Курсовая работа (т): Электродвигатель трехфазный асинхронный с короткозамкнутым ротором

Принимаем высоту шлица паза статора h_ш=1 мм, ширину шлица паза статора: b_ш=4,4 мм;

Высота паза статора

                                               (26)

Ширина паза статора в нижнем основании

                 (27)

Ширина паза статора в верхнем основании

      (28)

Расстояние между основаниями паза статора

           (29)

Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку:

             (30)

           (31)

Площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу:

,                 (32)

где b_из = 0,5 мм - односторонняя толщина пазовой изоляции;

    (33)

Площадь поперечного сечения прокладки:

м, т.к. обмотка двухслойная.

Площадь поперечного сечения для размещения проводников:

 (34)

Коэффициент заполнения паза:     

                   (35)

Полученное значение k_з находится в указанных пределах.

Эскиз паза статора представлен на рисунке 3.

Рис.3 Паз статора

Рис.4 - Паз статора с заполнением

Таблица 1 - Изоляция пазов статора

Расчет ротора

Воздушный зазор δ и число пазов ротора Z₂ принимаем:

         Z₂ = 34.                                                               (36)

Внешний диаметр ротора:

               (37)

Длина ротора:

             (38)

Зубцовое деление ротора:

                  (39)

Внутренний диаметр сердечника ротора

       (40)

где k_в = 0,23 - коэффициент, характеризующий отношение наружного диаметра сердечника статора к внутреннему диаметру сердечника ротора.

Коэффициент приведения токов статора и ротора:

                       (41)

Ток в стержне ротора:

(42)

где k_i=0,85 - коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания и сопротивления обмоток на отношение I₁/I₂.

Площадь поперечного сечения стержня:

;    (43)

где J₂ = 3,5×10⁶ А/м² - плотность тока в стержне литой клетки.

Паз ротора - грушевидный закрытый; ширина шлица паза ротора b_ш=1,5 мм, высота шлица паза ротора h_ш=0,7 мм, h`_ш=0,3 мм.

Ширина зубца ротора:

             (44)

где B_Z2 = 1.8 Тл - предварительное значение индукции в зубцах ротора.

Диаметр большей окружности паза ротора:

(45)

Диаметр меньшей окружности паза ротора:

                (46)

Расстояние между центрами окружностей паза ротора:

                  (47)

Высота паза ротора:

  (48)

Уточняем значение площади поперечного сечения стержня:

     (49)

Уточняем плотность тока в стержне:

    (50)

Ток в замыкающем кольце

(51)

;          (52)

Площадь поперечного сечения короткозамыкающего кольца:

      (53)

где J_кл - плотность тока в замыкающих кольцах:

       (54)

Высота замыкающего кольца:

    (55)

Толщина замыкающего кольца:

            (56)

Средний диаметр замыкающих колец:

        (57)

Паз ротора представлен на рисунке 5.

Рис.5 - Паз ротора

Расчет намагничивающего тока

Уточняем индукцию в зубцах статора:

       (58)

Уточняем индукцию в зубцах ротора:

       (59)

Уточняем индукцию в ярме статора:

       (60)

Расчетная высота ярма ротора при отсутствии аксиальных каналов:

         (61)

Уточняем индукцию в ярме ротора:

  (62)

Магнитное напряжение воздушного зазора:

(63)

где k_d - результирующий коэффициент воздушного зазора машины:

 (64)

где g - коэффициент воздушного зазора:

           (65)

Расчетная высота зубца статора:

h_z1 = h_п1 = 0.0292 м;                                                                        (66)

Расчетная высота зубца ротора:

h_z21 = h_п2 - 0.1b₂ = 0.0215-0.1^.7,5^.10^-3 = 0,021 м;                                       (67)

Напряженность магнитного поля в зубцах статора (сталь марки 2013) H_z1=1150 А/м, для B_z1=1.712 Тл.

Магнитное напряжение зубцовой зоны статора:

        (68)

Напряженность магнитного поля в зубцах ротора (сталь марки 2013) H_z2=1520 А/м, для B_z2=1.789 Тл;

Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора:

          (69)

Коэффициент насыщения зубцовой зоны машины:

(70)

Длина средней магнитной линии ярма статора:

  (71)

Магнитные напряжения ярма статора:

     (72)

где для стали 2013 Н_а = 400 А/м при B_а = 1,399 Тл;

Длина средней магнитной линии ярма ротора:

(73)

где:

Магнитные напряжения ярма ротора:

(74)

электродвигатель трехфазный асинхронный короткозамкнутый ротор

где для стали 2013 Н_j = 152 А/м при B_j = 0.9 Тл;

Магнитное напряжение на пару полюсов:

    (75)

Коэффициент насыщения магнитной цепи:

              (76)

Намагничивающий ток:

        (77)

Относительное значение намагничивающего тока

     (78)

Параметры рабочего режима

Средняя ширина катушки всыпной обмотки статора

   (79)

Длина вылета лобовой части обмотки статора

      (80)

где К_выл = 0,4 - коэффициент, В = 0,01 - длина вылета прямолинейной части катушки из паза от торца сердечника до начала отгиба лобовой части, м

Длина лобовой части:

      (81)

где К_л = 1,3 - коэффициент, зависящий от числа полюсов и наличия изоляции в лобовых частях;

Длина пазовой части обмотки статора:

l_п = l₁ = 0,162 м;                                                                              (82)

Средняя длина витка обмотки статора:

      (83)

Общая длина проводников фазы обмотки статора:

      (84)

Активное сопротивление фазы обмотки статора:

  (85)

где r₁₁₅ = 10^-6/41 Ом×м удельное сопротивление меди для обмотки статора при расчетной температуре 115 ^оС (класс нагревостойкости изоляции F);

Относительное значение активного сопротивления обмотки статора:

       (86)

Активное сопротивление стержня короткозамкнутой обмотки ротора:

       (87)

где r₁₁₅ = 10^-6/20.5 Ом×м удельное сопротивление алюминиевого стержня короткозамкнутого ротора;

Активное сопротивление короткозамыкающего кольца:

   (88) 

где r₁₁₅ = 10^-6/20.5 Ом×м удельное сопротивление алюминиевого стержня короткозамкнутого ротора;

Активное сопротивление фазы обмотки ротора

  (89)

Приводим r₂ к числу витков обмотки статора:

        (90)

Относительное значение приведенного активного сопротивления фазы обмотки ротора:

       (91)

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора:

   (92)

где h₃ = 0,0262м;

b = м;

м;

Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния обмотки статора:

  (93)

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора:

        (94)

x - коэффициент дифференциального рассеяния обмотки статора:

            (95)

где k¢_ск = 1,3- коэффициент, зависящий от t₂/t₁ = 1,373.

Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора:

 (96) 

Относительное значение индуктивного сопротивления рассеяния обмотки статора:

       (97)

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора:

     (98)

h_ш = 0.7 мм, b = 9,7 мм, b_ш = 1,5 мм;

    (99)

Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния обмотки ротора:

    (100)

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки ротора:

      (101)

x - коэффициент дифференциального рассеяния обмотки ротора:

(102)

Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора:

       (103)

Индуктивное сопротивление обмотки ротора, приведенное к числу витков обмотки статора: