Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Намагничивающий ток. Коэффициент воздушного зазора

Министерство образования Российской Федерации

Нижнетагильский технологический институт

Уральский государственный технический университет – УПИ

кафедра АТПС

Курсовая работа

по «Электрическим машинам»

Выполнил: 

Преподаватель:           

Группа: 454 - ЭАПУ          

Нижний Тагил

2003

Содержание

Проектное задание                                                                                                                         3

Главные размеры                                                                                                                            3

Статор                                                                                                                                              3

Ротор                                                                                                                                                5

Намагничивающий ток                                                                                                                  6

Параметры двигателя (для рабочего режима)                                                                             8

Потери в стали и механические потери                                                                                             11

Рабочие характеристики                                                                                                                12

Пусковые характеристики                                                                                                             14

Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Проектное задание.

Трёхфазный короткозамкнутый двигатель  P_Н = 45 кВт, U = 380/660 В, f₁= 50 Гц, n₁= 1500 ^об/_мин

Главные размеры

1. Число пар полюсов

р = ( f_{1 *} 60 ) / n₁ = ( 50 * 60 ) / 1500 = 2

2. Расчётная мощность

Р^' = ( k_E * P_Н ) / ( η_H * cos φ_H ) = (0.97 * 45) / (0.9 * 0.89) = 54.5 ква

k_E = 0.97 по рис. 6 – 19

η_H = 0.9 по рис. 13 - 3

cos φ_H = 0.89 по рис. 13 - 4

3. Диаметры статора

По рис. 13 – 7 принимаем  D = 27 см; по 13 – 9, стр. 410 D_a = 1.58 * D = 1.58 * 27 = 42.66 см; согласно табл. I – 2, стр. 578  ближайший внешний диаметр D_a = 45.8 см; уточняем диаметр D = D_a / 1.58 = 45.8 / 1.58 = 28.987;

принимаем диаметр D = 29 см.

4. Полюсное деление

τ = ( π * D ) / ( 2 * p) = ( π * 29 ) / ( 2 * 2 ) = 22.78 см

5. Расчётная длина статора

l_δ = ( 6.1 * 10¹¹ * Р^' ) / ( ά_δ * k_B * k_o1 * A * B_δ * D² * n₁ ) = ( 6.1 * 10¹¹ * 54.5 ) / ( 0.715 * 1.09 * 0.92 * 400 * 7500 * 29 * 29 * 1500 ) = 12.25 см

ά_δ = 0.715        стр. 412

k_B = 1.09          стр. 412

k_o1 = 0.92         стр. 412

A = 400 а/см    рис. 13 – 1, стр. 405

B_δ = 7500 гс     рис. 13 – 1, стр. 405

6. Действительная длина статора

l₁ = l = l_δ = 12.25 см

7. Экономичность

l_δ / τ = 12.25 / 22.78 = 0.54

Считаем, что результат попадает в заштрихованную область рис. 13 – 10, стр. 414.

Статор

8. Число пазов на полюс и фазу

q₁ = 3               стр. 416

9. Общее число пазов статора

Z₁ = 6 * p * q₁ = 6 * 2 * 3 = 36

10. Зубцовое деление статора

t₁ = ( π * D ) / Z₁ = ( π * 29 ) / 36 = 2.531 см

11. Номинальный фазный ток

I_1H = ( P_H * 10³ ) / ( m₁ * U₁ * η_H * cos φ_H ) = ( 45 * 10³ ) / ( 3 * 380 * 0.9 * 0.89) = 49.3 а

m₁ = 3, т.к. двигатель трёхфазный

( при 380/660 в – соединение фаз Δ / Y )

12. Число эффективных проводников на паз

И_П1 = ( А * t₁ * a₁ ) / I_1H = ( 400 * 2.531 * 1) / 49.3 = 20.5

a₁ = 1

Примем И_П1 = 22

13. Сечение и диаметр проводника

S_c^' = I_1H / (a₁ * n_эл * Δ_с ) = 49.3 / ( 1 * 3 * 5.2 ) = 3.16 мм²

n_эл – число элементарных в одном эффективном – 3  стр. 418

Δ_с – плотность тока – 5.2 а/мм²                                   стр. 417

Для обмотки с изоляцией класса Е по табл. IV – 1  и  IV – 3 выбираем провод марки ПЭТВ

d / d_из = 2.02 / 2.14 мм

S_c = 3.2 мм²

14. Плотность тока

Δ_с = I_1H / (n_эл * a₁ * S_c ) = 49.3 / ( 3 * 1 * 3.2 ) = 5.135 а/мм²

15. Размеры паза, зубца и пазовая изоляция

Общее число проводников в пазу N_П = И_П1 * n_эл = 22 * 3 = 66

Площадь, занимаемая проводниками N_П * d_из² = 66 * 2.14² = 303 мм²

Свободная площадь паза

S_п^' = (N_П * d_из² ) / k_з = 303 / 0.73 = 415 мм²

k_з – коэффициент заполнения – 0.73   стр. 74

Выбираем полузакрытый трапецеидальный паз и зубец с параллельными стенками (стр. 72 – 73, рис. 4 – 21_в). В таблице приведена спецификация паза: класс Е (по табл. VII – 2, стр. 606).

Позиция	Материал	Толщина, мм	Количество слоёв		Толщина изоляции, мм
			по ширине	по высоте	по ширине	по высоте
1	Плёнкоэлектрокартон	0,27	2	3	0,54	0,8
2	Электрокартон ЭВ	0,27	2	3	0,54	0,8
3	Плёнкоэлектрокартон	0,27	-	2	-	0,54
4	Плёнкоэлектрокартон	0,27	-	1	-	0,27
5	Клин (бук, берёза)	3	-	1	-	3