Курсовая работа: Расчет трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором на мощность 45 киловатт
А/мм2
|
Плотность тока в стержне
короткозамкнутого ротора:
Ток в короткозамыкающем
кольце:
А
|
Электрические потери в
обмотке статора:
Вт
|
Электрические потери в
обмотке ротора:
Вт
|
Суммарные потери в
электродвигателе (Вт):
Подводимая мощность:
Вт
|
Коэффициент полезного
действия
:
%
|
Проверка.
Подводимая мощность:
Вт
|
Выходная мощность:
Вт
|
При повышении точности
расчета (до 4-6 знаков после запятой) выходная мощность стремится к значению
45000Вт.
2.9
Рабочие
характеристики.
Расчет рабочих характеристик ведем аналитическим путем по формулам из
предыдущего пункта, меняя мощность Р2 в диапазоне от 0 до 58.8 кВт.
Полученные графики смотрите в Приложении.
2.10
Максимальный
момент.
Переменная часть коэффициента статора при трапецеидальном полузакрытом
пазе:
Составляющая коэффициента
проводимости рассеяния статора, зависящая от насыщения:
Переменная часть
коэффициента ротора:
Составляющая коэффициента
проводимости рассеяния ротора, зависящая от насыщения:
Индуктивное сопротивление
рассеяния двигателя, зависящее от насыщения:
Ом
|
Независящее от насыщения
(Ом):
Ток ротора,
соответствующий максимальному моменту, при закрытых овальных пазах:
Полное сопротивление
схемы замещения:
Ом
|
–
сопротивление при
бесконечном скольжении.
Эквивалентное
сопротивление схемы замещения при максимальном моменте:
Ом
|
Кратность максимального
момента:
Критическое скольжение:
2.11 Начальный пусковой момент и пусковые
токи
Рассчитаем параметры
схемы замещения двигателя при пуске, с учетом влияния вытеснения тока и
насыщения магнитной цепи.
Высота стержня клетки ротора:
Приведенная высота
стержня ротора:
По графику на рисунке
9-23 [1] определяем коэффициент .
Расчетная глубина
проникновения тока в стержень:
Ширина стержня на
расчетной глубине проникновения тока:
Площадь поперечного
сечения стержня при расчетной глубине проникновения тока:
Коэффициент вытеснения
тока:
Активное сопротивление стержня
клетки для пускового режима:
Активное сопротивление
обмоткиротора приведенное к обмотке статора:
По графику на рисунке
9-23 [1] определяем коэффициент .
Коэффициент проводимости
рассеяния паза ротора при пуске:
Коэффициент проводимости
рассеяния обмотки ротора при пуске:
Индуктивное сопротивление
рассеяния двигателя, зависящее от насыщения:
Независящее:
Активное сопротивление
короткого замыкания при пуске:
Рассчитаем пусковой ток и
момент.
Ток ротора при пуске:
Полное сопротивление
схемы замещения при пуске (с учетом эффекта вытеснения тока и насыщения путей
потоков рассеяния):
Индуктивное сопротивление
схемы замещения при пуске:
Активная составляющая
тока статора при пуске:
Реактивная составляющая
тока статора при пуске:
Фазный ток статора при
пуске:
Кратность начального
пускового тока:
Активное сопротивление
ротора при пуске, приведенное к статору, при расчетной рабочей температуре и
Г-образной схеме замещения:
Кратность начального
пускового момента:
2.12 Расчет механической характеристики
двигателя и зависимости пускового тока от скольжения
Расчет механической характеристики в диапазоне скольжений от 0 до
критического производим по формуле Клосса. Имея значения максимального и
пускового моментов и значение момента при s=0.5, можно достаточно точно построить механическую
характеристику в диапазоне скольжений от 0 до 1.
Для того, чтобы определить значение момента при s=0.5 построим круговую диаграмму двигателя для данного
скольжения, учитывая соответствующее уменьшение индуктивных сопротивлений (в
отличии от номинального режима) и увеличения сопротивления r211. Построение диаграммы ведем по
методу, изложенному в параграфе 14-12 [2].
Масштаб по току принимаем: СТ=1.5 А/мм;
Тогда масштаб мощности:
Диаметр рабочего круга:
Расстояния GH, GF, GE соответственно:
200·ρ1=2.22мм
100r11/xk=23.5/1.46=16.1 мм
100rкп/xk= 0.58/1.46=39.7мм
Проводим через точкуО и Е, О и А линии механических мощностей и
электромагнитных моментов, соответственно.
Отношение моментов будет равно отношению КК1/LL1.
Отношение токов: O1K/O1L.
Рис.6. Круговая диаграмма двигателя при s=0.5
Таким образом, кратность моментов равна 1.6.
Кривую тока строим по 4 точкам:
s=0: Ixp/I1=0.36;
s=0.023: I/I1=1.0;
s=0.5: I/I1=4.7 (покруговойдиаграмме);
s=1.0:
Ixp/I1=5.3;
Графики механической характеристики двигателя и зависимости тока от
скольжения приведены в Приложении.
2.13
Тепловой и
вентиляционный расчеты
Проектируемый двигатель имеет изоляцию класса F. Тепловой расчет проводят для наиболее неблагоприятных
условий работы – температуру обмоток принимаем 140 градусов. Соответственно
коэффициент mT=1.48.
Потери в обмотке статора при максимальной температуре:
Условная внутренняя
поверхность охлаждения активной части статора:
Условный периметр
поперечного сечения трапецеидального полузакрытого паза:
Условная поверхность
охлаждения пазов:
Условная поверхность
охлаждения лобовых частей:
Число ребер на станине
36, высота ребра 30мм.
Условная поверхность охлаждения
двигателя:
Удельный тепловой поток
от потерь в активной части обмотки и от потерь в стали, отнесенных к внутренней
поверхности охлаждения активной части статора:
Удельный тепловой поток
от потерь в активной части обмотки, отнесенных к внутренней поверхности
охлаждения пазов:
Удельный тепловой поток
от потерь в лобовых частях обмотки, отнесенных к внутренней поверхности
охлаждения пазов:
Окружная скорость ротора:
Превышение температуры
внутренней поверхности активной части статора над температурой воздуха внутри
машины:
(по рисунку 9-24)
Перепад температуры в
изоляции паза и катушек из круглых проводов:
Превышение температуры
наружной поверхности лобовых частей обмотки над температурой воздуха внутри
двигателя:
Перепад температуры в
изоляции лобовых частей катушек из круглых проводов:
Среднее превышение
температуры обмотки над температурой воздуха внутри двигателя:
Потери в обмотке ротора,
при максимальной допускаемой температуре:
Потери в двигателе со
степенью защиты IP44, передаваемые
воздуху внутри двигателя:
Среднее превышение
температуры воздуха внутри двигателя над температурой наружного воздуха:
( по рисунку 9-25).
Среднее превышение
температуры обмотки над температурой наружного воздуха:
.
Вентиляционный расчет
двигателя.
Наружный диаметр корпуса
машины:
Коэффициент, учитывающий
изменение теплоотдачи по длине корпуса двигателя:
Необходимый расход
воздуха:
м3/с
|
Расход воздуха, который
может быть обеспечен наружным вентилятором:
м3/с
|
Напор воздуха,
развиваемый наружным вентилятором:
Па
|
2.14
Масса двигателя
и динамический момент инерции ротора
Масса изолированных проводов обмотки статора:
Масса алюминия короткозамкнутого ротора с литой клеткой (число лопаток на
роторе N=14, ширина лопатки средняя bл=5мм, длина лопатки lл=70мм, высота hл=56мм):
Масса стали сердечников статора и ротора:
Масса изоляции статора:
Масса конструкционных
материалов:
Масса двигателя:
Динамический момент
инерции:
2.15 Расчет надежности обмотки статора
Пусть вероятность наличия
хотя бы одного дефекта изоляции провода длиной 100мм после укладки: q1=0.2, коэффициент характеризующий качество пропитки: kпр=0.5, тогда дефектность витковой
изоляции до начала эксплуатации электродвигателя:
Вероятность плотного
касания соседних витков:
Количество проводников,
находящихся в наружном слое секции:
во внутреннем слое:
Страницы: 1, 2, 3, 4
|