Расчёт пусковых характеристик

63) Расчет токов с учетом влияния изменения параметров под влиянием эффекта вытеснения тока (без учета влияния насыщения от полей рассеяния).

Данные спроектированного двигателя:

 

Проведём расчёт, согласно формулам табл.14 методических указаний. Внесём результаты расчёта в табл.9.1.

Таблица 9.1. – Расчет токов в пусковом режиме асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом влияния эффекта вытеснения тока

№	Расчетная формула	Размерность	Скольжение					sкр
			1	0,8	0,5	0,2	0,1	0,202
1		-	1,93	1,72	1,36	0,86	0,61	0,87
2		-	0,750	0,500	0,220	0,491	0,123	0,100
3		мм	17,31	20,20	24,84	20,32	26,99	27,55
4.1.		мм	7,72	7,28	6,59	7,27	6,26	6,18
4.2.		мм2	61,47	57,17	50,66	57,00	47,81	47,09
4.3.		-	2,40	2,58	2,91	2,59	3,09	3,13
5		-	2,00	2,13	2,36	2,13	2,49	2,52
6		Ом	0,10	0,11	0,12	0,11	0,13	0,13
7		-	0,77	0,83	0,92	0,96	0,98	0,99
8		-	1,97	2,12	2,36	2,46	2,51	2,53
9		-	0,912	0,935	0,969	0,985	0,992	0,996
10		Ом	0,264	0,271	0,281	0,286	0,288	0,289
11		Ом	0,193	0,228	0,338	0,653	1,408	0,750
12		Ом	0,56	0,56	0,57	0,58	0,58	0,58
13		А	374,27	362,71	331,05	252,49	144,55	232,04
14		А	381,79	370,19	338,19	258,23	148,46	237,46

В табл.9.1.:

-Высота стержня в пазу h_c,м

- Коэффициент

,

где площадь сечения, мм²

,

где b_r:

 

где b₁= 8,1 мм; b₂= 6,1 м м ; h₁=15,3 мм,q_c=147,52 мм²;

-φ(ξ) определено по рис.17 методических указаний к курсовому проекту

- , где r’_c=r_c= ; r₂= (см.п.51)

- определено по определено по рис.18 методических указаний к курсовому проекту

- , где (см.п.53), -коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния с учётом эффекта вытеснения тока:

,

где (см.п.53);

.

- , где x₂’=0,29 Ом (см.п.53)

- Пусковые параметры:

, (см.п.48,61);

 (см.п.52)

64) Расчёт пусковых характеристик с учётом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния.

Расчёт проводим для скольжений s=1;0,8;0,5;0,1, при этом используем значения токов и сопротивлений для тех же скольжений с учётом влияния вытеснения тока (табл.9.1).

Расчёт проводим по формулам из табл.15 методических указаний. Данные расчёта представлены в таблице 9.2.

 

 

Таблица 9.2. – Расчет токов в пусковом режиме асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния

№	Расчетная формула	Размерность	Скольжение					sкр
			1	0,8	0,5	0,2	0,1	0,202
1		-	1,35	1,3	1,2	1,1	1,05	1,08
2		А	2297,39	2145,14	1808,94	1266,12	694,85	1144,29
3		Тл	2,20	2,06	1,74	1,21	0,67	1,10
4		-	0,6	0,65	0,75	0,9	0,98	0,87
5		мм	3,48	3,05	2,18	0,87	0,17	1,13
6.1.		-	0,282	0,260	0,206	0,099	0,022	0,124
6.2.		-	1,10	1,12	1,17	1,28	1,36	1,26
7		-	2,26	2,44	2,82	3,38	3,68	3,27
8		Ом	0,208	0,217	0,236	0,265	0,281	0,259
9		-	1,016	1,016	1,018	1,020	1,021	1,020
10		мм	5,58	4,88	3,49	1,40	0,28	1,81
11.1.			0,525	0,510	0,466	0,321	0,105	0,365
11.2.		-	1,45	1,61	1,89	2,14	2,40	2,17
12		-	2,03	2,20	2,54	3,05	3,32	2,95
13		Ом	0,215	0,229	0,256	0,289	0,312	0,286
14		Ом	0,193	0,227	0,337	0,652	1,407	0,747
15		Ом	0,426	0,450	0,496	0,559	0,599	0,550
16		А	470,69	436,27	366,89	256,13	143,85	237,12
17		А	478,38	443,90	374,11	262,01	148,00	242,60
18		-	1,253	1,199	1,106	1,015	0,997	1,021
19		-	5,56	5,16	4,35	3,04	1,72	2,82
20		-	1,677	1,916	2,409	2,649	1,949	2,653

 

В табл.9.2.:

-Z₁= 60; Z₂ = 48; a=3; u_п= 10; k_об1= 0,9024; k_y1 = 0,94;

-k’_β = 0,25∙(1+3β) = , если 0,66≤β<1 (в данном случае β=0,73).

-

- определяется по рис.19 методических указаний.

-b_ш1 = 3,7 мм (см.п.22)

- ,

где  , b₁ =9,6 мм; h_ш1=1 мм;

Тогда

- (см.п.52)

- , где (см.п.52)

-t_z2 =15,45 мм

-b_ш2 =1,5 мм

- уменьшение коэффициента проводимости для открытых и полуоткрытых пазов ротора;

,

где h_ш2 =h’_ш + h_ш=0,3+0,7 =1 мм (для закрытых пазов).

-

-Приведённое индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения , Ом

 

-Коэффициент насыщения :

,

где  - индуктивное сопротивление взаимной индукции, Ом.

- r₁=0,087 Ом

- Приведённый ток ротора  (см.п.31)

Сравним k’_нас с первоначально заданными в п.1 табл.9.2. Составим табл.9.3. Как видно из таблицы, полученные в расчёте коэффициенты насыщения, отличаются от принятого менее чем на 8%.

 

Таблица 9.4.- Сравнение расчётного коэффициента насыщения с заданным

Скольжение	1	0,8	0,5	0,2	0,1	0,202
kнас	1,35	1,3	1,2	1,1	1,05	1,08
k’нас	1,253	1,199	1,106	1,015	0,997	1,021
	7,2	7,7	7,8	7,7	5,05	5,46

 

Определим критическое скольжение s_кр:

,

где r’_2ξ, x_1нас и x’_2ξнас возьмём из табл.9.1., 9.2. значений при скольжении s=0,2.

Добавим расчёты для критического скольжения в табл.9.1.,9.2.

 

Рисунок 9.1- Пусковые характеристики проектируемого двигателя

Тепловой расчёт

65) Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя.

,

где электрические потери в пазовой части обмотки статора ,

где средняя длина витка катушки l_ср1=1,007 м (см.п.50), l₁=l_𝛿=0,2187м.

По табл. 16 методических указаний определим k: k=0,2.

Из табл.8.2. найдём для s=s_ном P_э1: P_э1=1,79 кВт.

По рис.21.б методических указаний определим среднее значение коэффициента теплоотдачи с поверхности α₁: α₁=120 Вт/(м²℃).

Для обмоток с изоляцией класса нагревостойкости F: k_p=1,07

Тогда:

.

Тогда превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя:

66) Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора:

.

П_п1=2•h_п.к+b₁+b₂=2•21,6+9,6+7,3 = 60,1 мм(см.п.21);

Для изоляции класса нагревостйокости F: λ_экв=0,16 Вт/м²;

По рис.23 методических указаний находим λ’_экв для (см.п.16): λ’_экв=0,5 Вт/(м²℃).

По п.23 b_из= 0,4 мм.

Тогда перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора:

67) Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей:

,

где

П_л1=П_п1= 60,1 мм; b_из.л1=0,05 мм; h_п1=24,4 мм(см.п.21);

,где длина лобовых частей катушки l_л1=0,2842 м (см.п.50)

Тогда:

.

Тогда перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей:

68) Превышение температуры лобовых частей над температурой воздуха внутри двигателя:

,

где длина вылета лобовой части катушки l_выл1=0,097 м (см.п.50).

Тогда превышение температуры лобовых частей над температурой воздуха внутри двигателя:

69) Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри двигателя:

 

70) Превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой окружающей среды:

,

где

,

,

Эквивалентная поверхность охлаждения корпуса двигателя .

Определим  из табл.8.2. для s = s_ном: .

Определим  из табл.8.2. для s = s_ном: .

Определим P_мех из п.59: P_мех=288,39 Вт.

Определим П_р по рис.24 методических указаний: П_р = 0,42 м (для h=200 мм).

Тогда

Определим α_в по рис.21.б методических указаний: α_в = 23 Вт/(м²℃) (для D_a=0,349 м).

Тогда:

,

.

Тогда превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой окружающей среды:

71) Среднее превышение температуры обмотки статора над окружающей средой:

72) Проверка условий охлаждения двигателя:

Требуемый для охлаждения расход воздуха:

,

где , где коэффициент  при  мм и 2p>4;

Тогда требуемый для охлаждения расход воздуха:

73) Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором:

Выполняется условие .

Нагрев частей двигателя находится в допустимых пределах. Вентилятор обеспечивает необходимый расход воздуха

Вывод: спроектированный двигатель отвечает поставленным в техническом задании требованиям.

 

Заключение

 

В результате выполнения курсового проекта был спроектирован четырехполюсный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором с полезной мощностью 45кВт на напряжение сети 380В

В частности, был произведен расчет главных размеров, параметров статора, ротора, магнитной цепи, рабочего режима, расчёт потерь, рабочих и пусковых характеристик, расчёт тепловых потерь.

По техническим данным спроектированный двигатель удовлетворяет требованиям ГОСТ и технического задания.

 

Список использованных источников

 

1. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором: методические указания к выполнению курсового проекта / сост. М.И. Кузнецов, А.М. Костыгов. ‒ Пермь: Изд-во «ПНИПУ», 2011. – 86 с.

2. Копылов, И.П. Проектирование электрических машин [Текст]: Учеб. пособие для вузов / И.П.Копылов, Б.К.Клоков, В.П Морозкин, Б.Ф. Токарев; Под ред. И.П.Копылова. – 3-е изд., испр. и доп. – М.:Высш. шк., 2002. – 757с.

3. И. П. Копылов. Электрические машины: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 360 с.

 

 

 

 

---

Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 62; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!