Реферат: Короткозамкнутый ротор--85кВт
--PAGE_BREAK--1.2 Сердечник статора.Для данной высоты оси вращения выбираем марку стали 2312.
Сердечник собираем из отдельных отштампованных листов электротехнической стали толщиной <metricconverter productid=«0,5 мм» w:st=«on»>0,5 мм, имеющих изоляционные покрытия для уменьшения потерь в стали от вихревых токов.
Для стали 2312 используем изолирование листов лакировкой.
Коэффициент заполнения стали, принимаем равным
kС = 0,95.
Количество пазов на полюс и фазу выбираем из таблицы 9 – 8.
При 2р = 6,
h= <metricconverter productid=«280 мм» w:st=«on»>280 мм,
q1=4.
По выбранному значению q1 определяем количество пазов сердечника статора z1в соответствии с формулой
z1 = 2 р ×m1×q1; (1.6)
m1– количество фаз.
z1 = 6 ×3 ×4 = 72.
1.3 Сердечник ротора.
Для данной высоты оси вращения выбираем марку стали 2312.
Сердечник собирают из отдельных отштампованных листов электротехнической стали толщиной <metricconverter productid=«0,5 мм» w:st=«on»>0,5 мм.
Для сердечника принимаем то же изолирование листов, что и для статора – лакировкой.
Коэффициент заполнения стали принимаем равным
kc= 0,95.
Размер воздушного зазора между статором и ротором dпринимаем из таблицы 9 – 9.
При h= <metricconverter productid=«280 мм» w:st=«on»>280 мм и 2р = 6.
d= <metricconverter productid=«0,8 мм» w:st=«on»>0,8 мм.
Скос пазов bck=1.
Наружный диаметр сердечника ротора по формуле (9 – 5)
DН2= D1– 2 d; (1.7)
DН2= 371 – 2 ×0,8 =369,4 мм.
Для высоты вращения h³<metricconverter productid=«71 мм» w:st=«on»>71 мм внутренний диаметр листов ротора рассчитываем по формуле
<img width=«711» height=«1096» src=«ref-2_1028072939-5038.coolpic» v:shapes="_x0000_s1526 _x0000_s1527 _x0000_s1528 _x0000_s1529 _x0000_s1530 _x0000_s1531 _x0000_s1532 _x0000_s1533 _x0000_s1534 _x0000_s1535 _x0000_s1536 _x0000_s1537 _x0000_s1538 _x0000_s1539 _x0000_s1540 _x0000_s1541 _x0000_s1542 _x0000_s1543 _x0000_s1544 _x0000_s1545"> D2»0,23 ×DН1; (1.8)
D2»0,23 ×520 = <metricconverter productid=«119,6 мм» w:st=«on»>119,6 мм.
Длина сердечника ротора l2принимаем равной длине сердечника статора l1 при h=280 мм.
l2= l1 = 220мм. (1.9)
Количество пазов на полюс и фазу находим из соотношения
q2= q1+ 1 (1.10)
q2 = 4 + 1 =5.
Количество пазов в сердечнике для двигателя с короткозамкнутым ротором находим по таблице 9-12 при q1=6
z2= 82;
продолжение
--PAGE_BREAK--2. Обмотка статора
2.1 Параметры, общие для любой обмотки
Для нашего двигателя принимаем двухслойную обмотку из провода марки ПЭТВ (класс нагревостойкости F), укладываемую в прямоугольные полуоткрытые пазы.
Обычно обмотку статора выполняют шестизонной; каждая зона равна 60 электрических градуса. При шестизонной обмотке коэффициент распределения
kР1= 0,5/(q1sin(α/2)), где α=60/q1=60º/4=15º (2.1)
kР1= 0,5/(4 ×sin(7,5º)) = 0,96.
Укорочение шага принимаем равным
b1≈ 0,8, при 2р=6.
Двухслойную обмотку выполняем с укороченным шагом по по формуле
<img width=«707» height=«1096» src=«ref-2_1028077977-5048.coolpic» v:shapes="_x0000_s1506 _x0000_s1507 _x0000_s1508 _x0000_s1509 _x0000_s1510 _x0000_s1511 _x0000_s1512 _x0000_s1513 _x0000_s1514 _x0000_s1515 _x0000_s1516 _x0000_s1517 _x0000_s1518 _x0000_s1519 _x0000_s1520 _x0000_s1521 _x0000_s1522 _x0000_s1523 _x0000_s1524 _x0000_s1525"> Уп1 = b1 ×z1 / 2p; (2.2)
Уп1 = 0,8 ×72 / 6 = 9,6.
Коэффициент укорочения определяется по формуле (9-12)
kу1=sin(b1∙90º) (2.3)
kу1=sin(0,8∙90o)=0,95.
Обмоточный коэффициент по формуле
kОБ1 = kР1 · ky1; (2.4)
kОБ1 = 0,96 · 0,95 = 0,912.
Предварительное значение магнитного потока найдём из формулы
Ф¢= В¢dD1l¢1×10-6/p; (2.5)
Ф¢= 0,7904 ×371×220×10-6/3= 0,02 Вб.
Предварительное количество витков в обмотке фазы
w¢1= kнU1/(222 kоб1(f1/50) Ф¢); (2.6)
w¢1= 0,975 ×220/(222 ×0,912 ×0,02) ≈ 53.
Количество параллельных ветвей обмотки статора а1 выбираем как один из делителей числа полюсов
а1 =3.
Предварительное количество эффективных проводников в пазу найдём по формуле
N¢п1= w¢1а1/(рq1); (2.7)
N¢п1= 53×3/(3×4) = 13,25.
Значение Nп1принимаем, округляя N¢п1до ближайшего целого значения
Nп1= 13.
Выбрав целое число, уточняем значение w1по формуле
w1= Nп1рq1/а1; (2.8)
w1= 13×3 ×4/3 = 52.
Уточняем значение магнитного потока по формуле
Ф = Ф¢w¢1/w1; (2.9)
Ф = 0,025 ×53/52 = 0,02 Вб.
Уточняем значение индукции в воздушном зазоре по формуле
Вd= В¢dw¢1/w1; (2.10)
Вd= 0,7904×53/52 = 0,81 Тл.
Предварительное значение номинального фазного тока найдём по формуле
<img width=«136» height=«72» src=«ref-2_1028083025-377.coolpic» v:shapes="_x0000_i1028">; (2.11)
<img width=«711» height=«1096» src=«ref-2_1028083402-5033.coolpic» v:shapes="_x0000_s2071 _x0000_s2072 _x0000_s2073 _x0000_s2074 _x0000_s2075 _x0000_s2076 _x0000_s2077 _x0000_s2078 _x0000_s2079 _x0000_s2080 _x0000_s2081 _x0000_s2082 _x0000_s2083 _x0000_s2084 _x0000_s2085 _x0000_s2086 _x0000_s2087 _x0000_s2088 _x0000_s2089 _x0000_s2090"> <img width=«200» height=«41» src=«ref-2_1028088435-456.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029">.
Уточняем линейную нагрузку статора по формуле
<img width=«125» height=«71» src=«ref-2_1028088891-353.coolpic» v:shapes="_x0000_i1030">; (2.12)
<img width=«173» height=«69» src=«ref-2_1028089244-446.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031">А/см.
Среднее значение магнитной индукции в спинке статора ВС1 найдём из таблицы 9 – 13
При h= <metricconverter productid=«280 мм» w:st=«on»>280 мм;
2р =6;
ВС1 = 1,5Тл.
Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора найдём по формуле
t1= pD1/z1; (2.13)
t1= 3,14×280/72= <metricconverter productid=«16,2 мм» w:st=«on»>16,2мм.
продолжение
--PAGE_BREAK--2.2 Обмотка статора с трапецеидальными полузакрытыми пазами.
Принимаем предварительное значение магнитной индукции в наиболее узком месте зубца статора по таблице 9 – 14
В'з1max= 1,7 Тл.
Из §9.4 принимаем следующие значения:
Высота шлица hш1=1 мм.
Высота клина hк=3 мм.
В соответствии с этими значениями зубцовое деление статора в наиболее узком месте t1minопределяем по формуле
t1min=π(D1+2hш1+2 hк)/z1; (2.14)
t1min=3,14∙(371+2∙1+2∙3,5)/72=16,5 мм.
Предварительнаяширина зубца статора наиболее узком месте по формуле
b'з1min=tminВd/kcВ'з1max; (2.15)
b'з1min=14,2∙0.81/0,75∙1,7=9,02 мм.
Предварительнаяширина полуоткрытого паза в штампе по формуле
b'п1=t1min– bз1min; (2.16)
b'п1=16,5–9,02=7,58 мм.
Ширина шлица полуоткрытого паза
bш1≈0,6b'п1; (2.17)
bш1≈0,6∙7,58=4,5мм.
Количество эффективных проводников по ширине паза примем из § 9-4.
Так как Nп1= 13 то Nш=1.
Так как h=280 то общая толщина изоляции по высоте и ширине паза соответственно равны:
2bи1=2,2 мм.
hи1=4,5мм.
Допустимая ширина эффективного проводника с витковой изоляцией по
b'эф=(b'п1–2bи–bc)/Nш ; (2.18)
b'эф=(7,58–2,2–0,3)/1=5,08 мм.
Количество эффективных проводников по высоте паза определим по формуле
Nв=Nп1/Nш1; (2.19)
Nв=13/1=13.
Предварительную высоту спинки статора найдём по формуле
h'c1=Ф∙106∕(2∙kc∙l1∙Вc1); (2.20)
h'c1=0,02∙106 ∕ (2∙0,95∙220∙1,5)=31,8 мм.
Предварительная высота паза статора определяется по формуле
h'п1= [ (DH1– D1)∕ 2]– h'c1; (2.21)
h'п1=[(520–371,4)/2]–31,8=42,5 мм.
Допустимая высота эффективного проводника с витковой изоляцией определяется по формуле
<img width=«711» height=«1101» src=«ref-2_1028089690-5075.coolpic» v:shapes="_x0000_s2271 _x0000_s2272 _x0000_s2273 _x0000_s2274 _x0000_s2275 _x0000_s2276 _x0000_s2277 _x0000_s2278 _x0000_s2279 _x0000_s2280 _x0000_s2281 _x0000_s2282 _x0000_s2283 _x0000_s2284 _x0000_s2285 _x0000_s2286 _x0000_s2287 _x0000_s2288 _x0000_s2289 _x0000_s2290">h'эф=(hп1–hи1–hш1–hс)/Nв; (2.22)
h'эф=(42,5–4,5–3–1–0,3)/3=2,5 мм.
Площадь эффективного проводника
S'эф= h'эф·b'эф;
S'эф=2,5·5,08=12,7 мм2.
Количество элементарных проводников в пазу конструктивно принимаем
с=2.
Количество элементарных проводников в одном эффективном по ширине вычисляется по формуле сb=b'эф/bдопс округлением до ближайшего целого значения
сb=5,08/4,7=1.
Количество элементарных проводников по высоте паза вычисляется по формуле
са=с/ сb; (2.23)
са=2/1=2.
Меньший и больший размеры неизолированного провода вычисляются по формулам
а'=(аэф/са)–<img width=«24» height=«24» src=«ref-2_1028094765-180.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">и, где <img width=«24» height=«24» src=«ref-2_1028094765-180.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">и –двухсторонняя толщина изоляции провода. Определяем из приложения 3, аэф–высота эффективного провода. Из § 9-4 принимаем <metricconverter productid=«2,5 мм» w:st=«on»>2,5 мм
<img width=«24» height=«24» src=«ref-2_1028094765-180.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">и =0,15 мм.<img width=«12» height=«23» src=«ref-2_1028095305-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">
а'=(2,5/2)–0,15=1,1 мм.
b'=(bэф/cb)– <img width=«24» height=«24» src=«ref-2_1028094765-180.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036">и; b'=(5,08/1)–0,15=4,93 мм.
Размеры провода по стандарту выбираем из приложения 2
а<img width=«15» height=«16» src=«ref-2_1028095558-111.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">b=1,06<img width=«15» height=«16» src=«ref-2_1028095558-111.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">5 мм.
S=5,085мм2.
Размер по высоте паза в штампе определим по формуле
hп1=Nв∙ca(a+<img width=«24» height=«24» src=«ref-2_1028094765-180.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039">и); (2.24)
hп1=13∙2∙(1,06+0,15)+4,5+0,3=36,26 мм.
Размер по ширине паза в штампе определим по формуле
bп1=Nш∙сb∙(b+<img width=«24» height=«24» src=«ref-2_1028094765-180.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">и)+2bи+bc; (2.25)
bп1=1∙1∙(5+0,15)+2,2+0,3=7,65 мм.
Высота спинки статора определяется по формуле
hc1=[(DH1–D1)/2]–hп1; (2.25)
hc1=[(520–371,4)/2]–36,26=38,04 мм.
Уточнённая ширина зуба в наиболее узкой части определяется по формуле
bз1min= t1min–bп1; (2.26)
bз1min=16,6–7,65=8,95 мм.
Уточнённую магнитную индукцию в наиболее узкой части зубца статора определим по формуле
Вз1max=t1∙Bδ/ bз1min∙kc; (2.27)
В'з1max=16,2∙0,75/8,95∙0,75=1,81 Тл.
Плотность тока в обмотке статора по формуле
J1= I1/(c·S·a1); (2.28)
J1= 159/(2×5,085·3 ) = 5,2 А/мм2.
Найдём идеальную тепловую нагрузку от потерь в обмотке А1J1
А1J1= 425·5,2 = 2210 А2/(см ×мм2).
По рисунку 9 – 8 для DН1= <metricconverter productid=«520 мм» w:st=«on»>520 мм получаем допустимую тепловую нагрузку
А1J1= 2150 А2/(см ×мм2).
Среднее зубцовое деление статора найдём по формуле
tср1= p(D1+ hП1)/z1; (2.29)
tср1= 3,14(371,4 + 36,26)/72 = <metricconverter productid=«17,7 мм» w:st=«on»>17,7 мм.
Средняя ширина катушки обмотки статора найдём по формуле
bср1= tср1уп1; (2.30)
bср1= 17,7 ×9,6 = <metricconverter productid=«168,96 мм» w:st=«on»>168,96 мм.
Средняя длина лобовой части обмотки по (9 – 42)
<img width=«711» height=«1096» src=«ref-2_1028096140-5042.coolpic» v:shapes="_x0000_s1931 _x0000_s1932 _x0000_s1933 _x0000_s1934 _x0000_s1935 _x0000_s1936 _x0000_s1937 _x0000_s1938 _x0000_s1939 _x0000_s1940 _x0000_s1941 _x0000_s1942 _x0000_s1943 _x0000_s1944 _x0000_s1945 _x0000_s1946 _x0000_s1947 _x0000_s1948 _x0000_s1949 _x0000_s1950"> lл1= (1,16 + 0,14p)·bср1+ 15; (2.31)
lл1=(1,16+0,14×3) ×168,96+15= <metricconverter productid=«282 мм» w:st=«on»>282 мм.
Средняя длина витка обмотки по формуле
lcp1= 2 · (l1+ lл1) = 2 · (220 + 282) = <metricconverter productid=«1004 мм» w:st=«on»>1004 мм. (2.32)
Длина вылета лобовой части обмотки по формуле
lв1= 0,4 bcp1+hп1/2 + 25; (2.33)
lв1=0,4·168,96+32/2+25 = <metricconverter productid=«108,584 мм» w:st=«on»>108,584 мм.
продолжение
--PAGE_BREAK--3. Обмотка короткозамкнутого ротора
Применим обмотку ротора с бутылочными закрытыми пазами, т.к. h= <metricconverter productid=«280 мм» w:st=«on»>280 мм.
Высота паза из рис. 9-12 [1] равна hп2= <metricconverter productid=«39 мм» w:st=«on»>39мм.
Расчетная высота спинки ротора при 2р=6 и h= <metricconverter productid=«280 мм» w:st=«on»>280мм, по (9 – 66)
hc2= 0,38 · DH2– hп2– <img width=«16» height=«41» src=«ref-2_1028101182-110.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">dk2; (3.1)
hc2= 0,38 · 369,4 – 39 – <img width=«16» height=«41» src=«ref-2_1028101182-110.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">·0 = <metricconverter productid=«101,4 мм» w:st=«on»>101,4 мм.
Магнитная индукция в спинке ротора поформуле
Вс2 = Ф · 106 / (2 · kc· l2· hc2); (3.2)
Вс2 = 0.022 · 106 / (2 · 0.95 · 220 ·101,1) = 0,47 Тл.
Зубовое деление по наружному диаметру ротора по формуле
<img width=«707» height=«1097» src=«ref-2_1028101402-5065.coolpic» v:shapes="_x0000_s1566 _x0000_s1567 _x0000_s1568 _x0000_s1569 _x0000_s1570 _x0000_s1571 _x0000_s1572 _x0000_s1573 _x0000_s1574 _x0000_s1575 _x0000_s1576 _x0000_s1577 _x0000_s1578 _x0000_s1579 _x0000_s1580 _x0000_s1581 _x0000_s1582 _x0000_s1583 _x0000_s1584 _x0000_s1585"> t2 = πDн2/z2 ; (3.3)
t2=3,14· 369,4/82 = <metricconverter productid=«14,4 мм» w:st=«on»>14,4 мм ;
Магнитная индукция в зубцах ротора по таблице 9-18
Вз2 = 1,8 Тл ;
Ширина зубца по формуле
bз2= t2· Bδ/ (Bз2· kc); (3.4)
bз2= 14,14 · 0,81 / 1,8 · 0,95 = <metricconverter productid=«10.73 мм» w:st=«on»>10.73 мм.
Меньший радиус паза по формуле
; (3.5)
<img width=«248» height=«44» src=«ref-2_1028106467-586.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">мм.
Больший радиус паза поформуле
<img width=«223» height=«47» src=«ref-2_1028107053-532.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">; (3.6)
<img width=«288» height=«44» src=«ref-2_1028107585-644.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">мм.
Расстояние между центрами радиусов поформуле
h1 = hп2– h2 – hш2– r1 – r2; (3.7)
h1= 39 – 0,5 – 15 – 2,3 – 3 = <metricconverter productid=«18,2 мм» w:st=«on»>18,2 мм.
Ширина верхней части стержня по формуле
b≈(1÷1,25)∙ r1
b=1,2∙3=3,6 мм
80. Проверка правильности определения <img width=«16» height=«25» src=«ref-2_1028108229-93.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046"> и <img width=«19» height=«25» src=«ref-2_1028108322-97.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047"> исходя из условия b32=const.;
πh1–z2(r1– r2)≈0
3,14·18,2 – 82(3 – 2,3) = –0,252.
Площадь поперечного сечения нижней части стержня определяется по формуле
; (3.8)
Sст.н.=(3,14/2)(32+2,32)+(3+2,3)18,2=118,9 мм2.
Размеры короткозамыкающего кольца
Поперечное сечение кольца литой клетки определяется по формуле
Sкл= (0,35 ÷ 0,45) · z2· Sст/2p; (3.9)
Sкл= 0,4 ·82 · 171,5/6 = 937,5 мм2.
Высота кольца литой клетки определяется по формуле
hкл= 1,1 · hп2= 1,1 · 39 = <metricconverter productid=«42,9 мм» w:st=«on»>42,9 мм. (3.10)
Длина кольца по формуле
lкл= Sкл/hкл; (3.11)
lкл=937,5/42,9=21,9 мм ;
Средний диаметр кольца литой клетки определяется по формуле
Dкл.ср.= DH2– hкл; (3.12)
Dкл.ср=369,4– 42,9 = <metricconverter productid=«326,5 мм» w:st=«on»>326,5 мм;
продолжение
--PAGE_BREAK--
<img width=«711» height=«1096» src=«ref-2_1028108419-5044.coolpic» v:shapes="_x0000_s2191 _x0000_s2192 _x0000_s2193 _x0000_s2194 _x0000_s2195 _x0000_s2196 _x0000_s2197 _x0000_s2198 _x0000_s2199 _x0000_s2200 _x0000_s2201 _x0000_s2202 _x0000_s2203 _x0000_s2204 _x0000_s2205 _x0000_s2206 _x0000_s2207 _x0000_s2208 _x0000_s2209 _x0000_s2210">
4. Расчёт магнитной цепи.
4.1 МДС для воздушного зазора.
Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения статора kd1найдём по формуле (9 – 116)
<img width=«193» height=«68» src=«ref-2_1028113463-497.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048"> (4.1)
<img width=«259» height=«65» src=«ref-2_1028113960-602.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049">
Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения ротора kd2найдём по формуле
<img width=«196» height=«68» src=«ref-2_1028114562-488.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050"> (4.2)
<img width=«257» height=«65» src=«ref-2_1028115050-595.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051">
Коэффициент, учитывающий уменьшение магнитного сопротивления воздушного зазора так как радиальные каналы отсутствуют то принимаем
kк= 1;
Общий коэффициент воздушного зазора kdнайдём по формуле
kd= kd1×kd2×kк; (4.3)
kd= 1,17×1,03 ×1 = 1,21;
МДС для воздушного зазора Fdнайдём по формуле
Fd= 0,8dkdВd×103; (4.4)
Fd= 0,8 ×0,8 ×0,81 ×1,21 ×103 = 627,3 А.
<img width=«711» height=«1097» src=«ref-2_1028115645-5050.coolpic» v:shapes="_x0000_s1606 _x0000_s1607 _x0000_s1608 _x0000_s1609 _x0000_s1610 _x0000_s1611 _x0000_s1612 _x0000_s1613 _x0000_s1614 _x0000_s1615 _x0000_s1616 _x0000_s1617 _x0000_s1618 _x0000_s1619 _x0000_s1620 _x0000_s1621 _x0000_s1622 _x0000_s1623 _x0000_s1624 _x0000_s1625">4.2 МДС при прямоугольных полуоткрытых пазах статора.
Зубцовое деление на 1/3 высоты зуба определим по формуле
t1(1/3)=π∙(D1+2hп1/3); (4.5)
<img width=«711» height=«1096» src=«ref-2_1028120695-5048.coolpic» v:shapes="_x0000_s2231 _x0000_s2232 _x0000_s2233 _x0000_s2234 _x0000_s2235 _x0000_s2236 _x0000_s2237 _x0000_s2238 _x0000_s2239 _x0000_s2240 _x0000_s2241 _x0000_s2242 _x0000_s2243 _x0000_s2244 _x0000_s2245 _x0000_s2246 _x0000_s2247 _x0000_s2248 _x0000_s2249 _x0000_s2250">t1(1/3)=3,14(371,4+2∙32/3).
Ширина зуба на 1/3 высоты определяется по формуле
bз1(1/3)= t1(1/3)–bп1; (4.6)
bз1(1/3)=17,13–7,65=9,48 мм.
Магнитная индукция на 1/3 высоты зуба определяется по формуле
Bз1(1/3)=t1∙Bδ1/ bз1(1/3)∙kc; (4.7)
Bз1(1/3)=16,2∙0,81/9,48∙0,95=1,46 Тл .
Так как Bз1(1/3)=1,46 то напряженность магнитного поля Hз1(А/см) определим из приложения 9;
Hз1=10,2 А/см; .
Среднюю длину пути магнитного потока определим по
Lз1= hп1; (4.8)
Lз1= <metricconverter productid=«32 мм» w:st=«on»>32 мм.
МДС для зубцов найдём по
Fз1= 0,1∙Hз1∙Lз1; (4.9)
Fз1= 0,1 ×10,2×32 = 32‚64
продолжение
--PAGE_BREAK--4.2 МДС при бутылочных пазах ротора.
Средняя ширина верхней части зубца определяется по формуле
bзв2=π∙(Dн2–2h2–h)/z2–b; (4.10)
bзв2=3,14∙(396,4–2∙0,5–15)/82–3,6=14,2 мм.
Магнитную индукцию в среднем сечении верхней части зубца определим по формуле
Bз.в2=t2∙Bδ/ bзв2∙ kc; (4.11)
Bз.в2=14,4∙0,8/14,2∙0,95=0,84 Tл.
Так как Bз.в2=0‚84 (Тл)‚то напряженность магнитного поля Hз.в2(А/см) определим из приложения 9;
Hз.в2=3‚11 А/см;
Средняя длина пути магнитного потока в верхней части зуба определяется по формуле
Lз.в2 =h2+h; (4.12)
Lз.в2=0‚5+15=15‚5 мм;
МДС для верхней части зубца ротора определяется по формуле
Fз.в2= 0,1·Hз.в2·Lз.в2; (4.13)
Fз.в2=0,1·15.5·3‚11=4‚82 A;
Магнитную индукцию в нижней части зубца определим по формуле
Bз.н2 = t2∙Bδ/ bзн2∙ kc; (4.14)
Bз.н2=14,4∙0,8/6‚7∙0,95=1‚78 Tл.
Напряжённость поля в нижней части зубца определим из приложения 9
Hз.н2=25 А/см;
Средняя длина пути магнитного потока в нижней части зуба определяется по формуле
Lз.в2 =r1+h1+0,8r2; (4.15)
Lз.в2=3+18,5+0,8∙2,3=23,04 мм.
МДС для верхней части зубца ротора определяется по формуле
Fз.н2=0‚1∙Hз.н2∙ Lз.н2; (4.16)
Fз.н2=0‚1∙25∙23‚04=57‚6 А.
МДС для зубцов ротора определим по формуле
Fз.2=Fз.в2+ Fз.н2; (4.17)
Fз2=4‚48+57‚6=62‚42 А.
<img width=«711» height=«1096» src=«ref-2_1028125743-5039.coolpic» v:shapes="_x0000_s1406 _x0000_s1407 _x0000_s1408 _x0000_s1409 _x0000_s1410 _x0000_s1411 _x0000_s1412 _x0000_s1413 _x0000_s1414 _x0000_s1415 _x0000_s1416 _x0000_s1417 _x0000_s1418 _x0000_s1419 _x0000_s1420 _x0000_s1421 _x0000_s1422 _x0000_s1423 _x0000_s1424 _x0000_s1425">4.3 МДС для спинки статора.
Напряжённость магнитного поля Нс1 при Вс1 = 1.5 находим по приложению 12
Нc1= 11,2 А/см.
Среднюю длину пути магнитного потока Lс1найдём по
Lc1= p(DН1– hc1)/4р; (4.18)
Lc1= 3,14· (520 – 42,3)/6 =125 мм.
МДС для спинки статора Fс1определим по формуле
Fc1= 0,1 Нc1Lc1; (4.19)
Fc1 = 0,1 × 11‚2 ×125 = 140 А;
4.4 МДС для спинки ротора.
Напряжённость магнитного поля НС2 при 2р = 6 найдем из приложения 6
Для стали 2312 при Вс2 = 0‚47 Тл
Нс2 = 0‚74 А/см.
Среднюю длину пути магнитного потока Lс2при 2р = 6 найдём по формуле
Lс2= π(D2+hс2+ 4¤3dк2)/4p; (4.20)
Lс2=3,14(120+101,4+0)/12 = <metricconverter productid=«57,93 мм» w:st=«on»>57,93 мм.
МДС для спинки ротора найдём по
Fс2= 0,1 Нс2Lс2; (4.21)
Fс2= 0,1 ×0.74×57,93 = 4,29А.
продолжение
--PAGE_BREAK--4.5 Параметры магнитной цепи
Суммарную МДС магнитной цепи на один из полюсов найдём по
Få= Fd+ F31+ F32+ FC1+ FC2; (4.22)
Få= 672‚3 + 32‚64 + 62‚44 + 140 + 4‚29 = 866‚65 А.
Коэффициент насыщения магнитной цепи kнаснайдём по
kнас = Få/ Fd; (4.23)
kнас = 866‚65/627‚3 = 1.38;
Намагничивающий ток IMнайдём по формуле
Iм= <metricconverter productid=«2,22 F» w:st=«on»>2,22 Få ×р/(m1w1kоб1); (4.24)
Iм= 2,22 ×866‚65 ×3/3 ×52 ×0,912) = 40‚57 А.
<img width=«702» height=«1086» src=«ref-2_1028130782-4960.coolpic» v:shapes="_x0000_s1386 _x0000_s1387 _x0000_s1388 _x0000_s1389 _x0000_s1390 _x0000_s1391 _x0000_s1392 _x0000_s1393 _x0000_s1394 _x0000_s1395 _x0000_s1396 _x0000_s1397 _x0000_s1398 _x0000_s1399 _x0000_s1400 _x0000_s1401 _x0000_s1402 _x0000_s1403 _x0000_s1404 _x0000_s1405"> Намагничивающий ток в относительных единицах Iм*по формуле
Iм*= Iм/I1; (4.25)
Iм*=40‚57/159 = 0,26 о.е.;
ЭДС холостого хода Е найдём по (9 – 175)
Е = kН∙U1; (4.26)
Е = 0,975 ×220 = 214,5 В.
Главное индуктивное сопротивление xMнайдём по
xм= Е/Iм; (4.27)
xм= 214‚5/40‚57 = 5‚29 Ом.
Главное индуктивное сопротивление в относительных единицах xм*найдём по
xм*= xмI1¤U1; (4.28)
xм* = 5‚29× 159/220 = 3‚82 о.е.
<img width=«707» height=«1085» src=«ref-2_1028135742-5041.coolpic» v:shapes="_x0000_s1886 _x0000_s1887 _x0000_s1888 _x0000_s1889 _x0000_s1890 _x0000_s1891 _x0000_s1892 _x0000_s1893 _x0000_s1894 _x0000_s1895 _x0000_s1896 _x0000_s1897 _x0000_s1898 _x0000_s1899 _x0000_s1900 _x0000_s1901 _x0000_s1902 _x0000_s1903 _x0000_s1904 _x0000_s1905">5. Активные и индуктивные сопротивления обмоток
продолжение
--PAGE_BREAK--5.1 Сопротивление обмотки статора
Активное сопротивление обмотки фазы r1при 20°С найдём по формуле
r1= w1∙lср1/(rм20∙а1с∙S∙103); (5.1)
r1= 52 ×1004/(57 ×3×2×5‚085×103) = 0,03 Ом.
Активное сопротивление обмотки фазы r1*при 20°С в относительных единицах найдём по формуле
r1* = r1I1¤U1; (5.2)
r1* = 0,03 ×159/220 = 0,0217о.е.
Проверка правильности определения r1* по формуле
; (5.3)
<img border=«0» width=«249» height=«41» src=«ref-2_1028140783-635.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052">
Размеры паза статора определим из § 9-4 и таблицы
bп1=7,58 мм; bш1=4‚5 мм; h3=1мм;
hп1=32 мм ; hк1=3 мм ;
h2=1,9 мм ; hш3=1 мм ; h1= hп1– hш1– hк1– h2– h3=32–1–3–1,9–1=25,1 мм.
Коэффициенты, учитывающие укорочение kb1и k¢b1при b1= 0,65÷1 найдём
kb1= 0,4 + 0,6b1; (5.4)
kb1= 0,4+ 0,6 ×0,8 = 0,88.
k¢b1= 0,2+0,8 b1; (5.5)
k¢b1 = 0,2+0,6∙0,8=0,68
Коэффициент проводимости рассеяния для прямоугольного полуоткрытого паза lп1найдём по формуле
<img border=«0» width=«369» height=«47» src=«ref-2_1028141418-850.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053"> (5.6)
<img border=«0» width=«451» height=«44» src=«ref-2_1028142268-930.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">
Коэффициент дифференциального рассеяния статора kд1 берем из таблицы 9 – 23, при q1= 4 и двухслойной укороченной обмотке
kд1= 0‚0062.
Коэффициент, учитывающий влияние открытия пазов статора на проводимость дифференциального рассеяния определим по формуле
<img border=«0» width=«133» height=«48» src=«ref-2_1028143198-379.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">; (5.7)
<img border=«0» width=«189» height=«47» src=«ref-2_1028143577-461.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056">
Коэффициент kр1 берем из таблицы (9 – 22) при q1= 4, Z2= 82 и р =3
kр1 = 0,782
Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния lд1найдём по
lд1= 0,9·t1min(kОБ1)2kР1kШ1kД1/(dkd); (5.8)
lд1= 0,9· (16,6 ×0.912)2×0.782 ×0.995 ×0.0062/(0,8 ×1.21) =1,03;
Полюсное деление tнайдём по формуле
t1= pD1¤2р; (5.9)
t1= 3.14 ×371‚4 /6 = <metricconverter productid=«194,37 мм» w:st=«on»>194,37 мм ;
Коэффициент проводимости рассеяния лобовых частей обмотки lл1найдём по
lл1= 0,34(q1 ¤l1)(lЛ1– 0,64b1t1); (5.10)
lл1= 0,34 ×(4/220)(282 – 0,64 · 0,8 ·194,37) = 1,19.
Коэффициент проводимости рассеяния обмотки статора l1найдём по формуле
l1= lп1+ lд1+ lл1; (5.11)
<img width=«711» height=«1084» src=«ref-2_1028144038-5005.coolpic» v:shapes="_x0000_s1346 _x0000_s1347 _x0000_s1348 _x0000_s1349 _x0000_s1350 _x0000_s1351 _x0000_s1352 _x0000_s1353 _x0000_s1354 _x0000_s1355 _x0000_s1356 _x0000_s1357 _x0000_s1358 _x0000_s1359 _x0000_s1360 _x0000_s1361 _x0000_s1362 _x0000_s1363 _x0000_s1364 _x0000_s1365"> l1= 1,89 + 1,03 + 1,19 = 4,11.
Индуктивное сопротивление обмотки фазы статора x1найдём по формуле
x1= 1,58f1l1w21l1¤(pq1×108); (5.12)
x1= 1,58 ×50 ×220 ×522×4,11/(3 ×4 ×108) = 0,16 Ом.
<img width=«711» height=«1096» src=«ref-2_1028149043-5048.coolpic» v:shapes="_x0000_s2031 _x0000_s2032 _x0000_s2033 _x0000_s2034 _x0000_s2035 _x0000_s2036 _x0000_s2037 _x0000_s2038 _x0000_s2039 _x0000_s2040 _x0000_s2041 _x0000_s2042 _x0000_s2043 _x0000_s2044 _x0000_s2045 _x0000_s2046 _x0000_s2047 _x0000_s2048 _x0000_s2049 _x0000_s2050">Индуктивное сопротивление обмотки фазы статора x1*в относительных единицах найдём по формуле
x1*= x1I1¤U1; (5.13)
x1*= 0,16 ×159 / 220 = 0,12 о.е.
Проверку правильности определения x1*в относительных единицах произведём по формуле
x1*= 0,39(D1A1)2l1l1×10-7¤(m1U1I1z1); (5.14)
x1*= 0,39(371,4 ×425)2 220 ×4,34 ×10-7/(3 ×220 ×159 ×72) = 0,123 о.е.
продолжение
--PAGE_BREAK--5.2 Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора
Активное сопротивление верхней части стержня rст.в при 20°С найдём по формуле
rст.в= l2/(rа20∙Sст.в×103), где (5.15)
rа20—удельная электрическая проводимость алюминия при 20°С
rcт.в= 220/(27 ×52,6×103) = 0,000155 Ом.
Коэффициент приведения тока кольца к току стержня kпр2найдём по формуле
kпр2 = 2π∙р/z2; (5.16)
kпр2 = 2 ×3,14∙6/82 = 2,594.
Сопротивление короткозамыкающих колец приведённое к току стержня при 20°С
rкл=2π∙Dкл.ср/rа20∙z2Sкл∙103; (5.17)
rкл=2∙3,14∙236,5/27∙82∙937,5∙0,232∙103 Ом.
Активное сопротивление верхней части стержня приведённое к статору при 20ºС
r'ст.в = kпр1∙rст.в, где (5.18)
kпр1–коэффициент приведения сопротивления обмотки ротора к обмотке статора определим по формуле
kпр1=(4m1/z2)∙(w1∙kоб1/kск); (5.19)
kпр1=(4∙3/82)∙(52∙0,912/1)=329,13.
пазы выполнены без скоса kск=1
r'ст.в =329,13∙1,55∙10-4=0,051 Ом.
Активное сопротивление нижней части стержня rст.в при 20°С найдём по формуле
rст.н= l2/(rа20∙Sст.н×103); (5.20)
rст.н=220/27∙118,9∙103=6,85∙10-5 Ом;
Активное сопротивление нижней части стержня приведённое к статору при 20ºС найдём по формуле
r'ст.н = kпр1∙rст.н; (5.21)
r'ст.н = 329,13∙63,85∙10-5 Ом.
Активное сопротивление коротко замыкающих колец приведённое к статору при 20ºС найдём по формуле
r'o=kпр1∙rкл; (5.22)
r'o=329,13∙1,85∙10-5 Ом.
Активное результирующее сопротивление ротора найдём по формуле
r'2= r'o+ (r'ст.в∙ r'ст.н)/( r'ст.в+ r'ст.н); (5.23)
r'2=,0061+(0,051∙0,023)/(0,051+0,023)=0,022 Ом.
Коэффициент проводимости рассеяния нижней части клетки найдём по формуле
λ2н={[(h1+0,8∙r2)/6∙r1]∙(1–π∙r21)2+0,66–b/4∙r1}+(h–0,18)/2∙b; (5.24)
λ2н={[(25,1+0,8∙2,3)/6∙3]∙(1–3,14∙32)2+0,66–3,6/4∙3}+(15–0,18)/2∙3,6=3,13
Суммарный ток верхней и нижней частей стержня найдём по формуле
I2=(2∙w∙kоб1∙P2/U1∙z2)∙(0.2+0.8∙cosφ')∙103/η' cosφ'; (5.25)
I2=(2∙52∙0,912∙85/220∙82)∙(0,2+0,8∙0,87)∙103/0,93∙0,87=494,9 А.
Коэффициент проводимости рассеяния взаимной индукции верхнего и нижнего пазов определим по формуле
<img width=«711» height=«1096» src=«ref-2_1028154091-5041.coolpic» v:shapes="_x0000_s2351 _x0000_s2352 _x0000_s2353 _x0000_s2354 _x0000_s2355 _x0000_s2356 _x0000_s2357 _x0000_s2358 _x0000_s2359 _x0000_s2360 _x0000_s2361 _x0000_s2362 _x0000_s2363 _x0000_s2364 _x0000_s2365 _x0000_s2366 _x0000_s2367 _x0000_s2368 _x0000_s2369 _x0000_s2370">λн.в=1,12∙h2∙103/ I2+[(h+0,1∙b)/2∙b]+1,09; (5.26)
λн.в=1,12∙0,5∙103/494,5+[(15+0,1∙3,6)/2∙3,6]+1,09=4,35
Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния определим по формуле
λд2=0,9∙t2∙(z2/6∙p)2∙kд2/δ∙kδ; (5.28)
λд2=0,9∙14,14(82/6∙3)2∙0,004/0,8∙1,21=1,09.
Коэффициент проводимости рассеяния короткозамыкающих колец определим по формуле
λкл=(2,9∙Dкл.ср./z2∙l2∙k2пр2)∙lg[2.35∙ Dкл.ср/(hкл+lкл)]; (5.29)
λкл=(2,9∙326,5/82∙220∙0,23)∙lg[2.35∙326,5/(42,9+21,9)]=0,245
Коэффициент проводимости рассеяния обшей цепи ротора определим по формуле
λ20= λн.в +λд2 +λкл; (5.30)
λ20=4,35+1,09+0,245=5,685.
Приведённый коэффициент проводимости рассеяния нижней части клетки определим по формуле
λ'2н= λ2н∙l2∙z1k2об/(l1∙z2); (5.31)
λ'2н=3,13∙220∙72∙0,9122/(220∙82)=2,29.
Приведённый коэффициент проводимости рассеяния обшей цепи ротора определим по формуле
λ'20= λ20∙l2∙z1kоб/(l1∙z2); (5.32)
λ'20=5,685∙220∙72∙0,912/(220∙82)=4,55.
Индуктивное сопротивление нижней части клетки, приведённое к статору найдём по формуле
x'н=x1∙ λ'2н/λ1; (5.33)
x'н=0,17∙2,29/4,34=0,0897 Ом.
Индуктивное сопротивление общей цепи ротора приведённое к статору найдём по формуле
x'0=x1∙ λ'20/λ1; (5.34)
<img width=«711» height=«1096» src=«ref-2_1028159132-5042.coolpic» v:shapes="_x0000_s2391 _x0000_s2392 _x0000_s2393 _x0000_s2394 _x0000_s2395 _x0000_s2396 _x0000_s2397 _x0000_s2398 _x0000_s2399 _x0000_s2400 _x0000_s2401 _x0000_s2402 _x0000_s2403 _x0000_s2404 _x0000_s2405 _x0000_s2406 _x0000_s2407 _x0000_s2408 _x0000_s2409 _x0000_s2410">x'0=0,17∙4,55/4,34=0,178 Ом.
Индуктивное результирующее сопротивление определим по формуле
x'2= x'0+x'н∙[Sст.н/( Sст.н+ Sст.в)2]; (5.35)
x'2=0,178+0,0897[118.9/(118.9+52.6)2]=0.22 Ом.
Активное приведённое результирующее сопротивление ротора определим по формуле
r'2*= r'2∙I1/U1; (5.36)
r'2*=0,022∙159/220=0,0159 Ом.
Индуктивное приведённое результирующее сопротивление ротора определим по формуле
x'2*= x'2∙I1/U1; (5.37)
x'2*=0,22∙159/220=0,159
Проверку правильности определения x¢2производим по формуле
x1/ x¢2»0,7 ¸1,0; (5.38)
,17/5,29=0,77.
Коэффициент рассеяния статора определим по формуле
τ1= x1/ xм ; (5.39)
τ1=0,17/5,29=0,03.
Коэффициент сопротивления статора определим по формуле
ρ1=r1∙mт/ (x1+xм), где mт– из § 4-1, (5.40)
ρ1=0,03∙1,38/(0,17+5,29)=7,58∙10-3.
продолжение
--PAGE_BREAK--5.3 Сопротивление обмоток преобразованной схемы замещения двигателя (с вынесенным на зажимы намагничивающим контуром).
По формулам находим:
r'1= mт∙r1=1,38∙0,03=0.04 Ом,
x'1= x1(1+τ1)=0,17∙(1+0,03)0,175 Ом,
r''2= mт∙r'2∙(1+τ1)2=1,38∙0,022∙(1+0,03)2=0,032 Ом, (5.41)
x''2= x'2∙(1+τ1)2=0,22∙(1+0,03)2=0,23 Ом.
<img width=«723» height=«1096» src=«ref-2_1028164174-5074.coolpic» v:shapes="_x0000_s2411 _x0000_s2412 _x0000_s2413 _x0000_s2414 _x0000_s2415 _x0000_s2416 _x0000_s2417 _x0000_s2418 _x0000_s2419 _x0000_s2420 _x0000_s2421 _x0000_s2422 _x0000_s2423 _x0000_s2424 _x0000_s2425 _x0000_s2426 _x0000_s2427 _x0000_s2428 _x0000_s2429 _x0000_s2430">Пересчёт магнитной цепи не требуется, так как kнас<1,7, а τ1<0,05
<img width=«723» height=«1096» src=«ref-2_1028169248-5077.coolpic» v:shapes="_x0000_s2371 _x0000_s2372 _x0000_s2373 _x0000_s2374 _x0000_s2375 _x0000_s2376 _x0000_s2377 _x0000_s2378 _x0000_s2379 _x0000_s2380 _x0000_s2381 _x0000_s2382 _x0000_s2383 _x0000_s2384 _x0000_s2385 _x0000_s2386 _x0000_s2387 _x0000_s2388 _x0000_s2389 _x0000_s2390">6. Режимы холостого хода и номинальный
Реактивную составляющую тока статора при синхронном вращении Iсрнайдём по формуле
Iс.р.= U1 ¤(xм(1 + t1)(1 + r21)); (6.1)
Iс.р.= 220/(5,29(1 + 0,03)(1 + (7,58∙10-3)2)) = 40,37 А.
Электрические потери в обмотке статора при синхронном вращении Рс.м.1 найдём по формуле
Рс.м.1 = m1I2с.р.r'1; (6.2)
Рс.м.1 = 3 ×40,372×0,04= 195,57 Вт.
Расчётную массу стали зубцов статора, при прямоугольных пазах, m31найдём по формуле
mз1= 7,8∙z1∙bз1∙hп1∙l1∙kс×10-6; (6.3)
mз1= 7,8 ×72 ×10,3 ×32×220 ×0,95 ×10-6 = <metricconverter productid=«37,6 кг» w:st=«on»>37,6 кг.
Зубцовое деление найдём по формуле
t1max=π∙(D1+2∙hп)/z1; (6.4)
t1max=3,14∙(371,4+2∙38)/72=19,5 мм.
Ширину зуба в наиболее широкой части найдём по формуле
bз1max= t1max–bп1; (6.5)
bз1max=19,5–7,58=11,92 мм.
Ширину зуба в средней части найдём по формуле
bз1ср= (bз1max+ bз1min)/2; (6.6)
bз1ср=(8,95+11,92)/2=10,44 мм.
Магнитная индукция зубца статора в средней части найдём по формуле
Bз1ср= t1∙Bδ/ bз1ср∙kс; (6.7)
Bз1ср=16,2∙0,75/10,44∙0,95=1,23 Тл.
Магнитные потери в зубцах статора Р31 для стали 2312 найдём по формуле
Рз1 = 3В2з1срmз1; (6.8)
Рз1 = 3 × 1,232× 37,6 = 170,6 Вт.
Массу стали спинки статора mС1найдём по формуле
<img width=«723» height=«1096» src=«ref-2_1028174325-5074.coolpic» v:shapes="_x0000_s2451 _x0000_s2452 _x0000_s2453 _x0000_s2454 _x0000_s2455 _x0000_s2456 _x0000_s2457 _x0000_s2458 _x0000_s2459 _x0000_s2460 _x0000_s2461 _x0000_s2462 _x0000_s2463 _x0000_s2464 _x0000_s2465 _x0000_s2466 _x0000_s2467 _x0000_s2468 _x0000_s2469 _x0000_s2470"> mC1= 7,8∙p∙(DН1– hс1)∙hC1∙l1kС×10-6; (6.9)
mC1= 7,8 ×3,14∙(520 – 42,3) · 42,3 ×220 ×0.95 ×10-6 = <metricconverter productid=«103,4 кг» w:st=«on»>103,4 кг.
Магнитные потери в спинке статора Рс1 для стали 2312 найдём по формуле
Рс1 = 3В2с1mс1; (6.10)
Рс1 = 3 ×1.52×103,4 = 697,95 Вт.
Суммарные магнитные потери в сердечнике статора, включающие добавочные потери в стали РСåнайдём по формуле
; (6.11)
РСå=170,6∙(1+2∙<img border=«0» width=«111» height=«47» src=«ref-2_1028179399-351.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057">)+697,95=959,7Вт.
Механические потери при степени защиты IP44, способе охлаждения ICO141 РМХåнайдём по формуле
РМХå= kМХ(n1 ¤1000)2(DH1/100)4; (6.12)
Где при 2р = 6 kМХ =1;
РМХå=1( 1000/1000)2 (520/100)4=731,1616 Вт.
Активная составляющая тока холостого хода Iанайдём по формуле
Iа = (РСМ1 + РСå+ РМХå)/(m1∙U1); (6.13)
Iа = (195,57 + 959,7 + 731,16)/(3 ×220) = 2,86 А.
Ток холостого хода Iнайдём по формуле
I=<img border=«0» width=«88» height=«29» src=«ref-2_1028179750-220.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058">; (6.14)
I=<img border=«0» width=«165» height=«29» src=«ref-2_1028179970-348.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059">A.
Коэффициент мощности на холостом ходу cosjнайдём по формуле
cosj= Ia/I; (6.15)
cosj= 2,86/40,37 = 0,069.
Активное сопротивление короткого замыкания rКнайдём по формуле
rК= r¢1+ r¢¢2= 0,04 + 0,032= 0,072 Ом. (6.16)
Индуктивное сопротивление короткого замыкания xКнайдём по формуле
xК= x¢1+ x¢¢2= 0,175 + 0,22 = 0,395 Ом. (6.17)
<img width=«723» height=«1096» src=«ref-2_1028180318-5072.coolpic» v:shapes="_x0000_s2471 _x0000_s2472 _x0000_s2473 _x0000_s2474 _x0000_s2475 _x0000_s2476 _x0000_s2477 _x0000_s2478 _x0000_s2479 _x0000_s2480 _x0000_s2481 _x0000_s2482 _x0000_s2483 _x0000_s2484 _x0000_s2485 _x0000_s2486 _x0000_s2487 _x0000_s2488 _x0000_s2489 _x0000_s2490">Полное сопротивление короткого замыкания zКнайдём по формуле
zк=<img border=«0» width=«76» height=«27» src=«ref-2_1028185390-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060">; (6.18)
zк=<img border=«0» width=«155» height=«29» src=«ref-2_1028185584-325.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061"> Ом.
Добавочные потери при номинальной нагрузке РД найдём по формуле
РД = 0,005 Р2×103/h¢= 0,005 · 85000/0,93 =457 Вт. (6.19)
Механическая мощность двигателя Р¢2найдём по формуле
Р¢2= Р2×103 + РМХ + РД = 85000 + 731+ 457 = 86188 Вт. (6.20)
Эквивалентное сопротивление схемы замещения RНнайдём по формуле
; (6.21)
Rн=<img border=«0» width=«353» height=«48» src=«ref-2_1028185909-835.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062">Ом.
Полное сопротивление схемы замещения zHнайдём по формуле
zн=<img border=«0» width=«120» height=«31» src=«ref-2_1028186744-270.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063">; (6.22)
zн=<img border=«0» width=«221» height=«29» src=«ref-2_1028187014-437.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064"> Ом.
Проверка правильности расчётов RHи zH
RH ¤z2H= Р¢2/m1U21; (6.23)
1,43/1,552 = 85000/(3 · 2202);
0,595 = 0,595.
Скольжение SНнайдём по формуле
SН= 1/(1 + RH¤r¢¢2); (6.24)
SН= 1/(1 + 1,43/0,032) = 0,022 о.е.
Активная составляющая тока статора при синхронном вращении Iсанайдём по (9 – 279)
Iса= (РСМ1 + РСå)/m1∙U1; (6.25)
<place w:st=«on»><city w:st=«on»>Ica= (195,57 + 910,8)/(3 ×220) = 1,68 А.
Ток ротора I¢¢2найдём по формуле
I¢¢2= U1¤zH= 220 / 1,55 =141,9 А. (6.26)
Ток статора, активная составляющая IA1найдём по формуле
<img width=«723» height=«1096» src=«ref-2_1028187451-5081.coolpic» v:shapes="_x0000_s2491 _x0000_s2492 _x0000_s2493 _x0000_s2494 _x0000_s2495 _x0000_s2496 _x0000_s2497 _x0000_s2498 _x0000_s2499 _x0000_s2500 _x0000_s2501 _x0000_s2502 _x0000_s2503 _x0000_s2504 _x0000_s2505 _x0000_s2506 _x0000_s2507 _x0000_s2508 _x0000_s2509 _x0000_s2510"> Ia1= <place w:st=«on»><city w:st=«on»>Ica+I2''∙{[( Rн+rк)/zн]+(xк/ zн)∙2∙ρ1}; (6.27)
Ia1= 1,68+141,9∙{[(1,43+0,072)/1,55]+(,395/1,55)∙2∙7,58∙10-3}=139,7А.
Ток статора, реактивная составляющая IP1найдём по формуле
Iр1= I+I2''∙{(xк/ zн)+ [( Rн+rк)/zн] ∙2∙ρ1}; (6.28)
Iр1= 40,47+141,9∙{(0,395/1,55)+[(1,43+0,072)/1,55]∙2∙7,58∙10-3}=78,72 А.
Фазный ток статора I1найдём по формуле
I1=<img border=«0» width=«273» height=«29» src=«ref-2_1028192532-498.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065">A. (6.29)
Коэффициент мощности cosjнайдём по формуле
cosφ= Ia1/ Iр1=139,7/160,35=0,87 (6.30)
Линейную нагрузку статора А1 найдём по формуле
А1 = 10I1Nп1/ (а1∙t1) = 10 · 160,35 · 13 / (3 · 16,2) = 428,9 А/см. (6.31)
Плотность тока в обмотке статора J1найдём по формуле
J1= I1¤(c∙S∙a1) = 160,35 /( 2 · 5,085 · 3) = 5,26 А/мм2. (6.32)
Линейную нагрузку ротора А2 найдём по формуле
; (6.33)
А2=428,9∙[141,9∙(1+0,03)∙0,912]/(160,35∙1∙1)=347,2 А/см.
Ток в стержне короткозамыкающего ротора Iстнайдём по формуле
Iст=I''2∙w1∙kоб1(1+τ1)/(z2∙kобм2); (6.34)
Iст=141,9∙52∙0,912(1+0,03)/82=493,9А.
Плотность тока в стержне короткозамыкающего ротора Jстнайдём по формуле
Jст= Iст¤SСТ= 439,9 / 171,5 = 0,016 А / мм2. (6.35)
Ток в коротко замыкающем кольце найдём по формуле
Iкл= Iст/kпр2;
Iкл=439,9/0,23=2147А.
Электрические потери в обмотке статора и ротора соответственно найдём по формулам
РМ1= m1I21r¢1= 3 · 160,352 · 0,04 = 3085 Вт. (6.36)
PM2 = m1I2''2r''2 = 3 · 141,92 · 0,032= 1933 Вт. (6.37)
Суммарные потери в электродвигателе Рåнайдём по формуле
<img width=«723» height=«1096» src=«ref-2_1028193030-5072.coolpic» v:shapes="_x0000_s2511 _x0000_s2512 _x0000_s2513 _x0000_s2514 _x0000_s2515 _x0000_s2516 _x0000_s2517 _x0000_s2518 _x0000_s2519 _x0000_s2520 _x0000_s2521 _x0000_s2522 _x0000_s2523 _x0000_s2524 _x0000_s2525 _x0000_s2526 _x0000_s2527 _x0000_s2528 _x0000_s2529 _x0000_s2530"> Рå= РМ1 + РМ2 + РСå+ РМХ + РД; (6.38)
Рå= 3085+ 1933 + 697,95 + 731,1616 + 457 = 6904 Вт.
Подводимую мощность Р1 найдём по формуле
Р1 = Р2×103 + Рå= 85 · 103 + 6904= 91904 Вт. (6.39)
Коэффициент полезного действия hнайдём по формуле
h= (1 – Рå/ Р1) ×100 = (1 – 6904 / 91904) · 100% = 92,5 % (6.40)
Проверим Р1 по формуле
Р1 = m1Iа1U1= 3 · 139,7 · 220 = 92202 Вт. (6.41)
Мощность Р2 должна соответствовать полученной по заданию
Р2 = m1I1U1cosjh¤100 = 3 · 160,35 · 220 ·92,5 · 0,87 / 100 = 85167 Вт.(6.42)
продолжение
--PAGE_BREAK--
<img width=«723» height=«1096» src=«ref-2_1028198102-5071.coolpic» v:shapes="_x0000_s2551 _x0000_s2552 _x0000_s2553 _x0000_s2554 _x0000_s2555 _x0000_s2556 _x0000_s2557 _x0000_s2558 _x0000_s2559 _x0000_s2560 _x0000_s2561 _x0000_s2562 _x0000_s2563 _x0000_s2564 _x0000_s2565 _x0000_s2566 _x0000_s2567 _x0000_s2568 _x0000_s2569 _x0000_s2570">7. Круговая диаграмма и рабочие характеристики.
Выбираем масштаб тока cIтаким, чтобы диаметр рабочего круга диаграммы был в пределах 200 – <metricconverter productid=«300 мм» w:st=«on»>300 мм.
220/((200÷300)∙0,395)А/мм.
Принимаем cI=2,5 А/мм.
Определим диаметр рабочего круга Dапо формуле
Dа= U1 ¤(cI∙xк) = 220 / (2,5 · 0,395) = <metricconverter productid=«223 мм» w:st=«on»>223 мм. (7.1)
Определим масштаб мощности сР по формуле
сР = m1U1cI×10-3 = 3 · 220 · 2,5 · 10-3 = 1,65 кВт/мм. (7.2)
Iср= 40,37/2,5 = <metricconverter productid=«16,15 мм» w:st=«on»>16,15 мм. (7.3)
Iса= 1,68/2,5 = <metricconverter productid=«0,672 мм» w:st=«on»>0,672 мм. (7.4)
ВС = 2r1×100 = 2 · 7,58·10-3 · 100 =1,52 мм. (7.5)
ВЕ = r¢1×100¤xк= 0,04 · 100 / 0,395 = <metricconverter productid=«10,13 мм» w:st=«on»>10,13 мм. (7.6)
BF = rк× 100¤xк = 0,072 · 100 / 0,395 = <metricconverter productid=«18,2 мм» w:st=«on»>18,2 мм. 7.7)
<img width=«723» height=«1096» src=«ref-2_1028203173-5077.coolpic» v:shapes="_x0000_s2571 _x0000_s2572 _x0000_s2573 _x0000_s2574 _x0000_s2575 _x0000_s2576 _x0000_s2577 _x0000_s2578 _x0000_s2579 _x0000_s2580 _x0000_s2581 _x0000_s2582 _x0000_s2583 _x0000_s2584 _x0000_s2585 _x0000_s2586 _x0000_s2587 _x0000_s2588 _x0000_s2589 _x0000_s2590">
8. Максимальный момент
Переменную часть коэффициента статора lп1пернайдём по формуле
lп1пер= (3hк1/(bп1+2∙ bш1) + hш1/bш1)k¢d1; (8.1)
lп1пер= (3 ×3/(7,58+9) + 1/4,5) ×0,97 = 0.73.
Составляющую коэффициента проводимости рассеяния статора, зависящую от насыщения найдём по формуле
l1пер= lп1пер+ lд= 0.73 + 1,03 = 1,76. (8.2)
Переменную часть коэффициента ротора lп2при бутылочных закрытых пазах найдём по формуле
λп2пер= 1,12∙h2∙103/I2; (8.3)
lп2пер= 1,12∙1,9∙103/494,9 =4,3.
Составляющую коэффициента проводимости рассеяния ротора, зависящую от насыщения l2ПЕРнайдём по формуле
l2пер =lп2пер+ lд2= 4,3 + 1,09 = 5,39. (8.4)
Преобразованное индуктивное сопротивление общей цепи ротора, приведенное к статорному, из формулы
х''0=x'0(1+τ1)2; х¢¢н= х¢н(1+τ1)2;
х''0=0,178(1+0,03)2=0,189 Ом. Х¢¢н=0,0897(1+0,03)2=0,095 Ом.
Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя при бутылочной форме пазов ротора, зависящее от насыщения xпернайдём по формуле
xпер= x¢1l1пер/l1+ x¢¢l2пер/l20; (8.5)
xпер= 0,175 ×1,76/4,3 + 0,189 ×5,39/5,685 = 0.25Ом.
Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя, не зависящее от насыщения хпост найдём по формуле
хпост = х''0(l20– l2пер)/l20+ х¢¢н∙Sст.н/ (Sст.в+ Sст.н); (8.6)
хпост = 0,175(4,34–1,76)/5,685+0,189∙118,9/(52,6+118,9)= 0,17Ом.
<img width=«723» height=«1096» src=«ref-2_1028208250-5078.coolpic» v:shapes="_x0000_s2591 _x0000_s2592 _x0000_s2593 _x0000_s2594 _x0000_s2595 _x0000_s2596 _x0000_s2597 _x0000_s2598 _x0000_s2599 _x0000_s2600 _x0000_s2601 _x0000_s2602 _x0000_s2603 _x0000_s2604 _x0000_s2605 _x0000_s2606 _x0000_s2607 _x0000_s2608 _x0000_s2609 _x0000_s2610">Ток ротора, соответствующий максимальному моменту, при любой форме пазов статора, при открытых или полузакрытых пазах ротора I¢¢M2найдём по формуле
<img border=«0» width=«404» height=«52» src=«ref-2_1028213328-820.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066">
<img border=«0» width=«373» height=«53» src=«ref-2_1028214148-1060.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067">; (8.7)
I''M2=<img border=«0» width=«385» height=«49» src=«ref-2_1028215208-805.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068">
<img border=«0» width=«447» height=«48» src=«ref-2_1028216013-1163.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069">А.
Полное сопротивление схемы замещения при максимальном моменте zMнайдём по формуле
zM= U1¤I¢¢M2=220 / 332,5 = 0.66Ом. (8.8)
Полное сопротивление схемы замещения при бесконечно большом скольжении z¥найдём по формуле
z¥=<img border=«0» width=«163» height=«32» src=«ref-2_1028217176-332.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">; (8.9)
z¥=<img border=«0» width=«247» height=«29» src=«ref-2_1028217508-461.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071"> Ом.
Эквивалентное сопротивление схемы замещения при максимальном моменте RMнайдём по формуле
RM= z¥+ r¢1= 0.47+ 0.04 = 0.51 Ом. (8.10)
Кратность максимального момента MMAX¤MHнайдём по формуле
; (8.11)
MMAX¤MH=3∙2202(1–0,022)/(2∙0,51∙85∙103)=1,64 о.е.
Скольжение при максимальном моменте SMнайдём по формуле
SM= r¢¢2¤z¥= 0.032/ 0.47 = 0.068 о.е. (8.12)
продолжение
--PAGE_BREAK--<img width=«711» height=«1096» src=«ref-2_1028217969-5045.coolpic» v:shapes="_x0000_s2631 _x0000_s2632 _x0000_s2633 _x0000_s2634 _x0000_s2635 _x0000_s2636 _x0000_s2637 _x0000_s2638 _x0000_s2639 _x0000_s2640 _x0000_s2641 _x0000_s2642 _x0000_s2643 _x0000_s2644 _x0000_s2645 _x0000_s2646 _x0000_s2647 _x0000_s2648 _x0000_s2649 _x0000_s2650">Результаты расчёта рабочих характеристик двигателя.
№
Обозначение
0,25Р2
0,5Р2
0,75Р2
Р2
1,25Р2
Р2, кВт
21,5
42,5
63,5
85
106,25
1
Рд, Вт
115,591398
228,4946
341,3978
457
571,2366
2
P' 2, кВт
22346,5914
43459,49
64572,4
86188
107552,2
3
Rh, Ом
6,27160176
3,113933
2,020342
1,43
1,118887
4
zh, Ом
6,35588769
3,210326
2,1293
1,55
1,254686
5
s, о.е.
0,00507646
0,010172
0,015592
0,022
0,027805
6
I'' 2, А
141,935484
141,9355
141,9355
141,9
141,9355
7
Ia1, А
143,439398
142,7665
141,5161
139,7
137,0418
8
Iр1, А
51,4357195
60,0643
68,9073
78,72
87,18475
9
I1, А
152,382723
154,887
157,4008
160,35
162,4243
10
cosφ
0,94131011
0,921746
0,899081
0,87
0,843728
11
Рм1, Вт
2786,45931
2878,799
2973,003
3085
3165,797
12
Рм2, Вт
1933,98543
1933,985
1933,985
1933
1933,985
13
РΣ, Вт
6265,14774
6470,39
6677,498
6904
7100,131
14
Р1, кВт
27765,1477
48970,39
70177,5
91904
113350,1
15
η, %
77,435208
86,7871
92,8
92,5
83,7361
продолжение
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по производству
Реферат по производству
Математична обробка результатів вимірювань
3 Сентября 2013
Реферат по производству
Дослідження впливу перепадів температур великих діапазонів на руйнування малолегованого молібдену
3 Сентября 2013
Реферат по производству
Вплив водню на структуру та властивості на основі кремнію
3 Сентября 2013
Реферат по производству
Исследование полупроводникового диода
3 Сентября 2013