Проектирование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором - Курсовая работа

1.2 Предварительное значение наружного диаметра магнитопровода статора Da.пред=ѓ(hпред) Определяется по таблице 1.1 стр.9 [1]. Параметры расчетов : · KD=0.68 - Коэффициент, характеризующий отношение внутреннего диаметра статора к наружному (D/Da) 2.15 Число пазов статора Z1=ѓ(2р,Паз,Z1предmin,Z1предмах) Определяется по таблице 2.1 стр.23 [1]. 3.15 Идентификатор формы паза Ид.форм.паза=ѓ(h) При высоте оси вращения h<160мм , применяются трапецеидальные (грушевидные) полузакрытые пазы (идентификатор формы паза 4). Ид.форм.паза 4 7.28 Приведенное к статору значение фазного тока ротора Г-образной схемы замещения для скольжения равного 1Sп I""2 1Sп=U1H/Z1Sп I""2 1Sп=220/11.517=19.102 А I""2 1Sп 19.102 А 7.29 Активная составляющая тока I""2 1Sп I""2a 1Sп=I""2 1SПЧCOS?"2 1Sп I""2a 1Sп=19.102Ч0.987=18.854 А I""2a 1Sп 18.854 А 7.30 Реактивная составляющая тока I""2 1Sп I""2p 1Sп=I""2 1SПЧSIN?"2 1Sп I""2p 1Sп=19.102Ч0.158=3.018 А I""2p 1Sп 3.018 А 7.31 Активная составляющая фазного тока статора Г-образной схемы замещения для скольжения равного 1Sп I1a 1Sп=I0a I""2a 1Sп I1a 1Sп=0.494 18.854=19.348 А I1a 1Sп 19.348 А 7.32 Реактивная составляющая фазного тока статора Г-образной схемы замещения для скольжения равного 1Sп I1p 1Sп=I0p I""2p 1Sп I1p 1Sп=7.706 3.018=10.724 А I1p 1Sп 10.724 А 7.33 Модуль фазного тока статора Г-образной схемы замещения для скольжения равного 1Sп I1 1Sп=(I1a 1Sп2 I1p 1Sп2)Ѕ I1 1Sп=(19.3482 10.7242)Ѕ=22.121 А I1 1Sп 22.121 А 7.34 Приведенное к статору значение фазного тока ротора в Т-образной схеме замещения для скольжения равного 1Sп I"2 1Sп=С1ЧІ""2 1Sп I"2 1Sп=1.0337Ч19.102=19.746 А I"2 1Sп 19.746 А 7.35 Активная мощность на входе асинхронного двигателя для скольжения равного 1Sп P1 1Sп=3ЧU1НЧІ1а 1SПЧ10-3 P1 1Sп=3Ч220Ч19.348Ч10-3=12.77 КВТ P1 1Sп 12.

Данный курсовой проект содержит проектирование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Понятие асинхронной машины связано с тем, что ротор ее имеет частоту вращения, отличающуюся от частоты вращения магнитного поля статора.

Асинхронные двигатели являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу электропривода большинства механизмов, используемых во всех отраслях народного хозяйства. В основу конструкции асинхронного двигателя положено создание системы трехфазного переменного тока. Переменный ток, подаваемый в трехфазную обмотку статора двигателя, формирует в нем вращающееся магнитное поле.

Проектирование электрической машины сводится к многократному расчету зависимостей между основными показателями, заданных в виде системы формул, эмпирических коэффициентов, графических зависимостей, которые можно рассматривать как уравнения проектирования.

Техническое задание

Рассчитать трехфазный асинхронный двигатель со следующими параметрами: 1. Тип двигателя: с короткозамкнутым ротором

2. Номинальный режим работы: S1

3. Номинальная мощность, Р2Н: 11 КВТ

4. Номинальное напряжение ?/?: 380/220В

5. Число пар полюсов 2р: 4

6. Частота сети: 50Гц

7. Способ охлаждения: ICA0141

8. Исполнение по способу монтажа: IM1081

9. Климатические условия работы: УЗ

10. Класс нагревостойкости изоляции: F

Основные требования к проектируемому двигателю: 1. Значения КПД и cos? в номинальном режиме должны быть не хуже, чем у аналогичных серийных двигателей

2. Перегрузочная способность MMAX*= MMAX/M2H ?1.8

3. Кратность начального пускового момента МП*= МП/M2H ?1.2

4. Кратность начального пускового тока I1П*= I1П/I1H ?7.5

5. Установочные и присоединительные размеры должны соответствовать действующим стандартам

Расчет главных размеров трехфазного асинхронного двигателя

Определение предварительных значений величин

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

1.1 Предварительная высота оси вращения hпред=ѓ(Р2H,2p,IP) Определяется по рис.1.1 стр.8 [1]. Найденное из графиков значение округляется до ближайшего из стандартного ряда. hпред 132 мм

1.2 Предварительное значение наружного диаметра магнитопровода статора Da.пред=ѓ(hпред) Определяется по таблице 1.1 стр.9 [1]. Определяется по таблице соответствия наружных диаметров статоров асинхронных двигателей и высот оси вращения электрических машин. Da.пред 0.225 м

1.3 Коэффициент, характеризующий отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению KE=ѓ(2р,Da.пред) Определяется по рис.1.2 стр.9 [1]. KE 0.972

1.4 Коэффициент, характеризующий отношение внутреннего диаметра статора к наружному (D/Da) KD=ѓ(2р) Определяется по таблице 1.2 стр.10 [1]. KD 0.68

1.5 Предварительное значение номинального КПД ?н.пред=ѓ(Р2H,2p,IP) Определяется по рис.1.3 стр.11 [1]. ?н.пред 0.87 о.е.

1.6 Предварительное значение коэффициента мощности cos?н.пред=ѓ(Р2H,2p,IP) Определяется по рис.1.4 стр.12 [1]. cos?н.пред 0.873

1.7 Предварительное значение индукции в магнитном зазоре B?.пред=ѓ(IP,2p,hпред,Da.пред) Определяется по рис.1.5 стр.14 [1]. B?.пред 0.89 Тл

1.8 Предварительное значение линейной нагрузки Апред=ѓ(IP,2p,hпред,Da.пред) Определяется по рис.1.6 стр.15 [1]. Апред 28200 А/м

1.9 Идентификатор обмотки Ид.обм.=ѓ(2р,hпред) Ид.обм. 1

1.10 Предварительное значение обмоточного коэффициента коб.1.пред=ѓ(2р,Ид.обм.) Обмоточный коэффициент задается по аналитическим правилам исходя из данных двигателя коб.1.пред 0.96

1.11 Верхняя граница критерия ? ?max=?(2p,IP,hпред) Определяется по рис.1.7 стр.17 [1]. ?max 1.2

1.12 Нижняя граница критерия ? ?min=?(2p,IP,hпред) Определяется по рис.1.7 стр.17 [1]. ?min 0.78

Параметры расчетов: · P2H=11 КВТ - Номинальная мощность

· 2p=4 - Число полюсов

· IP=IP44 - Степень защиты

Расчет главных размеров двигателя и их проверка

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

1.13 Предварительное значение внутреннего диаметра магнитопровода статора Dпред=KDЧDА.пред Dпред=0.68Ч0.225=0.153 м Dпред 0.153 м

1.14 Предварительное значение полюсного деления ?пред=?ЧDПРЕД/(2p) ?пред=?Ч0.153/(4)=0.12017 м ?пред 0.12017 м

1.15 Расчетная мощность Р"=(КЕЧР2H)/(?н.ПРЕДЧCOS?Н.пред) Р"=(0.972Ч11)/(0.87Ч0.873)=14.077 КВЧА P" 14.077 КВЧА

1.16 Синхронная угловая скорость вращения (скорость вращения магнитного поля в воздушном зазоре) ?=2Ч?ЧF1/р ?=2Ч?Ч50/2=157.08 c-1 ? 157.08 c-1

1.17 Предварительное значение расчетной длины воздушного зазора l?.пред=(Р"Ч103)/(1.11ЧDПРЕД2Ч?ЧKОБ.1.ПРЕДЧAПРЕДЧB?.пред) l?.пред=(14.077Ч103)/(1.11Ч0.1532Ч157.08Ч0.96Ч28200Ч0.89)=0.143 м l?.пред 0.143 м

1.18 Заготовительная масса электротехнической стали для изготовления магнитопровода mc=KCЧ?CЧ(Da.пред 0.01)2Чl?.пред mc=0.97Ч7800Ч(0.225 0.01)2Ч0.143=59.8 кг mc 59.8 кг

1.19 Критерий правильности выбора главных размеров ?=l?.пред/?пред ?=0.143/0.12017=1.19 Величина критерия должна находиться в диапазоне между найденными ?min и ?max. ? 1.19

Параметры расчетов : · KD=0.68 - Коэффициент, характеризующий отношение внутреннего диаметра статора к наружному (D/Da)

· Da.пред=0.225 м - Предварительное значение наружного диаметра магнитопровода статора

· 2p=4 - Число полюсов

· KE=0.972 - Коэффициент, характеризующий отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению

· P2H=11 КВТ - Номинальная мощность

· ?н.пред=0.87 о.е. - Предварительное значение номинального КПД

· cos?н.пред=0.873 - Предварительное значение коэффициента мощности

· f1=50 Гц - Частота сети

· p=2 - Число пар полюсов

· коб.1.пред=0.96 - Предварительное значение обмоточного коэффициента

· Апред=28200 А/м - Предварительное значение линейной нагрузки

· B?.пред=0.89 Тл - Предварительное значение индукции в магнитном зазоре

· kc=0.97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования

· ?c=7800 кг/мі - Удельная масса стали

Конструирование обмотки статора

Данные, выбранные для дальнейшего расчета варианта главных размеров двигателя

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

2.1 Высота оси вращения двигателя h 132 мм

2.2 Наружный диаметр магнитопровода статора Da 0.225 м

2.3 Коэффициент, характеризующий отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению KE=ѓ(2р,Da.пред) Определяется по рис.1.2 стр.9 [1]. KE 0.972

2.4 Предварительное значение номинального КПД ?н.пред=ѓ(Р2H,2p,IP) Определяется по рис.1.3 стр.11 [1]. ?н.пред 0.87 о.е.

2.5 Предварительное значение индукции в магнитном зазоре B?.пред=ѓ(IP,2p,hпред,Da.пред) Определяется по рис.1.5 стр.14 [1]. B?.пред 0.89 Тл

2.6 Предварительное значение линейной нагрузки Апред=ѓ(IP,2p,hпред,Da.пред) Определяется по рис.1.6 стр.15 [1]. Апред 28200 А/м

2.7 Идентификатор обмотки Ид.обм.=ѓ(2р,hпред) Ид.обм. 1

2.8 Внутренний диаметр магнитопровода статора D 0.153 м

2.9 Расчетная длина воздушного зазора l? 0.155 м

2.10 Полюсное деление ? 0.1202 м

Параметры расчетов : · 2p=4 - Число полюсов

· Da.пред=0.225 м - Предварительное значение наружного диаметра магнитопровода статора

· P2H=11 КВТ - Номинальная мощность

· IP=IP44 - Степень защиты

· hпред=132 мм - Предварительная высота оси вращения

Предварительное значение зубцового деления статора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

2.11 Предварительное максимальное значение зубцового деления статора t1предмах=ѓ(Обм.стат.,?,h) Определяется по рис.2.1 стр.22 [1]. t1предмах 0.0131 м

2.12 Предварительное минимальное значение зубцового деления статора t1предmin=ѓ(Обм.стат.,?,h) Определяется по рис.2.1 стр.22 [1]. t1предmin 0.0108 м

2.13 Предварительное минимальное число пазов статора Z1предmin=?ЧD/t1предмах Z1предmin=?Ч0.153/0.0131=36.69 Z1предmin 36.69

2.14 Предварительное максимальное число пазов статора Z1предмах=?ЧD/t1предmin Z1предмах=?Ч0.153/0.0108=44.51 Z1предмах 44.51

Параметры расчетов: · Обм.стат.=Всыпная - Тип обмотки статора

· ?=0.1202 м - Полюсное деление

· h=132 мм - Высота оси вращения двигателя

· D=0.153 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора

Выбор чисел пазов статора и ротора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

2.15 Число пазов статора Z1=ѓ(2р,Паз,Z1предmin,Z1предмах) Определяется по таблице 2.1 стр.23 [1]. Z1 36

2.16 Число пазов ротора Z2=ѓ(2р,Z1) Определяется по таблице 2.1 стр.23 [1]. Z2 26

2.17 Значение зубцового деления статора t1=?ЧD/Z1 t1=?Ч0.153/36=0.01335 м t1 0.01335 м

2.18 Проерка правильности размера зубцового деления статора ?t1=t1-6Ч10-3 ?t1=0.01335-6Ч10-3=0.0074 м ?t1 0.0074 м

2.19 Число пазов статора на полюс и фазу q=Z1/(2РЧМ1) q=36/(4Ч3)=3 паз. q 3 паз.

Параметры расчетов : · 2p=4 - Число полюсов

· Паз=без скоса - Тип паза

· Z1предmin=36.69 - Предварительное минимальное число пазов статора

· Z1предмах=44.51 - Предварительное максимальное число пазов статора

· D=0.153 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора

· m1=3 - Число фаз обмотки статора

Варианты значений параллельных ветвей обмотки статора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

2.20 Количество катушечных групп в фазе КГФ=ЃКГФ(Ид.обм.) В однослойных концентрических обмотках принимается равным p, а для двуслойных 2p. КГФ 2

2.21 Максимальное число параллельных ветвей обмотки amax=КГФ amax=2 В дальнейшем возможные варианты числа параллельных ветвей отбираются по условию amax/a - целое число. amax 2

2.22 Вариант №1 значения параллельных ветвей обмотки а1=ѓ(КГФ) Должно выполнятся условие КГФ/а1 - целое число (2/1=2). a1 1

2.23 Вариант №2 значения параллельных ветвей обмотки а2=ѓ(КГФ) Должно выполнятся условие КГФ/а2 - целое число (2/2=1). a2 2

2.24 Предварительное значение фазного тока статора I1н.пред=(Р2НЧ103)/(m1ЧU1HЧ?Н.ПРЕДЧCOS?Н.пред) I1н.пред=(11Ч103)/(3Ч220Ч0.87Ч0.873)=21.944 А I1н.пред 21.944 А 2.25 Вариант №1 предварительного значения эффективных проводников uп1=(?ЧDЧAПРЕД)/(I1н.ПРЕДЧZ1) uп1=(?Ч0.153Ч28200)/(21.944Ч36)=17.16 uп1 17.16

2.26 Вариант №2 предварительного значения эффективных проводников uп2=а2Чuп1 uп2=2Ч17.16=34.32 uп2 34.32

Параметры расчетов : · Ид.обм.=1 - Идентификатор обмотки

· P2H=11 КВТ - Номинальная мощность

· m1=3 - Число фаз обмотки статора

· U1H=220 В - Номинальное фазное напряжение обмотки статора

· ?н.пред=0.87 о.е. - Предварительное значение номинального КПД

· cos?н.пред=0.873 - Предварительное значение коэффициента мощности

· D=0.153 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора

· Апред=28200 А/м - Предварительное значение линейной нагрузки

· Z1=36 - Число пазов статора

Выбор чисел параллельных ветвей и эффективных проводников обмотки статора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

2.27 Рациональное число эффективных проводников в пазу статора uп=ѓ(Ид.обм.,uп1,uп2) Величина uп должна быть целым числом для однослойной обмотки или целым четным числом для двухслойной обмотки. Определяется подбором из предварительных значений эффективных проводников наиболее близкого у заданному условию, с последующим округлением. uп 17

2.28 Число параллельных ветвей обмотки статора а=ѓ(uп) Определяется по выбранному варианту значения uп. a 1

2.29 Число катушечных групп в одной параллельной ветви КГВ=КГФ/а КГВ=2/1=2 КГВ 2

2.30 Число катушек в одной катушечной группе Кгр=q Кгр=3 кат. Кгр 3 кат.

2.31 Полюсное деление в пазах ?п=Z1/2p ?п=36/4=9 ?п 9

2.32 Смещение фаз обмотки статораотносительно друг друга в пазах Сф=2Ч?п/3 Сф=2Ч9/3=6 Сф 6

Параметры расчетов : · Ид.обм.=1 - Идентификатор обмотки

· uп1=17.16 - Вариант №1 предварительного значения эффективных проводников

· uп2=34.32 - Вариант №2 предварительного значения эффективных проводников

· КГФ=2 - Количество катушечных групп в фазе

· q=3 паз. - Число пазов статора на полюс и фазу

· Z1=36 - Число пазов статора

· 2p=4 - Число полюсов

Расчет трехфазной обмотки статора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

2.33 Смещение катушечных групп фазы относительно друг друга Сгр=2Ч?п Сгр=2Ч9=18 паз. Вид формулы зависит от идентификатора обмотки Сгр 18 паз.

2.34 Наружный шаг обмотки унар=4Чq-1 унар=4Ч3-1=11 паз. Используется при идентификаторе обмотки равном 1 унар 11 паз.

2.35 Внутренний шаг обмотки увн=2Чq 1 увн=2Ч3 1=7 паз. Используется при идентификаторе обмотки равном 1 увн 7 паз.

2.36 Относительный шаг обмотки ?1=1 ?1=1 паз. Вид формулы зависит от идентификатора обмотки. ?1 1 паз.

2.37 Коэффициент укорочения шага обмотки ку1=sin(?1Ч90°) ку1=sin(1Ч90°)=1 ку1 1

2.38 Коэффициент распределения обмотки кр1=0.5/(QЧSIN(30°/q)) kp1=0.5/(3Чsin(30°/3))=0.9598 кр1 0.9598

2.39 Обмоточный коэффициент коб1=ку1Чкр1 коб1=1Ч0.9598=0.9598 коб1 0.9598

Параметры расчетов : · ?п=9 - Полюсное деление в пазах

· q=3 паз. - Число пазов статора на полюс и фазу

Данные обмотки статора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

2.40 Число витков в фазе статора W1=(UПЧZ1)/(2ЧАЧМ1) W1=(17Ч36)/(2Ч1Ч3)=102 вит W1 102 вит

2.41 Расчетное значение линейной нагрузки А=(2ЧІ1н.ПРЕДЧW1Чм1)/(?ЧD) А=(2Ч21.944Ч102Ч3)/(?Ч0.153)=27939.969 А/м A 27939.969 А/м

2.42 Отклонение расчетного значения линейной нагрузки о ранее принятой ?A=(А-Апред)/АЧ100 ?A=(27939.969-28200)/27939.969Ч100=-0.93 % ?A -0.93 %

2.43 Расчетное значение магнитного потока ?=(KEЧU1H)/(4.44ЧW1Чкоб1Чf1) ?=(0.972Ч220)/(4.44Ч102Ч0.9598Ч50)=0.009839 Вб ? 0.009839 Вб

2.44 Расчетное значение индукции в воздушном зазоре B?=(2PЧ?)/(2ЧDЧL?) B?=(4Ч0.009839)/(2Ч0.153Ч0.155)=0.8298 Тл B? 0.8298 Тл

2.45 Отклонение расчетного значения индукции в воздушном зазоре ?B?=(B?-B?.пред)/B?Ч100 ?B?=(0.8298-0.89)/0.8298Ч100=-7.25 % ?B? -7.25 %

Параметры расчетов : · uп=17 - Рациональное число эффективных проводников в пазу статора

· Z1=36 - Число пазов статора

· a=1 - Число параллельных ветвей обмотки статора

· m1=3 - Число фаз обмотки статора

· I1н.пред=21.944 А - Предварительное значение фазного тока статора

· D=0.153 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора

· Апред=28200 А/м - Предварительное значение линейной нагрузки

· KE=0.972 - Коэффициент, характеризующий отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению

· U1H=220 В - Номинальное фазное напряжение обмотки статора

· коб1=0.9598 - Обмоточный коэффициент

· f1=50 Гц - Частота сети

· 2p=4 - Число полюсов

· l?=0.155 м - Расчетная длина воздушного зазора

· B?.пред=0.89 Тл - Предварительное значение индукции в магнитном зазоре

Значение произведения линейной нагрузки на плотность тока в обмотке статора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

2.46 Значение произведения линейной нагрузки на плотность тока в обмотке статора (AJ1)=ѓ(2р,h,Da,IP) Определяется по рис.2.2 стр.33 [1]. (AJ1) 190 Ч109 АІ/мі

2.47 Значение ширины шлица паза статора bш(1)=ѓ(2р,h) Определяется по таблице 2.2 стр.34 [1]. bш(1) 3.5 мм

2.48 Предварительное значение плотности тока в обмотке статора J1.пред=((AJ1)Ч109/А)Ч10-6 J1.пред=(190Ч109/27939.969)Ч10-6=6.8003 А/ММІ J1.пред 6.8003 А/ММІ

2.49 Предварительное значение площади поперечного сечения эффективного проводника qэф.пред=I1н.пред/(AЧJ1.пред) qэф.пред=21.944/(1Ч6.8003)=3.2269 ММІ qэф.пред 3.2269 ММІ

2.50 Коэффициент эффективного проводника Кф=qэф.пред/2.011 Кф=3.2269/2.011=1.6046 Кф 1.6046

Параметры расчетов : · 2p=4 - Число полюсов

· h=132 мм - Высота оси вращения двигателя

· Da=0.225 м - Наружный диаметр магнитопровода статора

· IP=IP44 - Степень защиты

· A=27939.969 А/м - Расчетное значение линейной нагрузки

· I1н.пред=21.944 А - Предварительное значение фазного тока статора

· a=1 - Число параллельных ветвей обмотки статора

Выбор стандартного обмоточного провода

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

2.51 Число элементарных проводников в одном эффективном nэл=ѓ(qэф.пред,Кф) Число элементарных проводников не должно быть более 4-х. nэл 2

2.52 Предварительное значение площади поперечного сечения элементарного проводника qэл.пред=qэф.пред/nэл qэл.пред=3.2269/2=1.61345 ММІ qэл.пред 1.61345 ММІ

2.53 Площадь поперечного сечения неизолированного стандартного провода qэл=ѓ(qэл.пред) Определяется по таблице 2.3 стр.35-36 [1]. Произведение QЭЛЧNЭЛ?qэф.пред (1.539Ч2=3.078?3.2269) qэл 1.539 ММІ

2.54 Отклонение в площадь поперечного сечения эффективного проводника ?qэф=qэф.пред-QЭЛЧNЭЛ ?qэф=3.2269-1.539Ч2=0.14890 ММІ ?qэф 0.14890 ММІ

2.55 Диаметр стандартного изолированного провода dиз=ѓ(qэл) Определяется по таблице 2.3 стр.35-36 [1]. dиз 1.485 мм

2.56 Номинальный диаметр неизолированного провода d=ѓ(qэл) Определяется по таблице 2.3 стр.35-36 [1]. d 1.4 мм

2.57 Тип провода для намотки статора ТИППРОВОДАСТАТОРА ПЭТ-155А 2.58 Разность диаметра провода ?d=1.685-dиз ?d=1.685-1.485=0.2 мм ?d 0.2 мм

2.59 Разность ширины шлица паза статора ?bш=bш(1)-dиз ?bш=3.5-1.485=2.015 мм ?bш 2.015 мм

2.60 Площадь поперечного сечения эффективного проводника qэф=QЭЛЧNЭЛ qэф=1.539Ч2=3.07800 ММІ qэф 3.07800 ММІ

Параметры расчетов : · qэф.пред=3.2269 ММІ - Предварительное значение площади поперечного сечения эффективного проводника

· Кф=1.6046 - Коэффициент эффективного проводника

· bш(1)=3.5 мм - Значение ширины шлица паза статора

Плотность тока в обмотке статора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

2.61 Расчетная плотность тока в обмотке статора J1=I1н.пред/(AЧQЭФ) J1=21.944/(1Ч3.07800)=7.1293 А/ММІ J1 7.1293 А/ММІ

2.62 Отклонение расчетной плотности тока от ранее выбранной ?J1=(J1-J1.пред)/J1Ч100 ?J1=(7.1293-6.8003)/7.1293Ч100=4.615 % ?J1 4.615 %

2.63 Минимально допустимое значение плотности тока в обмотке статора J1.min=0.91ЧJ1.пред J1.min=0.91Ч6.8003=6.188 А/ММІ J1.min 6.188 А/ММІ

2.64 Минимально допустимое значение плотности тока в обмотке статора J1.max=1.10ЧJ1.пред J1.max=1.10Ч6.8003=7.48 А/ММІ J1.max 7.48 А/ММІ

Параметры расчетов : · I1н.пред=21.944 А - Предварительное значение фазного тока статора

· a=1 - Число параллельных ветвей обмотки статора

Минимальные и максимальные значения индукции в ярме и зубцах статора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

2.65 Минимальное значение индукции в ярме статора Ba.min=ѓ(IP,2p) Определяется по таблице 2.5 стр.41 [1]. Ba.min 1.4 Тл

2.66 Максимальное значение индукции в ярме статора Ba.max=ѓ(IP,2p) Определяется по таблице 2.5 стр.41 [1]. Ba.max 1.6 Тл

2.67 Минимальное значение индукции в зубцах статора BZ1.min=ѓ(IP,2p) Определяется по таблице 2.5 стр.41 [1]. BZ1.min 1.6 Тл

2.68 Максимальное значение индукции в зубцах статора BZ1.max=ѓ(IP,2p) Определяется по таблице 2.5 стр.41 [1]. BZ1.max 1.9 Тл

Параметры расчетов : · IP=IP44 - Степень защиты

· 2p=4 - Число полюсов

Предварительные значения индукции в ярме и зубцах статора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

2.69 Предварительное значение индукции в ярме статора Ba.пред=ѓ(B"a.min,B"a.max) Ba.пред 1.61 Тл

2.70 Предварительное значение индукции в зубцах статора BZ1.пред=ѓ(B"Z1.min,B"Z1.max) BZ1.пред 1.91 Тл

Параметры расчетов : · B"a.min=1.33 Тл - Допустимое минимальное значение индукции в ярме статора

· B"a.max=1.68 Тл - Допустимое максимальное значение индукции в ярме статора

· B"Z1.min=1.52 Тл - Допустимое минимальное значение индукции в зубцах статора

· B"Z1.max=1.995 Тл - Допустимое максимальное значение индукции в зубцах статора

Стандартные размеры паза статора и значения припусков

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

2.71 Высота шлица статора hш(1)=ѓ(h) hш(1) 0.5 мм

2.72 Припуск по ширине паза статора ?bп=ѓ(h) ?bп 0.1 мм

2.73 Припуск по высоте паза статора ?hп=ѓ(h) ?hп 0.1 мм

2.74 Односторонняя толщина корпусной изоляции класса нагревостойкости F или H bиз=ѓ(Ид.обм.,h) bиз 0.25 мм

2.75 Длина магнитопровода статора lct.1=l? lct.1=0.155 м Для асинхронных двигателей с h?250мм и l??300 мм магнитопроводы статора и ротора собираются каждый в один пакет без радиальных аксиальных каналов, поэтому lct.1=l? lct.1 0.155 м

2.76 Длина магнитопровода ротора lct.2=l? lct.2=0.155 м Для асинхронных двигателей с h?250мм и l??300 мм магнитопроводы статора и ротора собираются каждый в один пакет без радиальных аксиальных каналов, поэтому lct.2=l? lct.2 0.155 м

2.77 Предварительное значение ширины зубца статора BZ(1)пред=(B?ЧT1Чl?)/(BZ1.ПРЕДЧLСТ.1Чкс)Ч103 BZ(1)пред=(0.8298Ч0.01335Ч0.155)/(1.91Ч0.155Ч0.97)Ч103=5.98 мм BZ(1)пред 5.98 мм

2.78 Высота ярма статора ha(1)=?/(2ЧКСЧВА.ПРЕДЧLСТ.1)Ч103 ha(1)=0.009839/(2Ч0.97Ч1.61Ч0.155)Ч103=20.3 мм ha(1) 20.3 мм

2.79 Высота паза статора в штампе hп(1)=0.5Ч(Da-D)Ч103-ha(1) hп(1)=0.5Ч(0.225-0.153)Ч103-20.3=15.7 мм hп(1) 15.7 мм

2.80 Припуск по высоте паза статора ?hп(1)=ѓ(h) При h?160мм принимается равным 0.1 мм, в противном случае 0.2 мм ?hп(1) 0.1 мм

2.81 Ширина паза статора в штампе b2(1)=?Ч(DЧ103 2Чhп(1))/Z1-BZ(1)пред b2(1)=?Ч(0.153Ч103 2Ч15.7)/36-5.98=10.1 мм b2(1) 10.1 мм

2.82 Ширина паза статора в штампе, соответствующая углу ?=45° b1(1)=[?Ч(DЧ103 2Чhш(1)-bш(1))-Z1ЧBZ(1)пред]/(Z1-?) b1(1)=[?Ч(0.153Ч103 2Ч0.5-3.5)-36Ч5.98]/(36-?)=7.8 мм b1(1) 7.8 мм

2.83 Высота клиновой части паза статора hk(1)=0.5Ч(b1(1)-bш(1)) hk(1)=0.5Ч(7.8-3.5)=2.2 мм hk(1) 2.2 мм

2.84 Высота паза статора под укладку проводов hп.к.(1)=hп(1)-(hш(1) hk(1)) hп.к.(1)=15.7-(0.5 2.2)=13 мм hп.к.(1) 13 мм

2.85 Высота зубца статора HZ(1)=hп(1) HZ(1)=15.7 мм HZ(1) 15.7 мм

Параметры расчетов : · h=132 мм - Высота оси вращения двигателя

· Ид.обм.=1 - Идентификатор обмотки

· l?=0.155 м - Расчетная длина воздушного зазора

· B?=0.8298 Тл - Расчетное значение индукции в воздушном зазоре

· t1=0.01335 м - Значение зубцового деления статора

· BZ1.пред=1.91 Тл - Предварительное значение индукции в зубцах статора

· kc=0.97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования

· ?=0.009839 Вб - Расчетное значение магнитного потока

· Ba.пред=1.61 Тл - Предварительное значение индукции в ярме статора

· Da=0.225 м - Наружный диаметр магнитопровода статора

· D=0.153 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора

· Z1=36 - Число пазов статора

· bш(1)=3.5 мм - Значение ширины шлица паза статора

Оценка расчета размеров паза статора и значений припусков

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

2.86 Межзубцовое расстояние по наружному радиусу статора b"Z(1)=?Ч(DЧ103 2Ч(hш(1) hk(1)))/Z1-b1(1) b"Z(1)=?Ч(0.153Ч103 2Ч(0.5 2.2))/36-7.8=6.023 мм b"Z(1) 6.023 мм

2.87 Межзубцовое расстояние по внутреннему радиусу статора b""Z(1)=?Ч(DЧ103 2Чhп(1))/Z1-b2(1) b""Z(1)=?Ч(0.153Ч103 2Ч15.7)/36-10.1=5.992 мм b""Z(1) 5.992 мм

2.88 Разность межзубцовых расстояний по внутреннему и внешнему радиусу статора ?BZ(1)=b""Z(1)-b"Z(1) ?BZ(1)=5.992-6.023=-0.031 мм ?BZ(1) -0.031 мм

2.89 Ширина зубца статора BZ(1)=0.5Ч(b"Z(1) b""Z(1)) BZ(1)=0.5Ч(6.023 5.992)=6 мм BZ(1) 6 мм

2.90 Отклонение от предварительной ширины зубца ?b"Z(1)=BZ(1)-BZ(1)пред ?b"Z(1)=6-5.98=0.02 мм ?b"Z(1) 0.02 мм

Параметры расчетов : · D=0.153 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора

· hш(1)=0.5 мм - Высота шлица статора

· hk(1)=2.2 мм - Высота клиновой части паза статора

· Z1=36 - Число пазов статора

· b1(1)=7.8 мм - Ширина паза статора в штампе, соответствующая углу ?=45°

· hп(1)=15.7 мм - Высота паза статора в штампе

· b2(1)=10.1 мм - Ширина паза статора в штампе

· BZ(1)пред=5.98 мм - Предварительное значение ширины зубца статора

Размеры паза в свету с учетом припусков на шихтовку и сборку

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

2.91 Площадь поперечного сечения паза статора в штампе Sп=0.5Ч(b1(1) b2(1))Чhп.к.(1) Sп=0.5Ч(7.8 10.1)Ч13=116.35 ММІ Sп 116.35 ММІ

2.92 Коэффициент заполнения паза медью км=QЭФЧUП/Sп km=3.07800Ч17/116.35=0.45 Среднее значение коэффициента заполнения паза медью для всыпных обмоток км?0.3ч0.4. км 0.45

2.93 Ширина паза статора в свету, соответствующая углу ?=45° b"1(1)=b1(1)-?bп b"1(1)=7.8-0.1=7.7 мм b"1(1) 7.7 мм

2.94 Ширина паза статора в свету b"2(1)=b2(1)-?bп b"2(1)=10.1-0.1=10 мм b"2(1) 10 мм

2.95 Высота паза статора в свету под укладку проводов h"п.к.(1)=hп.к.(1)-?hп h"п.к.(1)=13-0.1=12.9 мм h"п.к.(1) 12.9 мм

Параметры расчетов : · b1(1)=7.8 мм - Ширина паза статора в штампе, соответствующая углу ?=45°

· b2(1)=10.1 мм - Ширина паза статора в штампе

· hп.к.(1)=13 мм - Высота паза статора под укладку проводов

· qэф=3.07800 ММІ - Площадь поперечного сечения эффективного проводника

· uп=17 - Рациональное число эффективных проводников в пазу статора

· ?bп=0.1 мм - Припуск по ширине паза статора

· ?hп=0.1 мм - Припуск по высоте паза статора

Площади поверхностей в статоре

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

2.96 Площадь корпусной изоляции Sиз=BИЗЧ(2Чhп(1) b1(1) b2(1)) Sиз=0.25Ч(2Ч15.7 7.8 10.1)=12.3 ММІ Sиз 12.3 ММІ

2.97 Площадь прокладок в пазу статора Sпр=0 ММІ Вид формулы зависит от индетификатора обмотки. Sпр 0 ММІ

2.98 Площадь поперечного сечения паза статора, остающаяся для размещения проводников обмотки S"п=0.5Ч(b"1(1) b"2(1))Чh"п.к.(1)-Sиз-Sпр S"п=0.5Ч(7.7 10)Ч12.9-12.3-0=101.9 ММІ S"п 101.9 ММІ

Параметры расчетов : · bиз=0.25 мм - Односторонняя толщина корпусной изоляции класса нагревостойкости F или H

· hп(1)=15.7 мм - Высота паза статора в штампе

· b1(1)=7.8 мм - Ширина паза статора в штампе, соответствующая углу ?=45°

· b2(1)=10.1 мм - Ширина паза статора в штампе

· b"1(1)=7.7 мм - Ширина паза статора в свету, соответствующая углу ?=45°

· b"2(1)=10 мм - Ширина паза статора в свету

· h"п.к.(1)=12.9 мм - Высота паза статора в свету под укладку проводов

Контроль правильности размещения обмотки в пазах магнитопровода статора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

2.99 Коэффициент заполнения паза обмоточным проводом кз=(dиз2ЧUПЧNЭЛ)/S"п кз=(1.4852Ч17Ч2)/101.9=0.736 При правильном размещении обмотки в пазах кз=0.69ч0.71 для двигателей с 2p=2 и кз=0.72ч0.74 для двигателей с 2p?4. кз 0.736

Параметры расчетов : · dиз=1.485 мм - Диаметр стандартного изолированного провода

· uп=17 - Рациональное число эффективных проводников в пазу статора

· nэл=2 - Число элементарных проводников в одном эффективном

· S"п=101.9 ММІ - Площадь поперечного сечения паза статора, остающаяся для размещения проводников обмотки

Расчет воздушного зазора и геометрических размеров зубцовой зоны ротора

Выбор величины воздушного зазора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

3.1 Предварительная величина воздушного зазора ?пред=ѓ(2р,h,D) Определяется по рис.3.1 стр.52 [1]. ?пред 0.419 мм

3.2 Величина воздушного зазора ?=?(?пред) Найденное ранее по графикам значение округляется до ближайшего целого из ряда 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1 и т.д ? 0.45 мм

3.3 Внешний диаметр ротора D2=D-2Ч?Ч10-3 D2=0.153-2Ч0.45Ч10-3=0.1521 м D2 0.1521 м

3.4 Зубцовое деление ротора t2=?ЧD2Ч103/Z2 t2=?Ч0.1521Ч103/26=18.38 мм t2 18.38 мм

Параметры расчетов : · 2p=4 - Число полюсов

· h=132 мм - Высота оси вращения двигателя

· D=0.153 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора

· Z2=26 - Число пазов ротора

Расчет внутреннего диаметра сердечника ротора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

3.5 Коэффициент для расчета внутреннего диаметра сердечника ротора Кв=ѓ(2р,h) Определяется по таблице 3.1 стр.53 [1]. Кв 0.23

3.6 Диаметр вала Dв=KВЧDА Dв=0.23Ч0.225=0.0518 м Dв 0.0518 м

3.7 Внутренний диаметр сердечника ротора Dj=Dв Dj=0.0518 м Dj 0.0518 м

Параметры расчетов : · 2p=4 - Число полюсов

· h=132 мм - Высота оси вращения двигателя

· Da=0.225 м - Наружный диаметр магнитопровода статора

Расчет предварительного сечения стержня обмотки ротора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

3.8 Плотность тока в стержнях ротора J2.пред=ѓ(IP) Для степени защиты IP44 J2.пред=2.5ч3.5А/ММІ. J2.пред 3.3 А/ММІ

3.9 Коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания K1=0.2 0.8Чcos?н.пред K1=0.2 0.8Ч0.873=0.898 K1 0.898

3.10 Коэффициент приведения тока ротора v1=2Чм1ЧW1Чкоб1/Z2 v1=2Ч3Ч102Ч0.9598/26=22.592 v1 22.592

3.11 Предварительное значение номинального фазного тока ротора I2н.пред=K1Чv1ЧІ1н.пред I2н.пред=0.898Ч22.592Ч21.944=445.191 А I2н.пред 445.191 А 3.12 Предварительное значение сечения стержня обмотки ротора qc.пред=I2н.пред/J2.пред qc.пред=445.191/3.3=134.906 А/ММІ qc.пред 134.906 А/ММІ

Параметры расчетов : · IP=IP44 - Степень защиты

· cos?н.пред=0.873 - Предварительное значение коэффициента мощности

· m1=3 - Число фаз обмотки статора

· W1=102 вит - Число витков в фазе статора

· коб1=0.9598 - Обмоточный коэффициент

· Z2=26 - Число пазов ротора

· I1н.пред=21.944 А - Предварительное значение фазного тока статора

Расчет предварительного значения ширины зубца ротора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

3.13 Предварительное значение индукции в зубцах ротора BZ(2)пред=ѓ(IP) Для степени защиты IP44 BZ(2)пред=1.7ч1.95Тл. BZ(2)пред 1.9 Тл

3.14 Предварительное значение ширины зубца ротора BZ(2)пред=(B?ЧT2)/(KCЧBZ(2)пред) BZ(2)пред=(0.8298Ч18.38)/(0.97Ч1.9)=8.3 мм BZ(2)пред 8.3 мм

Параметры расчетов : · IP=IP44 - Степень защиты

· 2p=4 - Число полюсов

· B?=0.8298 Тл - Расчетное значение индукции в воздушном зазоре

· t2=18.38 мм - Зубцовое деление ротора

· kc=0.97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования

Выбор формы паза ротора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

3.15 Идентификатор формы паза Ид.форм.паза=ѓ(h) При высоте оси вращения h<160мм , применяются трапецеидальные (грушевидные) полузакрытые пазы (идентификатор формы паза 4). Ид.форм.паза 4

Расчет геометрических размеров зубцовой зоны ротора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

3.16 Ширина прорези паза ротора bш(2)=ѓ(Ид.форм.паза,h) Для полузакрытого трапецеидального паза ротора (идентификатор 4) ширина прорези, в зависимости от высоты ротора, принимается 1.0мм, если h?100мм или 1.5мм еслиh=112ч132мм. bш(2) 1.5 мм

3.17 Глубина прорези паза ротора hш(2)=ѓ(Ид.форм.паза,h) Для полузакрытого трапецеидального паза ротора (идентификатор 4) глубина прорези, в зависимости от высоты ротора, принимается 0.5мм, если h?100мм или 0.75мм еслиh=112ч132мм. hш(2) 0.75 мм

3.18 Высота перемычки над пазом ротора h"ш(2)=ѓ(Ид.форм.паза) Для полузакрытого трапецеидального паза ротора (идентификатор 4) высота перемычки над пазом равна 0 h"ш(2) 0 мм

3.19 Диаметр закругления верхней части ротора b1(2)=[?Ч(D2Ч103-2Чhш(2)-2Чh"ш(2))-Z2ЧBZ(2)пред]/(? Z2) b1(2)=[?Ч(0.1521Ч103-2Ч0.75-2Ч0)-26Ч8.3]/(? 26)=8.8 мм b1(2) 8.8 мм

3.20 Поверочное число правильности выбора предварительного значения плотности тока в стержне ротора ?qc=b1(2)2Ч(Z2/? ?/2)-4Чqс.пред ?qc=8.82Ч(26/? ?/2)-4Ч134.906=222.916 ММІ ?qc 222.916 ММІ

3.21 Диаметр закругления нижней части паза ротора b2(2)=[(b1(2)2Ч(Z2/? ?/2)-4Чqс.пред)/(Z2/?-?/2)]? b2(2)=[(8.82Ч(26/? ?/2)-4Ч134.906)/(26/?-?/2)]?=5.8 мм b2(2) 5.8 мм

Параметры расчетов : · Ид.форм.паза=4 - Идентификатор формы паза

· h=132 мм - Высота оси вращения двигателя

· D2=0.1521 м - Внешний диаметр ротора

· Z2=26 - Число пазов ротора

· BZ(2)пред=8.3 мм - Предварительное значение ширины зубца ротора

· qc.пред=134.906 А/ММІ - Предварительное значение сечения стержня обмотки ротора

Проверка правильности расчета геометрических размеров зубцовой зоны ротора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

3.22 Расстояние между центрами верхней и нижней окружностей паза ротора h1(2)=(b1(2)-b2(2))ЧZ2/(2Ч?) h1(2)=(8.8-5.8)Ч26/(2Ч?)=12.4 мм h1(2) 12.4 мм

3.23 Высота паза ротора hп(2)=h1(2) 0.5Чb1(2) 0.5Чb2(2) hш(2) h"ш(2) hп(2)=12.4 0.5Ч8.8 0.5Ч5.8 0.75 0=20.5 мм hп(2) 20.5 мм

3.24 Площадь сечения стержня ротора qc=?/8Ч(b1(2)2 b2(2)2) 0.5Ч(b1(2) b2(2))Чh1(2) qc=?/8Ч(8.82 5.82) 0.5Ч(8.8 5.8)Ч12.4=134.1 ММІ qc 134.1 ММІ

3.25 Первое проверочное число параллельности граней зубцов ротора b"Z(2)=?Ч(D2Ч103-2Ч(hш(2) h"ш(2))-b1(2))/Z2-b1(2) b"Z(2)=?Ч(0.1521Ч103-2Ч(0.75 0)-8.8)/26-8.8=8.3 мм b"Z(2) 8.3 мм

3.26 Второе проверочное число параллельности граней зубцов ротора b""Z(2)=?Ч(D2Ч103-2Чhп(2) b2(2))/Z2-b2(2) b""Z(2)=?Ч(0.1521Ч103-2Ч20.5 5.8)/26-5.8=8.3 мм b""Z(2) 8.3 мм

3.27 Отклонение от параллельности граней ?BZ(2)=|b"Z(2)-b""Z(2)| ?BZ(2)=|8.3-8.3|=0 мм ?BZ(2) 0 мм

Параметры расчетов : · b1(2)=8.8 мм - Диаметр закругления верхней части ротора

· b2(2)=5.8 мм - Диаметр закругления нижней части паза ротора

· Z2=26 - Число пазов ротора

· hш(2)=0.75 мм - Глубина прорези паза ротора

· h"ш(2)=0 мм - Высота перемычки над пазом ротора

· D2=0.1521 м - Внешний диаметр ротора

Геометрические размеры зубцовой зоны ротора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

3.28 Ширина зубца ротора BZ(2)=0.5Ч(b"Z(2) b""Z(2)) BZ(2)=0.5Ч(8.3 8.3)=8.3 мм BZ(2) 8.3 мм

3.29 Расчетная высота зубца ротора HZ(2)=hп(2)-0.1Чb2(2) HZ(2)=20.5-0.1Ч5.8=19.9 мм HZ(2) 19.9 мм

3.30 Расчетное значение индукции в зубцах ротора BZ(2)=(B?ЧT2)/(KCЧBZ(2)) BZ(2)=(0.8298Ч18.38)/(0.97Ч8.3)=1.89 Тл BZ(2) 1.89 Тл

3.31 Проверочное число величины расчетного значения индукции в зубцах ротора ?BZ(2)=2.1-BZ(2) ?BZ(2)=2.1-1.89=0.21 Тл ?BZ(2) 0.21 Тл

Параметры расчетов : · b"Z(2)=8.3 мм - Первое проверочное число параллельности граней зубцов ротора

· b""Z(2)=8.3 мм - Второе проверочное число параллельности граней зубцов ротора

· hп(2)=20.5 мм - Высота паза ротора

· b2(2)=5.8 мм - Диаметр закругления нижней части паза ротора

· B?=0.8298 Тл - Расчетное значение индукции в воздушном зазоре

· t2=18.38 мм - Зубцовое деление ротора

· kc=0.97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования

Расчет ярма ротора

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

3.32 Максимальная индукция в ярме короткозамкнутого ротора Bj max=ѓ(IP,2p) Определяется по таблице 2.5 стр.41 [1]. Bj max 1.4 Тл

3.33 Условная высота ярма ротора ?D=0.75Ч(D2/2-hп(2)Ч10-3) ?D=0.75Ч(0.1521/2-20.5Ч10-3)=0.0417 м ?D 0.0417 м

3.34 Расчетная высота ярма ротора h"j=(2 р)/(3.2Чр)Ч(D2Ч103/2-hп(2)) h"j=(2 2)/(3.2Ч2)Ч(0.1521Ч103/2-20.5)=34.7 мм Вид формулы соответствует условию 2p=2 или 2p=4 и Dj>?D(0.0518>0.0417) h"j 34.7 мм

3.35 Индукция в ярме ротора Bj=?/(2ЧKCЧH"JЧ10-3Чl?) Bj=0.009839/(2Ч0.97Ч34.7Ч10-3Ч0.155)=0.943 Тл Bj 0.943 Тл

3.36 Отклонение индукции в ярме ротора ?BJ=Bj max-Bj ?BJ=1.4-0.943=0.457 Тл ?BJ 0.457 Тл

3.37 Плотность тока в стержне ротора J2=I2н.пред/qc J2=445.191/134.1=3.32 А/ММІ J2 3.32 А/ММІ

3.38 Отклонение плотности тока в стержне ротора ?J2=3.5-J2 ?J2=3.5-3.32=0.18 А/ММІ Вид формулы зависит от степени защиты двигателя (IP=IP44). ?J2 0.18 А/ММІ

Параметры расчетов : · IP=IP44 - Степень защиты

· 2p=4 - Число полюсов

· D2=0.1521 м - Внешний диаметр ротора

· hп(2)=20.5 мм - Высота паза ротора

· p=2 - Число пар полюсов

· ?=0.009839 Вб - Расчетное значение магнитного потока

· kc=0.97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования

· l?=0.155 м - Расчетная длина воздушного зазора

· I2н.пред=445.191 А - Предварительное значение номинального фазного тока ротора

· qc=134.1 ММІ - Площадь сечения стержня ротора

Расчет геометрических размеров замыкающих колец

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

3.39 Плотность тока в замыкающих кольцах короткозамкнутого ротора Jкл=0.85ЧJ2 Jкл=0.85Ч3.32=2.822 А/ММІ Jкл 2.822 А/ММІ

3.40 Отношение тока в стержне к току в замыкающем кольце ?=2Чsin(PЧ?/Z2) ?=2Чsin(2Ч?/26)=0.479 рад. ? 0.479 рад.

3.41 Ток в замыкающем кольце Ікл=I2н.пред/? Ікл=445.191/0.479=929.418 А Ікл 929.418 А 3.42 Площадь поперечного сечения замыкающего кольца qкл=Ікл/Jкл qкл=929.418/2.822=329.35 ММІ qкл 329.35 ММІ

3.43 Высота сечения замыкающего кольца hкл=1.25Чhп(2) hкл=1.25Ч20.5=25.625 мм hкл 25.625 мм

3.44 Ширина замыкающего кольца bкл=qкл/hкл bкл=329.35/25.625=12.9 мм bкл 12.9 мм

3.45 Средний диаметр замыкающего кольца Dкл.ср.=D2-HКЛЧ10-3 Dкл.ср.=0.1521-25.625Ч10-3=0.1265 м Dкл.ср. 0.1265 м

Параметры расчетов : · J2=3.32 А/ММІ - Плотность тока в стержне ротора

· p=2 - Число пар полюсов

· Z2=26 - Число пазов ротора

· I2н.пред=445.191 А - Предварительное значение номинального фазного тока ротора

· hп(2)=20.5 мм - Высота паза ротора

· D2=0.1521 м - Внешний диаметр ротора

Выбор количества и размеров вентиляционных лопаток

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

3.46 Количество вентиляционных лопаток ротора Nв.л.=ѓ(h,2p) Определяется по таблице 3.3 стр.64 [1]. Nв.л. 11 ед.

3.47 Длина вентиляционной лопатки ротора lв.л.=ѓ(h,2p) Определяется по таблице 3.3 стр.64 [1]. lв.л. 40 мм

3.48 Ширина конца вентиляционной лопатки ротора hв.л.=ѓ(h,2p) Определяется по таблице 3.3 стр.64 [1]. hв.л. 22 мм

3.49 Толщина конца вентиляционной лопатки ротора bв.л.=ѓ(h) Толщина конца вентиляционной лопатки лежит в пределах bв.л.=2ч5мм bв.л. 3 мм

Параметры расчетов : · h=132 мм - Высота оси вращения двигателя

· 2p=4 - Число полюсов

Расчет магнитной цепи

Расчетная схема магнитной цепи

№ п/п Наименование расчетных величин, формулы и пояснения Обозначение Величина Размерность

4.1 Марка электротехнической стали МАРКАСТАЛИ=ѓ(h) МАРКАСТАЛИ 2013

4.2 Условная величина ширины шлица (прорези) паза ротора b"ш(2)=ѓ(Ид.форм.паза) Вид формулы зависит от идентификатора формы паза (4) b"ш(2) 1.5 мм

4.3 Вспомогательный коэффициент расчета МДС воздушного зазора ?1=(bш(1)/?)2/(5 (bш(1)/?)) ?1=(3.5/0.45)2/(5 (3.5/0.45))=4.7343 ?1 4.7343

4.4 Вспомогательный коэффициент расчета МДС воздушного зазора ?2=(b"ш(2)/?)2/(5 (b"ш(2)/?)) ?2=(1.5/0.45)2/(5 (1.5/0.45))=1.3333 ?2 1.3333

4.5 Вспомогательный коэффициент расчета МДС воздушного зазора k?1=t1/(t1-?1Ч?Ч10-3) k?1=0.01335/(0.01335-4.7343Ч0.45Ч10-3)=1.1899 k?1 1.1899

4.6 Вспомогательный коэффициент расчета МДС воздушного зазора k?2=t1/(t1-?2Ч?Ч10-3) k?2=0.01335/(0.01335-1.3333Ч0.45Ч10-3)=1.0471 k?2 1.0471

4.7 Коэффициент МДС воздушного зазора k?=k?1Чk?2 k?=1.1899Ч1.0471=1.2459 k? 1.2459

4.8 Магнитное напряжение (МДС)воздушного зазора F?=2/(?0)ЧB?Ч?Ч10-3Чk? F?=2/(1.256Ч10-6)Ч0.8298Ч0.45Ч10-3Ч1.2459=740.815 А F? 740.815 А 4.9 Ширина паза статора в средней части (на половине высоты) bп(1)=0.5Ч(b1(1) b2(1)) bп(1)=0.5Ч(7.8 10.1)=9 мм bп(1) 9 мм

4.10 Вспомогательный коэффициент расчета магнитной цепи кп(1)=bп(1)/(KCЧBZ(1)) кп(1)=9/(0.97Ч6)=1.546 кп(1) 1.546

4.11 Расчетное значение индукции в зубце статора B"Z(1)=(B?ЧT1)/(KCЧBZ(1)Ч10-3) B"Z(1)=(0.8298Ч0.01335)/(0.97Ч6Ч10-3)=1.9 Тл B"Z(1) 1.9 Тл

Параметры расчетов : · h=132 мм - Высота оси вращения двигателя

· Ид.форм.паза=4 - Идентификатор формы паза

· bш(1)=3.5 мм - Значение ширины шлица паза статора

· ?=0.45 мм - Величина воздушного зазора

· t1=0.01335 м - Значение зубцового деления статора

· ?0=1.256Ч10-6 Гн/м - Магнитная проницаемость воздуха

· B?=0.8298 Тл - Расчетное

[1] «Проектирование трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором. Учебное пособие» В.Н. Полузадов, А.В. Дружинин. Екатеринбург, 2005

[2] «Асинхронные двигатели серии 4А:Справочник» А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, и др. Москва «Энергоиздат», 1982 год

[3] «Государственный стандарт СССР «Единая система конструкторской документации» » Издательство стандартов, Москва

Размещено на