Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Автор: Пользователь скрыл имя, 22 Января 2012 в 18:29, курсовая работа

Описание работы

Спроектировать трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором: PН = 11 кВт, U1 = 220/380 В, n1 = 1000 об/мин, cosφ = 0,86, η = 0,86; пусковой момент mп = 1,2 о.е., критический момент mк = 2,0 о.е., пусковой ток iп = 6,0 о.е., конструктивное исполнение IM1001; исполнение по способу защиты от воздействия окружающей среды IP44; категория климатического исполнения У3.

Содержание

Техническое задание 1
Реферат 2
Содержание 3
Введение 4
Выбор главных размеров 5
Определение числа пазов, числа витков и сечения провода обмотки статора 6
Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора 9
Расчет ротора 11
Расчет намагничивающего тока 14
Расчет параметров рабочего режима 16
Расчет потерь 18
Расчет рабочих характеристик 20
Расчет пусковых характеристик 23
Тепловой расчет 28
Заключение 30
Список литературы 31

Скачать полностью (107.60 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Работа содержит 1 файл

АД (11-1000).doc

— 389.50 Кб (Скачать)

b = c₁(x₁ + c₁x₂') = 1,033(0,97 + 1,033·1,39) = 2,485.

Потери, не меняющиеся при изменении скольжения;

P_ст + P_мех = 303,87 + 51,78 = 355,65 Вт.

Принимаем s_н ≈ r_2*' ≈ 0,03 и рассчитываем рабочие характеристики, задаваясь s = 0,006; 0,01; 0,015; 0,022; 0,03; 0,04; 0,045.

После построения кривых уточняем значение номинального скольжения

s_н = 0,029

Результаты расчета приведены в табл. 2. Характеристики представлены на рис. 4.

Номинальные данные спроектированного двигателя: P_2н = 11 кВт;

U_1н = 220/380 В; I_1н = 22,8 А; cosφ_н = 0,86; η_н = 0,87; s_н = 0,029.

Таблица 2

Данные расчета рабочих характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

P_2н = 11 кВт; U_1н = 220/380 В; 2p = 6; I_1н = 22,53 А; P_ст + P_мех = 0,36 кВт;

P_доб,н = 0,06 кВт; I_0a = 0,487 А; I_0р ≈ I_μ = 7,32 А; r₁ = 0,598 Ом; r₂' = 0,29 Ом;

c₁ = 1,033; a' = 1,067 Ом; a = 0,618 Ом; b' = 0; b = 2,485 Ом

№ п/п	Расчетная формула	Единица	Скольжение
№ п/п	Расчетная формула	Единица	0,006	0,01	0,015	0,022	0,04	0,045	s_н = = 0,03
1	a'r₂'/s	Ом	51,57	30,94	20,63	14,07	7,74	6,88	10,31
2	b'r₂'/s	Ом	0	0	0	0	0	0	0
3	R = a + a'r₂'/s	Ом	52,19	31,56	21,25	14,69	8,36	7,50	10,93
4	X = b + b'r₂'/s	Ом	2,485	2,485	2,485	2,485	2,485	2,485	2,485
5	Z =	Ом	52,25	31,66	21,39	14,90	8,72	7,90	11,21
6	I₂'' = U_1н/Z	А	4,21	6,95	10,29	14,77	25,23	27,85	19,63
7	cosφ₂' = R/Z	–	0,9989	0,997	0,993	0,986	0,959	0,949	0,975
8	sinφ₂' = X/Z	–	0,048	0,078	0,116	0,167	0,285	0,315	0,222
9	I_1a = I_0a + I₂''cosφ₂''	А	4,692	7,42	10,70	15,05	24,68	26,92	19,626
10	I_1р = I_0р + I₂''sinφ₂''	А	7,522	7,86	8,51	9,79	14,51	16,09	11,678
11	Ι₁ =	А	8,865	10,81	13,67	17,95	28,63	31,36	22,838
12	I₂' = c₁I₂''	А	4,349	7,18	10,63	15,26	26,06	28,77	20,278
13	P₁ = 3U_1нI_1а·10^–3	кВт	3,097	4,9	7,06	9,93	16,29	17,77	12,953
14	P_э1 = 3I₁²r₁·10^–3	кВт	0,141	0,21	0,335	0,578	1,471	1,764	0,936
15	P_э2 = 3I₂’²r₂'·10^–3	кВт	0,016	0,04	0,1	0,2	0,59	0,72	0,358
16	P_доб = P_доб,н(I₁/I_1н)²	кВт	0,010	0,015	0,024	0,041	0,103	0,124	0,066
17	ΣP = P_ст + P_мех + P_э1 + P_э2 + P_доб	кВт	0,523	0,621	0,815	1,175	2,52	2,964	1,716
18	P₂ = P₁ – ΣP	кВт	2,574	4,279	6,25	8,76	13,77	14,81	11,237
19	η = 1 – ΣP/P₁	–	0,831	0,873	0,885	0,882	0,845	0,833	0,868
20	cosφ = I_1a/I₁	–	0,529	0,686	0,783	0,838	0,862	0,858	0,859

Рабочие характеристики асинхронного двигателя, P₂ = 11 кВт, 2p = 6,

U = 220/380 В

Рис. 4

9. РАСЧЕТ ПУСКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

9.1. Рассчитываем точки характеристик, соответствующие скольжениям

s = 1; 0,8; 0,5; 0,2; 0,1.

Подробный расчёт приведён для скольжения s = 1. Данные расчета других точек сведены в табл. 3. Пусковые характеристики спроектированного двигателя представлены на рис. 5.

Параметры с учётом вытеснения тока (υ = 115ºC):

;

для ξ = 1,73 находим по рис. 6-46 φ = 0,55; по рис. 6-47 φ' = k_д = 0,83.

Глубина проникновения тока:

мм;

Площадь сечения проникновения тока

мм²,

где

мм.

;

Коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора

Приведенное активное сопротивление ротора с учетом действия эффекта вытеснения тока

r_2ξ' = K_Rr₂' = 1,29·0,29 = 0,37 Ом.

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния с учетом эффекта вытеснения тока: по табл. 6-23 и рис. 6-40, а, и

[при s =1 предварительно принимаем I_2п/I_2н ≈ 6];

Коэффициент изменения индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора

;

x_2ξ' = x₂'K_x = 1,39·0,81 = 1,126 Ом.

Ток ротора приблизительно без учета влияния насыщения,

принимая c_п1 = 1,

А.

9.2. Учет влияния насыщения на параметры. Принимаем для s = 1 коэффициент насыщения k_нас = 1,35 и I₁ ≈ I₂' и проводим расчет для

k_насI₁ = 1,35·95,29 = 128,64 А.

Средняя МДС обмотки, отнесенная к одному пазу обмотки статора

А.

Фиктивная индукция потока рассеяния в воздушном зазоре

Тл,

где коэффициент

По рис. 6-50 для B_фδ = 5,2 Тл находим χ_δ = 0,5.

Дополнительное раскрытие пазов статора

c₁ = (t₁ – b_ш1)(1 – χ_δ) = (11 – 3,7)(1 – 0,5) = 3,7 мм;

Уменьшение коэффициента проводимости рассеяния паза статора

;

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения:

λ_п1нас = λ_п1 – Δλ_п1нас = 1,44 – 0,2 = 1,24.

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения

λ_д1нас = λ_д1χ_δ = 2,02·0,5 = 1,01.

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учетом влияния насыщения

где

Σλ_1нас = λ_п1нас + λ_д1нас + λ_л1 = 1,24 + 1,01 + 0,8 = 3,05.

Уменьшение коэффициента проводимости паза ротора

где дополнительное раскрытие паза ротора

c₂ = (t₂ – b_ш2)(1 – χ_δ) = (13,9 – 1,5)(1 – 0,5) = 6,2 мм;

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ротора с учетом влияния насыщения и вытеснения тока:

λ_п2ξнас = λ_п2ξ – Δλ_п2нас = 1,77 – 0,38 = 1,39.

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора с учетом влияния насыщения

λ_д2нас = λ_д2χ_δ = 2,22·0,5 = 1,11.

Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом влияния вытеснения тока и насыщения

Ом,

где

Σλ_2ξнас = λ_п2ξнас + λ_д2нас + λ_л2 = 1,39 + 1,11 + 0,359 = 2,859.

Сопротивление взаимной индукции обмоток в пусковом режиме:

Ом;

Расчет токов и моментов:

;

b_п = x_1нас + c_1пнасx_2ξнас' = 0,694 + 1,018·0,74 = 1,447;

А;

А.

Полученное значение тока I₁ составляет 99,93 % принятого при расчете влияния насыщения на параметры, что допустимо.

Относительные значения

;

!Синтаксическая ошибка, MП.

Критическое скольжение определяем после расчета всех точек пусковых характеристик (табл. 3) по средним значениям сопротивлений x_1нас и x_2ξнас, соответствующим скольжениям s = 0,2 ÷ 0,1

Кратность пускового и максимального моментов и пускового тока спроектированного двигателя удовлетворяют требованиям ГОСТ.

Таблица 3

Данные расчета пусковых характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

P₂ = 11 кВт; 2p = 6; U₁ = 220/380 В; x_12п = 38,53 Ом; x₁ = 0,97 Ом; x₂' = 1,39 Ом;

r₁ = 0,598 Ом; r₂' = 0,29 Ом; I_1н = 22,838 А; I_2н' = 20,278; s_н = 0,029.

№ п/п	Расчетная формула	Единица	Скольжение
№ п/п	Расчетная формула	Единица	1	0,8	0,5	0,2	0,1	0,174
1	ξ	–	1,73	1,55	1,22	0,77	0,55	0,72
2	φ	–	0,55	0,37	0,18	0,031	0,008	0,025
3	k_r = q_c/q_r	–	1,38	1,24	1,11	1,00	0,99	1,00
4		–	1,29	1,1824	1,084	1,000	0,9924	1
5	r_2ξ' = K_Rr₂'	Ом	0,37	0,3429	0,314	0,290	0,2878	0,29
6	k_д	–	0,83	0,87	0,94	0,97	0,98	0,975
7		–	0,81	0,821	0,839	0,847	0,849	0,848
8	x_2ξ' = x₂'K_x	Ом	1,126	1,141	1,166	1,177	1,18	1,179
9		Ом	0,74	0,661	0,702	0,790	0,907	0,789
10		Ом	0,694	0,704	0,720	0,793	0,876	0,784
11		–	1,018	1,018	1,019	1,021	1,023	1,020
12		Ом	0,975	1,034	1,238	2,08	3,54	2,30
13		Ом	1,447	1,377	1,435	1,6	1,804	1,589
14		А	126,09	127,76	116,1	83,8	55,37	78,70
15	I₁ = I₂'×	А	128,55	130,03	118,2	85,6	56,88	80,47
16		–	5,63	5,69	5,18	3,75	2,49	3,52
17		–	1,45	1,70	2,06	2,48	2,15	2,51

Пусковые характеристики спроектированного двигателя, P₂ = 11 кВт,

2p = 6, U = 220/380 В

Рис. 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте спроектирован асинхронный двигатель с техническими данными: P_2н = 11 кВт; U_1н = 220/380 В; cosφ_н = 0,86; η_н = 0,87; s_н = 0,029; M_п* = 1,45 о.е.; I_п* = 5,63 о.е. M_к* = 2,51 о.е. Степень защиты двигателя IP44. Обмотка статора однослойная концентрическая. В роторе пазы выполнены грушевидные закрытые с узкой нижней частью паза. Прототип спроектированного двигателя 4А160S6У3 имеет следующие технические характеристики: cosφ_н = 0,86; η_н = 0,86; M_п* = 1,2 о.е.; I_п* = 6,0 о.е.; M_к* = 2,0 о.е.

Спроектированная машина имеет несколько выше КПД, а также пусковой момент и критический момент, а следовательно и перегрузочную способность. Коэффициент насыщения зубцовой зоны, намагничивающий ток, а также активные и индуктивные сопротивления статора и ротора в относительных единицах находятся в допустимых пределах. Как правило, электрическая машина проектируется под конкретный электропривод и должна соответствовать условиям применения ее в электроприводе.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Проектирование электрических машин: Учеб. пособие для вузов / И. П. Копылов, Ф. А. Горяинов, Б. К. Клоков и др.; Под ред. И. П. Копылова. – М.: Энергия, 1980.
Справочник по электрическим машинам: В 2 т. / Под общ. ред. И. П. Копылова и Б. К. Клокова. Т. 1. – М.: Энергоатомиздат, 1988.

Информация о работе Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором