:

nazivni promjer gole žice d EL = 1,32 mm

prosječni promjer izolirane žice d IZ = 1,384 mm

površina poprečnog presjeka gole žice q EL = 1,118 mm 2

površina poprečnog presjeka efektivnog vodiča q EF = 1,1182 = 2,236 (mm 2)

9. Gustoća struje u namotu statora (konačna)

Kalkulacija veličine nazubljena zonama stator I zrak praznina

Utor stator - prema sl. 1, a s omjerom veličina koji osigurava paralelizam bočnih rubova zuba.

1. Primamo unaprijed prema tablici. 8.10:

vrijednost indukcije u zubima statora B Z1 = 1,9 (T) vrijednost indukcije u jarmu statora B a = 1,6 (T), zatim širina zuba

b Z1 =

k C - koeficijent punjenja jezgre čelikom, prema tablici. 8.11 za oksidirane čelične limove razreda 2013 k C = 0,97

ST1 - duljina čeličnih jezgri statora, za strojeve s 1,5 mm

ST1 = 0,091 (m)

b Z1 = = 6,410 -3 (m) = 6,4 (mm)

visina jarma statora

2. Dimenzije utora u žigu su:

širina utora b W = 4,0 (mm)

visina utora h W = 1,0 (mm), = 45

visina utora

h P = h a = =23,8 (mm) (25)

širina dna utora

b 2 = = = 14,5 (mm) (26)

širina vrha utora

b 1 = = = 10,4 (mm) (27)

h 1 = h P - + = = 19,6 (mm) (28)

3. Dimenzije razmaka utora, uzimajući u obzir dopuštenja za montažu:

za h = 160 250 (mm) b P = 0,2 (mm); h P = 0,2 (mm)

b 2 = b 2 - b P = 14,5 - 0,2 = 14,3 (mm) (29)

b 1 = b 1 - b P = 10,4 - 0,2 = 10,2 (mm) (30)

h 1 = h 1 - h P = 19,6 - 0,2 = 19,4 (mm) (31)

Površina poprečnog presjeka utora za postavljanje vodiča:

S P = S OD S PR

površina poprečnog presjeka brtve S PR = 0

površina poprečnog presjeka izolacije tijela u utoru

S OD = b OD (2h P +b 1 +b 2)

b IZ - jednostrana debljina izolacije u utoru, prema tablici. 3,1 b IZ = 0,4 (mm)

S OD = 0,4(223,8+14,5+10,4) = 29 (mm 2)

S P = 0,5(14,3+10,2)19,4 29 = 208,65 (mm 2)

4. Faktor punjenja utora:

k Z = [(d IZ) 2 u n n EL ] / S P = (1,405 2 402)/ 208,65 = 0,757 (34)

Dobivena vrijednost k3 za mehaniziranu instalaciju namota je previsoka. Faktor popunjenosti treba biti u rasponu od 0,70 - 0,72 (iz tablice 3-12). Smanjimo faktor punjenja povećanjem površine poprečnog presjeka utora.

Uzmimo B Z1 = 1,94 (T) i B a = 1,64 (T), što je prihvatljivo, jer ove vrijednosti premašuju preporučene za samo 2,5 - 3%.

5. Ponovite izračun prema paragrafima. 1-4.

b Z1 = = 0,0063 (m) = 6,3 (mm) b 2 = = 11,55 (mm)

h a = = 0,0353 (m) = 35,3 (mm) b 1 = = 8,46 (mm)

h P = = 24,7 (mm) h 1 = = 20,25 (mm)

b 2 = = 11,75 (mm)

b 1 = = 8,66 (mm)

h 1 = = 20,45 (mm)

S OD = = 29,9 (mm 2)

S P = = 172,7 (mm 2)

k Z = = 0,7088 0,71

Dimenzije utora u matrici prikazane su na sl. 1, a.

Proračun namota, utora i jarma rotora

1. Odredite zračni raspor (prema sl. 8.31): = 0,8 (mm)

2. Broj utora rotora (prema tablici 8.16): Z 2 = 28

3. Vanjski promjer:

D 2 = D2 = 0,15220,810 -3 = 0,150 (m) (35)

4. Duljina magnetskog kruga rotora 2 = 1 = 0,091 (m)

5. Podjela zuba:

t 2 = (D 2)/ Z 2 = (3,140,150)/ 28 = 0,0168 (m) = 16,8 (mm) (36)

6. Unutarnji promjer rotora jednak je promjeru osovine, jer je jezgra izravno postavljena na osovinu:

D J = D B = k B D a = 0,230,272 = 0,0626 (m) 60 (mm) (37)

Vrijednost koeficijenta k B uzima se iz tablice. 8,17: kV = 0,23

7. Preliminarna vrijednost struje u stapu rotora:

I 2 = k i I 1 i

k i je koeficijent koji uzima u obzir utjecaj struje magnetiziranja i otpora namota na omjer I 1 / I 2. k i = 0,2+0,8cos = 0,93

i - koeficijent smanjenja struje:

i = (2m 1 1 k O 1) / Z 2 = (23960,957) / 28 = 19,7

I 2 = 0,9328,0619,7 = 514,1 (A)

8. Površina poprečnog presjeka šipke:

q C = I 2 / J 2

J 2 - gustoća struje u šipkama rotora pri punjenju utora aluminijem, odabire se unutar

J 2 = (2.53.5)10 6 (A/m 2)

q C = 514,1 / (3,510 6) = 146,910 -6 (m 2) = 146,9 (mm 2)

9. Utor rotora - kao što je prikazano na sl. 1. b. Projektiramo zatvorene utore kruškolikog oblika s dimenzijama utora b W = 1,5 mm i h W = 0,7 mm. Odaberemo visinu skakača iznad utora jednaku h W = 1 mm.

Dopuštena širina zuba

b Z2 = = = 7,010 -3 (m) = 7,0 (mm) (41)

B Z2 - indukcija u zubima rotora, prema tablici. 8,10 V Z2 = 1,8 (T)

Dimenzije utora

b 1 ===10,5 (mm)

b 2 = = = 5,54 (mm) (43)

h 1 = (b 1 - b 2)(Z 2 / (2)) = (10,5 - 5,54)(28/6,28) = 22,11 (mm) (44)

Uzimamo b 1 = 10,5 mm, b 2 = 5,5 mm, h 1 = 22,11 mm.

10. Određujemo širinu zuba rotora

b Z2 = = 9,1 (mm)

b Z2 = = 3,14 9,1 (mm)

b Z2 = b Z2 9,1 (mm)

Puna visina utora:

h P 2 = h Š + h Š +0,5b 1 +h 1 +0,5b 2 = 1+0,7+0,510,5+22,11+0,55,5 = 31,81 (mm)

Poprečni presjek šipke:

q C = (/8)(b 1 b 1 +b 2 b 2)+0,5(b 1 +b 2)h 1 =

(3,14/8)(10,5 2 +5,5 2)+0,5(10,5+5,5)22,11 = 195,2 (mm 2)

11. Gustoća struje u štapu:

J 2 = I 2 / q C = 514,1 / 195,210 -6 = 3,4910 6 (A/m 2)

12. Prstenovi kratkog spoja. Površina poprečnog presjeka:

qKL = IKL / JKL

JKL - gustoća struje u prstenovima za zatvaranje:

JCL = 0,85J2 = 0,853,49106 = 2,97106 (A/m2) (51)

ICL - struja u prstenovima:

ICL = I2 /

= 2sin = 2sin = 0,224 (53)

ICL = 514,1 / 0,224 = 2295,1 (A)

qKL = 2295 / 2,97106 = 772,710-6 (m2) = 772,7 (mm2)

13. Dimenzije prstenova za zatvaranje:

hKL = 1,25hP2 = 1,2531,8 = 38,2 (mm) (54)

bKL = qKL / hKL = 772,7 / 38,2 = 20,2 (mm) (55)

qKL = bKLhKL = 38,2 20,2 = 771,6 (mm2) (56)

DK. CP = D2 - hKL = 150 - 38,2 = 111,8 (mm) (57)

Proračun magnetskog kruga

Čelična magnetska jezgra 2013; debljina lima 0,5 mm.

1. Magnetski napon zračnog raspora:

F= 1,5910 6 Bk, gdje je (58)

k- koeficijent zračnog raspora:

k= t 1 /(t 1 -)

= = = 2,5

k= = 1,17

F= 1,5910 6 0,7231,170,810 -3 = 893,25 (A)

2. Magnetski napon zona zuba:

stator

F Z1 = 2h Z1 H Z1

h Z1 - procijenjena visina zuba statora, h Z1 = h P1 = 24,7 (mm)

H Z1 - vrijednost jakosti polja u zubima statora, prema tablici P1.7 kod B Z1 = 1,94 (T) za čelik 2013 H Z1 = 2430 (A/m)

F Z1 = 224,710 -3 2430 = 120 (A)

izračunata indukcija u zubima:

B Z1 = = = 1,934 (T)

budući da je B Z1 1,8 (T), potrebno je uzeti u obzir ogranak protoka u utor i pronaći stvarnu indukciju u zubu B Z1.

Koeficijent k PH visina h ZX = 0,5h Z:

k PH =

b PH = 0,5 (b 1 + b 2) = 0,5 (8,66+11,75) = 12,6

k PH = = 2,06

B Z1 = B Z1 - 0 H Z1 k PH

Prihvaćamo B Z1 = 1,94 (T), provjerite omjer B Z1 i B Z1:

1,94 = 1,934 - 1,25610 -6 24302,06 = 1,93

rotor

F Z2 = 2h Z2 H Z2

h Z2 - proračunska visina zuba rotora:

h Z2 = h P2 - 0,1b 2 = 31,8 - 0,15,5 = 31,25 (mm)

H Z2 - vrijednost jakosti polja u zubima rotora, prema tablici P1.7 kod B Z2 = 1,8 (T) za čelik 2013 H Z2 = 1520 (A/m)

F Z2 = 231,25 10 -3 1520 = 81,02 (A)

indukcija zuba

B Z2 = = = 1,799 (T) 1,8 (T)

3. Koeficijent zasićenja zone zuba

k Z = 1+= 1+= 1.23

4. Magnetski napon jarma:

stator

F a = L a H a

L a - duljina prosječne magnetske linije jarma statora, m:

L a = = = 0,376 (m)

H a - jakost polja, prema tablici P1.6 pri B a = 1,64 (T) H a = 902 (A/m)

F a = 0,376902 = 339,2 (A)

B a =

h a - projektirana visina jarma statora, m:

h a = 0,5 (D a - D) - h P 1 = 0,5 (272 - 152) - 24,7 = 35,3 (mm)

B a = = 1,6407 (T) 1,64 (T)

rotor

F j = L j H j

L j je duljina prosječne linije magnetskog toka u jarmu rotora:

Lj = 2hj

h j - visina stražnje strane rotora:

h j = - h P2 = - 31,8 = 13,7 (mm)

L j = 213,7 10 -3 = 0,027 (m)

B j =

h j - projektirana visina jarma rotora, m:

h j = = = 40,5 (mm)

B j = = 1,28 (T)

H j - jakost polja, prema tablici P1.6 pri B j = 1,28 (T) H j = 307 (A/m)

F j = 0,027307 = 8,29 (A)

5. Ukupni magnetski napon magnetskog kruga po paru polova:

F C = F+F Z1 +F Z2 +F a +F j = 893,25+120+81,02+339,2+8,29= 1441,83 (A)

6. Koeficijent zasićenja magnetskog kruga:

k = F C / F = 1441,83/893,25 = 1,6

7. Struja magnetiziranja:

I = = = 7,3 (A)

relativna vrijednost

I = I / I 1H = 7,3 / 28,06 = 0,26

Proračun parametara asinkronog stroja za nominalni način rada

1. Aktivni otpor faze namota statora:

r 1 = 115

115 - specifični otpor materijala namota na projektnoj temperaturi, Ohm. Za klasu otpornosti na toplinu izolacije F, projektirana temperatura je 115 stupnjeva. Za bakar 115 = 10 -6 /41 Ohm.

L 1 - ukupna duljina efektivnih vodiča faze namota statora, m:

L 1 = CP1 1

CP1 - prosječna duljina zavoja namota statora, m:

CP1 = 2(P1 + L1)

P1 - duljina dijela utora, P1 = 1 = 0,091 (m)

L1 - prednji dio zavojnice

L1 = K L b CT +2V

K L - koeficijent, čija je vrijednost preuzeta iz tablice 8.21: K L = 1,2

B je duljina ravnog dijela svitka koji se proteže od utora od kraja jezgre do početka zavoja prednjeg dijela, uzimamo B = 0,01.

b CT - prosječna širina zavojnice, m:

b CT = 1

1 - relativno skraćivanje koraka namota statora, 1 = 1

b CT = = 0,277 (m)

L1 = 1,20,277+20,01 = 0,352 (m)

CP1 = 2(0,091+0,352) = 0,882 (m)

L 1 = 0,88296 = 84,67 (m)

r 1 = = 0,308 (Ohm)

Dužina produljenja prednjeg dijela zavojnice

OUT = K OUT b CT +B = 0,260,277+0,01= 0,08202 (m)= 82,02 (mm) (90)

Prema tablici 8.21 K OUT = 0.26

Relativna vrijednost

r 1 = r 1 = 0,308 = 0,05

2. Aktivni otpor faze namota rotora:

r 2 = r C +

r C - otpor šipke:

r C = 115

za namot rotora od lijevanog aluminija 115 = 10 -6 / 20,5 (Ohm).

r C = = 22,210 -6 (Ohm)

r CL - otpor dijela zapornog prstena zatvorenog između dvije susjedne šipke

r CL = 115 = = 1,0110 -6 (Ohm) (94)

r 2 = 22,210 -6 + = 47,110 -6 (Ohm)

Svodimo r 2 na broj zavoja namota statora:

r 2 = r 2 = 47,110 -6 = 0,170 (Ohm) (95)

Relativna vrijednost:

r 2 = r 2 = 0,170 = 0,02168 0,022

3. Induktivni otpor faze namota statora:

x 1 = 15,8(P1 + L1 + D1), gdje je (96)

P1 - koeficijent magnetske vodljivosti raspršenja utora:

P1 =

h 2 = h 1 - 2b IZ = 20,45 - 20,4 = 19,65 (mm)

b 1 = 8,66 (mm)

h K = 0,5 (b 1 - b) = 0,5 (8,66 - 4) = 2,33 (mm)

h 1 = 0 (vodiči su osigurani poklopcem utora)

k = 1; k = 1; = = 0,091 (m)

P1 = = 1,4

L1 - koeficijent magnetske vodljivosti frontalnog raspršenja:

L1 = 0,34 (L1 - 0,64) = 0,34 (0,352 - 0,640,239) = 3,8

D1 - koeficijent magnetske vodljivosti diferencijalnog raspršenja

D1 =

= 2k SK k - k O1 2 (1+ SK 2)

k = 1

SK = 0, budući da nema skošenja utora

k SC se određuje iz krivulja na sl. 8.51,d ovisno o t 2 /t 1 i SC

= = 1,34; SK = 0; k SC = 1,4

= 21,41 - 0,957 2 1,34 2 = 1,15

D1 = 1,15 = 1,43

x 1 = 15,8(1,4+3,8+1,43) = 0,731 (Ohm)

Relativna vrijednost

x 1 = x 1 = 0,731 = 0,093

4. Induktivna reaktancija faze namota rotora:

x 2 = 7,9 1 (P2 + L2 + D2 + SK) 10 -6 (102)

P2 = k D +

h 0 = h 1 +0,4b 2 = 17,5+0,45,5 = 19,7 (mm)

k D = 1

P2 = = 3,08

L2 = = = 1,4

D2 =

= = = 1,004

budući da je kod zatvorenih utora Z 0

D2 = = 1,5

x 2 = 7,9500,091(3,08+1,4+1,5)10 -6 = 21510 -6 (Ohm)

Svodimo x 2 na broj zavoja statora:

x 2 = x 2 = = 0,778 (Ohm)

Relativna vrijednost

x 2 = x 2 = 0,778 = 0,099 (108)

Proračun gubitka snage

1. Glavni gubici u čeliku:

P ST. OSN. = P 1,0/50 (k Da B a 2 m a +k DZ B Z1 2 +m Z1)

P 1,0/50 - specifični gubici pri indukciji od 1 T i frekvenciji preokreta magnetizacije od 50 Hz. Prema tablici 8,26 za čelik 2013 P 1,0/50 = 2,5 (W/kg)

m a - masa čelika jarma statora, kg:

m a = (D a - h a)h a k C1 C =

= 3,14(0,272 - 0,0353)0,03530,0910,977,810 3 = 17,67 (kg)

C - specifična težina čelika; u izračunima uzimamo C = 7,810 3 (kg/m 3)

m Z1 - masa čelika zuba statora, kg:

m Z1 = h Z1 b Z1 CP. Z 1 CT 1 k C 1 C =

= 24,710 -3 6,310 -3 360,0910,977,810 3 = 3,14 (kg) (111)

k Da i k DZ su koeficijenti koji uzimaju u obzir učinak na gubitke u čeliku neravnomjerne raspodjele toka po presjecima sekcija magnetske jezgre i tehnološki faktori. Približno možemo uzeti k Da = 1,6 i k DZ = 1,8.

PCT. OSN. = 2,51(1,61,64217,67+1,81,93423,14) = 242,9 (W)

2. Površinski gubici u rotoru:

PPOV2 = pPOV2(t2 - bSH2)Z2ST2

pSOV2 - specifični površinski gubici:

pPOV2 = 0,5k02(B02t1103)2

B02 - amplituda indukcijskog pulsiranja u zračnom rasporu iznad kruna zuba rotora:

B02=02

02 ovisi o omjeru širine proreza statorskih proreza i zračnog raspora. 02 (pri bŠ1/ = 4/0,5 = 8 prema sl. 8.53,b) = 0,375

k02 je koeficijent koji uzima u obzir učinak površinske obrade glava zuba rotora na specifične gubitke. Uzmimo k02 =1,5

B02 = 0,3571,180,739 = 0,331 (T)

pPOV2 = 0,51,5(0,33114)2 = 568 (16,8 - 1,5)24 0,091 = 22,2 (W)

3. Gubici pulsiranja u zubima rotora:

PPUL2 = 0,11 mZ2

BPUL2 - amplituda indukcijskih pulsacija u srednjem dijelu zuba:

BPUL2 = BZ2

mZ2 - masa čeličnih zuba rotora, kg:

mZ2 = Z2hZ2bZ2ST2kC2C =

= 2826,6510-39,110-30,0910,977,8103 = 3,59 (kg) (117)

BPUL2 = = 0,103 (T)

PPUL2 = 0,11= 33,9 (W)

4. Iznos dodatnih gubitaka u čeliku:

PCT. DODATI. = PPOV1+PPUL1+PPOV2+PPUL2 = 22,2 + 33,9 = 56,1 (W

5. Ukupni gubici u čeliku:

PCT. = PST. OSN. + PST. DODATI. = 242,9 + 56,1 = 299 (W

6. Mehanički gubici:

PMECH = KTDa4 = 0,2724 = 492,6 (W) (120)

Za motore sa 2r=2 KT =1.

7. Motor u praznom hodu:

IX. X.

IH.H.a. =

PE1 H.H. = mI2r1 = 37.320.308 = 27.4 (W)

IH.H.a. = = 1,24 (A)

IX.H.R. I = 7,3 (A)

IH.H. = = 7,405 (A)

cos xx = IX.X.a / IX.X. = 1,24/4,98 = 0,25

asinkroni trofazni motor s kaveznim rotorom

Izračun učinka

1. Parametri:

r 12 = P ST. OSN. /(mI 2) = 242,9/(37,3 2) = 3,48 (Ohm)

x 12 = U 1H /I - x 1 = 220/7,3 - 1,09 = 44,55 (Ohm)

c 1 = 1+x 1 / x 12 = 1+0,731/44,55 = 1,024 (Ohm)

= = =

= arctan 0,0067 = 0,38 (23) 1 o

Aktivna komponenta sinkrone struje praznog hoda:

I 0a = (P ST. OSNOVNI +3I 2 r 1) / (3U 1H) = = 0,41 (A)

a = c 1 2 = 1,024 2 = 1,048

b = 0

a = c 1 r 1 = 1,0240,308 = 0,402 (Ohm)

b = c 1 (x 1 +c 1 x 2) = 1,024(0,731+1,0241,12) = 2,51 (Ohm)

Gubici koji se ne mijenjaju s promjenom klizanja:

P ST. +P KRZNO = 299+492,6 = 791,6 (W)

Formule za izračun	Dimenzija	Slip S




Z = (R2 +X2) 0,5



I 1a = I 0a + I 2 cos 2
I 1p = I 0p +I 2 sin 2
I 1 = (I 1a 2 +I 1p 2) 0,5

P 1 = 3U 1 I 1a 10 -3
P E 1 = 3I 1 2 r 1 10 -3
P E 2 = 3I 2 2 r 2 10 -3
P ADD = 0,005P 1
P=P ST +P MECH +P E1 +P E2 +P ADD

Tablica 1. Karakteristike rada asinkronog motora

P2NOM = 15 kW; I0p = I = 7,3 A; PCT. +PMECH. = 791,6 W

U1NOM = 220/380 V; r1 =0,308 Ohma; r2 = 0,170 Ohma

2r=2 ; I0a = 0,41 A; c1 = 1,024; a = 1,048; b = 0;

a = 0,402 (Ohm); b = 2,51 (Ohm)

2. Izračunajte radne karakteristike za klizanje

S = 0,005; 0,01; 0,015

0,02;0,025;0,03;0,035, preliminarno pretpostavljajući da je SNOM r2 = 0,03

Rezultati izračuna sažeti su u tablici. 1. Nakon konstruiranja karakteristika izvedbe (slika 2), razjašnjavamo vrijednost nominalnog klizanja: SN = 0,034.

Nazivni podaci projektiranog motora:

P2NOM = 15 kW cos NOM = 0,891

U1NOM = 220/380 V NOM = 0,858

I1NOM =28,5 A

Proračun startnih karakteristika

Kalkulacija struje S uzimajući u obzir utjecaj promjene parametri pod utjecaj učinak potiskivanje trenutni (bez računovodstvo utjecaj gadan cija iz polja raspršivanje)

Detaljan proračun je dan za S = 1. Podaci proračuna za preostale točke sažeti su u tablici. 2.

1. Aktivni otpor namota rotora uzimajući u obzir utjecaj trenutnog učinka pomaka:

= 2h C = 63,61 h C = 63,610,0255 = 1,62 (130)

kalc = 115 o C; 115 = 10 -6 /20,5 (Ohm); bC/bP=l; 1 = 50 Hz

h C = h P - (h W + h W) = 27,2 - (0,7+1) = 25,5 (mm)

- “smanjena visina” štapa

prema sl. 8,57 za = 1,62 nalazimo = 0,43

h r = = = 0,0178 (m) = 17,8 (mm)

od (0,510,5) 17,8 (17,5+0,510,5):

q r =

h r - dubina prodiranja struje u stap

q r - površina presjeka ograničena visinom h r

b r = = 6,91 (mm)

q r = = 152,5 (mm 2)

k r = q C /q r = 195,2 / 152,5 = 1,28 (135)

K R = = 1,13

r C = r C = 22,210 -6 (Ohm)

r 2 = 47,110 -6 (Ohm)

Smanjeni otpor rotora uzimajući u obzir utjecaj trenutnog učinka pomaka:

r 2 = K R r 2 = 1.130.235 = 0.265 (Ohm)

2. Induktivna reaktancija namota rotora uzimajući u obzir utjecaj učinka struje pomaka:

za = 1,62 = kD = 0,86

KX = (P2 +L2 +D2)/(P2 +L2 +D2)

P2 = P2 - P2

P2 = P2(1- kD) = =

= = 0,13

P2 = 3,08 - 0,13 = 2,95

KX = = 0,98

x2 = KXx2 = 0,980,778 = 0,762 (Ohm)

3. Početni parametri:

Reaktancija međusobne indukcije

x 12P = k x 12 = 1,644,55 = 80,19 (Ohm) (142)

s 1P = 1+x 1 / x 12P = 1+1,1/80,19 = 1,013 (143)

4. Izračun struja uzimajući u obzir utjecaj učinka pomaka struje:

R P = r 1 +c 1 P r 2 /s = 0,308+1,0130,265 = 0,661 (Ohm)

Formule za izračun	Dimenzija	Slip S

63,61 h C S 0,5



K R =1+(r C /r 2)(k r - 1)





R P = r 1 + c 1 P r 2 /s
X P = x 1 + c 1 P x 2
I 2 = U 1 / (RP 2 +X P 2) 0,5
I 1 = I 2 (RP 2 + +(X P +x 12 P) 2) 0,5 /(c 1 P x 12 P)

Tablica 2. Proračun struja u načinu pokretanja asinkronog motora s kaveznim rotorom, uzimajući u obzir utjecaj učinka pomaka struje

P2NOM = 15 kW; U1 = 220/380 V; 2r=2 ; I1NOM = 28,5 A;

r2 = 0,170 Ohma; x12P = 80,19 Ohma; s1P = 1,013; SNOM = 0,034

XP = x1 + s1Ph2 = 0,731+1,0130,762 = 1,5 (Ohm)

I2 = U1 / (RP2+HP2)0,5= 220/(0,6612+1,52)0,5= 137,9 (A)

I1 = I2 (RP2+(HP+x12P)2)0,5/ (c1Px12P)=

=137,9(0,6612+(1,5+80,19)2)0,5/(1,01380,19)= 140,8 (A)

Kalkulacija lanseri karakteristike S uzimajući u obzir utjecaj učinak potiskivanje trenutni I zasićenost iz polja raspršivanje

Kalkulacija provesti za karakteristične točke koje odgovaraju S=1; 0,8; 0,5;

0,2; 0,1, u ovom slučaju koristimo vrijednosti struja i otpora za ista klizanja, uzimajući u obzir utjecaj strujnog pomaka.

Podaci izračuna sažeti su u tablici. 3. Detaljan proračun dat je za S=1.

1. Induktivni otpor namota. Prihvaćamo k US =1,35:

Prosječna MMF namota, u odnosu na jedan utor namota statora:

F P. SR. = = = 3916,4 (A)

C N = = 1,043

Indukcija fiktivnog toka curenja u zračnom rasporu:

B F =(F P. SR. /(1.6S N))10 -6 =(3916.410 -6)/(1.60.810 -3 1.043)=5.27(T)

za B F = 5,27 (T) nalazimo k = 0,47

Koeficijent magnetske vodljivosti propuštanja proreza namota statora uzimajući u obzir utjecaj zasićenja:

sÉ1 = (t1 - bŠ1)(1 - k) = (14 - 4)(1 - 0,47) = 6,36

P1 SAD. =((hŠ1 +0,58hK)/bŠ1)(sÉ1/(sÉ1+1,5bŠ1))

hK = (b1 - bŠ1)/2 = (10,5 - 4)/2 = 3,25 (153)

P1 SAD. =

P1 SAD. = P1 - P1 US. = 1,4 - 0,37 = 1,03

Koeficijent magnetske vodljivosti diferencijalnog propuštanja namota statora uzimajući u obzir utjecaj zasićenja:

D1 SAD. = D1k = 1,430,47 = 0,672

Induktivni otpor faze namota statora uzimajući u obzir utjecaj zasićenja:

x1 SAD. = (x11 US)/ 1 = = 0,607 (Ohm)

Koeficijent magnetske vodljivosti disipacije utora namota rotora uzimajući u obzir utjecaj zasićenja i strujnog pomaka:

P2. NAS. = (hŠ2/bŠ2)/(cÉ2/(sÉ2+bŠ2))

sE2 = (t2 - bSh2)(1 - k) = (16,8 - 1,5)(1 - 0,47) =10,6

hŠ2 = hŠ +hŠ = 1+0,7 = 1,7 (mm)

P2. NAS. =

P2. NAS. = P2 - P2. NAS. = 2,95 - 0,99 = 1,96

Koeficijent magnetske vodljivosti diferencijalnog curenja rotora uzimajući u obzir utjecaj zasićenja:

D2. NAS. = D2k = 1,50,47 = 0,705

Smanjena induktivna reaktancija faze namota rotora uzimajući u obzir utjecaj strujnog pomaka i učinke zasićenja:

x2 US = (x22 US)/ 2 = = 0,529 (Ohm)

s1P. NAS. = 1+ (x1 NAS. /x12 P) = 1+(0,85/80,19) = 1,011

Formule za izračun	Dimenzija	Slip S



BF =(FP.SR.10-6) / (1,6CN)

sÉ1 = (t1 - bŠ1)(1 - k)
P1 SAD. = P1 - P1 US.
D1 SAD. = do D1
x1 SAD. = x11 SAD. / 1
c1P. NAS. = 1+x1 SAD. / x12P
sÉ2 = (t2 - bŠ2)(1 - k)
P2 SAD. = P2 - P2 US.
D2 SAD. = do D2
x2 SAD. = x22 SAD. /2
RP. NAS. = r1+c1P. NAS. r2/s
XP.US=x1US.+s1P.US.x2US
I2US=U1/(RP.US2+HP.US2)0,5
I1 US=I2 US (RP.NAS2+(HP.NAS+ x12P) 2) 0,5/(c1P.NASx12P)
kUS. = I1 SAD. /I1
I1 = I1 SAD. /I1 NOM
M = (I2US/I2NOM)2KR(sHOM/s)

Tablica 3. Proračun startnih karakteristika asinkronog motora s kaveznim rotorom, uzimajući u obzir učinak strujnog pomaka i zasićenja od lutajućih polja

P2NOM = 15 kW; U1 = 220/380 V; 2r=2 ; I1NOM = 28,06 A;

I2NOM = 27,9 A; x1 = 0,731 Ohm; x2 = 0,778 Ohma; r1 = 0,308 Ohma;

r2 = 0,170 Ohma; x12P = 80,19 Ohma; SN = 1,043; SNOM = 0,034

2. Proračun struja i momenata

RP. NAS. = r1+c1P. NAS. r2/s = 0,393+1,0110,265 = 0,661 (Ohm) (165)

XP.NAS.=x1NAS.+s1P.NAS.x2NAS. = 1,385 (Ohm) (166)

I2NAS.=U1/(RP.NAS2+HP.NAS2)0,5= 220/(0,6612+1,3852)0,5= 187,6 (A)

I1 SAD. = I2NAS.= = 190,8 (A) (168)

IP = = 6,8

M = = = 1,75

kUS. = I1 SAD. /I1 = 190,8/140,8 = 1,355

kUS. razlikuje se od one koju su prihvatile SAD. = 1,35 za manje od 3%.

Za izračun drugih karakterističnih točaka postavili smo kNAS. , smanjen ovisno o struji I1. Prihvaćamo kada:

s = 0,8 kUS. = 1,3

s = 0,5 kUS. = 1,2

s = 0,2 kUS. = 1,1

s = 0,1 kUS. = 1,05

Podaci izračuna sažeti su u tablici. 3, a početne karakteristike prikazane su na sl. 3.

3. Kritično klizanje se određuje nakon izračuna svih točaka početnih karakteristika (tablica 3) koristeći prosječne vrijednosti otpora x1 NAS-a. i x2 SAD. , što odgovara klizanju s = 0,2 0,1:

sKR = r2 / (x1 NAS. / c1P NAS. + x2 NAS) = 0,265/(1,085/1,0135+1,225) = 0,12

Dizajnirani asinkroni motor zadovoljava zahtjeve GOST-a iu pogledu energetskih pokazatelja (i cos) i pokretačkih karakteristika.

Toplinski proračun

1. Temperatura unutarnje površine jezgre statora premašuje temperaturu zraka unutar motora:

pov1 =

PE. P1 - električni gubici u utornom dijelu namota statora

PE. P1= kPE1= = 221,5 (W)

PE1 = 1026 W (iz tablice 1 pri s = sNOM)

k = 1,07 (za namote s klasom izolacije F)

K = 0,22 (prema tablici 8.33)

1 - koeficijent prijenosa topline s površine; 1 = 152 (W/m 2 C)

pov1 =

2. Temperaturna razlika u izolaciji utornog dijela namota statora:

iz. n1 =

P P1 = 2h PC +b 1 +b 2 = 220,45+8,66+11,75 = 66,2 (mm) = 0,0662 (m)

EKV - prosječna ekvivalentna toplinska vodljivost izolacije utora, za klasu toplinske otpornosti F EKV = 0,16 W/(mS)

EKV - prosječna vrijednost koeficijenta toplinske vodljivosti, prema Sl. 8.72 at

d/d IZ = 1,32/1,405 = 0,94 EKV = 1,3 W/(m 2 C)

iz. n1 = = 3,87 (C)

3. Temperaturna razlika po debljini izolacije prednjih dijelova:

iz. l1=

PE. L1 - el. gubici u čeonom dijelu namota statora

PE. L1 = kPE1 = = 876 (W)

PL1 = PP1 = 0,0662 (m)

bIZ. L1 MAX =0,05

iz. l1 = = 1,02 (C)

4. Temperatura vanjske površine prednjih dijelova premašuje temperaturu zraka unutar motora:

pov l1 = = 16,19 (C)

5. Prosječni porast temperature namota statora u odnosu na temperaturu zraka unutar motora

1 = =

= = 24,7 (C)

6. Temperatura zraka unutar motora premašuje temperaturu okoline

B =

P B - zbroj gubitaka ispuštenih u zrak unutar motora:

P B = P - (1 - K)(P E. P1 +P ST. OSNOVNI) - 0,9P MEC

P je zbroj svih gubitaka u motoru u nazivnom načinu rada:

P = P +(k - 1)(PE1+PE2) = 2255+(1,07 - 1)(1026+550) = 2365 (W)

PV = 2365 - (1 - 0,22) (221,5+242,9) - 0,9492,6 = 1559 (W)

SCOR - ekvivalentna površina hlađenja kućišta:

SCOR = (Da+8PR)(+2OUT1)

PR - uvjetni opseg poprečnog presjeka rebara kućišta motora, za h = 160 mm PR = 0,32.

B je prosječna vrijednost koeficijenta grijanja zraka, prema sl. 8.70, b

B = 20 W/m2C.

SCOR = (3,140,272+80,32)(0,091+282,0210-3) = 0,96 (m2)

B = 1559/(0,9620) = 73,6 (C)

7. Prosječni porast temperature namota statora u odnosu na temperaturu okoline:

1 = 1 +B = 24,7+73,6 = 98,3 (C)

8. Provjera uvjeta hlađenja motora:

Protok zraka potreban za hlađenje

B =

km = = 9,43

Za motore sa 2r=2 m= 3.3

B = = 0,27 (m3/s)

Protok zraka osigurava vanjski ventilator

B = = 0,36 (m3/s)

Zagrijavanje dijelova motora je u prihvatljivim granicama.

Ventilator osigurava potrebna potrošnja zrak.

Zaključak

Dizajnirani motor odgovara onima isporučenim u projektni zadatak zahtjevi.

Popis korištene literature

1. I.P. Kopylov “Dizajn električnih strojeva” M.: “Energoatomizdat”, 1993. Dio 1,2.

2. I.P. Kopylov “Dizajn električnih strojeva” M.: “Energija”, 1980.

3. A.I. Woldek “Električni strojevi” L.: “Energija”, 1978.

Objavljeno na Allbest.ru

Slični dokumenti

kolegij, dodan 01.10.2011

kolegij, dodan 06.09.2012

Određivanje glavnih dimenzija elektromotora. Proračun statorskog namota, utora i jarma. Parametri motora za način rada. Proračun magnetskog kruga elektromotora, stalni gubici snage. Izračun početne startne struje i maksimalnog momenta.

kolegij, dodan 27.06.2016

kolegij, dodan 15.12.2011

Proračun parametara namota statora i rotora asinkronog motora s kaveznim rotorom. Proračun mehaničkih karakteristika asinkronog motora u motornom načinu rada pomoću približne formule M. Klossa iu dinamičkom kočenju.

kolegij, dodan 23.11.2010

Statorski namot s trapezoidnim poluzatvorenim utorima. Dimenzije prstena kratkog spoja, ovalni zatvoreni utori i magnetski krug. Otpor namota pretvorenog ekvivalentnog kruga motora. Proračun parametara nazivnog režima rada.

kolegij, dodan 23.02.2014

Dimenzije, konfiguracija, materijal magnetskog kruga trofaznog asinkronog motora s kaveznim rotorom. Statorski namot s trapezoidnim poluzatvorenim utorima. Toplinski i ventilacijski proračun, proračun mase i dinamičkog momenta tromosti.

kolegij, dodan 22.03.2018

kolegij, dodan 11.12.2015

Način rada elektromagnetske kočnice asinkronog motora s kaveznim rotorom (kontrauključenje): mehaničke karakteristike dinamičkog načina kočenja, princip rada kočnog kruga IM: redoslijed njegovog rada i svrha upravljanja.

laboratorijski rad, dodano 01.12.2011

Elektromagnetski proračun trofaznog asinkronog elektromotora s kaveznim rotorom. Odabir glavnih dimenzija, određivanje broja utora statora i presjeka žice namota. Proračun dimenzija zone zuba statora, rotora, struje magnetiziranja.