Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ:  Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия ЭкологияТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву 
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора.Стр 1 из 5Следующая ⇒
Введение. Расчетная часть курсового проекта оформляется в виде расчетно-пояснительной записки согласно требованиям ЕСКД. Графическая часть проекта содержит схему обмотки статора, рабочие и пусковые характеристики и сборочный чертеж двигателя в двух проекциях с разрезами на листе формата А1.
2. Техническое задание. Спроектировать трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором со следующими номинальными параметрами:
Конструктивное исполнение IM1001; исполнение по способу защиты от воздействия окружающей среды IP44; категория климатического исполнения У3. Выбор главных размеров. 2.1.1.Число пар полюсов:
где: f1 –частота сети, Гц; n1 – частота вращения, об/мин.
2.1.2.Высоту оси вращения hпр предварительно определяют по табл.1, 2, 3 для заданных номинальной мощности Р2 и числа пар полюсов 2р в зависимости от исполнения двигателя. Из ряда высот осей вращения (таблица 4) принимаем ближайшее к предварительно найденному (по табл. 1,2,3) стандартное значение hст. Следует иметь в виду, что ГОСТ 13267-73 определяет стандартные высоты осей вращения независимо от назначения и конструктивного исполнения асинхронных двигателей, поэтому высота оси вращения любого проектируемого двигателя должна быть равна одному из этих значений. Наружный диаметр статора Da, берут из таблицы 4 в зависимости от выбранной оси вращения. Приведенные в таблице наружные диаметры статоров для каждой из высот нормализованы и соответствуют данным серии асинхронных машин 4А.
2.1.3.Внутренний диаметр статора D. В общем случае может быть определен по наружному диаметру. Принимая, что размеры пазов не зависят от числа пазов машины получаем:
где: kD – коэффициент, характеризующий отношение внутреннего и наружного диаметров сердечника статора (по табл. 5).
2.1.4.Полюсное деление τ:
2.1.5.Расчетная мощность Р':
где kE - отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, которое предварительно принимается, по табл. 6, 7, 8; Р2 - мощность на валу двигателя, Вт.
2.1.6.Электромагнитные нагрузки А – линейная нагрузка, А/м, Вδ – индукция в воздушном зазоре, Тл. Предварительный выбор электромагнитных нагрузок А и Вδ должен быть проведен особо тщательно, так как они определяют не только расчетную длину сердечника, но и в значительной степени характеристики машины. Рекомендации по выбору А и Вδ, представлены в табл. 9, 10, 11: А – линейная нагрузка, А/м; Вδ – индукция в воздушном зазоре, Тл;
2.1.7. Обмоточный коэффициент kоб1. Предварительное значение выбирают в зависимости от типа обмотки статора (табл. 12):
2.1.8.Синхронная угловая скорость вала двигателя Ω рассчитывается, по формуле:
где n1 - синхронная частота вращения;
2.1.9.Расчетная длина воздушного зазора:
где kВ=1,11 - коэффициент формы поля, учитывает уплощение кривой индукции в воздушном зазоре (рис. 1).
2.1.10. Отношение длины воздушного зазора к полюсному делению λ:
Данное отношение должно находится в пределах, показанных в табл.13 для принятого исполнения машины. Если λ оказывается слишком большим, то следует повторить расчет для ближайшей из стандартного ряда большей высоты оси вращения h. Если λ слишком мало, то расчет повторяют для следующей в стандартном ряду меньшей высоты h. Для расчета магнитной цепи помимо lδ необходимо определить полученную конструктивную длину и длину стали сердечников статора (l1 и lст1) и ротора (l2 и lст2). В асинхронных машинах, длина сердечников которых не превышает 0,25 – 0,3 м: l1=lδ, lст1=lδ и lст2=lδ.
На этом выбор главных размеров заканчивается. В результате проделанных вычислений получены значения высоты оси вращения h, внутреннего диаметра статора D, наружного диаметра статора Dа, расчетной длины воздушного зазора lδ и полюсного деления τ.
2.2.Определение числа пазов статора Z1, числа витков в фазе обмотки статора ω1 и сечения провода обмотки статора.
При определении Z1, ω1 необходимо учитывать, что число витков фазы обмотки статора должно быть таким, чтобы линейная нагрузка и индукция в воздушном зазоре как можно более близко совпадали с их значениями, принятыми предварительно при выборе главных размеров, а число пазов статора обеспечивало достаточно равномерное распределение катушек обмотки. Чтобы выполнить эти условия, вначале выбирают предварительно зубцовое деление t1 в зависимости от типа обмотки, номинального напряжения и полюсного деления машины. В процессе расчета целесообразно не ограничиваться выбором какого-то одного конкретного зубцового деления, а рассмотреть диапазон возможных значений t1 в пределах указанных значений зубцовых делений, предварительно выбираем (по табл. 14).
2.2.1. Диапазон возможных значений зубцового деления статора принимаем по табл. 14:
2.2.2. Предварительные числа пазов статора, соответствующие выбранному диапазону t1:
Полученные значения необходимо округлить до целых.
2.2.3. Окончательное число пазов статора Z1. Выбираем Z1 в полученных пределах (п. 2.2.2) с учетом условий, налагаемых требованиями симметрии обмотки (табл. 15). Число пазов статора в любой обмотки асинхронных машин должно быть кратно числу фаз, тогда, значения числа пазов на полюс и фазу q (в большинстве асинхронных машин должно быть целым):
2.2.4.Окончательное значение зубцового деления статора t1. Зубцовое деление не должно выходить за указанные выше пределы более чем на 10% и в любом случае для двигателей с h≥56 мм не должно быть менее 6 - 7 мм:
2.2.5. Номинальный ток обмотки статора:
где η и cosφ соответствуют заданию на проект.
2.2.6. Предварительное число эффективных проводников в пазу uп. При определении числа эффективных проводников в пазу uп руководствуются тем, что uп должно быть целым. Поэтому полученные в расчете числа uп приходится округлять до ближайшего целого числа. Чтобы это округление не было слишком грубым, вначале определяют предварительное число эффективных проводников в пазу u´п, при условии, что параллельные ветви в обмотке отсутствуют (а=1):
где А - принятое ранее значение линейной нагрузки;
2.2.7. Число эффективных проводников в пазу uп. Полученное значение u´п не округляют до целого, а находят такое число параллельных ветвей обмотки а, при котором число эффективных проводников в пазу либо будет полностью удовлетворять отмеченным условиям, либо потребует лишь незначительного изменения. Принимаем число параллельных ветвей а=2, тогда: uп=a·u´п Число а при этом может быть взято только из ряда возможных чисел параллельных ветвей для обмотки данного типа и заданного числа полюсов (табл.21). Полученное число uп округляем до ближайшего целого числа.
Принятое на данном этапе расчета число параллельных ветвей а в дальнейшем, при выборе размеров и числа элементарных проводников, может быть изменено. В этом случае пропорционально меняется также и uп.
2.2.8. Окончательные значения витков в фазе обмотки ω1:
Окончательные значения линейной нагрузки А:
Полученное значение нужно сопоставить с рекомендуемым (см. табл. 18,19,20). Схему обмотки статора выбирают в зависимости от мощности машины, ориентируясь на конструкцию и предполагаемую технологию укладки обмотки в пазы. Обмоточный коэффициент kоб1 рассчитывается в зависимости от принятого укорочения шага обмотки β и числа q. 2.2.9. Предварительное значение обмоточного коэффициента kоб1. Для однослойных обмоток kоб1=0,95-0,96, для двухслойных и одно-двухслойных обмоток при 2р=2 kоб1=0,90-0,91 и при большей полюсности kоб1=0,91- 0,92. 2.2.10. Магнитный поток Ф:
2.2.11. Индукция в воздушном зазоре Вδ:
Если полученное значение Вδ выходит за пределы рекомендуемой области (см. табл. 18,19,20) более чем на 5%, следует принять другое значение числа uп и повторить расчет. Если линейная нагрузка и индукция в воздушном зазоре при принятом числе пазов и эффективных проводников в пазу находятся в рекомендуемых пределах, переходим к расчету сечения эффективного проводника и обмоточного провода.
2.2.12. Сечение эффективных проводников qэф. Для нахождения сечения эффективных проводников необходимо определить плотность тока J1. С точки зрения повышения использования активных материалов плотность тока J1 должна быть выбрана как можно большей, но при этом возрастают потери в меди обмотки. Увеличение потерь сказывается, во-первых, на повышение температуры обмотки и, во-вторых, на КПД двигателя. Но влияние плотности тока на нагрев обмотки более существенно, чем на КПД. Нагрев пазовой части обмотки зависит от произведения линейной нагрузки на плотность тока (AJ1). Поэтому выбор допустимой плотности тока производится с учетом линейной нагрузки двигателя предварительно:
где значение AJ1 приведено в табл. 22, 23;
2.2.13. Сечение эффективного проводника qэф. Определяют, исходя из тока одной параллельной ветви и допустимой плотности тока в обмотке (предварительно):
Для всыпных обмоток при ручной укладке диаметр обмоточного провода берут не более 1,7·10-3 м. Если расчетное сечение в машинах со всыпной обмоткой выше значений, соответствующих указанному диаметру, то эффективный проводник разделяется на несколько элементарных. Для этого по табл. 24 подбирается сечение qэл и число элементарных проводников nэл, составляющих один эффективный, таким образом, чтобы диаметр dэл элементарных проводников не выходил за указанные пределы, а их суммарная площадь сечения была близка к расчетному сечению эффективного проводника: Принимаем: nэл=2, тогда Обмоточный провод ПЭТВ (по табл. 24): dэл=1,25·10-3 м; qэл=1,227·10-6 м2; qэф= qэл·nэл; qэф=2,454·10-6 м2; Диаметр изолированного обмоточного провода: dиз=1,33·10-3 м.
2.2.14. Плотность тока в обмотке. После окончательного выбора qэл, qэф и а следует уточнить плотность тока в обмотке, которая может несколько измениться по сравнению с предварительно выбранной при подборе сечений элементарных проводников:
На этом расчет обмотки статора заканчивается. Некоторая корректировка, которая может потребоваться в ходе последующего расчета, как правило, не вносит существенных изменений в полученные данные.
Расчет ротора. Правильный выбор воздушного зазора δ во многом определяет энергетические показатели асинхронного двигателя. В современных асинхронных двигателях зазор выбирают, исходя из минимума суммарных потерь. Так как при увеличении зазора потери в меди возрастают, а поверхностные пульсационные уменьшаются, то существует оптимальное соотношение между параметрами, при котором сумма потерь будет наименьшей. Зависимость воздушного зазора от внутреннего диаметра статора у двигателей серии 4А приведена в табл. 29,30,31. 2.4.1. Воздушный зазор и число пазов ротора. Исследования, проведенные для изучения влияния соотношений числа зубцов на статоре и роторе на кривую момента, а также шумы и вибрации, позволили определить наилучшие сочетания Z1 и Z2 для короткозамкнутых двигателей с различными числами 2p. В двигателях малой мощности выполняют Z2 < Z1. Это объясняется рядом причин технологического характера, а так же тем, что с увеличением Z2 ток в стержнях ротора уменьшается и в двигателях малой мощности их сечения становятся очень малыми. В более крупных двигателях выполняют Z2 > Z1 c тем чтобы ограничить ток в стержнях ротора и увеличить равномерность распределения проводников по длине расточки. Рекомендации по выбору Z2 при известных Z1 и 2p сведены в табл. 32:
2.4.2. Внешний диаметр D2. D2=D-2·δ;
2.4.3. Конструктивная длина сердечника ротора. В машинах с h<0,25 м берут равной длине сердечника статора, т.е. l2= lδ:
2.4.4.Зубцовое деление t2:
2.4.5. Bнутренний диаметр сердечника ротора Dj. При непосредственной посадке на вал равен диаметру вала и может быть определен:
(значение коэффициента kв приведены в табл. 33)
2.4.6. Коэффициент приведения токов. Рассчитываем с учетом принятых для короткозамкнутой обмотки числа фаз и витков в фазе:
2.4.7. Предварительное значение тока в стержне ротора:
где ki - коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания и сопротивления обмоток на отношение I1н/I2, его приближенное значение может быть взято из таблицы 34:
2.4.8. Площадь поперечного сечения стержня qc:
где J2 - плотность тока в стержнях ротора машин закрытого обдуваемого исполнения при заливке пазов алюминием выбирается в пределах J2=(2,5 - 3,5 ´ 106) А/м2.
2.4.9. Размеры шлица и высота перемычки над пазом. В асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором серии 4А с высотой оси вращения h
2.4.10. Допустимая ширина зуба. Ширина зубцов ротора определяется по допустимой индукции Bz2 (см. табл. 35):
2.4.11. Размеры паза b1p, b2p и h1p. Рассчитывают, исходя из сечения стержня qc и из условия постоянства ширины зубцов ротора:
После расчета размеры паза следует округлить до десятых долей миллиметра.
2.4.12. Полная высота паза hп2:
2.4.13. Уточняем площадь сечения стержня qc:
2.4.14. Плотность тока в стержне J2:
2.4.15. Определение тока в замыкающих кольцах Iкл короткозамкнутых роторов. Короткозамыкающие кольца литой обмотки обычно выполняются с поперечным сечением в виде неправильной трапеции, прилегающей одним из оснований к торцу сердечника ротора (см. рис. 10):
где:
2.4.16. Плотность тока в замыкающих кольцах Jкл. Выбирается в среднем на 15-20 % меньше, чем в стержнях. Это объясняется двумя причинами. Во-первых, замыкающие кольца, имея лучшие условия охлаждения по сравнению со стержнями, являются своего рода радиаторами, которые отводят тепло стержней, усиливая их охлаждение. Во-вторых, в машинах, в которых для улучшения пусковых характеристик используют эффект вытеснения тока, большое сопротивление короткозамыкающих колец снижает кратность увеличения общего сопротивления обмотки ротора при пуске.
2.4.17. Площадь поперечного сечения замыкающих колец qкл:
2.4.18. Размеры замыкающих колец. Выбирают таким образом, чтобы: bкл=(1,1 - 1,25)·hп2 (рис. 10):
bкл=1,25·hп2;
Расчетное сечение замыкающих колец литой обмотки, м2, принимают qкл=акл . bкл следовательно:
2.4.19. Средний диаметр замыкающих колец:
Dкл.ср=D2-bкл;
Расчет потерь. Введение. Расчетная часть курсового проекта оформляется в виде расчетно-пояснительной записки согласно требованиям ЕСКД. Графическая часть проекта содержит схему обмотки статора, рабочие и пусковые характеристики и сборочный чертеж двигателя в двух проекциях с разрезами на листе формата А1.
2. Техническое задание. Спроектировать трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором со следующими номинальными параметрами:
Конструктивное исполнение IM1001; исполнение по способу защиты от воздействия окружающей среды IP44; категория климатического исполнения У3. Выбор главных размеров. 2.1.1.Число пар полюсов:
где: f1 –частота сети, Гц; n1 – частота вращения, об/мин.
2.1.2.Высоту оси вращения hпр предварительно определяют по табл.1, 2, 3 для заданных номинальной мощности Р2 и числа пар полюсов 2р в зависимости от исполнения двигателя. Из ряда высот осей вращения (таблица 4) принимаем ближайшее к предварительно найденному (по табл. 1,2,3) стандартное значение hст. Следует иметь в виду, что ГОСТ 13267-73 определяет стандартные высоты осей вращения независимо от назначения и конструктивного исполнения асинхронных двигателей, поэтому высота оси вращения любого проектируемого двигателя должна быть равна одному из этих значений. Наружный диаметр статора Da, берут из таблицы 4 в зависимости от выбранной оси вращения. Приведенные в таблице наружные диаметры статоров для каждой из высот нормализованы и соответствуют данным серии асинхронных машин 4А.
2.1.3.Внутренний диаметр статора D. В общем случае может быть определен по наружному диаметру. Принимая, что размеры пазов не зависят от числа пазов машины получаем:
где: kD – коэффициент, характеризующий отношение внутреннего и наружного диаметров сердечника статора (по табл. 5).
2.1.4.Полюсное деление τ:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-09-18; просмотров: 753; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.189.14.219 (0.166 с.) |
;
;
;
;
.
; 
;
.
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
0,25 м выполняют грушевидные пазы и литую обмотку на роторе (рис. 8, а). В двигателях с h<0,16м пазы имеют узкую прорезь со следующими размерами: bш2=1·10-3 м и hш2=0,5·10-3 м при высоте оси вращения h<0,1 м; bш2=1,5·10-3 м и hш2=0,75·10-3 м при высоте вращения h=0,112 - 0,132 м. В двигателях с h=0,16 - 0,25 м выполняют грушевидные закрытые пазы (рис. 8, б) с размерами шлица bш2=1·10-3 и hш2=0,75·10-3 м. Высота перемычки над пазом в двигателях с 2р≥4 выполняется равной h’ш2=0,3·10-3 м, в двухполюсных двигателях h’ш2=1-1,5·10-3 м. Принимаем:
;
;
;
;
;
;
;
;
.
;
;
;
