Расчет элементов современного асинхронного электропривода: обмоток статора, сердечников статора и ротора. Определение их размеров, конфигураций и конструктивных материалов. Оценка параметров магнитной цепи, активных и индуктивных сопротивлений обмоток.
Аннотация к работе
Современный электропривод - это комплекс из аппаратов и устройств, предназначенный для управления и регулирования физическими и мощностными показателями электродвигателя. Асинхронный электропривод обладает лучшими технико-экономическими показателями, а разработка новых энергосберегающих двигателей, позволяет создавать энергоэффективные системы электропривода. Принцип работы асинхронного электродвигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля, возникающего при прохождении трехфазного переменного тока по обмоткам статора, с током, индуктированным полем статора в обмотках ротора, в результате чего возникают механические усилия, заставляющие ротор вращаться в сторону вращения магнитного поля при условии, что частота вращения ротора n меньше частоты вращения поля n1.Высоту оси вращения асинхронного двигателя определяем по таблице 9-1 на основании n1 и Рн. Наружный диаметр сердечника DH 1 при стандартной высоте оси вращения h=160 мм выбираем из таблицы 9-2. Для определения внутреннего диаметра сердечника статора D1 воспользуемся зависимостью D1=f(DH 1) приведенной в таблице 9-3. Из рисунка 9-1 найдем среднее значение КН=f(P2) асинхронных двигателей Для двигателей с короткозамкнутым ротором исполнения по защите IP44 принимаем значение cos j? по рисунку 9-3,а при 2р = 6 cos j?=0,89.Для данной высоты оси вращения выбираем марку стали 2013. Сердечник собираем из отдельных отштампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, имеющих изоляционные покрытия для уменьшения потерь в стали от вихревых токов.Сердечник собирают из отдельных отштампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Для сердечника принимаем то же изолирование листов, что и для статора - оксидирование. Размер воздушного зазора между статором и ротором d принимаем из таблицы 9-9Для нашего двигателя принимаем однослойную всыпную концентрическую обмотку из провода марки ПЭТВ (класс нагревостойкости В), укладываемую в трапецеидальные полузакрытые пазы. Обычно обмотку статора выполняют шестизонной; каждая зона равна 60 электрических градуса. Двухслойную обмотку выполняем с укороченным шагом УП 1 Количество параллельных ветвей обмотки статора а 1 выбираем как один из делителей числа полюсов а 1 = 1. Значение NП 1 принимаем, округляя N?П 1 до ближайшего целого значенияПринимаем предварительное значение магнитной индукции в наиболее узком месте зубца статора по таблице 9-14 Ширину зубца статора определяем b31 b31 = t1• Bd ?(kc В 31); Площадь поперечного сечения прокладок между верхней и нижней катушками в пазу, дне паза и под клином Sпр 60.Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой S??п 1 Из приложения 1 для d? выбираем номинальный диаметр неизолированного провода d, мм и площадь поперечного сечения неизолированного провода S d=1,56 мм;Применим обмотку ротора с овальными закрытыми пазами, т.к. h = 160 мм. Расчетная высота спинки ротора hc2 при 2р=2 и h = 160 мм. hc2 = 0.58 · Dн 2 - hп 2 - ?dk2; Магнитная индукция в спинке ротора Вс 2 Магнитная индукция в зубцах ротора Вз 2 по таблице 9-18Поперечное сечение кольца литой клетки Sкл Высота кольца литой клетки hкл hкл = 1,2 · hп 2 = 1,2 · 33 = 39,6 мм.Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения статора kd1 kd1 = 1 bш 1/(t1 - bш 1 5dt1¤ bш 1);При ВЗ 1 <1,8 Тл напряженность магнитного поля найдем из приложений 8-10Напряженность магнитного поля в верхней части зуба Нз 2 находим из приложений 8-10 для стали 2013 при Вз 2 =1,85 Тл;Напряженность магнитного поля НС 1 при ВС 1 = 1.58 Тл находим из приложения 5, НС 1 = 10 А/см.Напряженность магнитного поля НС2 при 2р = 2 найдем из приложения 11Суммарная МДС магнитной цепи на один из полюсов Fa Коэффициент насыщения магнитной цепи КНАСОпределяем размеры паза статора из таблицы 9-21 и рисунка 9-7 b2=8.908 мм; Коэффициенты, учитывающие укорочение kb1 и k?b1 при b1 = 1. kb1 = 0,4 0,6b1; Коэффициент кд 1 берем из таблицы 9-23, при q1 = 6 кд 1 = 0,0052. Коэффициент, учитывающий влияние открытия пазов статора на проводимость дифференциального рассеяния кш 1 Коэффициент кр 1 берем из таблицы 9-22 при q1 = 6, Z2 = 28 и р = 1 кр 1 = 0,68.Сопротивление короткозамыкающих колец, приведенное к току стержня при 20°С rкл rкл=2•?•Dкл.ср/ra20•z2•Sкл•k2пр 2•103; Центральный угол скоса пазов определим ?ск ?ск = 2•p•t1• ?ск 1/D1; Активное сопротивление обмотки ротора при 20°С, приведенное к обмотке статора r?2 r?2= кпр 1•(rct rкл), r?2=5367•(2,029 1,731) •10-5=0,202 Ом.
План
Оглавление
Введение
1. Магнитная цепь двигателя. Размеры, конфигурация, материал
1.1 Главные размеры
1.2 Сердечник статора
1.3 Сердечник ротора
2. Обмотка статора
2.1 Параметры общие для любой обмотки
2.2 Обмотка статора с трапецеидальными полузакрытыми пазами
3. Обмотка короткозамкнутого ротора
3.1 Размеры короткозамыкающего кольца
4. Расчет магнитной цепи
4.1 МДС для воздушного зазора
4.2 МДС при трапецеидальных пазах статора
4.3 МДС при овальных полузакрытых пазах ротора
4.4 МДС для спинки статора
4.5 МДС для спинки ротора
4.6 Параметры магнитной цепи
5. Активные и индуктивные сопротивления обмоток
5.1 Сопротивление обмотки статора
5.2 Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора с закрытыми пазами
5.3 Сопротивление обмоток преобразованной схемы замещения двигателя (с вынесенным на зажимы намагничивающим контуром)