ВЫБОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ НАГРУЗОК И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛАВНЫХ РАЗМЕРОВ ДВИГАТЕЛЯ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………..2

1 Выбор электромагнитных нагрузок и определение главных раз­меров двигателя…………………………………………………………………………….3

2 Размеры активной части двигателя……………………………………………...5

3 Обмотка статора………………………………………………………………...11

4 Короткозамкнутая обмотка ротора……………………………………………...20

5 Расчет магнитной цепи…………………………………………………………..26

6 Потери и КПД асинхронного двигателя………………………………………...30

7 Рабочие характеристики………………………………………………………..31

8 Пусковые параметры…………………………………………………………....34

9 Тепловой расчет…………………………………………………………………..36

10 Расчет вентиляции……………………………………………………………..38

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………...40

ВВЕДЕНИЕ

Электротехническая промышленность является одной из важнейших отраслей народного хозяйства. Широкая сфера прменение электротехнических изделий, их огромное значение для процессов производствав и потребления электрической энергии, а также в развитии механизации и автоматизации производственных процессов делают электротехническую промышленность ключевой отраслью, определяющей научно-технический прогресс.

Электромашиностроение-это основная отрасль электротехнической промышленности, изготовляющая генераторы для производства электрической энергии и электродвигатели для привода станков, механизмов, транспортных средсв и т.д.

Ведутся работы по созданию новых серий крупных электро­двигателей с высокими технико-экономическими показателями, внедрение которых в производство даст большой экономический эффект как в сфере производства, так и в сфере эксплуатации.

За последнее десятилетие разработаны и освоены в производ­стве единые серии электрических машин: серия трехфазных асин­хронных двигателей 4А. По своим технико-экономическим показателям электрические маши­ны этих серий не уступают продукции лучших зарубежных фирм. Единые серии содержат все необходимые народному хозяйству мо­дификации основного исполнения, специализированные исполне­ния по конструкции, по условиям окружающей среды и т. д.

Еди­ные серии электрических машин 4А, АИ, RA, 5А полностью соответству­ют рекомендациям МЭК^* по шкале мощностей, высотам оси вращения и установочным размерам.

Производство электрических машин единых серий распределе­но между электромашиностроительными заводами отрезками се­рий по нескольку типоразмеров. Это дает возможность организо­вать массовое производство электродвигателей наиболее употре­бительных типоразмеров (мощностью до 100 кВт) и серийное производство электродвигателей других типоразмеров.

В настоящее время ведутся работы по созданию единых серий электродвигателей общего назначения с еще более высокими тех­нико-экономическими показателями, в том числе с более высокой надежностью и пониженным уровнем шума, с меньшим расхо­дом материалов. Серии будут едиными для всех стран СЭВ.

Столь значительные успехи достигнуты отечественным элект­ромашиностроением благодаря труду наших ученых и многочис­ленных коллективов разработчиков и технологов-электромашиностроителей.

Проектирование электрической машины — это слож­ная комплексная задача, включающая расчет и выбор размеров статора, ротора и других элементов электрической машины и конструирование деталей и сборочных единиц с последующей ком­поновкой электрической машины в целом. Для успешного реше­ния этой задачи необходимы знания теории электрических машин, свойств электротехнических и конструкционных материалов, тех­нологии и оборудования для производства электрических машин.

РАСЧЕТА ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Задание. Рассчитать трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором на базе серии 4А.

Исходные данные:

номинальная мощность Р_ном= 0.25 кВт;

частота тока в сети f₁ = 50 Гц;

число полюсов 2р=4;

высота оси вращения h = 100 мм;

номинальное напряжение сети U_1ном=380 В;

перегрузочная способность М_mах/М_ном=2.6;

отношение начального пускового момента к номинальному М_п/М_ном - не ме­нее 2.2;

отношение начального пускового тока. к номинальному I_1п/I_1ном — не бо­лее 6.0;

исполнение двигателя по степени защиты IP44; способ охлаждения IC0141;

режим работы — продолжительный;

класс нагревостойкости изоляции — B.

ВЫБОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ НАГРУЗОК И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛАВНЫХ РАЗМЕРОВ ДВИГАТЕЛЯ

Главными размерами асинхронного двигателя считают внут­ренний диаметр сердечника статора D₁ и его расчетную длину l_i-, т. е. его длину без учета радиальных вентиляционных каналов:

l_i=l₁-n_kb_k (1.1)

где l_i— конструктивная длина сердечника статора; b_k и n_k — ши­рина и число радиальных вентиляционных каналов соответственно.

1.1 Наружный и внутренний диаметры сердечника статора

При определении наружного D_1нар и внутреннего D₁диаметров сердечника статора трехфазных асинхронных двигателей на на­пряжение до 1000 В целесообразно воспользоваться данными се­рии 4А (табл. 1.1), так как принятые в этой серии диаметры соот­ветствуют наиболее высоким технико-экономическим показателям двигателей.

По табл. 1.1 при h = 100 мм, 2р=4 и исполнении по способу защиты IP44 принимаем D_1н=116 мм, D₁ = 70 мм.

1.2.Предварительные значения КПД (см. рис. 1.1) и коэффициента мощности (см. рис. 1.1) η^/ = 0,7; cosφ ^/₁ = 0,7.

(1.2)

где 0 (1.3)

при этом большие значения k_E соответствуют меньшему числу по­люсов 2р; η ' и cosφ_i - предварительные значения КПД и коэффи­циента мощности в номинальном режиме (рис.1.1).

где k_Е =0.96

1.4 Предварительные значения максимальной магнитной индукции в воздушном зазоре B _δ и линейной нагрузки A_i для асинхронных двигателей определяют по рис. 1.2. Предварительные значения максимальной магнитной индукции в воздуш­ном зазоре и линейной нагрузки (см. рис. 1.2) при D_1Н = 116 мм принимаем, В'₆=0.85 Тл; А^/₁=180۰10² А/м.

1.5 Предварительное значение обмоточного коэффициента; принимаем об­мотку статора по таблице 1.3. Одним из важных параметров обмотки статора является обмоточный коэффициент. Для нашего примера k^/_об1=0,96.

В табл. 1.3 приведены рекомендации по выбору формы паза ста­тора и типа обмотки для машин общего назначения при напряже­нии U₁ ≤ 1000 В. Эта таблица составлена по данным двигателей се­пии 4А основного исполнения. В двигателях узкоспециализирован­ны.; исполнений в целях повышения их надежности целесообразно применение открытых пазов.

Предварительное значение обмоточного коэффициента для од­нослойных обмоток к_об1 ^/ =0,96, для двухслойных обмоток при 2р = 2 к_об1 ^/ =0,80, а при 2р=4 к_об1 ^/=0,90÷0,96.

1.6 Расчетная длина сердечника статора

При синусоидальном распределении магнитной индукции в воздушном зазоре двигателя коэффициент полюсного перекрытия ≈0,64, а коэффициент формы поля k_B = = 1.11. Од­нако в реальных условиях работы асинхронного двигателя из-за насыщения зубцов статора и ротора кривая распределения магнитной индукции в зазоре уплощается. В целях упрощения рас­чета асинхронных двигателей значения указанных коэффициентов принимают равными и k_B = ,а искажение кривой распределения магнитной индукции в зазоре учитывают при рас­чете магнитных напряжений зубцов и спинки статора и ротора, используя специальные таблицы намагничивания для спинки и зубцов асинхронных двигателей (таблицы 5.1-5.11 и рис. 5.1-5.4)

С учетом изложенного формула для определения расчетной длины статора асинхронного двигателя имеет вид, мм,

(1.4)

1.7 Расчет главных размеров двигателя заканчивают определением коэффициента длины

(1.5)

Значения которого должны укладываться в диапазоне 0,5-0,8

Поиск по сайту: