Recepția conferinței spre publicare în EBS al Universității de Stat din Sankt Petersburg „Leti”. Proiectarea unui motor cu inducție în cușcă veveriță Proiectarea unui motor cu inducție în cușcă veveriță trifazată

0

PROIECT DE CURS

la disciplina „Mașini electrice”

PROIECTAREA UNUI MOTOR DE INDUCȚIE CU ROTOR SCURIT

Notă explicativă

adnotare

Nota explicativă a proiectului de curs la disciplina „Electromecanică” prezintă calculul electromagnetic, termic și de ventilație al unui motor asincron trifazat cu șase poli cu rotor cu colivie cu o putere utilă de 2,2 kW pentru o tensiune de rețea de 220 /380 V.

Calculul motorului asincron a fost efectuat manual și folosind un calculator. Ca urmare a proiectării motorului, a fost obținută o versiune de design care îndeplinește cerințele specificațiilor tehnice.

Pentru motorul asincron proiectat, a fost efectuat un calcul mecanic al arborelui și au fost selectați rulmenți. Au fost determinate dimensiunile elementelor structurale ale motorului.

Nota explicativă conține 63 de foi de text dactilografiat, inclusiv 4 figuri, 2 tabele și o listă a surselor folosite din 3 titluri.

Introducere…………………………………………………………………………………………….…………....5

1 Selectarea dimensiunilor principale…………………………………………………………7

2 Determinarea parametrilor statorului, calculul înfășurării și dimensiunile zonei dinților statorului…………………………………………………………………………………………….. ….9

3 Selectarea spațiului de aer…………………………………………………………………….17

4 Calculul unui rotor cu cuști de veveriță…………………………………………………..18

5 Calculul circuitului magnetic……………………………………….……………...22

6 Parametrii modului de funcționare……………………………………………………………………..27

7 Calculul pierderilor de putere în modul inactiv….…..…………………...34

8 Calculul caracteristicilor de performanță…………………………………………………….…..…38

9 Calculul caracteristicilor de pornire……………………………………………………….45

10 Calcul termic și de ventilație………………………………………………………..…..55

11 Proiectarea motorului…………………………………………………………………..60

Concluzie………………………………………………………………………………………………….62

Lista surselor utilizate.................................................................. .....................63

Introducere

Motoarele asincrone sunt principalele motoare ale acționărilor electrice ale aproape tuturor întreprinderilor industriale. În URSS, producția de motoare asincrone a depășit 10 milioane de unități pe an. Cele mai comune sunt motoarele cu tensiuni nominale de până la 660 V, a căror putere totală instalată este de aproximativ 200 milioane kW.

Motoarele din seria 4A au fost produse în cantități mari în anii 80 ai secolului XX și sunt în prezent utilizate pe aproape toate întreprinderile industriale Rusia. Seria acoperă o gamă de putere de la 0,6 la 400 kW și este construită în 17 înălțimi standard de pivot de la 50 la 355 mm. Seria include versiuni de motor de bază, o serie de modificări și versiuni specializate. Motoarele din versiunea principală sunt proiectate pentru condiții normale de funcționare și sunt motoare de uz general. Acestea sunt motoare asincrone trifazate cu rotor cu colivie, proiectate pentru o frecvență a rețelei de 50 Hz. Au un grad de protectie IP44 pe toata gama de inaltimi ale axei de rotatie si IP23 in domeniul de inaltimi ale axelor de rotatie 160...355 mm.

Modificările și versiunile specializate ale motoarelor sunt construite pe baza versiunii principale și au aceleași soluții fundamentale de proiectare ale elementelor principale. Astfel de motoare sunt produse în secțiuni separate ale seriei la anumite înălțimi ale axei de rotație și sunt destinate utilizării ca acționări ale mecanismelor care impun cerințe specifice motorului sau funcționează în condiții diferite de cele normale ca temperatură sau curățenie. mediu inconjurator.

Modificările electrice ale motoarelor din seria 4A includ motoare cu alunecare nominală crescută, cuplu de pornire crescut, viteze multiple și o frecvență de alimentare de 60 Hz. Modificările de proiectare includ motoare cu rotor bobinat, cu frână electromagnetică încorporată, zgomot redus și protecție la temperatură încorporată.

În funcție de condițiile de mediu, se disting modificări ale motoarelor: tropicale, rezistente la umiditate, rezistente la substanțe chimice, rezistente la praf și agricole.

Motoarele de lift au un design specializat, controlat în frecvență, de înaltă precizie.

Majoritatea motoarelor din seria 4A au un grad de protecție IP44 și sunt produse într-un design aparținând grupei IM1, adică cu arbore orizontal, pe picioare, cu două scuturi lagăre. Carcasa motorului este realizată cu nervuri radiale longitudinale, crescând suprafața de răcire și îmbunătățind transferul de căldură de la motor către aerul din jur. La capătul opus al arborelui față de capătul de lucru există un ventilator care circulă aerul de răcire de-a lungul nervurilor carcasei. Ventilatorul este acoperit cu o carcasă cu orificii pentru trecerea aerului.

Miezul magnetic al motoarelor este laminat din foi de otel electric de 0,5 mm grosime, iar motoarele cu h = 50...250 mm sunt din otel clasa 2013, iar motoarele cu h = 280...355 mm sunt din otel. nota 2312.

La toate motoarele din seria cu h< 280 мм и в двигателях с 2p = 10 и 12 всех высот оси вращения обмотка статора выполнена из круглого провода и пазы статора полузакрытые. При h = 280…355 мм, кроме двигателей с 2p = 10 и 12, катушки обмотки статора намотаны прямоугольным проводом, подразделенные и пазы статора полуоткрытые.

Înfășurarea palelor și inelelor rotorului cuștii de veveriță este din aluminiu turnat. Lamele de ventilație de pe inelele rotorului servesc la deplasarea aerului din interiorul mașinii.

Scuturile pentru rulmenți sunt atașate la carcasă folosind patru sau șase șuruburi.

Cutia de borne este situată deasupra cadrului, ceea ce ușurează munca de instalare la conectarea motorului la rețea.

1 Selectarea dimensiunilor principale

Pe baza cerințelor fișei de specificații tehnice, pentru cea de bază selectăm motorul din seria 4А100S6У3 conform Anexei A /1/, proiectare conform gradului de protecție IP54, metodă de răcire ICO141, design IM1001. Puterea motorului 2,2 kW, 2р = 6, f = 60 Hz, U 1н = 230/400 V.

Evaluări de bază ale motorului:

; ; η= 81%; ; h = 100 mm.

Pe baza înălțimii axei de rotație, selectăm diametrul exterior al miezului statorului conform Tabelului 2.1 /1/.

Valoarea diametrului suprafata interioara statorul este determinat de diametrul exterior al miezului statorului și de coeficient k d, egal cu raportul dintre diametrul interior și cel exterior. Valoarea coeficientului k dîn funcție de numărul de poli, selectați din tabelul 2.2 în avans k d =0,70 .

Diametrul interior al statorului:

unde k d este raportul dintre diametrul interior și exterior al miezului statorului;

D = 0,70 · 0,168 = 0,118 m.

Diviziunea polilor:

unde p este numărul de perechi de poli;

Puterea nominală a mașinii:

unde este puterea la arborele motorului;

Raportul dintre EMF înfășurării statorului și tensiunea nominală se ia = 0,948;

Coeficient acțiune utilă motor;

Factor de putere;

Sarcinile electromagnetice sunt acceptate anterior:

A = 25.103 A/m; B 5 = 0,88 T.

Coeficientul de înfășurare preliminar pentru o înfășurare cu un singur strat este krev = 0,96.

Factor de formă a câmpului:

Lungimea estimată a mașinii, m:

Inducția magnetică în întrefier, T;

Relația constă în limite admisibile.

2 Determinarea numărului de fante și a tipului de înfășurare a statorului, calculul înfășurării și dimensiunile zonei dinților statorului

Determinarea dimensiunii zonei dinților statorului începe cu alegerea numărului de fante Z 1. Numărul de fante pentru stator are un efect ambiguu asupra tehnică indicatori economici mașini. Dacă creșteți numărul de fante pentru stator, forma curbei EMF și distribuția camp magneticîn golul de aer. În același timp, lățimea canelurii și a dinților scade, ceea ce duce la o scădere a coeficientului de umplere a canelurii cu cupru, iar la mașinile cu putere redusă poate duce la o scădere inacceptabilă a rezistenței mecanice a dinților. O creștere a numărului de fante pentru stator crește intensitatea muncii de înfășurare, crescând complexitatea matrițelor, iar durabilitatea acestora scade.

Prin alegerea numărului de fante statorice conform Fig. 3.1 /1/ determinăm valorile limită ale diviziunii dinților t z 1 max = 0,012 m; t z 1 min = 0,008 m.

Numărul de fante pentru stator:

unde este valoarea minimă a diviziunii dinților statorului, m;

Valoarea maximă a diviziunii dinților statorului, m;

Din intervalul de valori rezultat, selectați numărul de sloturi pentru stator

Număr de sloturi pe pol și fază:

unde m este numărul de faze;

Diviziunea dinților statorului este finală:

Curentul nominal al înfășurării statorului:

unde este tensiunea nominală a motorului, V;

Numărul de conductori efectivi în slot:

Acceptăm numărul de ramuri paralele a = 1, atunci U p = 48 deoarece înfăşurare cu un singur strat.

Numărul de ture în fază:

Alegem o înfășurare concentrică cu un singur strat. Înfășurarea statorului este realizată dintr-un fir liber de secțiune transversală rotundă.

Coeficient de distribuție:

Coeficientul de înfășurare:

k ob1 =k y ∙k p ; (2,9)

unde k y este coeficientul de scurtare a pasului înfășurării statorului, se ia k y =1;

k rev1 =1∙0,966=0,966

Diagrama de înfășurare este prezentată în figura 1.

Figura 1 - Schema unei înfășurări trifazate monostrat cu z 1 =36, m 1 =3, 2p=6, a 1 =1, q 1 =2.

Fluxul magnetic în spațiul de aer al mașinii:

Inducție magnetică rafinată în spațiul de aer:

În mod preliminar pentru D a = 0,168 m acceptăm = 182∙10 9 .

Densitatea curentului în înfășurarea statorului:

unde este produsul dintre sarcina liniară și densitatea de curent, ;

Aria secțiunii transversale a conductorului efectiv este preliminar:

Acceptăm fir de înfășurare PETV: d el = 0,95 mm, d iz = 1,016 mm, q el = 0,706 mm 2.

Acceptăm preliminar pentru 2p = 6 B’ z 1 = 1,9 T; B'a = 1,55 Tesla.

Conform tabelului 3.2 /1/ pentru oțel oxidat clasa 2013 acceptăm.

Lățimea dintelui statorului preliminar:

unde este factorul de umplere al pachetului cu oțel;

Valoarea preliminară a înălțimii jugului statorului:

Dimensiunile canelurii din ștampilă sunt presupuse a fi b w = 3,0 mm; h w = 0,5 mm; β = 45˚.

Înălțimea preliminară a fantei statorului:

Dimensiuni fantă stator:

unde este înălțimea fantei, m;

- lățime slot, m;

Valoarea specificată a înălțimii slotului statorului:

Acceptăm = 0,1 mm și = 0,2 mm.

Dimensiunile de joc ale canelurii ținând cont de alocația de asamblare:

unde este permisiunea pentru lățimea canelurii, m.

unde este permisiunea de înălțime, mm;

Zona secțiunii transversale a izolației canelurilor:

unde este grosimea izolației, mm;

S de la = 0,25∙10 -3 ∙(2∙1,37∙10 -2 +7,8∙10 -3 +5,9∙10 -3) = 1,032∙10 -5 m 2 .

Zona canelurii libere:

Criteriul de evaluare a rezultatelor alegerii dimensiunilor canelurii este valoarea factorului de umplere a zonei libere a canelurii cu firul de înfășurare:

unde este diametrul mediu al firului izolat, mm;

Valoarea factorului de umplere obținută este acceptabilă pentru instalația de înfășurare mecanizată.

Lățimea specificată a dintelui:

Lățimea medie a dintelui statorului:

Lățimea estimată a dintelui statorului:

Înălțimea estimată a dinților statorului:

Valoarea specificată a înălțimii jugului statorului:

3 Selectarea spațiului de aer

Pentru motoarele cu o putere mai mică de 20 kW, dimensiunea spațiului de aer se găsește folosind formula 3.1.

Să rotunjim valorile la 0,05 mm δ=0,35 mm.

4 Calculul unui rotor cu cuști de veveriță

Pentru 2p = 6 și Z 1 = 36, selectați numărul de sloturi pentru rotor Z 2 = 28.

Diametrul exterior al rotorului:

D 2 = 0,118 - 2∙0,35∙10 -3 =0,1173 m.

Diviziunea dinților rotorului:

Pentru 2p = 6 și h = 100 mm luăm K B =0,23.

Deoarece avem 2,2 kW< 100 кВт, то сердечник ротора непосредственно насаивают на вал без промежуточной втулки. Применим горячую посадку сердечника на гладкий вал без шпонки.

Cu acest design al rotorului, diametrul interior al miezului magnetic este egal cu diametrul arborelui, m:

Diametrul interior al rotorului:

d in = 0,23·0,168 = 0,0386 m.

Coeficient de reducere a curentului:

unde este coeficientul de teșire a canelurii;

Valoarea teșirii: b sk =t 1 =0,01.

Teșirea canelurilor din segmentele dinților rotorului:

Unghiul de teșire central al canelurilor:

Factor de teșire:

Valoarea curentă preliminară în înfășurarea rotorului:

Considerăm ca densitatea de curent în tijele de înfășurare a rotorului este J 2 = 3,05∙10 6 A/m 2 .

Aria secțiunii transversale a tijei:

q c = 255,12/3,05·10 6 = 8,36∙10 -5 m2.

Pentru rotor selectăm fante semi-închise.

Dimensiunile canelurii din ștampilă: luați b w = 1 mm; h w2 = 0,5 mm.

Pentru 2p = 6; Bz2 = 1,8 T.

Dimensiunile fantei rotorului:

unde este înălțimea fantei, m;

Înălțimea săritorului deasupra canelurii, m;

Noi acceptam b 21 = 5,8∙10 -3 m, b 22 = 1,6∙10 -3 m;

Secțiunea transversală specificată a miriștilor:

Înălțimea canelurii, mm:

Specificăm lățimea dinților rotorului:

Lățimea dintelui de proiectare:

Curent inel al rotorului cușcă veveriță:

Aria secțiunii transversale a inelului:

Înălțimea medie a inelului:

Lățimea inelului scurtă:

Diametrul mediu al inelului:

5 Calculul circuitului magnetic

Calculul circuitului magnetic al unui motor asincron se efectuează pentru modul nominal de funcționare pentru a determina forța totală de magnetizare necesară pentru a crea un flux magnetic de lucru în întrefier.

Circuitul magnetic al mașinii este împărțit în cinci secțiuni caracteristice: întrefierul, dinții statorului și rotorului, statorul și jugul rotorului. Se crede că în fiecare secțiune inducția magnetică are o direcție cea mai caracteristică. Pentru fiecare secțiune a circuitului magnetic se determină inducția magnetică, a cărei valoare determină intensitatea câmpului magnetic. Pe baza valorii intensității câmpului magnetic în secțiuni ale circuitului magnetic și a lungimii corespunzătoare a liniei de câmp, se determină forța de magnetizare. Forța de magnetizare necesară este determinată ca suma forțelor de magnetizare ale tuturor secțiunilor circuitului magnetic. Circuitul magnetic al mașinii este considerat simetric, astfel încât forța de magnetizare este calculată pentru o pereche de poli.

Coeficient care ține cont de creșterea rezistenței magnetice a spațiului de aer datorită structurii dințate a suprafeței statorului:

Coeficient care ține cont de creșterea rezistenței magnetice a spațiului de aer datorită structurii dințate a rotorului:

Coeficientul de aer rezultat rezultat:

Tensiune magnetică a spațiului de aer:

Inducția calculată în dinții statorului:

Inducția calculată în dinții rotorului:

Alegem gradul de oțel - 2013. Pentru 1,88 T luăm H z1 = 1970 A/m, pentru 1,79 T luăm H z2 = 1480 A/m.

Tensiunea magnetică a zonelor dentare:

Coeficientul de saturație al zonei dentare:

Valoarea obținută a coeficientului de saturație al zonei dentare este în limite acceptabile.

Inducția în jugul statorului:

Înălțimea jugului rotorului:

Deoarece 2р=6, apoi înălțimea estimată a jugului rotorului h’ A 2 = h a 2 .

Pentru 1 = 1,56 T luăm H a 1 = 654 A/m; pentru 2 = 1,06 T luăm H a 2 = 206 A/m.

Lungimea liniei de câmp magnetic în jugul statorului și rotorului:

Tensiunea magnetică a jugului statorului:

unde este intensitatea câmpului în jugul statorului, A/m;

Tensiune magnetică pe pereche de poli:

Coeficientul de saturație al circuitului magnetic:

Curent de magnetizare:

Valoarea relativă a curentului de magnetizare:

Reactanța inductivă principală:

Unde E= k e Usf=0,948∙230=218,04 V;

Reactanța inductivă principală în unități relative:

6 Parametrii modului de funcționare

6.1 Rezistența activă a înfășurărilor rotorului și statorului

Lățimea medie a bobinei de înfășurare a statorului:

unde este scurtarea pasului înfășurării statorului;

Pentru o înfășurare aleatorie plasată în fante înainte de a apăsa miezul în carcasă, acceptăm B= 0,01 m.

Pentru 2p = 6 acceptăm,

Contopirea părții frontale a înfășurării statorului:

Lungimea părții frontale a înfășurării statorului:

Lungimea medie a spirei înfășurării statorului:

Pentru înfășurarea statorului din conductori de cupru și temperatura de proiectare luăm

Rezistența activă a înfășurării statorului:

unde este rezistivitatea materialului înfășurării la temperatura de proiectare, ;

Pentru un rotor cu colivie din aluminiu și temperatura de proiectare pe care o luăm

Rezistența activă a tijei de înfășurare a rotorului:

Unde k r- coeficientul de crestere a rezistentei active a tijei datorita deplasarii curentului, acceptam k r=1 ;

l cT= l 2- lungimea tijei;

Rezistența secțiunii inelului de închidere închisă între două tije adiacente:

Rezistența de fază a rotorului:

Rezistența de fază activă a înfășurării rotorului din aluminiu, redusă la numărul de spire ale înfășurării statorului:

unde este coeficientul de reducere a rezistenței înfășurării rotorului față de înfășurarea statorului;

6.2 Reactanțele de scurgere inductive ale unui motor asincron

Pas relativ de înfășurare β=1, k β = k' β = 1.

Coeficientul de conductivitate magnetică al disipării în fante a înfășurărilor statorului:

Coeficientul de conductivitate de împrăștiere frontală:

Pentru configurația selectată a slotului statorului:

unde este teșirea canelurilor, exprimată în fracțiuni din diviziunea dinților rotorului, β sk = 0,76;

k'sk- coeficient în funcţie de t 2 / t 1 Și β ck, noi acceptam k'sk = 1,85;

Reactanța inductivă a fazei înfășurării statorului:

Coeficientul specific de conductivitate magnetică a disipării slotului unui rotor cu cuști de veveriță:

unde este coeficientul de conductivitate;

h’ sh2= 0;

Coeficientul de conductivitate magnetică specifică a împrăștierii frontale a înfășurării rotorului în scurtcircuit:

Coeficientul specific de conductivitate magnetică de disipare diferențială a înfășurării rotorului cu cuști de veveriță:

Rezistența la scurgere inductivă a înfășurării rotorului:

Rezistența la scurgere inductivă a înfășurării rotorului, redusă la numărul de spire ale statorului:

Rezistenta de baza:

Parametrii unui motor asincron în unități relative:

Coeficient pentru luarea în considerare a influenței teșirii canelurii:

Rezistența la scurgere inductivă a mașinii ținând cont de teșirea canelurilor:

Valoarea coeficientului ajustată k e:

Diferență între k eȘi k’ e, (k e - k’ e )%=((0,948-0,938)/0,948)∙100%=1,1 %.

7 Calculul pierderilor de putere în modul inactiv

Greutatea dinților statorului din oțel:

Greutatea oțelului jugului statorului:

Pentru oțel 2013 acceptăm.

Pentru mașinile cu o putere mai mică de 250 kW se acceptă.

Principalele pierderi în spatele statorului:

unde - pierderi specifice în oțel, W/kg;

Principalele pierderi în dinții statorului:

Principalele pierderi în oțelul statorului:

Noi acceptam k 01 = 1,6, k 02 = 1,6.

Amplitudinea pulsației de inducție în spațiul de aer deasupra coroanelor dentare:

Pierderi de suprafață pe stator:

k01- coeficient care ține cont de efectul tratamentului de suprafață al capetelor dinților statorului asupra pierderilor specifice;

Pierderi de suprafață pe rotor:

k02- coeficient care ține cont de efectul tratamentului de suprafață al capetelor dinților rotorului asupra pierderilor specifice;

Greutatea dinților rotorului din oțel:

Amplitudinea pulsațiilor valorilor medii ale inducției magnetice la dinți:

Pierderile de putere prin ondulare în dinții statorului:

Pierderi de pulsații în dinții rotorului:

Pierderi suplimentare totale în oțel:

Pierderea totală de putere în oțel:

Pierderi mecanice:

Unde kblană- coeficient de frecare, pentru motoarele cu 2p=6

Pierderi electrice în înfășurarea statorului în gol:

Componenta activă a curentului fără sarcină a motorului:

Curent fără sarcină:

Factorul de putere la ralanti:

8 Calculul performanței

Calculul caracteristicilor de performanță se efectuează conform circuitului echivalent al unui motor asincron, prezentat în Figura 2.

Figura 2 - Circuitul echivalent al unui motor asincron

Factorul de disipare a statorului:

Valori calculate ale parametrilor circuitului echivalent:

Rezistențele la scurtcircuit sunt:

Pierderi suplimentare:

Putere mecanică pe arborele motorului:

Rezistențe echivalente ale circuitului:

Impedanța circuitului de funcționare a circuitului echivalent:

Alunecare nominală:

Viteza nominală a rotorului:

Componentele active și reactive ale curentului stator în timpul sincronului

rotația rotorului:

Curentul nominal al rotorului:

Componentele active și reactive ale curentului statorului:

Curentul fazei statorului:

Factor de putere:

Pierderi de putere în înfășurările statorului și rotorului:

Pierderi totale de putere în motor:

Consum de energie:

Eficienţă:

Calculăm caracteristicile de performanță pentru putere: 0,25∙R 2n; 0,5∙P 2n; 0,75∙R2n 0,9∙R2n; 1,0∙P 2n; 1,25∙R 2n. Rezultatele calculului sunt rezumate în tabelul 1.

Tabelul 1 - Caracteristicile de performanță ale motorului

	Valori calculate	Putere R 2, W.
	R ext, W.
	R’ 2 ,W.
	Rn,Ohm.
	Zn,Ohm.
	sn, p.u.
	eu 2'', A.
	eu 1a, A.
Continuarea tabelului 1
	eu 1p, A.
	eu 1, A.
	R suma, W.
	P 1, W.
	η , p.u.
	n, rpm

Figura 3 - Caracteristicile de performanță ale motorului proiectat

9 Calculul caracteristicilor de pornire

Înălțimea tijei în canelura rotorului:

Înălțimea tijei redusă:

Pentru a accepta, .

Adâncimea de pătrundere a curentului în tijă:

Lățimea fantei rotorului la adâncimea calculată a pătrunderii curentului în tijă:

Aria secțiunii transversale a tijei la adâncimea de penetrare a curentului calculată:

Factorul de creștere a rezistenței tijei calculat:

Coeficientul de creștere a rezistenței active a fazei de înfășurare a rotorului ca urmare a efectului de deplasare a curentului:

Rezistență redusă a rotorului ținând cont de influența efectului deplasării curentului:

Reducerea coeficientului de conductivitate magnetică a scurgerii slotului:

Coeficientul de modificare a reactanței inductive a fazei de înfășurare a rotorului datorită efectului de deplasare a curentului:

Valoarea rezistenței de scurgere inductive a înfășurării rotorului redusă la înfășurarea statorului, ținând cont de efectul deplasării curentului:

Factor de disipare a statorului în modul de pornire:

Coeficientul de rezistență al statorului:

Parametrii circuitului echivalent în modul de pornire:

impedanta de pornire:

Valoarea preliminară a curentului rotorului la pornire, ținând cont de influența saturației:

Unde K n- coeficientul de saturație, vom accepta mai întâi K n=1,6;

Forța de magnetizare estimată a fantelor statorului și rotorului:

Deschiderea canelurii echivalente:

Reducerea conductibilității de scurgere a slotului:

Unde ∆ bsh1= b 12 - bsh1=2,735 mm;

Coeficient de conductivitate magnetică de scurgere a fantei:

Coeficient de conductivitate diferențial de împrăștiere:

Reactanța de scurgere inductivă calculată a înfășurării statorului:

Rezistența de scurgere inductivă calculată a înfășurării rotorului, redusă la înfășurarea statorului, ținând cont de saturație și deplasarea curentului:

Rezistența ținând cont de saturație și deplasare la pornire:

Curentul nominal al rotorului la pornire:

Componentele active și reactive ale curentului statorului la pornire:

Curentul statorului la pornire:

Raportul curent de pornire:

Cuplu de pornire:

Multiplicitatea cuplului de pornire:

Calculăm caracteristicile de pornire pentru alunecare s= 1; 0,8; 0,6; 0,4; 0,2; 0,1. Rezum rezultatele calculului în tabelul 2.

Tabelul 2 - Caracteristici estimate de pornire.

	Calculat magnitudinea	Alunecare
	φ ’
	HR,m.
	b r, m.
	q r, m 2.
	r' 2ξ, Ohm.
	r” 2ξ, Ohm.
	Znξ, Ohm.
	eu" 2n, A.
	eu" 2nn, A.
	Fn, H.
	∆ bsh2, mm.
	∆λ n1
	∆λ n2
	λ n1.n
Continuarea tabelului 2
	λ n2ξ.n
	λ d1.n
	λ d 2 . n
	x” 1n, Ohm.
	X"2ξн, Ohm.
	Rn, Ohm.
	Xn, Ohm.
	Znξ.n, Ohm.
	eu" 2nn, A.
	eu n.A . , A.
	eu n.R . , A.
	eu 1 n, A.
	Mn, N∙m.

Figura 4 - Caracteristicile de pornire ale motorului proiectat

Motorul asincron proiectat îndeplinește cerințele GOST atât în ​​ceea ce privește indicatorii de energie (eficiență și) cât și caracteristicile de pornire.

10 Calculul termic și de ventilație al unui motor asincron

Pentru înfășurările cu izolație din clasa de rezistență la căldură B, luăm kp = 1,15.

Pierderi electrice în partea cu fantă a înfășurării statorului:

unde este factorul de creștere a pierderii;

Pierderi electrice în partea frontală a înfășurării statorului:

Perimetrul calculat al secțiunii transversale a fantei statorului:

Pentru izolarea din clasa de rezistență la căldură B acceptăm. noi acceptam.

Diferența de temperatură în izolarea părții slot a înfășurării statorului:

unde este conductibilitatea termică echivalentă medie a izolației canelurii;

Valoarea medie a coeficientului de conductivitate termică a izolației interioare a unei bobine de înfășurare aleatorie din conductori emailați, ținând cont de potrivirea laxă a conductorilor între ele;

Pentru 2p = 6 luăm K = 0,19. Căci acceptăm.

Temperatura suprafeței interioare a miezului statorului depășește temperatura aerului din interiorul motorului:

Unde K- coeficient ținând cont de faptul că o parte din pierderile în miezul statorului și în partea fantei a înfășurării sunt transmise prin cadru direct în mediu;

Coeficientul de transfer termic la suprafață;

Diferența de temperatură pe grosimea izolației părților frontale:

Unde bdin.l- grosimea izolației unilaterale a părții frontale a unei bobine;

Temperatura suprafeței exterioare a părților frontale depășește temperatura aerului din interiorul motorului:

Creșterea medie a temperaturii înfășurării statorului peste temperatura aerului din interiorul motorului:

Pentru h= 100 mm. noi acceptam. Căci acceptăm.

Suprafata de racire echivalenta a carcasei:

unde este perimetrul condiționat al secțiunii transversale a nervurilor carcasei motorului;

Valoarea pierderilor la motor:

Cantitatea de pierderi eliberate în aer din interiorul motorului:

Temperatura aerului din interiorul motorului depășește temperatura ambiantă:

Valoarea medie a creșterii de temperatură a înfășurării statorului față de temperatura ambiantă:

Pentru motoarele cu și h=100 mm. noi acceptam.

Coeficient care ia în considerare modificările condițiilor de răcire pe lungimea suprafeței carcasei suflate de un ventilator extern:

Debitul de aer necesar pentru răcire:

Debitul de aer furnizat de ventilatorul exterior:

Ventilatorul asigură fluxul de aer necesar.

11 Design motor

Lamele de ventilație sunt turnate simultan cu tijele și inelele de închidere, bl=3 mm., Nl= 9 buc., ll=30 mm., hl= 15 mm..

Cadrul este realizat din aliaj de aluminiu cu nervuri transversale longitudinale, bSf=4 mm.. Dispozitivul de ieșire este turnat deasupra.

Inaltimea coastei:

Număr de aripioare pe sfert din suprafața statorului:

Dispozitivul de ieșire al mașinii constă dintr-o cutie de borne închisă cu o placă de borne izolatoare amplasată în ea. Cutia de borne este echipata cu un dispozitiv de fixare a cablurilor furnizate.

Pentru fluxul de aer extern al carcasei, se folosește un ventilator centrifugal radial, situat la capătul arborelui pe partea opusă motorului. Ventilatorul este acoperit cu o carcasă. Carcasa este prevazuta cu o grila la capat pentru intrarea aerului. Ventilatorul și carcasa sunt din plastic. Ventilatorul este asezat pe o cheie.

Diametrul exterior al ventilatorului:

Unde Dbldg. = D a+2∙ bSf=0,168+2∙4∙10 -3 =0,176 m. ;

Latimea paletei ventilatorului:

Numărul palete ventilatorului:

Cuplu transmis pe termen lung:

În funcție de cuplul obținut, alegem dimensiunile arborelui: d 1 =24 mm.; l 1 =50mm.; b 1 =8 mm.; h 1 =7 mm.; t=4,0 mm.; d 2 =25 mm.; d 3 =32 mm..

În funcție de diametrul selectat pentru rulmentul arborelui d 2 = 25 mm, Rulmentul 180605 este acceptat.

Concluzie

Rezultatul calculului electromagnetic este un motor asincron proiectat cu un rotor cu colivie, care îndeplinește cerințele GOST atât în ​​ceea ce privește indicatorii de energie (eficiență și) cât și caracteristicile de pornire.

Calculele termice au arătat că ventilatorul exterior asigură ceea ce este necesar răcire normală flux de aer.

La proiectare, materialul ales pentru cadru a fost aliaj de aluminiu. Patul este realizat cu nervuri longitudinal-transversale. Prin cuplul transmis pe termen lung, dimensiunile arborelui sunt calculate și este selectat rulmentul cu bile 180605.

Date tehnice ale motorului asincron proiectat cu colivie: putere P 2 = 2,2 kW, tensiune nominală 230/400 V, număr de poli 2 p = 6 , frecvența de rotație n=1148 rpm, randament η = 0,81, Factor de putere cosφ = 0,74.

Lista surselor utilizate

2 Proiectarea mașinilor electrice: Manual. pentru universități / I.P. Kopylov, B.K. Klokov, V.P. Morozkin, B.F. Tokarev; Ed. I.P. Kopylova. - Ed. a III-a, rev. Și suplimentar - M.: Mai sus. Shk., 2002. - 757 p.: ill.

3 STO 02069024.101-2010. Cerințe generaleși reguli de proiectare - Orenburg, 2010.- 93 p.

* Această sursă este cea principală; nu se vor face referiri suplimentare la ea.

DESEN

Descarca: Nu aveți acces pentru a descărca fișiere de pe serverul nostru.

Detalii Publicate 27.12.2019

Dragi cititori! Echipa bibliotecii vă urează Un An Nou Fericit și Crăciun Fericit! Vă dorim din suflet vouă și familiilor voastre fericire, iubire, sănătate, succes și bucurie!
Fie ca anul care vine să vă ofere prosperitate, înțelegere reciprocă, armonie și bună dispoziție.
Noroc, prosperitate și împlinirea celor mai prețuite dorințe în noul an!

Testați accesul la EBS Ibooks.ru

Detalii Publicate 12.03.2019

Dragi cititori! Până la 31 decembrie 2019, universitatea noastră a primit acces de testare la EBS Ibooks.ru, unde vă puteți familiariza cu orice carte în modul de citire text integral. Accesul este posibil de pe toate calculatoarele din rețeaua universității. Este necesară înregistrarea pentru a obține acces la distanță.

„Genrikh Osipovich Graftio - la 150 de ani de la nașterea sa”

Detalii Publicate 12.02.2019

Dragi cititori! În secțiunea „Expoziții virtuale” există o nouă expoziție virtuală„Genrikh Osipovich Graftio”. Anul 2019 marchează 150 de ani de la nașterea lui Genrikh Osipovich, unul dintre fondatorii industriei hidroenergetice din țara noastră. om de știință encicloped, inginer talentat și organizator remarcabil, Genrikh Osipovich a adus o contribuție uriașă la dezvoltarea energiei domestice.

Expoziția a fost pregătită de angajați ai departamentului de literatură științifică a bibliotecii. Expoziția prezintă lucrările lui Genrikh Osipovich din fondul de istorie LETI și publicații despre el.

Puteți viziona expoziția

Testați accesul la sistemul electronic de bibliotecă IPRbooks

Detalii Publicate 11.11.2019

Dragi cititori! În perioada 8 noiembrie 2019 - 31 decembrie 2019, universitatea noastră a beneficiat de acces gratuit de testare la cea mai mare bază de date cu text integral din Rusia - Sistemul de bibliotecă electronică IPR BOOKS. EBS IPR BOOKS conține peste 130.000 de publicații, dintre care peste 50.000 sunt unice educaționale și publicații științifice. Pe platformă, aveți acces la cărți curente care nu pot fi găsite în domeniul public pe Internet.

Accesul este posibil de pe toate calculatoarele din rețeaua universității.

Pentru obtinerea acces de la distanță trebuie să contactați departamentul de resurse electronice (camera 1247) la administratorul VChZ Polina Yuryevna Skleymova sau la e-mail [email protected] cu tema „Înregistrarea în IPRbooks”.

Universitatea Tehnică de Stat Arhangelsk

Departamentul de Inginerie Electrică şi sisteme energetice

Facultatea de PE

PROIECT DE CURS

Prin disciplină

„Aparate și mașini electrice”

La subiectul „Proiectarea unui motor asincron”

Korelski Vadim Sergheevici

Manager de proiect

Artă. profesor N.B. Balantseva

Arhangelsk 2010

pentru proiectul unui motor asincron trifazat cu rotor cu colivie

Eliberat unui student în anul III din grupa I a Facultății OSP-PE

Efectuați calcule și dezvoltarea structurală a unui motor asincron cu următoarele date:

Putere Rn, kW……………………………………………………..………… 15

Tensiune U n, V ……………………………………………………….… 220/380

Viteza de rotație n, min -1 (rpm) …………………………… 1465

Eficiența motorului η …………………………………………...………… 88,5%

Factorul de putere cos φ……………………………..………… 0,88

Frecvența curentă f, Hz …………………………………………..…… 50

Multiplicitatea curentului de pornire I p / I n ……………………………………………………… 7.0

Raportul cuplului de pornire M p / M n ………………………………… 1.4

Raportul cuplului maxim M max /M n ………………………… 2.3

Design…………………………………………………………………..………… IМ1001

Mod de operare………………………………………………………………… de lungă durată

Cerințe suplimentare………motor 4А160S4У3

Misiunea a fost emisă „…” ……………….. 2009

Manager de proiect…………………………

1. SELECTAREA DIMENSIUNILOR PRINCIPALE

2. CALCULUL STATORULUI

2.1 Definiție , și zona secțiunii transversale a firului înfășurării statorului

2.2 Calculul dimensiunilor zonei dinților statorului și ale spațiului de aer

3. CALCULUL ROTOR

4. CALCULUL CIRCUITULUI MAGNETIC

5. PARAMETRII MODULUI DE OPERARE

6. CALCULUL PIERDERILOR

7. CALCULUL CARACTERISTICILOR PERFORMANȚEI MOTORULUI

8. CALCULUL CARACTERISTICILOR DE PORNIRE A MOTORULUI

8.1 Calculul curenților ținând cont de influența deplasării curentului și a saturației din câmpurile parazite

8.2 Calculul caracteristicilor de pornire ținând cont de influența deplasării curentului și a saturației din câmpurile parazite

9. CALCUL TERMIC

LISTA SURSELOR UTILIZATE

Korelsky V.S. Proiectarea unui motor electric asincron. Şef – lector superior N.B. Balantseva

Proiect de curs. O notă explicativă de 49 de pagini conține 7 figuri, 3 tabele, 2 surse, o parte grafică în format A1.

Cuvinte cheie: motor electric asincron, stator, rotor.

Scopul proiectului de curs este de a dobândi abilități practice în proiectarea dispozitivelor electrice.

Pe baza listei de surse și specificații tehnice, au fost selectate dimensiunile principale, înfășurarea statorului, rotorul, circuitul magnetic al unui motor asincron din seria 4A, proiectat conform gradului de protecție IP44, cu rotor cu colivie veveriță cu un cadru din fontă și scuturi de rulment, cu o înălțime a axei de rotație de 160 mm, cu o dimensiune de instalare mai mică, au fost calculate pe lungimea cadrului (S), bipolar (

), versiunea climatică U, categoria de plasare 3. Parametrii modului de funcționare, pierderile, caracteristicile de funcționare și de pornire se calculează și fără a se ține cont și de a lua în considerare saturația. S-au efectuat calcule termice.

1. SELECTAREA DIMENSIUNILOR PRINCIPALE

1.1 Conform tabelului 9.8 (pagina 344) la înălțimea axei de rotație

mm. luăm diametrul exterior al statorului, mm m

1.2 Presupunând că dimensiunile fantelor nu depind de numărul de poli ai mașinii, obținem o expresie aproximativă pentru diametrul interior al statorului, m.

, (1)

Unde K D – coeficient care caracterizează raportul dintre diametrele interne și externe ale miezului statorului unei mașini asincrone din seria 4A. Cu număr de stâlpi p=4, conform tabelului 9.9; noi acceptam K D = 0,68

1.3 Diviziunea polilor

, m (2) m

1.4 Putere de proiectare, VA.

, (3)

Unde P 2 – alimentarea pe arborele motorului, P 2 =15∙10 3 W;

k E este raportul dintre EMF al înfășurării statorului și tensiunea nominală, care este determinat aproximativ din Fig. 9.20 Acceptăm

k E = 0,975;

1.5 Sarcinile electromagnetice se determină preliminar conform Fig. 9.22 b,(pagina 346), în funcție de înălțimea axei de rotație h= 160 mm si grad de protectie motor IP44 de unde

A/m, Tl

1.6 Coeficientul de înfășurare (anterior pentru o înfășurare cu un singur strat la 2p = 4) acceptăm

1.7 Lungimea estimată a circuitului magnetic l δ, m

, (4) - coeficientul formei câmpului (acceptat în prealabil) , ; - frecventa unghiulara sincrona a motorului, rad/s; (5) rad/s, m

1.8 Înțelesul atitudinii

. Criteriul pentru alegerea corectă a dimensiunilor principale este raportul dintre lungimea estimată a circuitului magnetic și diviziunea polilor (6) se află în limite acceptabile (Fig. 9.25a p. 348)

2. CALCULUL STATORULUI

2.1 Definiție

și zona secțiunii transversale a firului înfășurării statorului

1.1 Valori limită ale dinților statorului

, mm, determinată conform figurii 9,26 mm; mm.

2.1.2 Numărul de fante pentru stator

, determinat prin formulele (7) ,

Luăm Z 1 =48, apoi numărul de sloturi pe pol și fază:

(8)
este un număr întreg. Înfășurarea este cu un singur strat.

2.1.3 Diviziunea dinților statorului (finală)

Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse

Agenția Federală pentru Educație

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE STAT IRKUTSK

Departamentul de Acționare Electrică și Transport Electric

Recunosc la protecție:

Head__ Klepikova T.V. __

PROIECTAREA UNUI MOTOR DE INDUCȚIE CU ROTOR SCURIT

NOTĂ EXPLICATIVĂ

Pentru un proiect de curs la disciplina

"Mașini electrice"

096.00.00P3

Completat de un elev din grupa _EAPB 11-1 ________ __ Nguyen Van Vu____

Control standard ___________ _Conf. univ., Departamentul EET T.V. Klepikova __

Irkutsk 2013

Introducere

1. Dimensiuni principale

2 Miez de stator

3 Miezul rotorului

Înfășurarea statorului

1 Înfășurare statorică cu fante trapezoidale semiînchise

Înfășurarea rotorului în cușcă veveriță

1 Dimensiunile canelurilor ovale închise

2 Dimensiunile inelului de scurtcircuit

Calculul circuitului magnetic

1 MDS pentru spațiu de aer

2 MMF pentru dinți cu fante statorice semi-închise trapezoidale

3 MMF pentru dinții rotorului cu fante ovale închise pentru rotor

4 MDS pentru spatele statorului

5 MDS pentru spatele rotorului

6 parametrii circuitului magnetic

Rezistența activă și inductivă a înfășurărilor

1 Rezistenta infasurarii statorului

2 Rezistența la înfășurare a unui rotor cu colivie de veveriță cu fante închise ovale

3 Rezistența înfășurărilor circuitului echivalent convertit al motorului

Inactiv și nominal

1 Mod inactiv

2 Calculul parametrilor regimului nominal de funcționare

Diagramă circulară și caracteristici de performanță

1 diagramă circulară

2 Caracteristici de performanță

Cuplu maxim

Curentul inițial de pornire și cuplul inițial de pornire

1 Rezistențe active și inductive corespunzătoare modului de pornire

2 Curentul și cuplul inițial de pornire

Calcule termice și de ventilație

1 Înfășurare statorică

2 Calculul ventilației unui motor cu grad de protecție IP44 și metoda de răcire IC0141

Concluzie

Lista surselor utilizate

Introducere

Mașinile electrice sunt elementele principale centrale electrice, diverse mașini, mecanisme, echipamente tehnologice, mijloace moderne transport, comunicații etc. Ele generează energie electrică, efectuează conversia ei extrem de economică în energie mecanică și îndeplinesc diverse funcții de conversie și amplificare a diferitelor semnale în sistemele automate de control și control.

Mașinile electrice sunt utilizate pe scară largă în toate sectoarele economiei naționale. Avantajele acestora sunt randamentul ridicat, ajungand la 95÷99% la masini electrice puternice, greutatea si dimensiunile de gabarit relativ reduse, precum si utilizarea economica a materialelor. Mașinile electrice pot fi realizate la diferite puteri (de la fracțiuni de watt la sute de megawați), viteze de rotație și tensiuni. Ele se caracterizează prin fiabilitate și durabilitate ridicate, ușurință de control și întreținere, furnizare și eliminare convenabilă a energiei, costuri reduse pentru producția în masă și pe scară largă și sunt ecologice.

Mașinile asincrone sunt cele mai comune mașini electrice. Sunt utilizate în principal ca motoare electrice și sunt convertizoarele principale energie electrica la mecanic.

În prezent, motoarele electrice asincrone consumă aproximativ jumătate din toată energia electrică generată în lume și sunt utilizate pe scară largă ca motor electric pentru marea majoritate a mecanismelor. Acest lucru se explică prin simplitatea designului, fiabilitatea și eficiența ridicată a acestor mașini electrice.

În țara noastră, cea mai populară serie de mașini electrice este seria industrială generală de mașini asincrone 4A. Seria include mașini cu putere de la 0,06 la 400 kW și este disponibilă în 17 înălțimi standard ale axei de rotație. Pentru fiecare înălțime de rotație sunt disponibile motoare de două puteri, care diferă ca lungime. Pe baza unei singure serii, sunt produse diverse modificări ale motorului care îndeplinesc cerințele tehnice ale majorității consumatorilor.

Pe baza aceleiași serii sunt produse diverse versiuni de motoare, concepute pentru a funcționa în condiții speciale.

Calculul unui motor asincron cu rotor cu colivie

Sarcina tehnică

Proiectați un motor trifazat asincron cu rotor cu colivie: P = 45 kW, U = 380/660 V, n = 750 rpm; design IM 1001; Tip de protectie IP44.

1. Circuit magnetic motor. Dimensiuni, configurație, material

1 Dimensiuni principale

Acceptăm înălțimea axei de rotație a motorului h=250 mm (Tabelul 9-1).

Acceptăm diametrul exterior al miezului statorului DH1 = 450 mm (Tabelul 9-2).

Diametrul interior al miezului statorului (Tabelul 9-3):

1= 0,72 DН1-3=0,72ˑ450-3= 321 (1,1)

Acceptăm coeficientul (, Figura 9-1).

Acceptăm valoarea preliminară a eficienței (Figura 9-2, a)

Acceptăm valoarea preliminară (Figura 9-3, a).

Puterea de proiectare

(1.2)

Acceptăm încărcare liniară preliminară A/cm (, Figura 9-4, a și Tabelul 9-5).

Acceptăm pre-inducția în decalaj (, Figura 9-4, b și Tabelul 9-5).

Acceptăm valoarea preliminară a coeficientului de înfășurare (, pagina 119).

Lungimea estimată a miezului statorului

Acceptăm lungimea de proiectare a miezului statorului.

Valoarea maximă a raportului dintre lungimea miezului și diametrul acestuia (Tabelul 9-6)

Raportul dintre lungimea miezului și diametrul său

(1.5)

1.2 Miezul statorului

Acceptam otel de calitate - 2013. Acceptam tabla de grosime de 0,5 mm. Acceptăm tipul de izolație din tablă - oxidare.

Acceptăm factorul de umplere din oțel kC=0,97.

Luăm numărul de sloturi pe pol și fază (tabelul 9-8).

Numărul de fante pentru miezul statorului (1,6)

1.3 Miezul rotorului

Acceptam otel de calitate - 2013. Acceptam tabla de grosime de 0,5 mm. Acceptăm tipul de izolație din tablă - oxidare.

Acceptăm factorul de umplere din oțel kC=0,97.

Acceptăm miezul rotorului fără teșirea canelurilor.

Luăm spațiul de aer dintre stator și rotor (Tabelul 9-9).

Diametrul exterior al miezului rotorului

Diametrul interior al foilor rotorului

Luăm lungimea miezului rotorului egală cu lungimea miezului statorului,

.

Luăm numărul de sloturi din miezul rotorului (tabelul 9-12).

2. Înfășurarea statorului

Acceptăm o înfășurare cu două straturi cu pas scurtat, așezată în caneluri semi-închise trapezoidale (Tabelul 9-4).

Coeficientul de distribuție

(2.1)

Unde

Acceptăm pasul relativ al înfășurării.

Pasul înfășurării rezultate:

(2.2)

Factorul de scurtare

Coeficientul de înfăşurare

Valoarea preliminară a fluxului magnetic

Numărul preliminar de spire în înfășurarea de fază

Număr preliminar de conductori efectivi în fantă

(2.7)

unde este numărul de ramuri paralele ale înfășurării statorului.

Noi acceptam

Numărul specificat de spire în înfășurarea de fază

(2.8)

Valoare rafinată a fluxului magnetic

Valoarea rafinată a inducției în spațiul de aer

(2.10)

Valoarea preliminară a curentului nominal de fază

Abaterea sarcinii liniare primite de la cea acceptată anterior

(2.13)

Abaterea nu depășește valoarea admisă de 10%.

Luăm valoarea medie a inducției magnetice în stator înapoi (Tabelul 9-13).

Diviziunea dintelui de-a lungul diametrului interior al statorului

(2.14)

2.1 Înfășurare statorică cu fante trapezoidale semiînchise

Înfășurarea statorului și canelura sunt determinate conform Fig. 9.7

Luăm valoarea medie a inducției magnetice în dinții statorului (Tabelul 9-14).

Latimea dintelui

(2.15)

Înălțimea spatelui statorului

Înălțimea canelurii

Lățimea canelurii mare

Lățimea slotului preliminară

Lățimea canelurii mai mică

unde este înălțimea fantei (, pagina 131).

Și în funcție de cerință

Aria secțiunii transversale a canelurii din matriță

Zona de secțiune transversală clară a canelurii

(2.23)

Unde - indemnizații pentru montarea miezurilor de stator și rotor în lățime și respectiv înălțime (pag. 131).

Suprafața secțiunii transversale a izolației carcasei

unde este valoarea medie a grosimii unilaterale a izolației corpului (, pagina 131).

Zona în secțiune transversală a distanțierilor dintre bobinele de sus și de jos în canelură, în partea de jos a canelurii și sub pană

Aria secțiunii transversale a fantei ocupată de înfășurare

Muncă

unde este factorul de umplere admisibil al canelurii pentru pozarea manuală (pagina 132).

Luăm efectiv numărul de fire elementare.

Diametrul firului elementar izolat

(2.28)

Diametrul unui fir izolat elementar nu trebuie să depășească 1,71 mm pentru pozarea manuală și 1,33 mm pentru pozarea mașinii. Această condiție este îndeplinită.

Acceptăm diametrele firelor elementare izolate și neizolate (d) (Anexa 1)

Luăm aria secțiunii transversale a firului (Anexa 1).

Factor de umplere rafinat al slotului

(2.29)

Valoarea factorului de umplere a canelurii specificat îndeplinește condițiile de așezare manuală și a mașinii (pentru așezarea mașinii este permis ).

Lățimea slotului ajustată

Noi acceptam , deoarece .

(2.31)

Produsul sarcinii liniare și al densității de curent

Acceptăm valoarea admisibilă a produsului sarcinii liniare și densitatea de curent (Figura 9-8). Unde coeficientul k5=1 (Tabelul 9-15).

Pasul mediu al dintelui statorului

Lățimea medie a bobinei de înfășurare a statorului

Lungimea medie a unei părți frontale a bobinei

Lungimea medie a spirei înfășurării

Lungimea de prelungire a părții frontale a înfășurării

3. Înfășurarea rotorului cu cușcă veveriță

Acceptăm fante de rotor de formă ovală, închise.

3.1 Dimensiunile fantelor ovale închise

Fantele rotorului sunt determinate conform Fig. 9.10

Acceptăm înălțimea canelurii. (, Figura 9-12).

Înălțimea estimată a spatelui rotorului

unde este diametrul conductelor de ventilație axiale rotunde din miezul rotorului; acestea nu sunt prevăzute în motorul proiectat.

Inductie magnetica in spatele rotorului

Diviziunea dinților de-a lungul diametrului exterior al rotorului

(3.3)

Acceptăm inducția magnetică în dinții rotorului (Tabelul 9-18).

Latimea dintelui

(3.4)

Raza canelurii mai mică

Raza canelurii mai mare

unde este înălțimea fantei (, pagina 142);

Lățimea spline (, pagina 142);

pentru o canelură închisă (, pagina 142).

Distanța dintre centrele razelor

Verificarea corectitudinii definiției și pe baza condiției

(3.8)

Aria secțiunii transversale a tijei egală cu aria secțiunii transversale a canelurii din matriță

3.2 Dimensiunile inelului de scurtcircuit

Acceptăm cușcă turnată.

Inelele de scurtcircuit ale rotorului sunt prezentate în Fig. 9.13

Secțiune transversală a inelului

Înălțimea inelului

Lungimea inelului

(3.12)

Diametrul mediu al inelului

4. Calculul circuitului magnetic

1 MDS pentru spațiu de aer

Coeficient care ține cont de creșterea rezistenței magnetice a spațiului de aer datorită structurii dințate a statorului

(4.1)

Coeficient care ține cont de creșterea rezistenței magnetice a spațiului de aer datorită dintării structurii rotorului

Acceptăm un coeficient care ține cont de reducerea rezistenței magnetice a întrefierului în prezența canalelor radiale pe stator sau rotor.

Coeficient general strat de aer

MMF pentru spațiu de aer

4.2 MMF pentru dinți cu fante statorice semi-închise trapezoidale

(Anexa 8)

Luăm lungimea medie a căii fluxului magnetic

MDS pentru dinți

4.3 MMF pentru dinții rotorului cu fante ovale închise pentru rotor

Din moment ce, luăm puterea câmpului magnetic (Anexa 8).

MDS pentru dinți

4,4 MMF pentru spatele statorului

(Anexa 11).

Lungimea medie a traseului fluxului magnetic

MDS pentru spatele statorului

4,5 MMF pentru spatele rotorului

Luăm puterea câmpului magnetic (Anexa 5)

Lungimea medie a traseului fluxului magnetic

MDS pentru spatele rotorului

4.6 Parametrii circuitului magnetic

MMF totală a unui circuit magnetic pe pol

Coeficientul de saturație al circuitului magnetic

(4.13)

Curent de magnetizare

Curent de magnetizare în unități relative

(4.15)

EMF fără sarcină

Reactanța inductivă principală

(4.17)

Reactanța inductivă principală în unități relative

(4.18)

5. Rezistența activă și inductivă a înfășurărilor

1 Rezistenta infasurarii statorului

Rezistența activă a înfășurării de fază la 20 0C

Unde - conductivitate electrică specifică a cuprului la 200C (pag. 158).

Rezistența activă a înfășurării de fază la 20 0C în unități relative

(5.2)

Verificarea corectitudinii definiției

Acceptăm dimensiunile canelurii statorului (tabelul 9-21)

Înălțime: (6,4)

Coeficienți ținând cont de scurtarea treptei

Coeficient de conductivitate de scurgere

(5.7)

Acceptăm coeficientul de disipare diferenţială a statorului (Tabelul 9-23).

Coeficient ținând cont de efectul deschiderii fantelor statorice asupra conductivității diferențiale de scurgere

Acceptăm un coeficient care ține cont de răspunsul de amortizare al curenților induși în înfășurarea unui rotor cu colivie de veveriță de armonici mai mari ale câmpului statorului (Tabelul 9-22).

(5.9)

Diviziunea polilor:

(5.10)

Coeficientul de conductivitate de scurgere a pieselor de capăt înfășurării

Coeficientul de conductivitate de scurgere a înfășurării statorului

Reactanța inductivă a înfășurării fazei statorului

Reactanța inductivă a înfășurării fazei statorice în unități relative

(5.14)

Verificarea corectitudinii definiției

5.2 Rezistența la înfășurare a unui rotor cu colivie cu fante ovale închise

Rezistența activă a tijei celulei la 20 0C

Unde - conductivitatea electrică a aluminiului la 20 °C (pag. 161).

Coeficientul de reducere a curentului inel la curentul tijei

(5.17)

Rezistența inelelor de scurtcircuitare redusă la curentul tijei la 20 0C

înfăşurare de rezistenţă a circuitului magnetic

Unghiul de teşire central al canelurilor cere = 0 deoarece nu există teșit.

Coeficientul de teșire a fantei rotorului

Coeficientul de reducere a rezistenței înfășurării rotorului față de înfășurarea statorului

Rezistenta activa a infasurarii rotorului la 20 0C, redusa la infasurarea statorului

Rezistența activă a înfășurării rotorului la 20 0C, redusă la înfășurarea statorului în unități relative

Curentul barei rotorului pentru modul de funcționare

(5.23)

Coeficient de conductivitate de scurgere pentru un rotor oval cu fantă închisă

(5.24)

Numărul de sloturi pentru rotor pe pol și fază

(5.25)

Acceptăm coeficientul de disipare diferenţială a rotorului (Figura 9-17).

Coeficient de conductivitate de scurgere diferențial

(5.26)

Coeficientul de conductivitate de scurgere al inelelor de scurtcircuitare ale cuștii turnate

Teșirea relativă a canelurilor rotorului, în fracțiuni din diviziunea dinților rotorului

(5.28)

Coeficientul de conductivitate de scurgere a fantei teșite

Reactanța inductivă a înfășurării rotorului

Reactanța inductivă a înfășurării rotorului redusă la înfășurarea statorului

Reactanța inductivă a înfășurării rotorului redusă la înfășurarea statorului, în unități relative

(5.32)

Verificarea corectitudinii definiției

(5.33)

Condiția trebuie îndeplinită. Această condiție este îndeplinită.

5.3 Rezistența înfășurărilor circuitului echivalent convertit al motorului

Factorul de disipare a statorului

Coeficientul de rezistență al statorului

unde este coeficientul (, pagina 72).

Rezistențe de înfășurare convertite

Nu este necesară recalcularea circuitului magnetic, deoarece .

6. Inactiv și nominal

1 Mod inactiv

Deoarece , în calculele ulterioare vom accepta .

Componenta reactivă a curentului statoric în timpul rotației sincrone

Pierderi electrice în înfășurarea statorului în timpul rotației sincrone

Masa calculată a dinților statorului din oțel cu fante trapezoidale

Pierderi magnetice în dinții statorului

Greutatea oțelului din spatele statorului

Pierderi magnetice în spatele statorului

Pierderi magnetice totale în miezul statorului, inclusiv pierderi suplimentare în oțel

(6.7)

Pierderi mecanice cu grad de protectie IP44, metoda de racire IC0141

(6.8)

unde la 2p=8

Componenta activă a curentului x.x.

Curent fără sarcină

Factorul de putere la relanti

6.2 Calculul parametrilor regimului nominal de funcționare

Rezistență activă la scurtcircuit

Reactanța inductivă de scurtcircuit

Impedanta de scurtcircuit

Pierderi suplimentare la sarcina nominală

Puterea mecanică a motorului

Rezistența circuitului echivalent

(6.17)

Impedanța circuitului echivalent

Verificarea corectitudinii calculelor si

(6.19)

Alunecare

Componentă activă a curentului statoric în timpul rotației sincrone

Curentul rotorului

Componenta activă a curentului statoric

(6.23)

Componenta reactivă a curentului statoric

(6.24)

Curentul de fază al statorului

Factor de putere

Densitatea curentului în înfășurarea statorului

(6.28)

unde este coeficientul de înfășurare pentru un rotor cu cușcă de veveriță (, pagina 171).

Curent în tija rotorului cușcă de veveriță

Densitatea curentului în tija rotorului cușcă veveriță

Scurt circuit

Pierderi electrice în înfășurarea statorului

Pierderi electrice în înfășurarea rotorului

Pierderi totale la motorul electric

Putere:

Eficienţă

(6.37)

Putere de intrare: (6,38)

Puterile de intrare calculate folosind formulele (6.36) și (6.38) trebuie să fie egale între ele, până la rotunjire. Această condiție este îndeplinită.

Putere de iesire

Puterea de ieșire trebuie să corespundă cu puterea de ieșire specificată în specificațiile tehnice. Această condiție este îndeplinită.

7. Diagramă circulară și caracteristici de performanță

1 diagramă circulară

Scara actuală

Unde - gama de diametre ale roților de lucru (, pagina 175).

Noi acceptam .

Diametrul cercului de lucru

(7.2)

Scara de putere

Lungimea secțiunii de curent reactiv

Lungimea curentului activ

Bare pe o diagramă

(7.7)

(7.8)

7.2 Caracteristici de performanță

Calculăm caracteristicile de performanță sub forma tabelului 1.

Tabel 1 - Caracteristici de performanță a motorului cu inducție

Condiţional convoi	Puterea de ieșire în fracții
cos0.080.500.710.800.830.85
P, W1564.75172520622591.53341.74358.4
, %13,5486,8891,6492,8893,0892,80

8. Cuplu maxim

Parte variabilă a coeficientului statorului cu fantă trapezoidală semiînchisă

Componenta dependentă de saturație a coeficientului de conductanță de scurgere a statorului

Parte variabilă a coeficientului rotorului cu fante ovale închise

(8.3)

Componentă dependentă de saturație a coeficientului de conductivitate de scurgere a rotorului

Curentul rotorului corespunzător cuplului maxim (9-322)

(8.7)

Impedanța circuitului echivalent la cuplul maxim

Impedanța circuitului echivalent la alunecare infinit mare

Rezistența circuitului echivalent echivalent la cuplul maxim

Raportul maxim al cuplului

Alunecare la cuplul maxim

(8.12)

9. Curentul inițial de pornire și cuplul inițial de pornire

1 Rezistențe active și inductive corespunzătoare modului de pornire

Înălțimea barei cuștii rotorului

Înălțimea barei rotorului redusă

Acceptăm coeficientul (, Figura 9-23).

Adâncimea estimată a pătrunderii curentului în tijă

Lățimea tijei la adâncimea calculată a pătrunderii curentului în tijă

(9.4)

Aria secțiunii transversale a tijei la adâncimea de penetrare a curentului calculată

(9.5)

Raportul de deplasare a curentului

Rezistenta activa a tijei custii la 20 0C pentru modul de pornire

Rezistenta activa a infasurarii rotorului la 20 0C, redusa la infasurarea statorului, pentru modul de pornire

Acceptăm coeficientul (, Figura 9-23).

Coeficientul de conductivitate de scurgere a fantei rotorului la pornire pentru o fantă ovală închisă

Coeficientul de conductivitate de disipare al înfășurării rotorului la pornire

Reactanța inductivă de scurgere a motorului depinde de saturație

Reactanța inductivă de scurgere a motorului independent de saturație

(9.12)

Rezistență activă la scurtcircuit la pornire

9.2 Curentul inițial de pornire și cuplul

Curentul rotorului la pornirea motorului

Impedanța circuitului echivalent la pornire (ținând cont de fenomenele de deplasare a curentului și saturarea căilor fluxului de scurgere)

Reactanța inductivă a circuitului echivalent la pornire

Componenta activă a curentului statoric la pornire

(9.17)

Componenta reactivă a curentului statoric la pornire

(9.18)

Curentul de fază al statorului la pornire

Multiplicitatea curentului inițial de pornire

(9.20)

Rezistența activă a rotorului la pornire, redusă la stator, la cea calculată Temperatura de Operareși circuit echivalent în formă de L

(9.21)

Multiplicitatea cuplului inițial de pornire

10. Calcule termice și de ventilație

1 Înfășurare statorică

Pierderi în înfășurarea statorului la temperatura maximă admisă

unde este coeficientul (, pagina 76).

Suprafața de răcire internă condiționată a părții active a statorului

Debitul de aer care poate fi furnizat de ventilatorul exterior trebuie să fie mai mare decât debitul de aer necesar. Această condiție este îndeplinită.

Presiunea aerului dezvoltată de ventilatorul exterior

Concluzie

În cadrul acestui proiect de curs a fost proiectat un motor electric asincron de design de bază, cu înălțimea axei de rotație h = 250 mm, grad de protecție IP44, cu rotor cu colivie. Ca rezultat al calculului, au fost obținuți principalii indicatori pentru un motor cu o putere dată P și cos, care satisfac valoarea maximă admisă a GOST.

Motorul electric asincron proiectat îndeplinește cerințele GOST atât în ​​ceea ce privește indicatorii de energie (eficiență și cosφ), cât și caracteristicile de pornire.

Tip motor Putere, kW Înălțimea axei de rotație, mm Greutate, kg Viteză de rotație, rpm Eficiență, % factor de putere, moment de inerție,

2. Kravchik A.E. si altele.Motor asincron seria 4A, carte de referinta. - M.: Energoatomizdat, 1982. - 504 p.

3. Proiectarea mașinilor electrice: manual. pentru electromecanic Și electricitate. specialitățile universităților / I. P. Kopylov [etc.]; editat de I. P. Kopylova. - Ed. a 4-a, revizuită si suplimentare - M.: Mai sus. şcoală, 2011. - 306 p.

Aplicație. Pregătirea caietului de sarcini

			Desemnare	Nume		Notă
				Documentație
			1.096.00.000.PZ	Notă explicativă
			1.096.00.000.СЧ	Desen de ansamblu
				Înfășurarea statorului
				Înfășurarea rotorului
				Miezul statorului
				Miezul rotorului
				Cutie de borne
				Rym. Bolt
				Șurub de împământare
				Ventilator
				Ventilator Giulgiul
				Ținând