РАСЧЕТ ПУСКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

9.1. Рассчитываем точки характеристик, соответствующие скольжениям

s = 1; 0,8; 0,5; 0,2; 0,1.

Подробный расчёт приведён для скольжения s = 1. Данные расчета других точек сведены в табл. 3. Пусковые характеристики спроектированного двигателя представлены на рис. 5.

Параметры с учётом вытеснения тока (υ = 115ºC):

;

для ξ = 2,05 находим по рис. 6-46 φ = 0,92; по рис. 6-47 φ' = kд = 0,74.

Глубина проникновения тока:

мм;

Площадь сечения проникновения тока:

мм2,

где

мм.

;

Коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора:

.

Приведенное активное сопротивление ротора с учетом действия эффекта вытеснения тока:

r2ξ' = KRr2' = 1,38·0,116 = 0,16 Ом.

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния с учетом эффекта вытеснения тока:

[при s =1 предварительно принимаем I2п/I2н ≈ 7];

Коэффициент изменения индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора:

;

x2ξ' = x2'Kx = 0,665·0,834 = 0,555 Ом.

Ток ротора приблизительно без учета влияния насыщения,

принимая cп1 = 1,

А.

9.2. Учет влияния насыщения на параметры. Принимаем для s = 1 коэффициент насыщения kнас = 1,35 и I1 ≈ I2' и проводим расчет для

kнасI1 = 1,35·167,64 = 226,31 А.

Средняя МДС обмотки, отнесенная к одному пазу обмотки статора

А.

Фиктивная индукция потока рассеяния в воздушном зазоре:

Тл,

где коэффициент:

.

Для Bфδ = 5,26 Тл находим χδ = 0,48.

Дополнительное раскрытие пазов статора:

c1 = (t1 – bш1)(1 – χδ) = (15 – 3,7)(1 – 0,48) = 5,9 мм;

Уменьшение коэффициента проводимости рассеяния паза статора:

;

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения:

λп1нас = λп1 – Δλп1нас = 1,53 – 0,39 = 1,14.

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения:

λд1нас = λд1χδ = 1,43·0,48 = 0,69.

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учетом влияния насыщения:

,

где

Σλ1нас = λп1нас + λд1нас + λл1 = 1,14 + 0,69 + 2,83 = 4,66.

Уменьшение коэффициента проводимости паза ротора:



где дополнительное раскрытие паза ротора

c2 = (t2 – bш2)(1 – χδ) = (20,6 – 1,5)(1 – 0,48) = 9,93 мм;

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ротора с учетом влияния насыщения и вытеснения тока:

λп2ξнас = λп2ξ – Δλп2нас = 1,38 – 0,41 = 0,97.

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора с учетом влияния насыщения:

λд2нас = λд2χδ = 2,09·0,48 = 1.

Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом влияния вытеснения тока и насыщения:

Ом,

где

Σλ2ξнас = λп2ξнас + λд2нас + λл2 = 0,97 + 1 + 0,254 = 2,224.

Сопротивление взаимной индукции обмоток в пусковом режиме:

Ом;

.

Расчет токов и моментов:

;

bп = x1нас + c1пнасx2ξнас' = 0,555 + 1,012·0,331 = 0,89;

А;

А.

Полученное значение тока I1 составляет 99,58 % принятого при расчете влияния насыщения на параметры, что допустимо.

Относительные значения:

;

!Синтаксическая ошибка, MП.

Критическое скольжение определяем после расчета всех точек пусковых характеристик (табл. 3) по средним значениям сопротивлений x1нас и x2ξнас, соответствующим скольжениям s = 0,2 ÷ 0,1

0,08655768

Кратность пускового и максимального моментов и пускового тока спроектированного двигателя удовлетворяют требованиям ГОСТ.

I2’ = 165,36 160,38 143,20 114,57 124,83

kнас = 1,33 1,26 1,2 1,17 1,15

BΦδ = 5,111595 4,696724 3,993913 3,115524 3,3365

χδ = 0,48 0,52 0,58 0,68 0,65

c1 = 5,88 5,42 4,75 3,62 3,96

Δλп1нас 0,39 0,37 0,35 0,30 0,31

c2 = 9,93 9,17 8,02 6,11 6,69



Δλп2нас 0,405 0,401 0,405 0,37 0,38


Таблица 3

Данные расчета пусковых характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

P2 = 18,5 кВт; 2p = 2; U1 = 220/380 В; x12п = 47,22 Ом; x1 = 0,69 Ом; x2' = 0,665 Ом; r1 = 0,255 Ом; r2' = 0,116 Ом; I1н = 33,305 А; I2н' = 31,539; sн = 0,0184.

№ п/п Расчетная формула Единица Скольжение
0,8 0,5 0,2 0,1 0,123
ξ 2,05 1,83 1,45 0,91 0,65 0,72
φ 0,92 0,68 0,3 0,061 0,016 0,024
kr = qc/qr 1,52 1,37 1,14 1,02 1,01 1,01
1,38 1,268 1,102 1,015 1,007 1,007
r2ξ' = KRr2' Ом 0,16 0,147 0,128 0,118 0,117 0,117
0,74 0,8 0,9 0,96 0,98 0,975
0,834 0,851 0,876 0,892 0,897 0,895
x2ξ' = x2'Kx Ом 0,555 0,566 0,583 0,593 0,597 0,595
Ом 0,331 0,290 0,318 0,345 0,385 0,373
Ом 0,555 0,555 0,564 0,577 0,600 0,593
1,012 1,012 1,012 1,012 1,013 1,013
Ом 0,417 0,441 0,514 0,85 1,44 1,22
Ом 0,89 0,848 0,886 0,926 0,99 0,971
А 223,84 230,17 214,8 175,0 125,90 141,09
I1 = I2'× А 225,36 231,53 216,2 176,3 126,95 142,19
6,77 6,95 6,49 5,29 3,81 4,27
1,28 1,55 1,88 2,87 2,95 3,01


Пусковые характеристики спроектированного двигателя, P2 =18,5 кВт,

2p = 2, U = 220/380 В

Рис. 5


ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ

10.1. Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя:

ºC

коэффициент, учитывающий, что часть потерь в сердечнике статора и в пазовой части обмотки передается через станину непосредственно в окружающую среду К = 0,22;

потери в пазовой части катушек:

Вт;

коэффициент теплоотдачи с поверхности α1 = 108 Вт/(м2·ºС).

Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора:

ºC

расчетный периметр поперечного сечения паза статора:

Пп1 = 2hп + b1 + b2 = 2·25,6 + 14,4 + 9,9 = 75,5 мм;

для изоляции класса нагревостойкости F λэкв = 0,16 Вт/(м·ºC);

для d/dиз = 1,5/1,585 = 0,95 находим коэффициент теплопроводности внутренней изоляции катушки λэкв' = 1,4 Вт/(м·ºC).

Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей:

ºC

потери в лобовых частях катушек:

Вт;

периметр условной поверхности охлаждения лобовой части катушки:

Пл1 = Пп1 = 75,5 мм; bиз,л1 =0.

Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри машины:

ºC.

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины:

ºC.

Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды:

ºC

Сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя:

ΣPв' = ΣP' – (1 – K)(Pэ,п1' + Pст,осн)–0,9Pмех = 2192,7 – (1 – 0,22)(232,5 + 295,27) –

– 0,9·466,03 = 1361,61 Вт,

где ΣP' = ΣP + (kρ – 1)(Pэ1 + Pэ2) = 2109 + (1,07 – 1)(849 + 346) = 2192,7 Вт;

эквивалентная поверхность охлаждения корпуса

Sкор = (πDа + 8Пр)(l1 + 2lвыл1) = (π·0,272 + 8·0,33)(0,118+2·0,08) = 0,971 м2,

условный периметр поперечного сечения ребер станины:

Пр = 0,33 м2 для h = 160 мм; по рис. 6-59, а

коэффициент подогрева воздуха αв = 20 Вт/(м2·ºС) для Da = 0,272 м].

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды:

ºC.

10.2. Расчет вентиляции. Требуемый для вентиляции расход воздуха

м3/с

коэффициент, учитывающий изменение условий охлаждения по длине поверхности корпуса:

].

Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором:

м3/с;

Qв' > Qв.

Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором, больше требуемого для охлаждения.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте рассчитан асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором на базе серии 4А. Номинальные данные двигателя:

1) мощность – PN = 18,5 кВт;

2) синхронная скорость вращения – nN = 3000 об/мин;

3) коэффициент мощности – cosφ = 0,923;

4) коэффициент полезного действия – η = 0,896;

5) пусковой ток – iп = 6,77;

6) пусковой момент – mп = 1,28;

7) критический момент – mк = 3,01;

8) степень защиты – IP44.

Что соответствует заданию, а величины пускового тока и минимального момента соответствуют требованиям ГОСТ.

Все параметры схемы замещения примерно соответствуют каталожным данным двигателя 4А160М2У3.

Во всяком случае, электрическая машина проектируется под конкретный электропривод и должна соответствовать условиям применения ее в электроприводе.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Проектирование электрических машин: Учеб. пособие для вузов / И. П. Копылов, Ф. А. Горяинов, Б. К. Клоков и др.; Под ред. И. П. Копылова. – М.: Энергия, 1980.

2. Справочник по электрическим машинам: В 2 т. / Под общ. ред. И. П. Копылова и Б. К. Клокова. Т. 1. – М.: Энергоатомиздат, 1988.


3490190347681658.html
3490266893126298.html
    PR.RU™