Курсовая работа (т): Расчет асинхронного двигателя

Данное значение коэффициента считается приемлемым.

) Определяем магнитные напряжения ярм статора и ротора. Предварительно Ва=1,6 Тл Hа=750 А/м; при Bj=0,92 Тл Hj=158 А/м.

Предварительно определяем длины средних магнитных линий статора La и ротора Lj:

 м;

;

где hj-высота спинки ротора вычислена:

Тогда магнитные напряжения:

 А;

;

) Определим магнитное напряжение на пару полюсов:

;

Все значения нам известны, тогда:

41) Определим коэффициент насыщения магнитной цепи:

;

) Определим намагничивающий ток:

;

Относительное значение намагничивающего тока:

;

5. Расчет параметров рабочего режима

) Активное сопротивление фазы обмотки статора r1:

,

где  - общая длинна эффективных проводников фазы обмотки;

 - площадь поперечного сечения эффективного проводника;

 - число параллельных ветвей обмотки;

 - удельное сопротивление материала обмотки при расчетной температуре; для медиОм·м.

 - коэффициент увеличения активного сопротивления фазы обмотки от действия эффекта вытеснения тока. В проводниках обмотки статора асинхронных машин эффект вытеснения тока проявляется незначительно из-за малых размеров элементарных проводников. Поэтому в расчетах нормальных машин, как правило, принимают .

Средняя ширина катушки bкт обмотки статора:

;

Длина лобовой части lл:

мм;

Вылет лобовых частей обмотки lвыл:

;

где Квыл=0,4 - коэффициент, значение которого выбирается из таблицы при условии, что лобовые части не изолированы.

В=0,01 м - вылет прямолинейной части катушек из паза.

Средняя длина витка обмотки lср:

, где

Общая длина эффективных проводников фазы обмотки:

;

Значение сопротивления обмотки статора в относительных единицах

44) Сопротивление стержня:

где  - удельное сопротивление литой алюминиевой обмотки при расчетной температуре.

Активное сопротивление короткозамыкающих колец по формуле:

Активное сопротивление фазы обмотки ротора r2 определяется для короткозамкнутых роторов по формуле:

Активное сопротивление фазы короткозамкнутой обмотки ротора, приведенное к обмотке статора по формуле:

Приведенное активное сопротивление фазы короткозамкнутого ротора в относительных единицах  по формуле

) Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния lП:

h2=hп.к-2bиз=9,3-2∙0,4=8,5 мм; b1=4,23 мм; hк=0,5(4,23-3,5)=0,365 мм; kβ=1; k`β=1.

Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния lЛ определяется по формуле:

,

где  - относительное укорочение шага обмотки:

;

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния lД1 определяется по формуле:

;

βск=0; Кск =1,5; Кβ=1.

) Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора x1 определяется по формуле:

;

4

Значение индуктивного сопротивления обмотки статора в относительных единицах определяется по формуле

4

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния

h0=14,7+0,4∙2,32=15,6; b1=4,23; qc=60; bш=3,5; hш=0,5

Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния lЛ2:

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния:

Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора:

Приведенное к обмотке статора индуктивное сопротивление рассеяния фазы ротора:

Приведенное индуктивное сопротивление фазы короткозамкнутого ротора в относительных единицах:

. Расчет потерь

В асинхронных машинах имеют место потери в стали, электрические потери, вентиляционные, механические и добавочные потери при нагрузке. Основные потери в стали в АД рассчитывают только в сердечнике статора, так как частота перемагничивания ротора в режимах близких к номинальному, очень мала и потери в стали ротора при больших индукциях незначительны.

) Определяем основные потери в стали:

;

где р1,0/50-удельные потери, р1,0/50=2,5 Вт/кг; β=1,5;

kДА, kДZ -коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участков магнитопровода и технологических факторов. Для машин мощностью меньше 250 кВт принимается: kДА=1,6; kДZ=1,8.

ma, mZ1-масса стали ярма и зубцов статора, кг:

;

где ha=0,5(Da-D)-hz1=0,5(0,191-0,13)-0,0115=0,019 м;

γс-удельная масса стали, в расчетах принимаем γс=7,8·103 кг/м3.

Определяем массу:

 кг.

кг.

Итак, основные потери в стали:

Вт.

) Определяем поверхностные потери в роторе:

;

где pпов2-удельные поверхностные потери, которые расчитываются:

;

где k02-коэффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головок зубцов ротора на удельные потери, k02=1,5;

B02-амплитуда пульсации индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов ротора, Тл:

;

для определения  вычисляем , по рис. 6-41 [1].

Тогда:

.

Определим удельные поверхностные потери: Вт/м2.

Определяем поверхностные потери в роторе: Вт.

) Пульсационные потери в зубцах ротора:

;

где Bпул2-амплитуда пульсации индукции в среднем сечении зубцов:

mZ2-масса зубцоа стали:

mz2=z2∙hz2∙bz2cp∙lст∙kст∙γc=34∙14,3∙10-3∙7,3∙10-3∙0,1∙0,97∙7800=2,7 кг

Пульсационные потери в зубцах ротора:

т

) Определяем сумму добавочных потерь:

51) Определяем полные потери в стали:

Рст = Рст.осн+ Рст.доб= 107,5+36,2= 143,7 Вт

) Определяем механические потери:

;

 Вт.

где Кт=1,3(1-Da)=1,0517 для машин с 2р=4;

) Холостой ход двигателя:

;

где Ixxa-активная составляющая тока холостого хода:

где Рэ1хх-электрические потери в статоре при холостом ходе:

 Вт.

Определяем коэффициент мощности при холостом ходе:

7.      Расчет рабочих характеристик

) Параметры:

 Ом;

;

Рассчитаем коэффициент γ:

Так как условие не выполняется, то необходим точный расчёт с выделением активной и реактивной составляющих:

Активная составляющая тока синхронного холостого хода:

;

;

;

Принимаем =  =0,03 и рассчитываем рабочие характеристики задаваясь s=0,01;0,015 ; 0,02; 0,025; 0,03; 0,035; 0,04.

Результаты расчета приведены в таблице ниже.

Данные расчета рабочих характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

P2Н = 5,5 кВт; U1Н = 220/380 B; 2p=4; PСТ + PМЕХ =175,2 Вт;

I0A = 0,27 A; I0P » Im = 3,59 A; r1 = 1,77 Ом; r’2 = 0,67 Ом; с1 = 1,03Ом;

a’ = 1,06 Ом; a = 1,96 Ом; b’ =-0,057; b = 4,51 Ом.

Таблица 1. Рабочие характеристики асинхронного двигателя