Dizajn trofaznog asinhronog motora sa kaveznim rotorom. Nastavni rad: Projektovanje asinhronog motora sa kaveznim rotorom

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

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru

Uvod

Moderni električni pogon je kompleks uređaja i uređaja dizajniranih za kontrolu i regulaciju fizičkih i energetskih parametara elektromotora. Najčešći električni motor koji se koristi u industriji je asinhroni motor. Razvojem energetske elektronike i razvojem novih moćnih sistema upravljanja asinhronim motorima, električni pogon baziran na asinhronom motoru i frekventnim pretvaračima je najbolji izbor za upravljanje raznim tehnološkim procesima. Asinhroni električni pogon ima najbolje tehničke i ekonomske pokazatelje, a razvoj novih motora koji štede energiju omogućava stvaranje energetski efikasnih električnih pogonskih sistema.

Asinhroni elektromotor, električna asinhrona mašina za pretvaranje električne energije u mehaničku. Princip rada asinhronog elektromotora temelji se na interakciji rotirajućeg magnetnog polja koje nastaje kada trofazna naizmjenična struja prolazi kroz namote statora sa strujom induciranom statorskim poljem u namotajima rotora. Kao rezultat, nastaju mehaničke sile koje tjeraju rotor da se rotira u smjeru rotacije magnetskog polja, pod uvjetom da je frekvencija rotacije rotora n manja od frekvencije rotacije polja n1. Dakle, rotor se rotira asinhrono u odnosu na polje.

Svrha nastavnog rada je projektiranje asinhronog motora. Ovim dizajnom proučavamo svojstva i karakteristike datog motora, a također proučavamo karakteristike ovih motora. Ovaj rad je sastavni dio kursa izučavanja električnih mašina.

1. Magnetni krug motora. Dimenzije, konfiguracija, materijal

1.1 Glavne dimenzije

1. Visina ose rotacije asinhronog motora:

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

h=280 mm, 2r=8.

2. Spoljni prečnik jezgra DN1 sa standardnom visinom ose rotacije h=280 mm. Pod ovim uslovima, DH1 = 520 mm.

3. Za određivanje unutrašnjeg prečnika jezgre statora D1 koristimo zavisnost D1=f(DH1) datu u tabeli 9-3. Za DN1=520 mm;

D1=0,72 DN1 - 3;

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

4. Nađimo prosječnu vrijednost kN=f(P2) asinhronih motora

Za pH=75 kW; 2r=8;

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

Za pH=75 kW

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

7. Projektna snaga P? za AC motore:

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

8. Pronalaženje linearnog opterećenja namotaja statora A1

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

9. Pronalaženje maksimalne vrijednosti magnetne indukcije u vazdušnom rasporu B

B = 0,77 · 1,04 · 0,86 = 0,69 T.

10. Za određivanje dužine jezgra statora postavićemo preliminarnu vrijednost koeficijenta namotaja koʹ1, na 2r=8

11. Pronađite procijenjenu dužinu jezgra l1

l1=366,7+125=426,7

12. Konstrukcijska dužina jezgre statora l1 je zaokružena na najbliži višekratnik od 5:

13. Koeficijent

425 / 371,4 = 1,149

14. Pronađite 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 Jezgro statora

Jezgro je sastavljeno od odvojenih štancanih limova od elektro čelika debljine 0,5 mm, sa izolacionim premazima za smanjenje gubitaka u čeliku od vrtložnih struja.

Za čelik 2312 koristimo izolacijske ploče sa lakom.

Broj utora po polu i fazi:

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

gdje je m1 broj faza;

z1 = 8 3 3 = 72.

1.3 Jezgro rotora

Za datu visinu ose rotacije biramo čelik 2312.

Jezgro je sastavljeno od odvojenih štancanih limova od elektro čelika debljine 0,5 mm.

Za jezgro koristimo istu lim izolaciju kao i za stator - lakiranje.

Uzima se da je faktor punjenja čelika jednak

Prihvatamo veličinu zračnog raspora između statora i rotora.

Kod h = 280 mm i 2r = 8;

Zakošenje žljebova ck (bez kosine žljebova)

Vanjski prečnik jezgre rotora DN2:

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

Za visinu rotacije h od 71 mm, unutrašnji prečnik listova rotora D2:

D2 0,23 520 = 119,6 mm.

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

Dužina jezgra rotora l2 pri h>250 mm.

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

Broj proreza u jezgru za motor sa kaveznim rotorom na z1=72 i 2r=8

2. Namotaj statora

2.1 Parametri zajednički za bilo koji namotaj

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

Tipično, namotaj statora je napravljen od šest zona; svaka zona je jednaka 60 električnih stepeni. Sa šestozonskim namotajem, koeficijent raspodjele kR1

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

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

Skraćivanje koraka 1 uzima se jednakim

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

Izvodimo dvoslojni namotaj 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 namotaja kOB1

kOB1 = kR1 · ky1;

kOB1 = 0,95 · 0,95 = 0,9.

Preliminarna vrijednost magnetnog fluksa 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.

Odabiremo broj paralelnih grana namotaja statora a1 kao jedan od djelitelja broja polova a1 = 1.

Preliminarni broj efektivnih provodnika u utoru NP1

NP1 = 1a1(rq1);

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

Prihvatamo vrijednost NP1 zaokružujući NP1 na najbližu cjelobrojnu vrijednost

Nakon odabira cijelog broja, specificiramo vrijednost 1

1 = NP1rq1a1;

1 = 4 4 3/1 = 72.

Vrijednost magnetnog fluksa 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 magnetne indukcije u stražnjem dijelu statora BC1

Na h = 280 mm, 2r = 8

BC1 = 1,5 T.

Podjela zubaca duž unutrašnjeg prečnika statora t1

t1 = p 371,4/72 =16,1 mm.

2.2 Namotaj statora sa pravougaonim poluzatvorenim prorezima

Prihvatamo preliminarnu vrijednost magnetne indukcije na najužoj tački zupca statora

31max = 1,8 T.

Zupčasta podjela statora na najužoj tački

Preliminarna širina zuba na najužoj tački

Preliminarna širina poluotvorenog i otvorenog žlijeba u kalupu

Širina proreza poluotvorenog žlijeba

Dozvoljena širina efektivnog provodnika sa zavojnom izolacijom

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

Broj efektivnih provodnika prema visini proreza

Preliminarna visina leđa statora

F 106?(2 kc l1 Vc1);

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

Preliminarna visina utora

= [ (D H1- D1)/ 2]- h c1;

= =[(520-371.4)/2]-22.3 =53 mm.

Dozvoljena visina efektivnog provodnika sa zavojnom izolacijom

Efektivno područje provodnika

Preliminarni broj elementarnih provodnika

Broj elementarnih provodnika u jednoj efektivnoj

Preliminarni broj elementarnih provodnika u jednoj efektivnoj

Povećajte na 4

Dimenzije elementarnog elementarnog provodnika po visini utora

Konačan broj elementarnih provodnika

Manje i veće veličine gole žice

Veličina prema visini utora

Veličina prema širini utora u marki

Visina utora

= [ (D H1- D1)/ 2]- h c1;

= =[(520-371.4)/2]-18.3 =56 mm.

Rafinirana širina zuba na najužem dijelu

Rafinirana magnetna indukcija u najužem dijelu zupca statora

Gustina struje u namotaju 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) saberi = 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 zubaca statora tCP1

tCP1 = (D1 + hP1)/z1;

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

Prosječna širina namotaja statora bCP1

bCP1 = tCP1 UP1;

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

Prosječna dužina prednjeg dijela namotaja ll1

ll1 = 1,3=279,6 mm

Prosječna dužina namotaja lcp1

lcp1 = 2 · (l1 + lll1) = 2 · (425 + 279,6) = 1409,2 mm.

Dužina produžetka prednjeg dijela namotaja lv1

3. Kavezni namotaj rotora

asinhrona faza magnetnog statora

Koristimo namotaj rotora sa otvorima za boce, jer h = 280 mm.

Visina utora sa sl. 9-12 je jednako 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.

Magnetna 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 zubaca duž vanjskog prečnika rotora t2

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

Magnetna indukcija u zupcima rotora Vz2.

Vz2 = 1,9 T.

Književnost

1. Goldberg O.D., Gurin Y.S., Sviridenko I.S. Projektovanje električnih mašina. - M.: Viša škola, 1984. - 431 str.

Objavljeno na Allbest.ru

Slični dokumenti

Dimenzioniranje i odabir elektromagnetnih opterećenja asinhronog motora. Izbor utora i vrste namotaja statora. Proračun namotaja i dimenzija zone zubaca statora. Proračun kaveznog rotora i magnetnog kola. Gubitak snage u praznom hodu.

kurs, dodan 09.10.2012


Podaci 4A100L4UZ serije DC motora. Izbor glavnih dimenzija asinhronog motora sa kaveznim rotorom. Proračun zone zuba i namota statora, konfiguracija njegovih utora. Izbor zračnog raspora. Proračun rotora i magnetnog kola.

kurs, dodan 06.09.2012


Proračun karakteristika rada asinhronog motora sa kaveznim rotorom. Određivanje broja utora statora, zavoja u fazi namotaja poprečnog presjeka žice namotaja statora. Proračun dimenzija zone zubaca statora i zračnog raspora. Proračuni glavnih gubitaka.

kurs, dodan 01.10.2011


Proračun statora, rotora, magnetskog kola i gubitaka asinhronog motora. Određivanje parametara režima rada i startnih karakteristika. Termički, ventilacioni i mehanički proračun asinhronog motora. Testiranje osovine na krutost i čvrstoću.

kurs, dodan 10.10.2012


Izbor glavnih dimenzija asinhronog motora. Određivanje dimenzija zone zubaca statora. Proračun rotora, magnetnog kola, radnih parametara, radnih gubitaka. Proračun i konstrukcija startnih karakteristika. Termički proračun asinhronog motora.

kurs, dodan 27.09.2014


Određivanje dozvoljenih elektromagnetnih opterećenja i izbor glavnih dimenzija motora. Proračun struje praznog hoda, parametara namotaja i zone zubaca statora. Proračun magnetnog kola. Određivanje parametara i karakteristika za mala i velika klizanja.

kurs, dodan 11.12.2015


Izolacija namotaja statora i kaveznog rotora. Aktivni i induktivni otpor namotaja. Otpor namotaja kaveznog rotora sa ovalnim zatvorenim prorezima. Proračun parametara nazivnog režima rada asinhronog motora.

kurs, dodan 15.12.2011


Proračun površine poprečnog presjeka žice namotaja statora, veličine njegove zupčaste zone, zračnog raspora, rotora, magnetskog kruga, radnih parametara, gubitaka, startnih karakteristika u svrhu projektiranja trofaznog asinhronog motora.

kurs, dodan 04.09.2010


Izrada proširenih i radijalnih dijagrama namotaja statora, određivanje vektora struje kratkog spoja. Izrada tortnog grafikona asinhronog motora. Analitički proračun korištenjem ekvivalentnog kola. Konstrukcija karakteristika performansi asinhronog motora.

test, dodano 20.05.2014


Određivanje struje praznog hoda, otpora statora i rotora asinhronog motora. Proračun i konstrukcija mehaničkih i elektromehaničkih karakteristika elektromotaja, davanje zakona za regulaciju frekvencije i napona namotaja statora.

Dragi čitaoci! Srećnu Novu godinu i Božić želi Vam ekipa biblioteke! Vama i vašim porodicama od srca želimo sreću, ljubav, zdravlje, uspjeh i radost!
Neka vam naredna godina pruži blagostanje, međusobno razumijevanje, harmoniju i dobro raspoloženje.
Sretno, prosperitet i ispunjenje vaših najdražih želja u novoj godini!

Testirajte pristup EBS Ibooks.ru

Dragi čitaoci! Do 31. decembra 2019. našem univerzitetu je omogućen probni pristup EBS Ibooks.ru, gdje se možete upoznati sa bilo kojom knjigom u načinu čitanja punog teksta. Pristup je moguć sa svih računara u mreži univerziteta. Za dobijanje daljinskog pristupa potrebna je registracija.

"Genrik Osipovič Graftio - na 150. godišnjicu rođenja"

Dragi čitaoci! U rubrici „Virtuelne izložbe“ nalazi se nova virtuelna izložba „Henrik Osipovič Graftio“. 2019. godine navršava se 150 godina od rođenja Genriha Osipoviča, jednog od osnivača hidroenergetske industrije u našoj zemlji. Enciklopedista naučnik, talentovani inženjer i izvanredan organizator, Genrikh Osipovič dao je ogroman doprinos razvoju domaće energetike.

Izložbu su pripremili zaposleni u bibliotečkom odeljenju za naučnu literaturu. Izložba predstavlja radove Genriha Osipoviča iz fonda istorije LETI i publikacije o njemu.

Izložbu možete pogledati

Testirajte pristup sistemu elektronske biblioteke IPRbooks

Dragi čitaoci! Od 8. novembra 2019. do 31. decembra 2019. godine, našem univerzitetu je omogućen besplatan probni pristup najvećoj ruskoj bazi podataka punog teksta - Sistemu elektronske biblioteke IPR BOOKS. EBS IPR BOOKS sadrži više od 130.000 publikacija, od kojih su više od 50.000 jedinstvene obrazovne i naučne publikacije. Na platformi imate pristup trenutnim knjigama koje se ne mogu pronaći u javnom vlasništvu na internetu.

Pristup je moguć sa svih računara u mreži univerziteta.

Da biste dobili daljinski pristup, morate kontaktirati odjel za elektronske resurse (soba 1247) administratora VChZ Polina Yurievna Skleymova ili putem e-pošte [email protected] sa temom "Upis u knjige intelektualne svojine".

MINISTARSTVO PROSVETE I NAUKE

REPUBLIKA KAZAHSTAN

Državni univerzitet Sjevernog Kazahstana nazvan po. M. Kozybaeva

Energetski i Mašinski fakultet

Odsjek za energetiku i instrumentalno inženjerstvo

NASTAVNI RAD

Na temu: "Dizajn asinhronog motora sa kaveznim rotorom"

disciplina – “Električne mašine”

Završio Kalantyrev

Naučni rukovodilac

Doktor tehničkih nauka, prof. N.V. Shatkovskaya

Petropavlovsk 2010

Uvod

1. Izbor glavnih veličina

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

4. Proračun rotora

5. Proračun magnetnog kola

6. Radni parametri

7. Obračun gubitaka

9. Termički proračun

Dodatak A

Zaključak

Reference

Uvod

Asinhroni motori su glavni 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 predmetnom projektu razmatra se sljedeći motor:

Izvedba prema stepenu zaštite: IP23;

Način hlađenja: IC0141.

Dizajn prema načinu ugradnje: IM1081 – prema prvoj cifri – motor na nogama, sa štitnicima ležaja; prema drugom i trećem broju - s horizontalnim rasporedom osovine i nižim položajem šapa; prema četvrtoj cifri - sa jednim cilindričnim krajem osovine.

Klimatski uslovi rada: U3 – slovom – za umjerenu klimu; po broju - za smeštaj u zatvorenim prostorima sa prirodnom ventilacijom bez veštački kontrolisanih klimatskih uslova, gde su kolebanja temperature i vlažnosti vazduha, izloženosti pesku i prašini, sunčevom zračenju znatno manja nego na otvorenom od kamena, betona, drveta i ostalog negrejanog sobe.

1. Izbor glavnih veličina

1.1 Odredite broj parova polova:

Tada je broj polova .

1.2 Visinu ose rotacije odredimo grafički: prema slici 9.18, b, u skladu sa, prema tabeli 9.8 odredimo spoljni prečnik koji odgovara osi rotacije.

1.3 Unutrašnji prečnik statora izračunava se pomoću formule:

gdje je koeficijent utvrđen prema tabeli 9.9.

Kada leži u intervalu: .

Odaberimo onda vrijednost

1.4 Definirajte podjelu polova:

(1.3)

1.5 Odredimo projektnu snagu, W:

, (1.4)

gdje je snaga na osovini motora, W;

– odnos EMF namotaja statora i nazivnog napona, koji se može približno odrediti sa slike 9.20. Kada i , .

Približne vrijednosti ćemo uzeti iz krivulja konstruiranih pomoću podataka iz motora serije 4A. Slika 9.21, c. Pri kW i , , a

1.6 Elektromagnetna opterećenja A i B d određuju se grafički koristeći krivulje na slici 9.23, b. Na kW i , , Tl.

1.7 Koeficijent namotaja. Za dvoslojne namotaje na 2p>2 treba uzeti = 0,91–0,92. Hajde da prihvatimo.

1.8 Odredimo sinhronu ugaonu brzinu osovine motora W:

gdje je sinhrona brzina rotacije.

1.9 Izračunajte dužinu zračnog raspora:

, (1.6)

gdje je koeficijent oblika polja. .

1.10 Kriterijum za pravilan izbor glavnih dimenzija D je odnos, koji mora biti u prihvatljivim granicama, slika 9.25, b.

. Vrijednost l je unutar preporučenih granica, što znači da su glavne dimenzije ispravno određene.

2. Određivanje broja proreza statora, zavoja u fazi namotaja i poprečnog presjeka žice namotaja statora

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

2.2 Broj slotova statora:

, (2.1)

(2.2)

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

, (2.3)

gdje je m broj faza.

2.3 Konačno određujemo podjelu zubaca statora:

(2.4)

2.4 Preliminarna struja namotaja statora

2.5 Broj efektivnih provodnika u utoru (obezbeđen):

(2.6)

2.6 Tada prihvatamo broj paralelnih grana

(2.7)

2.7 Konačan broj zavoja u fazi namotaja i magnetni tok:

, (2.8)

2.8 Odredimo vrijednosti električnih i magnetskih opterećenja:

(2.11)

Vrijednosti električnih i magnetskih opterećenja neznatno se razlikuju od onih odabranih grafički.

2.9 Dozvoljena gustina struje odabire se uzimajući u obzir linearno opterećenje motora:

gdje je zagrijavanje proreznog dijela namotaja statora, određujemo grafički Slika 9.27, d.

2.10 Izračunajmo površinu poprečnog presjeka efektivnih vodiča:

(2.13)

Prihvatamo , zatim tabela P-3.1 , , .

2.11 Odredimo konačno gustinu struje u namotu statora:

3. Proračun dimenzija zone zubaca statora i zračnog raspora

3.1 Prvo biramo elektromagnetne indukcije u jarmu statora B Z 1 i u zupcima statora B a. Kada tabela 9.12, a.

3.2 Odaberimo čelik marke 2013, tabela 9.13, i faktor punjenja čelika magnetnih kola statora i rotora.

3.3 Koristeći odabrane indukcije, određujemo visinu jarma statora i minimalnu širinu zubaca

3.4 Odaberimo visinu proreza i širinu proreza poluzatvorenog žljeba. Za motore sa osovinskom visinom, mm. Širina proreza biramo iz tabele 9.16. Kada i , .

3.5 Odredite dimenzije utora:

visina utora:

dimenzije žlijeba u kalupu i:

Onda birajmo

visina klinastog dijela utora:

Slika 3.1. Utor dizajniranog kaveznog motora

3.6 Odredimo dimenzije utora u čistom, uzimajući u obzir dopuštenja za spajanje i montažu jezgara: i , tabela 9.14:

širina i:

i visina:

Odredimo površinu poprečnog presjeka izolacije tijela u utoru:

gdje je jednostrana debljina izolacije u žljebu, .

Izračunajmo površinu poprečnog presjeka odstojnika do utora:

Odredimo površinu poprečnog presjeka utora za postavljanje vodiča:

3.7 Kriterijum za ispravnost odabranih dimenzija je faktor ispunjenosti žljebova koji je približno jednak .

, (3.13)

tako da su odabrane vrijednosti tačne.

4. Proračun rotora

4.1 Grafički odaberite visinu zračnog raspora d prema slici 9.31. Kada i , .

4.2 Vanjski promjer kaveznog rotora:

4.3 Dužina rotora jednaka je dužini zračnog raspora: , .

4.4 Broj žljebova biramo iz tabele 9.18,.

4.5 Odredite veličinu zupca rotora:

(4.2)

4.6 Vrijednost koeficijenta k B za izračunavanje prečnika osovine odredit će se iz tabele 9.19. Kada i , .

Unutrašnji prečnik rotora je:

4.7 Odredimo struju u šipki rotora:

gdje je k i koeficijent koji uzima u obzir utjecaj struje magnetiziranja i otpora namotaja na omjer, odredit ćemo grafički pri ; ;

Trenutni koeficijent smanjenja određuje se formulom:

Tada je željena struja u šipki rotora:

4.8 Odredite površinu poprečnog presjeka štapa:

gdje je dozvoljena gustina struje; u našem slučaju .

4.9 Žljeb rotora je određen prema slici 9.40, b. Prihvatamo , , .

Odaberimo magnetnu indukciju u zupcu rotora iz otvora tabela 9.12. Hajde da prihvatimo.

Odredimo dozvoljenu širinu zuba:

Izračunajmo dimenzije utora:

širina b 1 i b 2:

, (4.9)

visina h 1:

Izračunajmo ukupnu visinu proreza rotora h P2:

Pojasnimo površinu poprečnog presjeka štapa:

4.10 Odredimo gustinu struje u štapu J 2:

(4.13)

Slika 4.1. Utor dizajniranog kaveznog motora

4.11 Izračunajte površinu poprečnog presjeka prstenova kratkog spoja q cl:

gdje je struja u prstenu, određena formulom:

,

4.12 Izračunajte dimenzije prstenova za zatvaranje i prosječni prečnik prstena:

(4.18)

Pojasnimo površinu poprečnog presjeka prstena:

5. Proračun struje magnetiziranja

5.1 Vrijednost indukcije u zupcima rotora i statora:

, (5.1)

(5.2)

5.2 Izračunajmo indukciju u jarmu statora B a:

5.3 Odredimo indukciju u jarmu rotora B j:

, (5.4)

gdje je h" j procijenjena visina jarma rotora, m.

Za motore sa 2r≥4 sa jezgrom rotora postavljenim na čahuru ili na rebrasto vratilo, h" j se određuje po formuli:

5.4 Magnetski napon zračnog raspora F d:

, (5.6)

gdje je k d koeficijent zračnog raspora, određen formulom:

, (5.7)

Gdje

Magnetski napon zračnog raspora:

5.5 Magnetski napon zona zubaca statora F z 1:

F z1 =2h z1 H z1 , (5.8)

gdje je 2h z1 procijenjena visina zupca statora, m.

H z1 se određuje iz tabele P-1.7. u , .

5.6 Magnetski napon zona zubaca rotora F z 2:

, (5.9)

, tabela P-1.7.

5.7 Izračunajte koeficijent zasićenja zone zubaca k z:

(5.10)

5.8 Nađimo dužinu prosječne magnetne linije jarma statora L a:

5.9 Odredimo jačinu polja H a sa indukcijom B a koristeći krivulju magnetizacije za jaram prihvaćene klase čelika 2013, tabela P-1.6. U , .

5.10 Nađimo magnetni napon jarma statora F a:

5.11 Odredimo dužinu srednje linije magnetnog fluksa u jarmu rotora L j:

, (5.13)

gdje je h j visina leđa rotora, pronađena po formuli:

5.12 Jačina polja H j za vrijeme indukcije odredit će se iz krive magnetizacije jarma za usvojeni razred čelika, tabela P-1.6. U , .

Odredimo magnetni napon jarma rotora F j:

5.13 Izračunajmo ukupan magnetni napon magnetnog kola mašine (po paru polova) F c:

5.14 Koeficijent zasićenja magnetnog kola:

(5.17)

5.15 Struja magnetiziranja:

Relativna vrijednost struje magnetiziranja:

(5.19)

6. Radni parametri

Parametri asinhrone mašine su aktivni i induktivni otpor namotaja statora x 1, r 1, namota rotora r 2, x 2, otpor međusobne induktivnosti x 12 (ili x m) i izračunati otpor r 12 (ili r m) , čije uvođenje uzima u obzir utjecaj gubitaka u čeliku statora na karakteristike motora.

Na slici 6.1 prikazana su kola zamjene faza za asinhroni stroj, zasnovana na dovođenju procesa u rotirajućoj mašini na stacionarnu. Fizičke procese u asinhronoj mašini jasnije odražava dijagram prikazan na slici 6.1. Ali za proračun je pogodnije pretvoriti ga u dijagram prikazan na slici 6.2.

Slika 6.1. Fazni ekvivalentni krug za namotaj reducirane asinhrone mašine

Slika 6.2. Transformisani fazni ekvivalentni krug namotaja redukovane asinhrone mašine

6.1 Aktivni otpor faze namotaja statora izračunava se pomoću formule:

, (6.1)

gdje je L 1 ukupna dužina efektivnih provodnika faze namotaja, m;

a je broj paralelnih grana namotaja;

c 115 je otpor materijala namotaja (bakar za stator) na projektnoj temperaturi. Za bakar ;

k r je koeficijent povećanja aktivnog otpora faze namotaja zbog efekta pomaka struje.

U provodnicima namotaja statora asinhronih mašina, efekat pomaka struje je neznatan zbog male veličine elementarnih vodiča. Stoga se u proračunima normalnih mašina po pravilu uzima k r =1.

6.2 Ukupna dužina provodnika faze namota L 1 izračunava se pomoću formule:

gdje je l cf prosječna dužina zavoja namotaja, m.

6.3 Prosječna dužina zavojnice l cp nalazi se kao zbir ravnih - užljebljenih i zakrivljenih prednjih dijelova zavojnice:

, (6.3)

gdje je l P dužina dijela utora, jednaka projektnoj dužini jezgara mašine. ;

l l - dužina prednjeg dijela.

6.4 Dužina prednjeg dijela zavojnice nasumičnih namotaja statora određena je formulom:

, (6.4)

gdje je K l koeficijent čija vrijednost zavisi od broja parova polova, za tabelu 9.23;

b CT - prosječna širina zavojnice, m, određena lukom kruga koji prolazi kroz sredine visine žljebova:

, (6.5)

gdje je b 1 relativno skraćivanje koraka namotaja statora. Obično se prihvata.

Koeficijent za nasumične namote postavljene u utore prije nego što se jezgro utisne u kućište.

Prosječna dužina:

Ukupna dužina efektivnih faznih provodnika namotaja:

Otpor aktivne faze namotaja statora:

6.5 Odredimo dužinu prevjesa duž prednjeg dijela:

gdje je Kvl koeficijent određen prema tabeli 9.23. u .

6.6 Odredimo relativnu vrijednost faznog otpora namotaja statora:

(6.7)

6.7 Odredimo aktivni otpor faze namota rotora r 2:

gdje je r c otpor štapa;

r cl - otpor prstena.

6.8 Izračunavamo otpor štapa koristeći formulu:

6.9 Izračunajte otpor prstena:

Tada je aktivni otpor rotora:

6.10 Smanjimo r 2 na broj zavoja statorskog namota i odredimo:

6.11 Relativna vrijednost faznog otpora namotaja rotora.

(6.12)

6.12 Induktivni otpor faza namotaja rotora:

, (6.13)

gdje je l p koeficijent magnetne provodljivosti rotora sa prorezima.

Na osnovu slike 9.50, e l p se određuje pomoću formule iz tabele 9.26:

, (6.14)

(provodnici su osigurani poklopcem utora).

, (6.15)

Koeficijent magnetne provodljivosti frontalnog raspršenja:

Koeficijent magnetne provodljivosti diferencijalnog raspršenja određuje se formulom:

, (6.17)

gdje je određen grafički, na , Slika 9.51, d, .

Koristeći formulu (6.13), izračunavamo induktivnu reaktanciju namota statora:

6.13 Odredimo relativnu vrijednost induktivne reaktanse namotaja statora:

(6.18)

6.14 Izračunajmo induktivnu reaktanciju faze namotaja rotora koristeći formulu:

gdje je l p2 koeficijent magnetne provodljivosti utora rotora;

l l2 – koeficijent magnetne provodljivosti prednjeg dela rotora;

l d2 – koeficijent magnetne provodljivosti diferencijalnog rotorskog rasejanja.

Koeficijent magnetne provodljivosti utora rotora izračunava se pomoću formule na osnovu tabele 9.27:

6.15 Koeficijent magnetne provodljivosti prednjeg dijela rotora određuje se formulom:

,

6.16 Koeficijent magnetske provodljivosti diferencijalnog raspršenja rotora određuje se formulom:

, (6.23)

Gdje .

6.17 Nađimo vrijednost induktivne reaktanse koristeći formulu (6.19):

Smanjimo x 2 na broj okreta statora:

relativna vrijednost:

(6.25)

7. Obračun gubitaka

7.1 Izračunajmo glavne gubitke u čeliku statora asinkrone mašine koristeći formulu:

, (7.1)

gdje su konkretni gubici, tabela 9.28;

b – eksponent, za čelik 2013;

k da i k d z – koeficijenti koji uzimaju u obzir uticaj na gubitke u čeliku, za razred čelika 2013, ;

m a – masa jarma, izračunata po formuli:

Gdje – specifična težina čelika.

Masa zubaca statora:

7.2 Izračunajmo ukupne površinske gubitke u rotoru:

gdje je p površina2 specifični površinski gubitak, određen formulom:

, (7.5)

gdje je koeficijent koji uzima u obzir utjecaj površinske obrade glava zubaca rotora na specifične gubitke;

B 02 je amplituda indukcijske pulsacije u zračnom rasporu, određena formulom:

gdje je grafički određeno na slici 9.53, b.

7.3 Izračunajmo specifične površinske gubitke koristeći formulu (7.5):

7.4 Izračunajmo gubitke pulsiranja u zupcima rotora:

, (7.7)

gdje je m z 2 masa čelika zubaca rotora;

B pool2 je amplituda magnetne pulsacije u rotoru.

, (7.9)

7.5 Odredimo iznos dodatnih gubitaka u čeliku:

7.6 Ukupni gubici u čeliku:

7.7 Odredimo mehaničke gubitke:

gdje je prema tabeli 9.29.

7.8 Izračunajmo dodatne gubitke u nominalnom režimu rada:

7.9 Struja bez opterećenja motora:

, (7.14)

gdje je I x.x.a.

– aktivna komponenta struje praznog hoda, odredit ćemo je pomoću formule:

gdje je R e.1 x.x.

(7.17)

– električni gubici u statoru u praznom hodu:

7.10 Odredimo faktor snage u praznom hodu:

(8.1)

(8.2)

8. Proračun karakteristika performansi

, (8.3)

(8.4)

8.1 Odredimo stvarni dio otpora:

8.3 Konstanta motora:

8.4 Odredimo aktivnu komponentu struje:

8.5 Odredimo količine: 8.6 Gubici koji se ne mijenjaju prilikom promjene klizanja:

Prihvatamo

i izračunati karakteristike performansi kada je klizanje jednako: 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,0201. Rezultate proračuna upisujemo u tabelu 8.1.

R 2n = 110 kW; U 1n =220/380 V; 2p=10 I 0 a =2,74 A; I 0 p =I m =61,99 A;

P c t + P krzno = 1985,25 W; r 1 =0,0256 Ohm; r¢ 2 =0,0205 Ohm; c 1 =1,039;

a¢=1,0795; a=0,0266 Ohm; b¢=0; b=0,26 Ohm

Formula za izračun

Slip s

Slika 8.1. Grafikon snage motora u odnosu na snagu P 2

Slika 8.2. Grafikon efikasnosti motora u odnosu na snagu P 2

9. Termički proračun

Slika 8.3. Grafikon proklizavanja motora s u odnosu na snagu P 2

, (9.1)

Slika 8.4. Grafikon zavisnosti struje statora I 1 motora od snage P 2

a 1 – koeficijent prolaza toplote sa površine, određujemo grafički Slika 9.68, b, .

, (9.2)

gdje je koeficijent povećanja gubitaka za klasu otpornosti na toplinu F.

,

9.2 Temperaturna razlika u izolaciji proreznog dijela namotaja statora:

, (9.4)

gdje je P p1 obim poprečnog presjeka žljeba statora, određen formulom:

l ekv. – prosječna ekvivalentna toplinska provodljivost dijela žljeba, za klasu otpornosti na toplinu F

, strana 452; , – prosječna vrijednost koeficijenta toplotne provodljivosti unutrašnje izolacije. grafički definirati at

, Slika 9.69.

, (9.6)

9.3 Odredimo temperaturnu razliku po debljini izolacije prednjih dijelova: .

gdje,

Stoga prednji dijelovi namotaja statora nisu izolirani.

9.4 Izračunajmo višak temperature vanjske površine prednjih dijelova nad temperaturom zraka unutar automobila:

(9.8)

9.5 Odredimo prosječni porast temperature namotaja statora u odnosu na temperaturu zraka unutar stroja:

9.6 Izračunajmo prosječan porast temperature zraka unutar stroja u odnosu na temperaturu okoline: ;

gdje a in – grafički definiramo Slika 9.68,

– zbir gubitaka ispuštenih u zrak unutar motora:

gdje su ukupni gubici u motoru pri nominalnom režimu rada;

R e1 – električni gubici u namotaju statora pri nazivnom režimu rada;

, (9.12)

R e2 – električni gubici u namotaju rotora pri nazivnom režimu.

gdje je S kor.

– površina kreveta.

P r se određuje grafički. Na , Slika 9.70.

(9.14)

9.7 Odredimo prosječni porast temperature namotaja statora u odnosu na temperaturu okoline:

, (9.15)

9.8 Odredimo protok zraka potreban za ventilaciju:

9.9 Protok zraka koji pruža vanjski ventilator s dizajnom i dimenzijama usvojenim u seriji 4A može se približno odrediti formulom:

gdje je i broj i širina, m, radijalnih ventilacijskih kanala, strana 384;

n - brzina rotacije motora, o/min;

Koeficijent za motore sa .

One. Protok zraka koji pruža vanjski ventilator veći je od protoka zraka potrebnog za ventilaciju elektromotora.

10. Proračun karakteristika performansi pomoću kružnog grafikona

10.1 Prvo određujemo sinhronu struju bez opterećenja koristeći formulu:

10.2 Izračunajmo aktivni i induktivni otpor kratkog spoja:

10.3 Izračunajte skalu tortnog grafikona: Trenutna skala je:

gdje je Dk prečnik kruga dijagrama, odabran iz intervala:

, izaberimo .

(10.6)

Kružni dijagram motora je prikazan ispod. Krug prečnika Dk sa centrom O¢ je geometrijska lokacija krajeva vektora struje statora motora pri različitim klizanjima. Tačka A 0 određuje položaj kraja strujnog vektora I 0 tokom sinhronog praznog hoda i tokom stvarnog praznog hoda motora. Segment je jednak faktoru snage u praznom hodu. Tačka A 3 određuje položaj kraja vektora struje statora pri kratkom spoju (s=1), segment je struja kratkog spoja I. , a ugao je . Tačka A 2 određuje položaj kraja vektora struje statora na .

Međutačke na luku A 0 A 3 određuju položaj krajeva vektora struje I 1 pri različitim opterećenjima u motornom režimu. Osa apscisa OB dijagrama je linija primarne snage P1. Linija elektromagnetne snage P em ili elektromagnetnih momenata M em je linija A 0 A 2. Linija korisne snage na osovini (sekundarna snaga P 2) je linija A ’ 0 A 3.

Slika 10.1. Pie chart

Zaključak

U ovom predmetnom projektu dizajniran je asinhroni elektromotor sa kaveznim rotorom. Kao rezultat proračuna dobijeni su glavni pokazatelji za motor date snage z i cosj, koji zadovoljavaju maksimalnu dozvoljenu vrijednost GOST-a za seriju motora 4A. Izvršen je proračun i konstrukcija radnih karakteristika projektovane mašine.

Dakle, prema podacima proračuna, ovom motoru se može dati sljedeći simbol:

4 – serijski broj serije;

A – tip motora – asinhroni;

315 – visina ose rotacije;

M – nazivna dužina kreveta prema IEC;

10 – broj stubova;

U – klimatska verzija za umjerenu klimu;

Nazivni podaci projektovanog motora:

P 2n =110 kW, U 1n =220/380 V, I 1n =216 A, cosj n =0,83, h n =0,93.

Reference

1. Projektovanje električnih mašina: Udžbenik. za univerzitete / P79

I.P. Kopylov, B.K. Klokov, V.P. Morozkin, B.F. Tokarev; Ed. I.P. Kopylova. – 4. izd., revidirano. i dodatne - M.: Više. škola, 2005. – 767 str.: ilustr.

2. Voldek A.I., Popov V.V. Električne mašine. AC mašine: udžbenik za univerzitete. – Sankt Peterburg,: – Petar, 2007. –350 str.

3. Katsman M.M. Priručnik o električnim mašinama: udžbenik za studente obrazovanja. institucije prof. obrazovanje / Mark Mihajlovič Katsman. – M.: Izdavački centar „Akademija“, 2005. – 480 str.

Dodatak A

(obavezno)

Slika 1. Dijagram dvoslojnog namota sa skraćenim korakom, , ,

Arkhangelsk State Technical University

Katedra za elektrotehniku ​​i energetske sisteme

Fakultet fizičke kulture

PROJEKAT KURSA

Po disciplini

"Električni aparati i mašine"

Na temu "Projektovanje asinhronog motora"

Korelsky Vadim Sergeevich

Projekt menadžer

Art. nastavnik N.B. Balantseva

Arhangelsk 2010

za projekat trofaznog asinhronog motora sa kaveznim rotorom

Izdaje se studentu treće godine 1. grupe Fakulteta OSP-PE

Izvršite proračune i konstrukcijski razvoj asinhronog motora sa sljedećim podacima:

Snaga Rn, kW………………………………………………………………… 15

Napon U n, V ………………………………………………………….… 220/380

Brzina rotacije n, min -1 (o/min) …………………………… 1465

Efikasnost motora η ………………………………………………………………… 88,5%

Faktor snage cos φ…………………………………………………… 0,88

Frekvencija struje f, Hz………………………………………………………..…… 50

Višestrukost početne struje I p / I n ……………………………………………………… 7,0

Omjer startnog momenta M p / M n ………………………………… 1.4

Maksimalni omjer momenta M max /M n ………………………… 2.3

Dizajn……………………………………………………………………………… IM1001

Način rada…………………………………………………………………………dugo

Dodatni zahtjevi…………motor 4A160S4U3

Zadatak je izdat "…" ……………….. 2009

Menadžer projekta…………………………

1. IZBOR GLAVNIH VELIČINA

2. PRORAČUN STATORA

2.1 Definicija , i površinu poprečnog presjeka žice namotaja statora

2.2 Proračun dimenzija zupca statora i zračnog raspora

3. PRORAČUN ROTORA

4. PRORAČUN MAGNETSKOG KOLA

5. PARAMETRI NAČINA RADA

6. PRORAČUN GUBITAKA

7. PRORAČUN KARAKTERISTIKA PERFORMANSE MOTORA

8. PRORAČUN KARAKTERISTIKA PALJENJA MOTORA

8.1 Proračun struja uzimajući u obzir utjecaj strujnog pomaka i zasićenja iz lutajućih polja

8.2 Proračun početnih karakteristika uzimajući u obzir utjecaj strujnog pomaka i zasićenja iz lutajućih polja

9. TERMIČKI PRORAČUN

SPISAK KORIŠĆENIH IZVORA

Korelsky V.S. Projektovanje asinhronog elektromotora. Rukovodilac – viši predavač N.B

Projekat kursa. Objašnjenje od 49 stranica sadrži 7 slika, 3 tabele, 2 izvora, grafički dio u A1 formatu.

Ključne riječi: asinhroni elektromotor, stator, rotor.

Svrha predmetnog projekta je sticanje praktičnih vještina u projektovanju električnih uređaja.

Na osnovu liste izvora i tehničkih specifikacija odabrane su glavne dimenzije, namotaj statora, rotor, magnetni krug asinhronog motora serije 4A, projektovan prema stepenu zaštite IP44, sa kaveznim rotorom sa okvir od livenog gvožđa i noseći štitovi, visine ose rotacije 160 mm, sa manjom ugradnom veličinom proračunati su po dužini okvira (S), dvopolni (

1. IZBOR GLAVNIH VELIČINA

1.1 Prema tabeli 9.8 (strana 344) u visini ose rotacije

1.2 Pod pretpostavkom da dimenzije utora ne zavise od broja polova mašine, dobijamo približan izraz za unutrašnji prečnik statora, m.

Gdje K D – koeficijent koji karakteriše omjer unutrašnjeg i vanjskog promjera jezgre statora asinhrone mašine serije 4A. Sa brojem stubova str=4, prema tabeli 9.9; prihvatamo K D = 0,68

1.3 Pole division

1.4 Projektna snaga, VA.

Gdje P 2 – snaga na vratilu motora, P 2 =15∙10 3 W;

k E je odnos EMF namotaja statora i nazivnog napona, koji je približno određen sa Sl. 9.20 Prihvatamo

k E = 0,975;

1.5 Elektromagnetna opterećenja su preliminarno određena prema slici 9.22 b,(stranica 346), ovisno o visini osi rotacije h= 160 mm i stepen zaštite motora IP44 odakle

1.6 Koeficijent namota (ranije za jednoslojni namotaj na 2p = 4) prihvatamo

1.7 Procijenjena dužina magnetnog kola l δ, m

1.8 Značenje stava

2. PRORAČUN STATORA

2.1 Definicija

1.1 Granične vrijednosti zubaca statora

2.1.2 Broj slotova statora

Uzimamo Z 1 =48, zatim broj utora po polu i fazi:

2.1.3 Podjela zubaca statora (konačna)

Ministarstvo obrazovanja i nauke Ruske Federacije

Federalna agencija za obrazovanje

IRKUTSK DRŽAVNI TEHNIČKI UNIVERZITET

Katedra za elektro pogon i elektrotransport

priznajem za zaštitu:

Šef__ T.V. Klepikova __

PROJEKTOVANJE INDUKCIJSKOG MOTORA SA SKLADI ROTOROM

OBJAŠNJENJE

Za kursni projekat iz discipline

"električne mašine"

096.00.00P3

Završio učenik grupe _EAPB 11-1 ________ __ Nguyen Van Vu____

Standardna kontrola ___________ _vanredni profesor, Katedra za EET T.V. Klepikova __

Irkutsk 2013

Uvod

1. Glavne dimenzije

2 Jezgro statora

3 Jezgro rotora

Namotaj statora

1 Namotaj statora sa trapezoidnim poluzatvorenim prorezima

Namotaj rotora sa kaveznim kavezom

1 Dimenzije ovalnih zatvorenih žljebova

2 Dimenzije prstena kratkog spoja

Proračun magnetnog kola

1 MDS za zračni raspor

2 MMF za zube sa trapezoidnim poluzatvorenim prorezima statora

3 MMF za zupce rotora sa ovalnim zatvorenim prorezima rotora

4 MDS za stražnji dio statora

5 MDS za stražnji dio rotora

6 Parametri magnetnog kola

Aktivni i induktivni otpor namotaja

1 Otpor namotaja statora

2 Otpor namotaja kaveznog rotora sa ovalnim zatvorenim prorezima

3 Otpor namotaja pretvorenog ekvivalentnog kola motora

Idle i nominalno

1 Način mirovanja

2 Proračun parametara nominalnog načina rada

Tortni grafikon i karakteristike performansi

1 Tortni grafikon

2 Karakteristike performansi

Maksimalni obrtni moment

Početna struja pokretanja i početni startni moment

1 Aktivni i induktivni otpori koji odgovaraju režimu pokretanja

2 Početna struja pokretanja i obrtni moment

Toplotni i ventilacijski proračuni

1 Namotaj statora

2 Proračun ventilacije motora sa stepenom zaštite IP44 i načinom hlađenja IC0141

Zaključak

Spisak korištenih izvora

Uvod

Električne mašine su glavni elementi elektrana, raznih mašina, mehanizama, tehnološke opreme, savremenih transportnih sredstava, komunikacija itd. One proizvode električnu energiju, vrše visoko ekonomično pretvaranje iste u mehaničku energiju, obavljaju različite funkcije pretvaranja i pojačanja. razni signali u sistemima automatskog upravljanja i upravljanja.

Električne mašine se široko koriste u svim sektorima nacionalne privrede. Njihove prednosti su visoka efikasnost, koja dostiže 95÷99% kod snažnih električnih mašina, relativno mala težina i ukupne dimenzije, kao i ekonomična upotreba materijala. Električne mašine se mogu proizvoditi pri različitim snagama (od frakcija wata do stotina megavata), brzinama rotacije i naponima. Odlikuju ih visoka pouzdanost i izdržljivost, lakoća kontrole i održavanja, pogodna opskrba i uklanjanje energije, niska cijena za masovnu i masovnu proizvodnju i ekološki su prihvatljivi.

Asinhrone mašine su najčešće električne mašine. Uglavnom se koriste kao elektromotori i glavni su pretvarači električne energije u mehaničku energiju.

Trenutno, asinhroni elektromotori troše oko polovinu ukupne električne energije proizvedene u svijetu i naširoko se koriste kao električni pogon za veliku većinu mehanizama. To se objašnjava jednostavnošću dizajna, pouzdanošću i visokom efikasnošću ovih električnih mašina.

U našoj zemlji najpopularnija serija električnih mašina je opšta industrijska serija asinhronih mašina 4A. Serija uključuje mašine snage od 0,06 do 400 kW i dostupna je u 17 standardnih visina ose rotacije. Za svaku visinu rotacije dostupni su motori dvije snage, koji se razlikuju po dužini. Na temelju jedne serije proizvode se različite modifikacije motora koje zadovoljavaju tehničke zahtjeve većine potrošača.

Na osnovu jedne serije proizvode se različite verzije motora dizajniranih za rad u posebnim uslovima.

Proračun asinhronog motora sa kaveznim rotorom

Projektni zadaci

Projektovati asinhroni trofazni motor sa kaveznim rotorom: P = 45 kW, U = 380/660 V, n = 750 o/min; dizajn IM 1001; Vrsta zaštite IP44.

1. Magnetni krug motora. Dimenzije, konfiguracija, materijal

1 Glavne dimenzije

Prihvatamo visinu ose rotacije motora h=250 mm (tabela 9-1).

Prihvatamo vanjski prečnik jezgre statora DH1 = 450 mm (Tablica 9-2).

Unutrašnji prečnik jezgre statora (Tabela 9-3):

1= 0,72 DN1-3=0,72ˑ450-3= 321 (1,1)

Prihvatamo koeficijent (, Slika 9-1).

Prihvatamo preliminarnu vrijednost efikasnosti (Slika 9-2, a)

Prihvatamo preliminarnu vrijednost (Slika 9-3, a).

Dizajnerska snaga

(1.2)

Prihvatamo preliminarno linearno opterećenje A/cm (, slika 9-4, a i tabela 9-5).

Prihvatamo predindukciju u procjepu (, slika 9-4, b i tabela 9-5).

Prihvatamo preliminarnu vrijednost koeficijenta namotaja (, strana 119).

Procijenjena dužina jezgra statora

Prihvatamo projektnu dužinu jezgre statora.

Maksimalna vrijednost odnosa dužine jezgra i njegovog prečnika (Tabela 9-6)

Odnos dužine jezgra i njegovog prečnika

(1.5)

1.2 Jezgro statora

Prihvatamo čelik marke - 2013. Prihvatamo lim debljine 0,5 mm. Prihvatamo vrstu izolacije lima - oksidaciju.

Prihvatamo faktor punjenja čelika kC=0,97.

Uzimamo broj utora po polu i fazi (tabela 9-8).

Broj utora jezgre statora (1,6)

1.3 Jezgro rotora

Prihvatamo čelik marke - 2013. Prihvatamo lim debljine 0,5 mm. Prihvatamo vrstu izolacije lima - oksidaciju.

Prihvatamo faktor punjenja čelika kC=0,97.

Prihvatamo jezgro rotora bez zakošenosti žljebova.

Uzimamo zračni razmak između statora i rotora (tabela 9-9).

Spoljni prečnik jezgra rotora

Unutrašnji prečnik listova rotora

Uzimamo dužinu jezgre rotora jednaku dužini jezgre statora,

.

Uzimamo broj proreza u jezgru rotora (tabela 9-12).

2. Namotaj statora

Prihvatamo dvoslojni namotaj sa skraćenim korakom, položen u trapezoidne poluzatvorene žljebove (tabela 9-4).

Koeficijent distribucije

(2.1)

Gdje

Prihvatamo relativni korak namotaja.

Visina rezultujućeg namotaja:

(2.2)

Faktor skraćivanja

Koeficijent namotaja

Preliminarna vrijednost magnetnog fluksa

Preliminarni broj zavoja u faznom namotu

Preliminarni broj efektivnih provodnika u utoru

(2.7)

gdje je broj paralelnih grana namotaja statora.

8.5 Odredimo količine:

Navedeni broj zavoja u faznom namotu

(2.8)

Rafinirana vrijednost magnetnog fluksa

Rafinirana vrijednost indukcije u zračnom rasporu

(2.10)

Preliminarna vrijednost nazivne fazne struje

Odstupanje primljenog linearnog opterećenja od prethodno prihvaćenog

(2.13)

Odstupanje ne prelazi dozvoljenu vrijednost od 10%.

Prosječnu vrijednost magnetne indukcije u statoru uzimamo nazad (Tabela 9-13).

Podjela zubaca duž unutrašnjeg prečnika statora

(2.14)

2.1 Namotaj statora sa trapezoidnim poluzatvorenim prorezima

Namotaj i žljeb statora određeni su prema slici 9.7

Uzimamo prosječnu vrijednost magnetne indukcije u zupcima statora (tablica 9-14).

Širina zuba

(2.15)

Visina leđa statora

Visina utora

Velika širina utora

Preliminarna širina proreza

Manja širina utora

gdje je visina proreza (, strana 131).

I na osnovu zahtjeva

Površina poprečnog presjeka utora u kalupu

Čista površina poprečnog presjeka utora

(2.23)

Gdje - dopuštenja za montažu jezgara statora i rotora po širini i visini (strana 131).

Površina poprečnog presjeka izolacije školjke

gdje je prosječna vrijednost jednostrane debljine izolacije karoserije (, strana 131).

Površina poprečnog presjeka odstojnika između gornjeg i donjeg namotaja u utoru, na dnu žlijeba i ispod klina

Površina poprečnog presjeka utora koju zauzima namotaj

Posao

gdje je dozvoljeni faktor ispunjenosti žljebova za ručno polaganje (strana 132).

Uzimamo broj elementarnih žica u efektivnom .

Prečnik elementarne izolovane žice

(2.28)

Prečnik elementarne izolovane žice ne bi trebao biti veći od 1,71 mm za ručno polaganje i 1,33 mm za mašinsko polaganje. Ovaj uslov je ispunjen.

Prihvatamo prečnike elementarno izolovanih i neizolovanih (d) žica (Dodatak 1)

Uzimamo površinu poprečnog presjeka žice (Dodatak 1).

Rafinirani faktor popunjavanja utora

(2.29)

Vrijednost navedenog faktora punjenja žljebova zadovoljava uslove ručnog i mašinskog polaganja (za mašinsko polaganje dozvoljeno ).

Prilagođena širina utora

8.5 Odredimo količine: , jer .

(2.31)

Proizvod linearnog opterećenja i gustine struje

Prihvatamo dozvoljenu vrijednost proizvoda linearnog opterećenja i gustoće struje (Slika 9-8). Gdje je koeficijent k5=1 (Tabela 9-15).

Prosječan nagib zubaca statora

Prosječna širina namotaja statora

Prosječna dužina jednog čeonog dijela zavojnice

Prosječna dužina zavoja namotaja

Dužina produžetka prednjeg dijela namotaja

3. Kavezni namotaj rotora

Prihvatamo ovalne proreze rotora, zatvorene.

3.1 Dimenzije ovalnih zatvorenih proreza

Prorezi rotora su određeni prema sl. 9.10

Prihvatamo visinu utora. (, Slika 9-12).

Procijenjena visina leđa rotora

gdje je promjer okruglih aksijalnih ventilacijskih kanala u jezgru rotora koji nisu predviđeni u projektovanom motoru.

Magnetna indukcija u stražnjem dijelu rotora

Podjela zubaca duž vanjskog prečnika rotora

(3.3)

Prihvatamo magnetnu indukciju u zupcima rotora (Tabela 9-18).

Širina zuba

(3.4)

Manji radijus utora

Veći radijus utora

gdje je visina proreza (, strana 142);

Širina klina (, strana 142);

za zatvoreni žljeb (, strana 142).

Udaljenost između centara poluprečnika

Provjera ispravnosti definicije i na osnovu uvjeta

(3.8)

Površina poprečnog presjeka šipke jednaka je površini poprečnog presjeka utora u kalupu

3.2 Dimenzije prstena kratkog spoja

Prihvatamo liveni kavez.

Prstenovi kratkog spoja rotora prikazani su na Sl. 9.13

Presjek prstena

Visina prstena

Dužina prstena

(3.12)

Prosječan prečnik prstena

4. Proračun magnetnog kola

1 MDS za zračni raspor

Koeficijent koji uzima u obzir povećanje magnetskog otpora zračnog raspora zbog zupčaste strukture statora

(4.1)

Koeficijent koji uzima u obzir povećanje magnetskog otpora zračnog raspora zbog nazubljenosti strukture rotora

Prihvaćamo koeficijent koji uzima u obzir smanjenje magnetskog otpora zračnog raspora u prisustvu radijalnih kanala na statoru ili rotoru.

Ukupni omjer zračnog raspora

MMF za vazdušni raspor

4.2 MMF za zube sa trapezoidnim poluzatvorenim prorezima statora

(Dodatak 8)

Uzimamo prosječnu dužinu putanje magnetskog fluksa

MDS za zube

4.3 MMF za zupce rotora sa ovalnim zatvorenim prorezima rotora

Budući da uzimamo jačinu magnetnog polja (Dodatak 8).

MDS za zube

4.4 MMF za stražnji dio statora

(Dodatak 11).

Prosječna dužina putanje magnetnog fluksa

MMF za stražnji dio statora

4.5 MDS za stražnji dio rotora

Uzimamo jačinu magnetnog polja (Dodatak 5)

Prosječna dužina putanje magnetskog fluksa

MDS za stražnji dio rotora

4.6 Parametri magnetnog kola

Ukupni MMF magnetnog kola po polu

Koeficijent zasićenja magnetnog kola

(4.13)

Struja magnetiziranja

Struja magnetiziranja u relativnim jedinicama

(4.15)

EMF bez opterećenja

Glavna induktivna reaktanca

(4.17)

Glavna induktivna reaktancija u relativnim jedinicama

(4.18)

5. Aktivni i induktivni otpor namotaja

1 Otpor namotaja statora

Aktivni otpor faznog namotaja na 20 0C

Gdje - specifična električna provodljivost bakra na 200C (strana 158).

Aktivni otpor faznog namotaja na 20 0C u relativnim jedinicama

(5.2)

Provjera ispravnosti definicije

Prihvatamo dimenzije žljeba statora (tabela 9-21)

Visina: (6,4)

Koeficijenti koji uzimaju u obzir skraćivanje koraka

Koeficijent provodljivosti curenja

(5.7)

Prihvatamo koeficijent diferencijalne disipacije statora (Tablica 9-23).

Koeficijent koji uzima u obzir efekat otvaranja proreza statora na diferencijalnu provodljivost curenja

Prihvaćamo koeficijent koji uzima u obzir reakciju prigušenja struja induciranih u namotaju kaveznog rotora višim harmonicima polja statora (tablica 9-22).

(5.9)

Pole divizija:

(5.10)

Koeficijent provodljivosti propuštanja krajnjih dijelova namotaja

Koeficijent provodljivosti curenja namotaja statora

Induktivna reaktanca faznog namotaja statora

Induktivna reaktancija faznog namotaja statora u relativnim jedinicama

(5.14)

Provjera ispravnosti definicije

5.2 Otpor namotaja kaveznog rotora sa ovalnim zatvorenim prorezima

Aktivni otpor ćelijske šipke na 20 0C

Gdje - električna provodljivost aluminija na 20 °C (, strana 161).

Koeficijent redukcije struje prstena na struju štapa

(5.17)

Otpornost prstenova kratkog spoja smanjena na struju šipke na 20 0C

otporni namotaj magnetnog kola

Centralni ugao nagiba žljebova ask = 0 jer nema kosine.

Koeficijent nagiba proreza rotora

Koeficijent smanjenja otpora namotaja rotora prema namotaju statora

Aktivni otpor namotaja rotora na 20 0C, sveden na namotaj statora

Aktivni otpor namotaja rotora na 20 0C, sveden na namotaj statora u relativnim jedinicama

Struja šipke rotora za način rada

(5.23)

Koeficijent provodljivosti disipacije za ovalni rotor sa zatvorenim prorezima

(5.24)

Broj utora rotora po polu i fazi

(5.25)

Prihvatamo koeficijent diferencijalne disipacije rotora (Slika 9-17).

Diferencijalni koeficijent provodljivosti curenja

(5.26)

Koeficijent provodljivosti curenja kratkospojnih prstenova livenog kaveza

Relativna kosina žljebova rotora, u dijelovima podjele zubaca rotora

(5.28)

Koeficijent provodljivosti curenja ukoso utora

Induktivna reaktanca namotaja rotora

Induktivna reaktancija namotaja rotora svedena na namotaj statora

Induktivna reaktancija namotaja rotora svedena na namotaj statora, u relativnim jedinicama

(5.32)

Provjera ispravnosti definicije

(5.33)

Uslov mora biti ispunjen. Ovaj uslov je ispunjen.

5.3 Otpor namotaja pretvorenog ekvivalentnog kola motora

Faktor disipacije statora

Koeficijent otpora statora

gdje je koeficijent (, strana 72).

Pretvoreni otpori namotaja

Ponovno izračunavanje magnetnog kola nije potrebno, jer .

6. Prazan i nominalni

1 Način mirovanja

Jer , u daljim proračunima ćemo prihvatiti .

Reaktivna komponenta struje statora pri sinhronoj rotaciji

Električni gubici u namotaju statora pri sinhronoj rotaciji

Proračunata masa čeličnih zuba statora sa trapezoidnim prorezima

Magnetski gubici u zupcima statora

Težina stražnjeg čelika statora

Magnetski gubici u stražnjem dijelu statora

Ukupni magnetni gubici u jezgri statora, uključujući dodatne gubitke u čeliku

(6.7)

Mehanički gubici sa stepenom zaštite IP44, način hlađenja IC0141

(6.8)

gdje je na 2p=8

Aktivna komponenta struje x.x.

Struja bez opterećenja

Faktor snage u praznom hodu

6.2 Proračun parametara nominalnog načina rada

Aktivni otpor kratkog spoja

Induktivna reaktanca kratkog spoja

Impedansa kratkog spoja

Dodatni gubici pri nazivnom opterećenju

Snaga mehaničkog motora

Ekvivalentni otpor kola

(6.17)

Ekvivalentna impedansa kola

Provjera ispravnosti proračuna i

(6.19)

Slip

Aktivna komponenta struje statora pri sinhronoj rotaciji

Struja rotora

Aktivna komponenta struje statora

(6.23)

Reaktivna komponenta struje statora

(6.24)

Fazna struja statora

Faktor snage

Gustina struje u namotaju statora

(6.28)

gdje je koeficijent namotaja za kavezni rotor (, strana 171).

Struja u šipki rotora s vjeveričastim kavezom

Gustoća struje u šipki rotora sa vjevericama

Struja kratkog spoja

Električni gubici u namotaju statora

Električni gubici u namotaju rotora

Ukupni gubici u elektromotoru

Ulazna snaga:

Efikasnost

(6.37)

Ulazna snaga: (6,38)

Ulazne snage izračunate pomoću formula (6.36) i (6.38) moraju biti jednake jedna drugoj, do zaokruživanja. Ovaj uslov je ispunjen.

Izlazna snaga

Izlazna snaga mora odgovarati izlaznoj snazi ​​navedenoj u tehničkim specifikacijama. Ovaj uslov je ispunjen.

7. Tortni grafikon i karakteristike performansi

1 Tortni grafikon

Trenutna skala

Gdje - opseg prečnika radnih točkova (, strana 175).

8.5 Odredimo količine: .

Prečnik radnog kruga

(7.2)

Skala snage

Dužina presjeka reaktivne struje

Dužina aktivne struje

Trake na grafikonu

(7.7)

(7.8)

7.2 Karakteristike performansi

Izračunavamo karakteristike performansi u obliku tabele 1.

Tabela 1 - Karakteristike rada indukcionog motora

P, W1564.75172520622591.53341.74358.4

8. Maksimalni obrtni moment

Varijabilni dio koeficijenta statora sa trapezoidnim poluzatvorenim prorezom

Komponenta koeficijenta provodljivosti curenja statora zavisna od zasićenja

(8.3)

Varijabilni dio koeficijenta rotora sa ovalnim zatvorenim prorezima

Komponenta koeficijenta provodljivosti curenja rotora zavisna od zasićenja

(8.7)

Struja rotora koja odgovara maksimalnom momentu (9-322)

Ekvivalentna impedansa kola pri maksimalnom obrtnom momentu

Impedansa ekvivalentnog kola pri beskonačno velikom klizanju

Ekvivalentni ekvivalentni otpor kola pri maksimalnom obrtnom momentu

Maksimalni omjer obrtnog momenta

(8.12)

Proklizavanje pri maksimalnom obrtnom momentu

9. Početna struja pokretanja i početni moment pokretanja

1 Aktivni i induktivni otpori koji odgovaraju režimu pokretanja

Visina šipke kaveza rotora

Smanjena visina šipke rotora

Prihvatamo koeficijent (, slika 9-23).

Procijenjena dubina prodora struje u štap

(9.4)

Širina štapa na izračunatoj dubini prodora struje u štap

(9.5)

Površina poprečnog presjeka šipke na izračunatoj dubini prodora struje

Trenutni omjer pomaka

Aktivni otpor kavezne šipke na 20 0C za startni režim

Aktivni otpor namota rotora na 20 0C, svedeno na namotaj statora, za startni režim

Prihvatamo koeficijent (, slika 9-23).

Koeficijent provodljivosti propuštanja proreza rotora pri pokretanju za ovalni zatvoreni prorez

Koeficijent provodljivosti disipacije namotaja rotora pri pokretanju

Induktivna reaktanca motora zavisna od zasićenja curenja

(9.12)

Induktivna reaktanca curenja motora neovisna o zasićenju

Aktivni otpor kratkog spoja pri pokretanju

9.2 Početna struja pokretanja i obrtni moment

Struja rotora pri pokretanju motora

Induktivna reaktancija ekvivalentnog kola pri pokretanju

Aktivna komponenta struje statora pri pokretanju

(9.17)

Reaktivna komponenta struje statora pri pokretanju

(9.18)

Fazna struja statora pri pokretanju

Višestrukost početne startne struje

(9.20)

Aktivni otpor rotora pri pokretanju, svedeno na stator, na projektnoj radnoj temperaturi i ekvivalentno kolo u obliku slova L

(9.21)

Višestrukost početnog momenta pokretanja

10. Toplotni i ventilacijski proračuni

1 Namotaj statora

Gubici u namotaju statora na maksimalno dozvoljenoj temperaturi

gdje je koeficijent (, strana 76).

Uslovna unutrašnja rashladna površina aktivnog dijela statora

Protok zraka koji može osigurati vanjski ventilator mora biti veći od potrebnog protoka zraka. Ovaj uslov je ispunjen.

Pritisak zraka koji razvija vanjski ventilator

Zaključak

U ovom predmetnom projektu projektovan je asinhroni elektromotor osnovne konstrukcije, visine ose rotacije h=250 mm, stepena zaštite IP44, sa kaveznim rotorom. Kao rezultat proračuna, dobijeni su glavni pokazatelji za motor date snage P i cos, koji zadovoljavaju maksimalnu dozvoljenu vrijednost GOST-a.

Projektovani asinhroni elektromotor zadovoljava GOST zahtjeve kako u pogledu energetskih pokazatelja (efikasnost i cosφ) tako i startnih karakteristika.

Tip motora Snaga, kW Visina ose rotacije, mm Težina, kg Brzina rotacije, o/min Efikasnost, % Faktor snage, Moment inercije,

2. Kravchik A.E. i drugi Asinhroni motor serije 4A, priručnik. - M.: Energoatomizdat, 1982. - 504 str.

3. Projektovanje električnih mašina: udžbenik. za elektromehanički I struju. specijalnosti univerziteta / I. P. Kopylov [etc.]; edited by I. P. Kopylova. - Ed. 4., revidirano i dodatne - M.: Više. škola, 2011. - 306 str.

Aplikacija. Priprema specifikacije