Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 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 |
Обмотка короткозамкнутого ротора
Рабочий ток в стержне ротора
Iст.= I2 = 1,1 × cosφ1ном. × Iном.×((6×W1×kоб1)/Z2), (2.55) Iст=1,1×0,9×56,116×((6×96×0,925)/58)=510,338 А.
Плотность тока в стержне ротора
Δ2 = Iст. / qст., (2.56)
где qст. - сечение стрежня, мм2, qст.= S п2 =240,812 мм2
Δ2 = 510,338 / 240,812 = 2,12 А/мм2.
Размеры короткозамкнутого кольца [1, рисунок 5.14, с. 85]: поперечное сечение кольца
qкл.=(0,35×Z2×qст.) / 2p, (2.57) qкл.=(0,35×58×240,812) / 6=814,747 мм2.
Высота кольца
hкл. = 1,13 × hz2, (2.58) hкл. = 1,13 × 39,1 = 44,183 мм. Длина кольца
lкл.=qкл. / hкл., (2.59) lкл.=814,747 / 44,183=18,4403 мм.
Средний диаметр кольца
Dкл.ср. = D2 - hкл., (2.60) Dкл.ср=248,9 - 44,183=204,717 мм.
Активное сопротивление стержня клетки Расчетная глубина проникновения тока в стержень [1, рисунок 5.15, с. 85] г.п.= hст./(1+φ), (2.61)
где hст. - высота стержня, мм [1, рисунок 5.15, с. 85];
φ = 1,7 [1, рисунок 5.16, с. 85]. hст. = h2+(dп2’/2) + (dп2/2), (2.62) hст.=32,9+(3,9/2)+(7,4/2)=38,55 мм.
Для определения φ рассчитаем коэффициент ξ. В начальный момент (S=1) для алюминиевой литой клетки при рабочей температуре 115˚С
ξ115=0,064×hст√S, (2.63)
где ξ115 - коэффициент, характеризующий степень повышения активного сопротивления клетки ротора; S - скольжение, S = 1. ξ115= 0,064 × 38,55 = 2,467.
По рисунку 5.16 [с. 85] φ=1,7, тогда г.п.= 38,55/(1+1,7) = 14,278 мм.
Ширина стержня на расчетной глубине проникновения тока
bг.п.= dп2’- ((dп2’- dп2)/h2)×(hг.п - 0,5×dп2’), (2.64) bг.п.=7,4 - ((7,4 - 3,9) / 32,9)×(14,278 - 0,5×7,4) = 6,275 мм.
Площадь сечения стержня при расчетной глубине проникновения тока
qг.п.=0,393×dп2’2+(0,5×(dп2’+bг.п.)×(hг.п - 0,5×dп2’)), (2.65) qг.п.= 0,393×7,42+(0,5×(7,4+6,275)×(14,278 - 0,5×7,4))=93,848 мм2.
Коэффициент вытеснения тока в стержне
kв.т = qст. /qгп, (2.66) kв.т=240,812/93,848=2,566.
Активное сопротивление стержня клетки ротора в рабочем режиме (kв.т=1), приведенное к рабочей температуре 115˚C
r ст.=(ρAl×l2×103)/qст., (2.67)
где ρAl - удельное электрическое сопротивление литой алюминиевой клетки при расчетной рабочей температуре, Ом×м, ρAl = 48,8×10-9 [1, таблица 2.1, с. 31]. l2 - длина сердечника ротора, мм, l2 = l1=160 мм [1, с. 60]. rст.=(48,8×10-9×160×103)/ 240,812=3,24×10-5 Ом.
Активное сопротивление стержня клетки при S=1 с учетом вытеснения тока
rст.п.= rст.× kв.т, (2.68) rст.п.=3,24×10-5×2,566=8,31×10-5 Ом.
Активное сопротивление короткозамыкающих колец
rкл..=(2×π×Dкл.ср.×ρAl×103)/(Z2×qкл.), (2.69)
где rкл. - активное сопротивление короткозамыкающих колец, Ом;
rкл.=(2×3,14×204,717×48,8×10-9×103)/(58×814,747)=0,13×10-5 Ом.
Активное сопротивление колец ротора, приведенное к току стержня
rкл.”= rкл. / kпр2, (2.70)
где kпр2 - коэффициент приведения тока кольца к току стержня; при Z2/2р = 58/6 = 9,67>6.
kпр2 = (2×π×p)/Z2, (2.71) kпр2 = (2×3,14×3)/58=0,325. rкл”=(0,13×10-5)/0,325 = 0,4×10-5 Ом.
Центральный угол скоса пазов. Так как скоса пазов на роторе нет [1, с. 86], αск.= 0 Коэффициент скоса пазов [1, таблица 5.20, с. 86] ск. = 1 для αск.= 0. Коэффициент приведения сопротивления обмотки ротора к обмотке статора
kпр1 = 4×(m1/ Z2)×((W1× kоб1) / kск.)2, (2.72)
где m1 - число фаз обмотки статора, m1=3.
kпр1=4×(3/58)×((96×0,925)2/1) = 1,63×103.
Активное сопротивление обмотки ротора, приведенной к обмотке статора: в рабочем режиме
r2’= kпр1×(rст.+ rкл.”), (2.73) r2’=1,63×103×(3,24×10-5+0,4×10-5)=0,0593 Ом.
в начальный момент пуска с учетом вытеснения тока
r2п’=kпр1×(rст.п+rкл”), (2.74) r2п’=1,63×103×(8,31×10-5+0,4×10-5)=0,1419 Ом.
Коэффициент магнитной проводимости рассеяния пазов ротора в номинальном режиме [ψ=1]
λп2=Сλ+0,3+((1,12×hм2×103)/I2), (2.75)
где hм2 - высота мостика, мм, hм2=0,6 мм где Сλ - промежуточный коэффициент [1, с. 87];
Сλ=ψ×(((h2+0,4×dп2)/(3×dп2’))×(1-(π×dп2’2)/(8×qст.))2+0,66 - bш2/(2×dп2’)), (2.76)
где ψ - коэффициент, учитывающий уменьшение проводимости пазового рассеяния при вытеснении тока в процессе пуска [1, с. 87], ψ = 1; bш2 - высота шлица паза ротора, мм, bш2 = 0 (так как пазы ротора закрытые овальные см.п. 2.3.21).
Сλ = 1×(((32,9+0,4×3,9) / (3×7,4))×(1- (3,14×7,42) / (8×240,812)))2+ 0,66=1,948. λп2=1,948+0,3+((1,12×0,6×103)/ 510,338)=3,564.
В начальный момент пуска с учетом вытеснения тока (ξ115 = 2,467; ψ = 0,6) [1, рисунок 5.16, с. 85]
λп2’=Сλ’+0,3+(1,12×hм2×103/I2), (2.77)
где Сλ’- значение промежуточного коэффициента в начальный момент пуска с учетом вытеснения тока;
Сλ’=ψ×Сλ, (2.78) Сλ’= 0,6×1,948=1,169. λп2’= 1,169+0,3+((1,12×0,6×103)/ 510,338)=2,785.
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния
λд2=(0,9×t2×(Z2/6p) 2×kд2)/(δ×kδ), (2.79)
где kд2 - коэффициент дифференциального рассеяния ротора, определяют в зависимости от q2 [1, рисунок 5.17, с. 88];
q2=Z2/(3×2p), (2.80) q2 = 58/(3×6) = 3,222,
принимаем kд2 = 0,008.
λд2=(0,9×13,475×(58/6×3)2×0,008)/(0,55×1,168)=1,568.
Коэффициент магнитной проводимости рассеяния короткозамыкающих колец клетки ротора
λкл.=((2,3×Dкл.ср)/(Z2×l2×kпр22))×lg((4,7×Dкл.ср)/(2×hкл+2×lкл)), (2.81) λкл.=((2,3×204,717)/(58×160×0,3252))×lg((4,7×204,717)/(2×44,183+2×18,4403))=0,425.
Коэффициент магнитной проводимости рассеяния скоса пазов ротора λск.= 0, так как скоса пазов нет. Коэффициент магнитной проводимости рассеяния обмотки ротора: в номинальном режиме
λ2= λп2+λд2+λкл.+λск., (2.82) λ2 = 3,564+1,568+0,425+0 = 5,557.
В начальный момент пуска
λ2=λп2’+λд2+λкл.+λск., (2.83) λ2’=2,785+1,568+0,425+0=4,778,
Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора: в номинальном режиме
х2 = 7,9×f1×l2×λ2×10-9, (2.84) х2=7,9×50×160×5,557×10-9=0,351×10-3 Ом.
В начальный момент пуска
х2п=7,9×f1×l2× λ2’×10-9, (2.85) х2п=7,9×50×160×4,778×10-9=0,301×10-3 Ом.
Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора, приведенное к обмотке статора: в номинальном режиме
х2’= kпр1×х2, (2.86) х2’= 1,63×103×0,351×10-3 = 0,572 Ом.
В начальный момент пуска
х2п’= kпр1× х2п, (2.87) х2п’ = 1,63×103×0,301×10-3 = 0,490.
Магнитная цепь
Магнитное напряжение воздушного зазора
Fδ=0,8×δ×kδ×Вδ×103, (2.88) Fδ = 0,8×0,55×1,168×0,77×103 = 396,232 А.
Магнитная индукция в зубце статора
Вz1=(Вδ×t1)/(kc1×bz1), (2.89) Вz1=(0,77×10,903)/(0,97×4,55)=1,905 Тл.c1=0,97 [таблица 5.6, с. 59]
Напряженность магнитного поля в зубце статора Нz1 определяем по кривым намагничивания для зубцов стали марки 2013, так как Вz1<1,8 Тл [1, рисунок П.2.1, с. 346], для этого рассчитаем: коэффициент, учитывающий ответвление части магнитного потока в паз
kп1= t1(1/3)/(bz1× kс1), (2.90)
где t1(1/3)=π×(D1+(2/3)×hZ1) / Z1 - зубцовое деление статора на высоте 1/3 зубца статора, считая от наиболее узкой его части;
t1(1/3)= 3,14×(250+(2/3)×29)/72=11,276 мм. kп1=11,73/(4,55×0,97)=2,658.
По таблице П.2.3 [с. 341] при Вz1=1,905 и kп1=2,658 принимаем Нz1=2160 А/м. Магнитное напряжение зубцового слоя статора
Fz1=10-3×Н z1× hz1, (2.91) Fz1 = 10-3 × 2160 × 29 = 62,64 А.
Магнитная индукция в зубце ротора
Bz2=(Bδ×t2)/(kc2×bz2), (2.92) Bz2=(0,77×13,475)/(0,97×5,6)=1,912 Тл.
Напряженность магнитного поля в зубце статора Нz2 определяем по кривым намагничивания для зубцов стали марки 2013, так как Вz2<1,8 Тл [1, рисунок П.2.1, с. 346], для этого рассчитаем: коэффициент, учитывающий ответвление части магнитного потока в паз;
kп2= t2(1/3)/(kc2×bz2), (2.93)
где t2(1/3) - зубцовое деление ротора на высоте 1/3 зубца ротора, мм;
t2(1/3) = π×(D2/(4/3)×hz2)/Z2, (2.94) t2(1/3) =3,14×(248,9 - (4/3)×39,1)/58=10,653 мм. kп2=10,653/(0,97×5,6)=1,956.
По рисунку П.2.1 [с. 341] при Вz2=1,912 и kп2=1,956 принимаем Нz2 =2160 A/м. Магнитное напряжение зубцового слоя ротора
Fz2=Нz2×(hz2 - 0,4×dп2)×10-3, (2.95) Fz2 = 2160×(39,1 - 0,4×3,9)×10-3 = 81,0864 А.
Коэффициент насыщения зубцового слоя статора и ротора
kμz=(Fδ+Fz1+Fz2 ) / Fб, (2.96) kμz=(396,232+62,64+81,0864) / 396,232=1,363.
Магнитная индукция в спинке статора
Bс1=(0,5×αi×τ×Bδ)/(kc1×hc1), (2.97) Bс1=(0,5×0,64×130,833×0,77)/(0,97×20,5)=1,623 Тл.
где αi - коэффициент полюсного перекрытия; при синусоидальном распределении магнитной индукции в воздушном зазоре двигателя: αi =2/π ≈ 0,64; (kc1 см. п. 2.5.2) (hc1 см. п. 2.2.7)
Напряженность магнитного поля в спинке статора определяем по таблице намагничивания спинки асинхронных двигателей для стали 2013 [1, таблица П.2.2, с. 341] Нс1=826 А/м. Длина средней силовой линии в спинке статора
Lc1=π×(D1нар. - hc1)/2p, (2.98) Lc1=3,14×(349-20,5)/6=171,915 мм.
Магнитное напряжение в спинке статора
Fс1=10-3×Нс1×Lc1, (2.99) Fс1=10-3×826×171,915=142,0018 А.
Магнитная индукция в спинке ротора
Bс2=(0,5× αi×τ×Bδ)/(kc2×hc2), (2.100) Bс2=(0,5×0,64×130,833×0,77)/(0,97×44,3)=0,7512 Тл.
Напряженность магнитного поля в спинке ротора по таблице намагничивания для спинки асинхронных двигателей [1, П.2.2, с. 341] Нс2=111 А/м. Длина средней силовой линии в спинке ротора
Lc2=((π/2р)×(D2 - (2×hz2) - hc2))+ hc2, (2.101) Lc2=((3,14/6)×(248,9 - (2×39,1) - 44,3))+44,3=110,407 мм.
Магнитное напряжение в спинке ротора Fс2=10-3×Нс2×Lc2, (2.102) Fс2=10-3×111×110,407=12,255 А.
Суммарная МДС на пару полюсов
∑F=2×Fδ+2×Fz1+2×Fz2+Fc1+Fc2, (2.103) ∑F=2×396,232+2×62,64+2×81,0864+142,0018+12,255=1234,1736 А.
Коэффициент насыщения магнитной цепи двигателя
kμ=∑F/(2×Fδ), (2.104) kμ=1234,1736/(2×396,232)=1,577.
Намагничивающий ток статора
Iμ=(р×∑F)/(0,9×m1×W1×kоб1), (2.105) Iμ=(3×1234,1736)/(0,9×3×96×0,925)=15,443 А.
Главное индуктивное сопротивление обмотки статора
хm=(kЕ×U1) / Iμ, (2.106) хm=(0,94×220)/15,443=13,39 Ом.
Коэффициент магнитного рассеяния обмотки статора
σμ= х1/хm, (2.107) σμ=0,5873/13,39 =0,044.
Так как kμ=1,577<1,7 и σμ=0,044<0,05, то расчета ЭДС (Е0) не требуется. Потери и КПД
Основные магнитные потери в спинке статора
Рм.с1=kм.т×Р1,0/50×Вс12×Gc1, (2.108)
где kм.т - технологический коэффициент, учитывающий увеличение магнитных потерь из-за наличия в сердечнике статора дефектов, возникающих при штамповки листов, их сборке и последующей обработке пакетов, kм.т = 1,7 [1, с. 103]; Р1,0/50 - удельные магнитные потери, т.е. потери, происходящие в 1 кг стали при перемагничивании с частотой 50 Гц в магнитном поле с индукцией 1,0 Тл, Р1,0/50 = 2,5 т / кг [1, с. 103];
Gc1 - расчетная масса спинки статора, кг;
Gc1 = 7,8×10-6×li ×kс1×hс1×π×(D1нар. - hс1 ),(2.109) Gc1 = 7,8×10-6×160×0,97×20,5×3,14×(349 - 20,5)=25,6 кг. Рм.с1 = 1,7×2,5×1,6232×25,6=286,6 Вт.
Основные магнитные потери в зубцах статора
Рм.z1= 1,7× Р1,0/50× Вz12× Gz1, (2.110)
где Gz1 - расчетная масса стали зубцового слоя, кг;
Gz1 = 7,8×10-6×li×kс1×(hz1×π×(D1+hz1) - Sп1 × Z1 ), (2.111)
где Sп1 - площадь трапецеидального паза в штампе, мм2;
Sп1 =0,5×(bп1+bп1’)×hп1 +0,5×(bп1’+bш1 )×hк1 + bш1×hш1,(2.112) Sп1 =0,5×(8,9+6,6)×26,4+0,5×(6,6+3)×1,8+3×0,8=215,64 мм2. Gz1=7,8×10-6×160×0,97×(29×3,14×(250+29,0) - 215,64×72)=11,96 кг. Рм,z1=1,7×2,5×1,9052×11,96=184,463 Вт.
Основные магнитные потери
Рм=Рм,с1+Рм,z1, (2.113) Рм=286,6+184,463=471,063 Вт.
Электрические потери в обмотке статора
Рэ1=m1×I12×r1, (2.114)
где r1 - активное сопротивление фазных обмоток статора, приведенных к расчетной рабочей температуре, соответствующей классу нагревостойкости системы изоляции F, примененной в двигателе, Ом; (см. п. 2.3.19)
Рэ1=3×56,1162×0,157=1483,181 Вт.
Электрические потери в обмотке ротора
Рэ2=m2×I22×r2, (2.115)
где m2=Z2 - число фаз обмотки соответствует числу пазов на роторе [1, с. 84]; r2 - активное сопротивление фазных обмоток ротора, приведенных к расчетной рабочей температуре, соответствующей классу нагревостойкости системы изоляции, примененной в двигателе, Ом;
r2=rст.+rкл.”, (2.116) r2 = (3,24+0,4)×10-5=3,64×10-5 Ом. Рэ2=58×510,338 2×3,64×10-5=549,851 Вт.
Механические потери
Рмех.= kт×(n1×10-3)2×(D1нар.×10-2)4, (2.117)
где kт =1, так как 2р=6;
Рмех.=1×(1000×10-3)2×(349×10-2)4=148,355 Вт.
Добавочные потери при номинальной нагрузке двигателя
Рдоб. = (0,005×Рном.×103) / ηном.,(2.118) Рдоб. = (0,005×30×103)/0,905=165,745 Вт.
Суммарные потери
∑P = (Pм+ Рэ1+ Рэ2+Рмех.+Рдоб.), (2.119) ∑P = (471,063+1483,181+549,851+148,355+165,745) = 2818,195 Вт.
Подводимая к двигателю мощность
Р1 = Рном.+∑P, (2.120) Р1 = 30000+2818,195= 32818,195 Вт.
КПД двигателя
η = Рном. / Р1, (2.121) η = 30000 / 32818,195= 0,914. РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Расчетное сопротивление
R’= r2’×(((r1/r2’)×(1+(x2’/xm))2+((x1/r2’)+(1+(x2’/xm))+(x2’/r2’))2), (3.1)
R’= 0,0593×(((0,157/0,0593)×(1+(0,572/13,39))2+ ((0,5873/0,0593)+(1+(0,572/ /13,39))+(0,572/0,0593))2) = 25,6 Ом.
|
||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2020-03-26; просмотров: 89; 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 - 18.216.239.46 (0.144 с.) |