Расчёт и конструирование асинхронных двигателей - Курсовая работа

В основу построения серии положены не габаритные диаметры сердечников статора, как в прежних сериях, а высоты ос вращения h, т.е. расстояния от оси вращения ротора до установочной поверхности. Размеры паза в свету с учетом припусков на шихтовку и сборку сердечников, м: Площадь изоляции паза: Площадь изоляционных прокладок: Оставшаяся для размещения проводников площадь поперечного сечения: Для контроля правильности размещения обмотки в пазах определяем коэффициент заполнения паза: где: dиз - диаметр одного элементарного провода с изоляцией, nэл - число элементарных проводов, составляющих один эффективный. Магнитное напряжение воздушного зазора [1, ф.6-110, стр.194]: А, где - коэффициент воздушного зазора [1, ф.4-14, стр.106]: значение ? определяется по формуле: Магнитное напряжение зубцовой зоны статора: Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора: где: определяются по кривым намагничивания электротехнической стали марки 2013 [1, стр.461 прил. Активная состовляющая холостого хода: Примем: и найдем величины для расчета робочих характеристик двигателя: Определим ток : Определим : Определим : Определим активную составляющую тока статора: Определим реактивную составляющую тока статора: Определим ток ротора приведеного к обмотке статора: Определим ток статора: Определим полную мощность подводимую к двигателю: Определим электрические потери в обмотках статора: Определим электрические потери в обмотках ротора: Определим добавочные потери обмотка статор намагничивающий ток Опеределим коэффициен магнитной проводимости пазового рассеивания при насыщении для статора и ротора [1, ф.6-261, стр.220]: Определим коэффициент магнитной проводи мости диффиринциального рассеивания при насыщении для статора и ротора [1, ф.6-263, стр.220]: Определим индуктивное сопротивление обмотки статора з учетом влияния насыщения от полей рассеивания по отношению сумм коэффициентов проводи мости рассчитаных без учета и с учетом насыщения от полей рассеивания [1, ф.6-264, стр.220]: Для ротора принимают отношение сумм проводимостей, рассчитаных с учетом влияния насыщения и и действия эффекта вытиснения и без учета этих факторов [1, ф.6-265, стр.220]: Определяем сопротивление взаимной индукции обмоток в пусковом режиме [1, ф.6-266, стр.222]: Определяем коэффициент с1п [1, ф.6-267, стр.220]: Определяем значение тока и момента: Сопротивление правой части схемы замещения [1, ф.6-268, стр.222]: где: Определяем ток в обмотках ротора [1, ф.6-269, стр.222]: Определяем ток в обмотках статора [1, ф.6-270, стр.222]: Относительное значение тока: Относительное значение пускового момента: Таблица 2 - Расчет пусковых характеристикВ данной работе был рассчитан асинхронный двигатель с к.з. ротором. Ввиду того, что расчеты производились по упрощенным формулам расхождения параметров двигателя с аналогичным серийным двигателем отличается не более чем на 10%. Параметры спроектированного двигателя приведены в приложении 1.Сводные данные расчета асинхронного двигателя.

Асинхронные двигатели, благодаря своей простоте и высокой надежности, получили широкое распространение в разных отраслях промышленности. Современные тенденции в проектировании и производстве асинхронных двигателей направлены на уменьшение габаритных размеров, увеличении мощности и уменьшении потерь в машинах. В настоящее время этим требованиям удовлетворяют асинхронные машины серии 4А.

Резко возрастающая энерговооруженность промышленности требовала большее число всевозможных модификаций двигателей, способных работать в различных специфических условиях. Число модификаций в старых сериях было явно недостаточным. Это привело к созданию единой для всей страны серии асинхронных машин, объединенных общими конструктивными решениями, общей технологией, с широкой унификацией различных узлов и деталей и основанной на единых шкалах мощностей, габаритных, присоединительных и установочных размеров.

Серия 4А была спроектирована в 1969-1971 гг. и в настоящее время внедрена в производство. В основу построения серии положены не габаритные диаметры сердечников статора, как в прежних сериях, а высоты ос вращения h, т.е. расстояния от оси вращения ротора до установочной поверхности.

Серия 4А охватывает диапазон мощностей от 0,06 до 400 КВТ и выполнена на 17 стандартных высотах оси вращения. На каждой из высот, кроме h=225 мм, выпускаются двигатели двух разных длин, различные по мощности. С высотой оси вращения h=225 выпускаются двигатели только одной длины.

1. Выбор основных размеров

По значению синхронной частоты вращения n1 определяем число пар полюсов:

Высота оси вращения выбирается по из табл. 6-6 [1, стр.164]:

Внутренний диаметр статора: , где: KD - коэффициент отношения внутреннего и наружного диаметров статора: .

Полюсное деление [1, ф.6-3, стр.166]: .

Расчетная мощность: ,

где: - мощность на валу двигателя, Вт;

отношение ЭДС обмотки статора к номинальной нагрузке, которое определяем по[1, табл.6-8, стр.164]; приблизительные значения и берем из [1, табл.6-9, стр.165] и [1, табл.6-10, стр.165].

Рисунок 1 - Главные размеры двигателя

Электромагнитные нагрузки (предварительно по рис. 6-11а[1]): Коэффициент полюсного перекрытия: . Коэффициент формы поля: . Обмоточный коэффициент: .

Синхронная угловая скорость вала двигателя [1, ф.6-5, стр.168]:

Расчетная длина воздушного зазора [1, ф.6-6, стр.168]: м.

Отношение находится в требуемых пределах. То есть размеры и выбраны правильно.

Так как мм, то радиальные вентиляционные каналы не делаем и , .

2. Расчет обмотки статора

Так как расчет выполняется для большой мощности 11 КВТ, тогда в статорную обмотку выполняем двухслойной всыпной.

По [1, табл.6-9, стр.170] определяем границы зубцового деления статора: м, м.

Тогда возможное число пазов статора [1, ф.6-16, стр.170]: , .

Принимаем число пазов . Тогда число пазов, которые принадлежат к одной фазе и расположенные под одним полюсом: .

Окончательное зубцовое деление статора: м.

Рисунок 2 - Зубцовые деления статора.

Число эффективных проводников в пазу [1, ф.6-17, стр.171]: В, где номинальный ток обмотки статора [1, ф.6-18, стр.171]: А.

Принимаем: , тогда. Окончательно число витков в фазе обмотки: .

Окончательно значение линейной нагрузки [1, ф.6-21, стр.171]: А/м.

Обмоточный коэффициент: Вб.

Индукция в воздушном зазоре [1, ф.6-23, стр.172]: Тл.

Значение А2/м3 выбираем по [1, рис.6-16, стр.173]. Плотность тока [1, ф.6-25, стр.172]: А/м2.

Сечение эффективного проводника (предварительно) [1, ф.6-24, стр.172]: м2

Обмотка выполняется всыпной двухслойной, которую помещают в открытые прямоугольные пазы, которые заполняют ручной укладкой. Принимаем провод ПЭТ - 155 диаметром 1,26 мм. Количество проводников: Окончательно эффективное сечение определяется: Тогда

3. Расчет размеров зубцовой зоны статора

Предварительно выбираем из [1, табл.6-10, стр.174-175]: Тл; Тл. Тогда высота ярма статора [1, ф.6-28, стр.175]: м

Размер паза в штампе, м: Минимальная ширина зубца [1, ф.6-29, стор.175]: м.

Коэффициент заполнения сердечника сталью берем из [1, табл.6-11, стр.176]. Марка стали - 2312.

Высота паза [1, ф.6-31, стр.176]: м.

Ширина паза:

где:bш=0,0037 hш=0,001 - размеры шлица паза, м.

Рисунок 3 - Паз всыпной обмотки сердечника статора.

Размеры паза в свету с учетом припусков на шихтовку и сборку сердечников, м:

Площадь изоляции паза:

Площадь изоляционных прокладок:

Оставшаяся для размещения проводников площадь поперечного сечения:

Для контроля правильности размещения обмотки в пазах определяем коэффициент заполнения паза:

где: dиз - диаметр одного элементарного провода с изоляцией, nэл - число элементарных проводов, составляющих один эффективный.

Коэффициент Кз находится в допустимых пределах.

4. Расчет ротора

Число фаз короткозамкнутой обмотки равно числу пазов . Число пазов выбираем по [1, табл.6-15, стр.185].

Внешний диаметр ротора: м.

Длина ротора: м.

Зубцовое деление ротора м.

Внутренний диаметр ротора, при непосредственной посадке на вал [1, ф.6-101, стр.191]: м, где - определяем по [1, табл.6-16, стр.191].

Ток в стержне ротора [1, ф.6-60, стр.183]: А, де - определяем по [1, табл.6-22, стр.183];

- коэффициент приведения токов, определяем по [1, ф.6-68, стр.185]: .

Плотность тока в стержне ротора: А/м2. Тогда сечение стержней [1, ф.6-69, стр.186]: м2.

По рекомендациям [1, стр. 20] принимаем следующие размеры паза: мм

Рисунок 4 - Грушевидный паз короткозамкнутого ротора

Допустимая ширина зубца:

где: индукция в зубцах ротора при постоянном сечении (для грушевидных пазов принимается по [1,стр. 174 - 175, табл 6-10]).

Ширина паза:

Высота паза:

Уточняем площадь сечения стержня:

Проверяем ширину зубцов в сечениях:

Полная высота паза, м:

Расчетная высота зубца, м:

Окончательная плотность тока в стержне:

Замыкающие кольца обмотки приведены на рисунке 5.

Рисунок 5 - Размеры замыкающих колец короткозамкнутого ротора с литой обмоткой

Площадь сечения замыкающих колец [1, ф.6-73, стр.186]: м2.

где ток в кольце [1, ф.6-71, стр.186]

А, Плотность тока в кольцах: А/м2.

Сечение замыкающих колец считают прямоугольным с размерами:

Тогда окончательно: Так как двигатель имеет высоту вращения мм и то выполняем закрытые грушевидные пазы ротора.

5. Расчет намагничивающего тока

Значение индукции в зубцах статора:

Индукция в зубцах ротора:

Индукция в ярме статора [1, ф.6-106, стр.193]:

Тл, где - расчетная высота ярма статора [1, ф.6-106, стр.193]: м.

Индукция в ярме ротора [1, ф.6-107, стр.193]: Тл, где - расчетная высота ярма ротора [1, ф.6-109, стр.194]: м.

Магнитное напряжение воздушного зазора [1, ф.6-110, стр.194]: А, где - коэффициент воздушного зазора [1, ф.4-14, стр.106]:

значение ? определяется по формуле:

Магнитное напряжение зубцовой зоны статора:

Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора:

где: определяются по кривым намагничивания электротехнической стали марки 2013 [1, стр.461 прил. П-17].

Коэффициент насыщения зубцовой зоны:

Коэффициент KZ находится в рекомендуемых пределах: Магнитное напряжение ярма статора[1, ф.6-121, стор.195]: А, где - длина средней магнитной линии ярма статора, определяется по [1, ф.6-122, стр.195]:

м;

А/м - определяем по [1, табл.П-15, стр.462].

Магнитное напряжение ярма ротора [1, ф.6-123, стр.195]: А, где - длина средней магнитной линии ярма статора, определяется по [1, ф.6-124, стр.195]: м;

А/м - определяем по [1, табл.П-19, стр.462].

Суммарное магнитное напряжение магнитной цепи машины [1, ф.6-127, стр.195]: А.

Коэффициент насыщения магнитной цепи [1, ф.6-128, стр.195]: .

Намагничивающий ток [1, ф.6-129, стр.195]: А.

. соответствует допустимым [2, стр. 24]: 0.2< <0.35

6. Параметры рабочего режима

Схема замещения асинхронного двигателя приведена на рис. 6.

Рисунок 6 - Схема замещения АД.

Активное сопротивление фазы обмотки статора [1, ф.6-131, стр.196]: Ом, где - коэффициент увеличения активного сопротивления фазы обмотки от действия эффекта вытеснения тока;

Ом*м - удельное сопротивление материала обмотки при расчетной температуре;

- общая длина проводника фазы обмотки [1, ф.6-133, стр.196]:

м, где - средняя длина витка [1, ф.6-134, стр.197]: м;

Длина пазовой части: м.

Длина лобовой части витка [1, ф.6-138, стр.197]: м.

Вылет лобовой части обмотки [1, ф.6-139, стр.197]: м где м - вылет прямолинейной части катушки в пазе

Рисунок 7 - Длина лобовой части секций при всыпной обмотке.

Средняя ширина катушки статора [1, ф.6-140, стор.197]:

Коэффициент и берем из [1, табл. 6-19].

Активное сопротивление фазы короткозамкнутого ротора:

где: RКЛ - Сопротивление короткозамыкающего кольца:

где: Dкл.ср. - средний диаметр замыкающих колец:

Приведенное активное сопротивление обмотки ротора:

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора [1, ф.6-285, стр.226]:

Ом где - коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания обмотки статора, определяем по [1, табл.6-22, стр.200]:

- коэффициент магнитной проводимости лобового рассеивания, определяем по [1, ф.6-154, стр.199]: ;

- коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания, определяем по [1, ф.6-170, стр.202]:

Для полуоткрытых пазов без скоса [1, ф.6-172, стр.203]: .

Индуктивный ток фазы обмотки ротора [1, ф.6-285, стр.226]:

где - коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания обмотки ротора:

- коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания ротора, определяем по [1, ф.6-174, стор.204]:

- коэффициент магнитной проводимости участков замыкающего кольца, который определяется по [1, ф.6-176, стр.204]:

Коэффициент приведения сопротивления [1, ф.6-168,стр.202]: .

Тогда [1, ф.6-169, стр.202]: .

Индуктивное сопротивление взаимной индукции статора и ротора: Активное сопротивление, позволяющее учесть потери в стали:

где: Рст.осн - Основные потери в стали, берется из пункта 7.

Значения параметров в относительных единицах: ;

;

;

.

7. Потери и КПД

Электрические потери в обмотке статора:

Электрические потери в обмотке статора:

Основные потери в стали [1, ф.6-183, стр.206]:

где Вт/кг и определяем по [1, табл.6-24, стр.206];

- масса стали ярма статора, определяем по [1, ф.6-184, стр.206]: кг;

- масса стали зубцов статора, определяем по [1, ф.6-185, стр.206]: кг;

Амплитуда пульсаций индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов статора и ротора [1, ф.6-186, стр.206]: Тл;

Тл;

где - определяем по [1, рис. 6-41, стр.207].

Потери на 1 м2 поверхности головки зубца статора [1, ф.6-188, стр.207]:

Потери на 1 м2 поверхности головки зубца ротора [1, ф.6-188, стр.207]:

Полные поверхностные потери статора [1, ф.6-190, стр.207]: Вт.

Полные поверхностные потери ротора [1, ф.6-190, стр.207]: Вт.

Находим для амплитуды пульсаций индукции в среднем сечении зубцов ротора [1, ф.6-193, стр.207]:

Находим для амплитуды пульсаций индукции в среднем сечении зубцов статора [1, ф.6-193, стр.207]:

Амплитуда пульсаций индукции в среднем сечении зубцов статора [1, ф.6-192, стр.207]: Тл.

Амплитуда пульсаций индукции в среднем сечении зубцов ротора [1, ф.6-192, стр.207]: Тл.

Потери пульсаций в зубцах статора [1, ф.6-196, стр.207]:

Потери пульсаций в зубцах ротора [1, ф.6-196, стр.207]: Вт, где - масса стали зубцов ротора

Таким образом добавочные потери в стали [1, ф.6-198, стр.208]:

Общие потери в стали [1, ф.6-199, стр.208]: Вт.

Механические потери [1, ф.6-208, стр.209]: Вт, где определяем по [1, табл.6-25, стр.209].

Добавочные потери в номинальном режиме: Вт.

Коэффициент полезного действия двигателя:

где Pi - Сумма всех потерь в двигателе:

Ток холостого хода двигателя [1, ф.6-212, стр.209]: А, где - определяем по [1, ф.6-213, стр.209]: А;

- электрические потери при х.х., определяем по [1, ф.6-214, стр.209]: Вт;

- определяем по: А.

Коэффициент мощности при х.х. [1, ф.6-215, стр.209]: .

8. Расчет рабочих характеристик

По [1, ф.6-219, 6-220, стр.210]: ;

Полное значение с1 определим по [1, ф. 6-221, стр.210]:

Определим по [1, ф.6-224, стр.211]: ;

;

;

.

Активная состовляющая холостого хода:

Примем: и найдем величины для расчета робочих характеристик двигателя:

Определим ток :

Определим :

Определим :

Определим активную составляющую тока статора:

Определим реактивную составляющую тока статора:

Определим ток ротора приведеного к обмотке статора:

Определим ток статора:

Определим полную мощность подводимую к двигателю:

Определим электрические потери в обмотках статора:

Определим электрические потери в обмотках ротора:

Определим добавочные потери обмотка статор намагничивающий ток

Сумарные потери

Полезная мощность двигателя:

Определим КПД двигателя:

Определим двигателя:

Таблица 1 - Расчет рабочих характеристик s= Единица 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 a" *r"2/s Ом 188,144 94,072 62,71467 47,036 37,6288 31,35733 b" *r"2/s Ом 0 0 0 0 0 0

R=a a"*r"2/s Ом 189,058 94,986 63,62867 47,95 38,5428 32,27133

X=b b" *r"2/s Ом 6,824 6,824 6,824 6,824 6,824 6,824

Z=(R2 X2)^0,5 Ом 189,1811 95,23081 63,99355 48,43314 39,14223 32,98493

I"2=U1H/Z А 2,008657 3,990305 5,938099 7,845867 9,708184 11,52041 cos?"2=R/Z - 0,999349 0,997429 0,994298 0,990025 0,984686 0,978366 sin?"2=X/Z - 0,036071 0,071657 0,106636 0,140895 0,174339 0,206882

I1a=I0a I"2*cos(?) А 2,15735 4,130047 6,05424 7,9176 9,709511 11,42118

I1P=I0P I"2*sin(?) А 4,108455 4,321935 4,669214 5,141445 5,728511 6,419369

I1=(I1a2 I1p2)^0,5 А 4,090427 5,977994 7,645612 9,44049 11,27344 13,10159

I"2=c1*I"2 А 2,076951 4,125976 6,139994 8,112626 10,03826 11,9121

P1=3*U1H*I1H*103 КВТ 2459,379 4708,254 6901,834 9026,064 11068,84 13020,14

РЭ1=3*I21*r1*10-3 КВТ 44,37218 94,77297 155,0237 236,3538 337,0438 455,22

РЭ2=3*I22*r"2*10-3 КВТ 10,58589 41,7761 92,51464 161,5093 247,2815 348,2183

РДОБ=РДОБ,Н*(I1/I1H)2 КВТ 136,0638 103,8712 90,62481 85,56487 83,32084 82,32042

?Р КВТ 439,0788 488,4772 586,2201 731,485 915,7032 1133,816

P2=P1-?Р КВТ 2020,3 4219,777 6315,614 8294,58 10153,14 11886,33

КПД - 0,721468 0,827251 0,847063 0,858959 0,867272 0,862918 cos(?)=I1a/I1 - 0,527414 0,715875 0,791858 0,828685 0,846273 0,86174

Рис. 8 Рабочие характеристики: КПД, cos(?), Скольжение

Рис. 9 Рабочие характеристики: Полная мощность

Рис. 10 Рабочие характеристики: Ток

Номинальные данные спроектированного двигателя: Р2н=11 КВТ Uн=380 В I1н=13,046 А cos?н=0,86 ?н=0,86

9. Расчет пусковых характеристик

Пусковый свойства асинхронных двигателей характеризуются номинальным, максимальным и пусковым моментами, а так же начальным пусковым током.

Определим параметры двигателя с учетом эффекта вытиснения тока при условии S=1.

Определим приведенную высоту стержня в пазу: , где hc=0,029 м - висота стержня в пазу

Для находим з [1, рис. 6-47, стр.217]

Определяем активное сопротивление обмотки ротора с учетом действия эфекта вытиснения тока [1,ф. 6-249, стр. 218]:

Определяем глубину проникновения тока [1,ф. 6-236, стр. 216]:

Определяем площадь сечения стержня, ограниченного высотой hr:

где

Определяем коэффициент kr как отношение площади сечения всего стержня к площади сечения стержня ограниченного глубиной проникновения тока [1,ф. 6-237, стр. 216]:

Определим коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора под. воздействием эффекта вытиснения тока [1,ф. 6-247, стр. 217]:

Определим коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания с учетом эффекта вытиснения тока:

Определим коэффициент Kx, который характерезует изменение індуктивного сопротивления под. действием эффекта вытиснения тока [1,ф. 6-251, стр. 218]:

Определим приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом действия эффекта вытиснения тока [1,ф. 6-250, стр. 218]: Расчет влияния на параметры: Примем для S=1 коэффициент насыщения кнас=1.25 і .

Определим седнюю МРС обмотки отнесенной к одному витку обмотки статора [1,ф. 6-252, стор. 219]:

Определим фиктивную индукцию потока рассеивания [1,ф. 6-253, стр. 219]:

где

Определи коэффициент, который характирезует отношение потока рассеивания при насыщении к потоку ненасыщенной машины.

Для [1,рис. 6-50, стр. 219]

Определим коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания обмотки статора и ротора с учетом эффекта насыщения [1,ф. 6-258, стор. 220]:

где

Опеределим коэффициен магнитной проводимости пазового рассеивания при насыщении для статора и ротора [1, ф.6-261, стр.220]:

Определим коэффициент магнитной проводи мости диффиринциального рассеивания при насыщении для статора и ротора [1, ф.6-263, стр.220]:

Определим индуктивное сопротивление обмотки статора з учетом влияния насыщения от полей рассеивания по отношению сумм коэффициентов проводи мости рассчитаных без учета и с учетом насыщения от полей рассеивания [1, ф.6-264, стр.220]:

Для ротора принимают отношение сумм проводимостей, рассчитаных с учетом влияния насыщения и и действия эффекта вытиснения и без учета этих факторов [1, ф.6-265, стр.220]:

Определяем сопротивление взаимной индукции обмоток в пусковом режиме [1, ф.6-266, стр.222]:

Определяем коэффициент с1п [1, ф.6-267, стр.220]:

Определяем значение тока и момента: Сопротивление правой части схемы замещения [1, ф.6-268, стр.222]:

где: Определяем ток в обмотках ротора [1, ф.6-269, стр.222]:

Определяем ток в обмотках статора [1, ф.6-270, стр.222]:

Относительное значение тока:

Относительное значение пускового момента:

Таблица 2 - Расчет пусковых характеристик

Расчетная формула Единица s= 1 0,8 0,6 0,4 0,2 ? - 1,84469 1,649940895 1,42889073 1,166684395 0,825 ? - 0,65 0,45 0,25 0,15 0,1 kr=q.c/q.r - 2,294 1,886 1,503 1,321 1,23

KR=1 (kr-1)*Rc/R2 - 2,09343 1,74867 1,425035 1,271245 1,197 r"2?=KR*R".2 Ом 1,71242574 1,43041206 1,16567863 1,03987841 0,979 kd - 0,83 0,86 0,9 0,94 0,97

Kx - 1,507 1,538 1,58 1,621 1,652

X".2?=Kx*X".2 Ом 5,155447 5,261498 5,40518 5,545441 5,651

X".2?нас Ом 1,416 1,413 1,407 1,4 1,494

X.1нас Ом 1,658 1,652 1,642 1,639 1,626 с.1пнас - 1,048783358 1,04860682 1,04831259 1,048224321 1,048 а.п Ом 1,995963619 2,074924802 2,236659306 2,925064601 5,329 b.п Ом 3,143077235 3,133681437 3,116975814 3,106514049 3,191

I".2 А 102,0605807 101,1079215 99,05045987 89,05763737 61,17

I1 А 106,466225 105,4758466 103,3382129 93,01397401 64,51

I1* - 3,132557301 3,103417383 3,040521755 2,736751523 1,898

M* - 2,037231747 2,156741971 2,327599285 2,658492284 3,162

Рис. 11 Пусковые характеристики: Относительное значение тока и пускового момента

10. Тепловой расчет

Электрические потери в обмотке статора в пазовой части [1, ф.6-312, стр.235]: Вт, где - коэффициент увеличения потерь.

Электрические потери в обмотке статора в лобовых частях катушек [1, ф.6-313, стр.235]: Вт.

Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора [1, ф.6-314, стр.237]: , где - определяем по [1, рис.6-59,б, стр.235];

- определяем по [1, табл.6-30, стр.237].

Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора [1, ф.6-315, стр.237]: 0С, где - расчетный периметр поперечного сечения паза статора, определяем по [1, ф.6-317, стр.237]: м;

Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей [1, ф.6-319, стр.237]: 0С. где: bизл1 - односторонняя толщина изоляции лобовой части катушки [1,стр 61, табл. 3-8], bизл1=0.

Превышение температуры внешней поверхности изоляционных лобовых частей обмотки над температурою в середине [1, ф.6-320, стр.238]: 0С.

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурою воздуха в середине машины [1, ф.6-321, стр.238]:

Превышение температуры воздуха в середине машины над температурой окружающей среды [1, ф.6-322, стр.238]: , где - сумма потерь отводимых в воздух внутри машины, определяем по [1, ф.6-324, стр.238]:

- определяем по [1, ф.6-327, стор.238]: м2.

- условный периметр поперечного сечения ребер станины, определяем по [1, рис.6-63, стр.239].

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой внешней среды [1, ф.6-328, стр.238]: 0С.

Температура обмоток статора не выходит за допустимые нормы для класса изоляции F.

11. Вентиляционный расчет

Требуемый для охлаждения расход воздуха [1, ф.6-340, стр.240]: м3/с, где - определяем по [1, ф.6-341, стр.240]: .

Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором [1, ф.6-342, стр.240]: м3/с.

Условие выполняется, то есть расчет выполнен правильно.

12. Масса активных материалов и показатели их использования

Масса изолированных проводов обмотки статора:

где: q`эл - сечение изолированного элементарного проводника.

Масса алюминия к.з. ротора с литой клеткой:

Масса стали сердечников статора и ротора:

Масса изоляции статора:

где: bи - односторонняя толщина изоляции, принимаем по [1, табл. 3-8, стр.61].

Масса чугунных станины и щита:

кг

Масса двигателя:

Удельная материалоемкость машины не должна превышать: KG K`G

По рис.9. определяем K`G.

K`G=8,4

Удельная материалоемкость машины:

Условие выполняется.

Рисунок 12 - Удельная материалоемкость машин мощностью до 100 КВТ.

В данной работе был рассчитан асинхронный двигатель с к.з. ротором. Ввиду того, что расчеты производились по упрощенным формулам расхождения параметров двигателя с аналогичным серийным двигателем отличается не более чем на 10%. Параметры спроектированного двигателя приведены в приложении 1. Параметры серийного аналогичного двигателя: Частота вращения: n=1000 об/мин. Длина сердечника статора: l=160м.

Диаметр статора:Da=272мм, диаметр ротора:D=197мм. Число пазов статора и ротора: Z1=54, Z2=50. Индукция в воздушном зазоре: B?=0,75 Тл.

Спроектированный двигатель имеет довольно высокий КПД и cos?, ввиду простоты конструкции может применятся в любых условиях.

1. Проектирование электрических машин: Учеб. Пособие для Вузов / И.П. Копылов, Ф.А. Гориянов, Б.К. Клоков и др.; под ред. И.П. Копылова. - М. Энергия, 1980. - 496с.

2. Методические указания к курсовому проекту по электрическим машинам «Расчет и конструирование асинхронного двигателя» / М.З. Дудник, К.П. Донченко - Донецк: ДПИ, 1992. - 52с.

3. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник/ А.Э. Кравчик, В.И. Афонин, Е.А. Соболенская. - М.: Энергоиздат, 1982. - 504с.