Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Конструктивное исполнение IM1001. Исполнение по способу защиты от воздействия окружающей среды IP44

Страницы работы

50 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

токе МДС в любой точке на статоре изменяется синусоидально во времени с амплитудою, равной FMK1X.

Т.е. значение МДС первой гармоники в любой момент

Причины возникновения высших гармоник магнитного поля.

Магнитное поле в воздушном зазоре асинхронной машины несинусоидальное. В нём, кроме основной гармонической, существует бесконечно большое число высших гармоник поля, которые принято разделять на пространственные и временные.

Пространственные гармоники появляются вследствие несинусоидальности распределения МДС в воздушном зазоре, обусловленной дискретным расположением проводников обмотки в пазах, и неравномерности самого воздушного зазора, вызванного наличием зубцов на статоре и роторе и рядом технологических факторов (эксцентричностью ротора и статора, конусностью ротора, эллипсностью зазора и др.). От основной гармоники поля высшие пространственные гармоники отличаются тем, что они имеют значительно меньшую амплитуду, другое число периодов и другие частоты вращения.

Высшие пространственные гармоники создают ряд добавочных моментов, действующих на ротор и оказывающих влияние на механическую характеристику двигателя. Эти моменты подразделяются на асинхронные, синхронные, вибрационные и реактивные.

Временные гармоники поля появляются при питании двигателя несинусоидальным напряжением, например при питании его от статического преобразователя частоты, когда к обмотке статора подводится напряжение прямоугольной формы, или при включении в цепь обмотки статора нелинейных элементов (нелинейных реакторов, вентилей и др.). В этих случаях токи фаз содержат наряду с основной гармоникой и высшие гармоники, каждая из которых имеет частоту fv=vf1 и создаёт такой же ряд пространственных гармоник, как и основные гармоники, но вращающиеся в v раз быстрее.

Гармоники, возникающие при питании двигателя несинусоидальным напряжением, создают добавочные асинхронные и колебательные моменты. Все виды высших гармоник (пространственные и временные) приводят к возникновению добавочных потерь мощности в обмотках и магнитопроводе машины.

33.  Значения индукций:

В зубцах статора:

Тл

В зубцах ротора:

Тл

В ярме статора:

Тл

В ярме ротора:

Тл

Расчетная высота ярма ротора:

мм

34.  Магнитное напряжение воздушного зазора:

А, где kδ – коэффициент воздушного зазора:

Коэффициент:

35.  Магнитные напряжения зубцовых зон:

Статора:

А, где Нz - магнитная напряженность поля в зубцах статора или ротора

По приложению II (в соответствии с Bz), рис. П-17, с.461 [2]: при Bz1=1,91 Тл→Hz1=2160 А/м,

hz1=hп1=29,8 мм=0,0298 м

Ротора:

А

При Bz2=1,87 Тл→Hz2=1890 А/м

мм

36.  Коэффициент насыщения зубцовой зоны:

Коэффициент насыщения зубцовой зоны в пределах нормы, т.е. 1,2<kz<1,5 (с. 194 [2]).

37.  Магнитные напряжения ярм статора и ротора.

А

По табл. П-16, с. 470 [2], при Ba=1,6 Тл→Ha=750 А/м где Lа – длина средней магнитной линии ярма статора

На – магнитная напряженность поля при индукции Ва по кривой намагничивания для ярма принятой марки стали.

м

А

По табл. П-16, с.460 [2], при Bj=1,36 Тл→Hj=365 А/м

Т.к. в проектируемом асинхронном двигателе 2p=2, то (с. 195)

м

м где Hj – магнитная напряженность поля при индукции Bj по кривой намагничивания для ярма принятой марки стали

Lj – длина средней магнитной линии потока в ярме ротора

hj – высота спинки ротора

38.  Магнитное напряжение на пару полюсов:

А

39.  Коэффициент насыщения магнитной цепи:

40.  Намагничивающий ток.

А

Относительное значение:

Относительное значение намагничивающего тока в пределах нормы (с. 195 [2]),т.е. 0,18<<0,2. Параметры машины выбраны оптимально (довольно высокий КПД и cosj при не слишком высоком перерасходе материала).


Параметры рабочего режима.

41.  Активное сопротивление фазы обмотки статора:

Ом

Для класса нагревостойкости F расчетная температура υРАСЧ=115 °С, для меди удельное сопротивление материала обмотки при расчетной температуре ρ115=10-6/41 Ом·м.

Общая длина эффективных проводников фазы обмотки:

м

Средняя длина витка обмотки:

м

Длина пазовой части катушек:

м

Длина лобовой части катушек:

м, где kл – коэффициент, берущийся в зависимости от числа полюсов машины и наличия изоляции в лобовых частях, по табл.6-19, с.197 [2] kл=1,45 (при лобовых частях обмотки, изолированных лентой),коэффициент вылета катушки kвыл=0,44

Средняя ширина катушки:

м, где β1 – относительное укорочение шага обмотки, принимаем β1=0,83=5/6

Считаем, что обмотка укладывается до запрессовки сердечника в корпус, тогда вылет прямолинейной части катушки из паза В=0,01 м (с. 197 [2]).

Длина вылета лобовой части катушки:

м

Относительное значение:

42.  Активное сопротивление фазы обмотки ротора.

Ом

Активное сопротивление стержня обмотки:

Ом

Активное сопротивление короткозамыкающего кольца:

Ом

Для литой алюминиевой обмотки ротора: Ом·м

Приводим r2 к числу витков обмотки статора:

Ом

Относительное значение:

Ом

43.  Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора.

Ом

lδ'=lδ=0,102 м т.к. радиальные вентиляционные каналы отсутствуют.

По табл. 6-22, с.200 (рис. 6.38 ж [2]):

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния:

Значения коэффициентов kβ и kβ' определяют в зависимости от шага обмотки: при двухслойной обмотке с укорочением 2/3<β<1 (с.199 [2])

h1 паза статора=h3=25,5 мм

b=b2=9,8 мм

h2=0,

h1=hп1-h3=29,8-25,5=4,3 мм

Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния:

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния:

При отсутствии скоса пазов статора или ротора т.е. для βск=0 и  по рис. 6.39 д, с.201 [2]→коэффициент скоса kск'=0,8

Относительное значение:

44. Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора.

Ом

По табл. 6-23, с. 204, рис. 6-40 а [2]; для номинального режима kд=1 ( примечание к табл. 6-23 [2]).

b=b1=6,5 мм

мм

 

z – по рис. 6.39 а, с. 201 [2] при   и z≈0

При большом числе пазов ротора, приходящихся на пару полюсов () без заметной погрешности можно принять (с.203 [2]):

Приводим x2 к числу витков статора:

Ом

Относительное значение:


Рис.10. К расчету размеров пазов статора и ротора

 
 

Рис. 11. К расчету коэффициентов магнитной проводимости пазов статора и ротора

 

Расчет потерь.

45. Потери в стали основные.

где β – показатель степени,

- удельные потери.

Для стали 2013 β=1,5; Вт/кг (по табл. 6-24, с. 206 [2]).

Удельная масса стали γс=7,8·103 кг/м3 (с. 206 [2])

kда, kдz – коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участка магнитопровода и технологических факторов.

Для машин, мощностью меньше 250 кВт: kда=1,6, kдz=1,8 (с. 206 [2]).

Массы стали ярма и зубцов статора:

 = π·(0,313-0,0407)·0,0407·0,102·0,97·7,8·103=26,87 кг

 = 0,0298·0,006·36·0,102·0,97·7,8·103=4,967 кг

46. Поверхностные потери в роторе.

Вт

где k02 – коэффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головок зубцов статора или ротора, k02 принимаем равным 1,7 (с.207 [2])

для  по рис. 6-41 [2], β02=0,1

47. Пульсационные потери в зубцах ротора.

Вт

Тл

кг

hz2=hп2=34 мм

48. Сумма добавочных потерь в стали.

Вт

49. Полные потери в стали.

Вт

50. Механические потери.

Вт

kТ=1 для двигателей с 2p=2 (c. 208 [2])

51. Добавочные потери при номинальном режиме.

Вт

52. Холостой ход двигателя.

А

Активная составляющая:

А

Реактивная составляющая: =7,95 А  (c. 209 [2], и п. 40 расчета).

Электрические потери в статоре при х.х.:

Вт

Коэффициент мощности при х.х.:


Расчет рабочих характеристик.

53. Параметры схемы замещения:

Ом

Ом

<1°

Активная составляющая тока синхронного холостого хода:

А

Потери, не меняющиеся при изменении скольжения:

кВт

Принимаем Sномr2*=0,02 и рассчитываем рабочие характеристики, задаваясь S=0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,025; 0,03; 0,035.

Данные расчетов представлены в табл.1.


Табл. 1. К расчету рабочих характеристик.

Данные спроектированного двигателя.

P2ном = 22 кВт; U1=220/380 В; 2p=2; I0a=0,61 A; I0p= Iμ =7,95 А; Pст+Pмех=1,3 кВт; r1=0,246 Ом; r2'=0,1 Ом ;c1 =1,027; a' =1,055; a =2,125 Ом ;b' =0; b =0,81 Ом ; I1н =40,7 А

п/п

Расчётная формула

Ед.

Скольжение

0,0050

0,0100

0,0150

0,0200

0,0250

0,0300

0,0350

1

Ом

21,1000

10,5500

7,0333

5,2750

4,2200

3,5167

3,0143

2

Ом

0,0000

0,0000

0,0000

0,0000

0,0000

0,0000

0,0000

3

Ом

23,2250

12,6750

9,1583

7,4000

6,3450

5,6417

5,1393

4

Ом

0,8100

0,8100

0,8100

0,8100

0,8100

0,8100

0,8100

5

Ом

23,2391

12,7009

9,1941

7,4442

6,3965

5,6995

5,2027

6

А

9,4668

17,3217

23,9284

29,5532

34,3938

38,5998

42,2855

7

-

0,9994

0,9980

0,9961

0,9941

0,9919

0,9898

0,9878

8

-

0,0349

0,0638

0,0881

0,1088

0,1266

0,1421

0,1557

9

А

10,5950

18,4204

24,9694

30,5117

35,2510

39,3420

42,9039

10

А

8,2800

9,0547

10,0581

11,1657

12,3054

13,4357

14,5333

11

А

13,4467

20,5256

26,9191

32,4906

37,3370

41,5729

45,2986

12

А

9,7224

17,7894

24,5745

30,3511

35,3225

39,6420

43,4272

13

кВт

6,9927

12,1575

16,4798

20,1378

23,2656

25,9657

28,3166

14

кВт

0,1334

0,3109

0,5348

0,7791

1,0288

1,2755

1,5143

15

кВт

0,0029

0,0053

0,0074

0,0091

0,0106

0,0119

0,0130

16

кВт

0,0133

0,0311

0,0535

0,0779

0,1029

0,1275

0,1514

17

кВт

1,4515

1,6491

1,8974

2,1678

2,4441

2,7167

2,9806

18

кВт

5,5412

10,5083

14,5824

17,9699

20,8216

23,2490

25,3360

19

-

0,7924

0,8644

0,8849

0,8923

0,8950

0,8954

0,8947

20

-

0,7879

0,8974

0,9276

0,9391

0,9441

0,9463

0,9471

рис. 12

рис. 13

рис. 14

рис.15

рис. 16


Расчет пусковых характеристик.

Параметры с учетом вытеснения тока при расчетной температуре υ=115°.

Приведенная высота стержня:

, где S – скольжение двигателя, данный расчет ведем для пуска

Похожие материалы

Информация о работе