Асинхронный короткозамкнутый двигатель с номинальной мощностью Pн и номинальной частотой вращения nн подключен к сети с линейным напряжением 380 В и частотой 50 Гц. В режиме холостого хода двигатель потребляет ток I0 при коэффициенте мощности cosφ0. КПД двигателя в номинальном режиме ρн, перегрузочная способность
– λ = Мmax / Mн. При пуске ток двигателя равен Iпуск= кI Iн, пусковой момент – Мпуск= β Мн. Исходные данные приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2
Вариант Pн, nн, ηн , I0 , cos φ0 kI λ β
кВт об/мин % A
10 90 2960 92 81,6 0,475 7,5 2,5 1,2
Определить активную P0 , реактивную Q0 мощности,
Потребляемые двигателем в режиме холостого хода, и активную мощность P1н, потребляемую из сети при номинальной нагрузке на валу.
Считая реактивную мощность не зависящей от нагрузки, рассчитать полную мощность Sн,,
Ток Iн
Коэффициент мощности cosφн двигателя в номинальном режиме.
Определить номинальный Мн,, максимальный Мmax , пусковой Мпуск моменты двигателя и его пусковой ток Iпуск.
Рассчитать частоту вращения магнитного поля двигателя n0, его номинальное sн и критическое sкр скольжения, критическую частоту вращения nкр.
По результатам расчетов по четырем точкам (холостой ход, номинальный, критический и пусковой режимы) построить естественную характеристику.
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Расчет обмотки статора
Обмотка статора: однослойная.
По рисунку 6.1 (3) [1] определяем максимально и минимально возможные размеры и зубцового деления статора.
Возможный диапазон изменения числа пазов статора:
Принимаем число пазов сердечника статора .
Пазовое деление статора:
Предварительное число эффективных проводников в пазу для минимального числа параллельных ветвей фазы :
где - номинальный фазный ток обмотки статора:
- число фаз обмотки статора;
- номинальное фазное напряжение обмотки статора, В.
Число эффективных проводников в пазу:
где - число параллельных ветвей для выбранного типа обмотки.
Принимаем .
Число последовательно соединенных витков фазы статора:
Линейная нагрузка:
Обмоточный коэффициент обмотки статора для первой гармонической магнитного поля в зазоре машины:
где =1- коэффициент укорочения для однослойной обмотки.
Для однослойных обмоток со сплошной фазной зоной условно принимают:
- полюсное деление в пазовых делениях:
- расчетный шаг обмотки в пазовых делениях:
Коэффициент распределения для обмоток с целым числом пазов на полюс и фазу:
- число пазов на полюс и фазу:
Магнитный поток полюсного деления:
Амплитуда индукции в зазоре машины:
Полное сечение эффективного проводника:
где –предварительно допустимая плотность тока:
– определяем по графику допустимых значений рисунок 6.3 [1], .
Действительное сечение эффективного проводника обмотки статора:
где - число элементарных проводников;
– сечение элементарного проводника, определяем по таблице 4.5 [1], .
Реальная плотность тока в обмотке:
2.2 Расчет зубцовой зоны статора
Всыпную обмотку из провода круглого сечения укладываем в полузакрытые пазы трапецеидальной формы
. Угол наклона клиновой части паза . По таблице 6.3 [1] определяем допустимую индукцию в ярме и зубцах статора .
Высота ярма:
где - коэффициент заполнения сердечника сталью определяем по таблице 6.2 [1], марка стали 2212.
Ширина зуба:
Глубина паза у дна:
Ширина паза у дна:
Высота шлица .
Ширина шлица:
где - диаметр изолированного провода определяем по таблице 4.5 [1].
Принимаем по таблице 6.4 [1], мм.
Размер пазов с трапециевидной верхней частью:
Размеры паза “в свету”:
где - припуски на сборку сердечника по ширине и глубине паза таблица 6.5 [1], мм.
Нижняя трапецеидальная часть паза занятая обмоткой:
где - высота свободной от обмотки верхней части паза:
Площадь поперечного сечения паза, занятая обмоткой вместе с изоляцией:
Площадь корпусной изоляции:
где – односторонняя толщина корпусной изоляции, мм, определяем по таблице 4.6 [1].
Для однослойных обмоток .
Площадь поперечного сечения паза, занимаемая проводом:
Коэффициент заполнения паза изолированным проводом:
Максимально возможный внешний диаметр сердечника статора:
где h=112 – высота оси вращения, мм;
– минимально допустимое расстояние от нижней точки наружной поверхности сердечника статора до опорной плоскости лап:
– толщина стенки станины:
– минимально допустимое расстояние от нижней точки литой станины до опорной плоскости лап:
По таблице 5.1 [1] принимаем внешний диаметр сердечника статора .
Внутренний диаметр сердечника статора:
где – принимаем по таблице 5.2 [1].
Полюсное деление:
где 2p=6 – число полюсов машины.
Расчетная мощность машины:
где – номинальная мощность двигателя, кВт;
– коэффициент полезного действия, о.е.;
– коэффициент мощности, о.е.;
– коэффициент, равный отношению ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, определяем по рисунку 5.2 [1].
По рисунку 5.4 (а) [1] определяем индукцию в зазоре и линейную нагрузку статора .
Синхронная скорость вращения двигателя:
где – частота изменения напряжения сети, Гц;
p – число пар полюсов машины.
Расчетная длина магнитопровода:
где – коэффициент формы поля;
– обмоточный коэффициент при шаге обмотки
в машинах с любым числом полюсов.
Отношение находится в пределах заштрихованной области допустимых значений , рисунок 5.5 (а) [1], значит, главные размеры выбраны правильно.
Длина сердечника статора и длина стали статора совпадают с расчетной:
Длину сердечника ротора в машинах с принимают равной , а длину стали ротора – равной :
По рисунку 5.6 [1] определяем воздушный зазор асинхронного двигателя .
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
