РАСЧЁТ ПУСКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
54. Рассчитываем точки характеристик, соответствующих скольжениям S=1; 0,8; 0,5; 0,2; 0,1.
Подробный расчёт приведён для S=1. Данные расчёта других точек сведены в таблицу 2.
Параметры с учётом вытеснения тока ([1], стр. 215) для 
:
,
где 
- приведённая высота стержня,
- высота стержня в пазу,
Для 
рассчитываем значение коэффициента 
([1], стр. 216 рис. 6-46), а значение коэффициента 
определяем по графику ([1], стр. 217 рис. 6-47):
Глубина проникновения тока ([1], стр. 216):
Площадь сечения ([1], стр. 217):
,
где 
- средняя ширина в сечении ([1], стр. 217):
Коэффициент 
([1], стр. 216):
Коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора под влиянием эффекта вытеснения тока ([1], стр. 217):
Приведённое активное сопротивление ротора с учётом действия эффекта вытеснения тока ([1], стр. 218):
Приведённое индуктивное сопротивление ротора с учётом действия эффекта вытеснения тока ([1], стр. 218):
,
где 
- коэффициент, характеризующий изменение индуктивного сопротивления обмотки ротора от действия вытеснения тока ([1], стр. 218):
,
где 
- коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния с учётом эффекта вытеснения тока при 
([1], стр. 218),
Ток ротора приближённо без учёта влияния насыщения ([1], стр. 222):
55. Учёт влияния насыщения на параметры.
Для 
принимаем ориентировочно коэффициент насыщения 
и 
([1], стр. 219).
,
где 
- ток, рассчитанный для данного режима без учёта насыщения,
|
|
|
- ток в этом же режиме работы при насыщении участков зубцов полями рассеяния ([1], стр. 218),
Определяем среднюю МДС обмотки, отнесённую к одному пазу обмотки статора ([1], стр. 219):
По средней МДС рассчитываем фиктивную индукцию потока рассеяния в воздушном зазоре ([1], стр. 219):
,
где 
- коэффициент ([1], стр. 219):
По полученному значению 
определяют отношение потока рассеяния при насыщении к потоку рассеяния ненасыщенной машины, характеризуемое коэффициентом 
([1], стр. 219, рис. 6-50); 
.
Рассчитываем значение дополнительного раскрытия пазов статора ([1], стр. 219):
Вызванное насыщением от полей рассеяния уменьшение коэффициента проводимости рассеяния полузакрытого паза статора ([1], стр. 220) по рис. 9:
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния при насыщении для статора ([1], стр. 220):
|
Индуктивное сопротивление обмотки статора с учётом насыщения от полей рассеяния определяют по отношению сумм коэффициентов проводимости, рассчитанных без учёта и с учётом насыщения от полей рассеяния ([1], стр. 220):
|
|
|
Уменьшение коэффициента проводимости для полузакрытых пазов ротора ([1], стр. 220) по рис. 10:
|
,
где 
- дополнительное раскрытие пазов для короткозамкнутого ротора ([1], стр. 220),
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния при насыщении для ротора ([1], стр. 220):
Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния при насыщении участков зубцов ротора ([1], стр. 220):
Приведённое индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учётом влияния вытеснения тока и насыщения ([1], стр. 220):
Сопротивление взаимной индукции обмоток в пусковом режиме ([1], стр. 222):
Не внося большой погрешности, в расчётных формулах пусковых режимов пренебрегают сопротивлением 
. При этом допущении коэффициент ([1], стр. 222):
Определим коэффициенты 
и 
, необходимые для расчёта пусковых характеристик ([1], стр. 222):
Ток в обмотке ротора ([1], стр. 222):
Ток в обмотке статора ([1], стр. 222):
Полученное значение составляет 87% принятого при расчёте влияния насыщения на параметры, что допустимо. 
Относительные значения пусковых тока и момента:
Рекомендуемое наименьшее допустимое относительное значение пускового момента для проектируемого двигателя 
, двигатели малой мощности с высотой вращения меньше 80мм и 2p=2 выполняются с уменьшенной кратностью пускового тока 
([1], стр. 221, табл. 6-27). Рассчитанные относительные значения пусковых тока и момента не выходят за допустимые пределы.
|
|
|
Проведём расчёт пусковых характеристик ([1], стр. 222, табл. 6-28), задаваясь значениями скольжений в диапазоне 
|
| № п/п | Расчётная формула | Еди-ница | Скольжение | |||||
| 1 | 0,8 | 0,5 | 0,2 | 0,1 | 
| |||
| 1 |
| - | 0,89054 | 0,569946 | 0,222635 | 0,035622 | 0,008905 | 0,080149 |
| 2 | 
| - | 0,055906 | 0,00938 | 0,000218 | 1,43E-07 | 5,59E-10 | 3,67E-06 |
| 3 | 
| - | 0,97 | 0,975 | 0,98 | 0,99 | 0,995 | 0,97 |
| 4 | 
| - | 0,927747 | 0,887327 | 0,879363 | 0,879173 | 0,879173 | 0,879176 |
| 5 | 
| - | 0,943817 | 0,912387 | 0,906194 | 0,906047 | 0,906047 | 0,906049 |
| 6 | 
| Ом | 5,946048 | 5,748036 | 5,709023 | 5,708094 | 5,708093 | 5,946048 |
| 7 |
| - | 0,992303 | 0,993235 | 0,994167 | 0,99603 | 0,996961 | 0,992303 |
| 8 |
| Ом | 11,66949 | 11,68044 | 11,6914 | 11,71331 | 11,72426 | 11,66949 |
| 9 | 
| Ом | 10,7711 | 10,79301 | 10,81492 | 10,85875 | 10,88066 | 10,7711 |
| 10 | 
| Ом | 9,913 | 9,956 | 10,567 | 10,8894 | 11,0213 | 11,41434 |
| 11 | 
| - | 1,017682 | 1,017758 | 1,018848 | 1,019423 | 1,019658 | 1,020359 |
| 12 | 
| - | 19,03118 | 20,29264 | 24,61325 | 42,07481 | 71,18305 | 32,39441 |
| 13 | 
| - | 20,87455 | 20,94068 | 21,58577 | 21,95906 | 22,11585 | 22,40474 |
| 14 | 
| А | 7,788243 | 7,544592 | 6,720079 | 4,635443 | 2,951455 | 5,585538 |
| 15 | 
| А | 7,942122 | 7,694514 | 6,85583 | 4,737531 | 3,031098 | 5,701628 |
| 16 | 
| - | 4,512569 | 4,371883 | 3,895358 | 2,691779 | 1,722215 | 3,239561 |
| 17 | 
| - | 1,230827 | 1,395696 | 1,759666 | 2,092827 | 1,696888 | 2,025773 |
|
|
|
Строим пусковые характеристики:
|
Критическое скольжение определяем после расчёта всех точек пусковых характеристик по средним значениям сопротивлений 
и 
, соответствующим скольжениям 
([1], стр. 222):
Рассчитываем точку характеристики, соответствующую 
и заносим результаты в последнюю колонку таблицы 2; 
Кратности пускового и максимального моментов и пускового тока спроектированного двигателя удовлетворяют требованиям ГОСТ.
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ
56. Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя ([1], стр. 237):
,
где 
- коэффициент теплоотдачи с поверхности ([1], стр. 235, рис. 6-59,а); 
- коэффициент, учитывающий, что часть потерь в сердечнике статора и в пазовой части обмотки передаётся через станину непосредственно в окружающую среду ([1], стр. 237, табл. 6-30); 
- электрические потери в пазовой части обмотки статора ([1], стр. 235);
,
где 
- коэффициент увеличения потерь ([1], стр. 235); для класса нагревостойкости F 
,
Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора ([1], стр. 237):
,
где 
- расчётный периметр поперечного сечения паза статора ([1], стр. 237);
- односторонняя толщина изоляции в пазу ([1], стр. 61, табл. 3-8); 
- средняя эквивалентная теплопроводность пазовой изоляции ([1], стр. 237); для класса нагревостойкости изоляции F 
;
- среднее значение коэффициента теплопроводности внутренней изоляции катушки всыпной обмотки из эмалированных проводников с учётом неплотности прилегания проводников друг к другу ([1], стр. 237, рис. 6-62); для 
находим 
;
Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей ([1], 237):
,
где 
- периметр условной поверхности охлаждения лобовой части одной катушки ([1], стр. 237); 
;
- односторонняя толщина изоляции лобовой части; при отсутствии изоляции в лобовых частях 
;
- электрические потери в лобовой части обмотки статора ([1], стр. 235);
Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри машины ([1], стр. 238):
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины ([1], стр. 238):
Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды ([1], стр. 238); расчёт ведётся из предположения, что температура корпуса равна температуре воздуха внутри машины:
,
где 
- сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя;
- коэффициент подогрева воздуха, учитывающий теплоотдающую способность поверхности корпуса и интенсивность перемешивания воздуха внутри машины ([1], стр. 235, рис. 6-59, а); 
;
- эквивалентная поверхность охлаждения корпуса ([1], стр. 238);
,
где 
- сумма потерь с учётом коэффициента увеличения потерь ([1], стр. 238);
,
где 
- условный периметр поперечного сечения рёбер станины ([1], стр. 239, рис. 6-63); 
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды ([1], стр. 238):
57. Расчет вентиляции.
Требуемый для охлаждения расход воздуха ([1], стр. 240):
,
где 
- коэффициент, учитывающий изменение условий охлаждения по длине поверхности корпуса, обдуваемого наружным вентилятором ([1], стр. 240);
,
где 
- коэффициент ([1], стр. 240); 
Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором ([1], стр. 240):
Т.к. 
, то наружный вентилятор обеспечивает требуемый обдув.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Спроектированный двигатель отвечает поставленным в задании требованиям.
В подведение итогов следует обратить внимание на некоторые допущения, принятые при расчётах:
- Значение 
получилось достаточно большим, несмотря на правильно выбранные размеры и насыщение магнитопровода, находящееся в допустимых пределах. Это объясняется относительно большим значением магнитного напряжения воздушного зазора, характерным для двигателей малой мощности.
Остальные параметры, которые требуется сверять с заданными стандартными диапазонами значений, в процессе расчёта получились правильно.
Из графика пусковой характеристики видно, что проектируемый двигатель пускается практически с максимальным пусковым моментом, что весьма положительно для машины. Хотя для машин такой малой мощности такая большая кратность пускового момента не обязательна.
Тепловой и вентиляционный расчёт показал, что в номинальном режиме двигатель работает без перегрева.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Копылов И.П., Горяинов Ф.А., Клоков Б.К. Проектирование электрических машин: Учебное пособие для вузов /Под ред. И.П. Копылова– М.: Энергия, 1980. – 496 с.
2. Копылов И.П. Электрические машины: Учебник для вузов /И.П. Копылов. – 3-е изд., испр. – М.: Высшая школа, 2002. – 607 с.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 187; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!