Рисунок 3 – Зависимость
Рисунок 4 – Зависимость
Рисунок 5 – Зависимость
8. РАСЧЕТ ПУСКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ
8.1 Расчет токов с учетом влияния изменения параметров под влиянием эффектавытеснения тока (без учета влияния насыщения от полей рассеяния)
Произведём подробный расчёт пусковых характеристик для . Данные расчёта остальных точек представлены в таблице 2.
Данные спроектированного двигателя:
Активное сопротивление обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока , Ом
(133)
Высота стержня в пазу , м
(134)
мм м
Приведённая высота стержня
(135)
Если находим по рис 9.57 (стр.428 )
Глубина проникновения тока , мм
(136)
мм
Коэффициент
(137)
где площадь сечения, мм2
(138)
(139)
мм2
Коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора под влиянием эффекта вытеснения тока
, (140)
где для роторов без радиальных вентиляционных каналов с литой обмоткой Ом;
Ом
Индуктивное сопротивление обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока , Ом
, (141)
где коэффициент изменения индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока;
Согласно тому, что , тогда , рис. 9.58 (стр. 428);
, (142)
где коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния с учётом эффекта вытеснения тока;
, (143)
Где
, (144)
Пусковые параметры.
Индуктивное сопротивление взаимной индукции , Ом
(145)
(146)
Расчёт токов с учётом влияния эффекта вытеснения тока и , А
(147)
, (148)
Сопротивление , Ом
, (149)
(150)
Ток в обмотке ротора , А
А
Таблица 2 – Расчет токов в пусковом режиме асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом влияния эффекта вытеснения тока
№
Расчетная формула
Размер-ность
Скольжение
1
0,8
0,5
0,2
0,1
-
1,81
1,63
1,28
0,81
0,57
2
0,66
0,45
0,19
0,04
0,01
3
17,2
19,7
23,9
28,5
4
1,46
1,3
1,12
5
1,32
1,21
1,08
6
0,246
0,225
0,186
7
0,86
0,93
0,97
0,99
0,98
8
2,33
2,4
2,49
2,54
2,57
2,55
9
0,95
10
0,866
0,885
0,894
0,903
0,912
0,908
11
0,605
0,641
0,762
2,25
1,7
12
1,55
1,57
1,58
1,59
1,6
13
132,2
129,7
125,4
107,1
79,7
94,2
14
135,1
132,6
128,2
109,6
81,7
96,8
8.2 Расчёт пусковых характеристик с учётом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния
Произведём подробный расчёт пусковых характеристик для . Данные расчёта остальных точек представлены в таблице 3.
Индуктивные сопротивления обмоток.
Фиктивная индукция потока рассеяния в воздушном зазоре , Тл
, (151)
где средняя МДС обмотки, отнесённая к одному пазу обмотки статора, А;
рассчитываемый коэффициент;
, (152)
где коэффициент насыщения, ;
ток статора, без учёта насыщения, А;
число параллельных ветвей обмотки статора;
число эффективных проводников в пазу статора;
коэффициент, учитывающий уменьшение МДС паза, ;
коэффициент укорочения шага обмотки, ;
(153)
Тл
При Тл, по рис. 9.61 (стр. 432 )
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учётом влияния насыщения для открытого паза
, (154)
где уменьшение коэффициента проводимости для полуоткрытых пазов статора;
, (155)
где значение дополнительного эквивалентного раскрытия пазов статора;
(156)
(157)
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учётом влияния насыщения
(158)
Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учётом влияния насыщения , Ом
(159)
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора с учётом влияния насыщения и вытеснения тока
, (160)
где уменьшение коэффициента проводимости для открытых и полуоткрытых пазов ротора;
, (161)
где высота для закрытых пазов ротора, мм;
(162)
значение дополнительного эквивалентного раскрытия пазов ротора;
(163)
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора с учётом влияния насыщения
, (164)
Приведённое индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения , Ом
(165)
Коэффициент насыщения
, (166)
где индуктивное сопротивление взаимной индукции, Ом
(167)
Расчёт токов и моментов.
(168)
Индуктивное сопротивление, Ом
(169)
(170) А
Ток насыщения , А
(171)
Кратность пускового тока
, (172)
Кратность пускового момента
, (173)
Критическое скольжение
, (174)
Таблица 3 – Расчет токов в пусковом режиме асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния
п/п
0,14
1,35
1,30
1,20
1,10
1,05
3668
3467
3094
2422
1725
2102
4,69
4,43
3,95
3,1
2,21
2,69
0,53
0,61
0,72
0,84
0,79
4,2
3,28
2,35
1,34
1,76
1,17
1,18
1,2
1,25
1,31
0,87
0,92
1,06
1,37
0,505
0,514
0,538
0,574
0,615
0,597
1,013
1,014
1,016
1,015
6,85
6,44
5,34
3,84
2,19
2,88
1,78
1,86
1,96
2,06
2,17
2,11
1,11
1,27
1,5
1,65
0,593
0,617
0,662
0,787
0,754
0,6
0,64
0,76
2,24
15
1,14
1,41
1,36
16
174,4
168,3
153,9
119,7
83,1
101,1
17
177
170,9
156,4
122
84,6
103,1
18
1,29
1,22
1,04
1,07
19
6,2
6,0
5,5
4,3
3,0
3,6
20
1,43
1,52
1,82
2,45
2,59
Графики пусковых характеристик спроектированного двигателя с короткозамкнутым ротором изображены на рисунке 6 и рисунке 7.
Рисунок 6 – Зависимость
Рисунок 7 – Зависимость
Спроектированный асинхронный двигатель удовлетворяет требованиям ГОСТ как по энергетическим показателям (КПД и ), так и по пусковым характеристикам.
9. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ
Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя , 0С
, (175)
где коэффициент, учитывающий, что часть потерь в сердечнике статора и в пазовой части обмотки передаётся через станину непосредственно в окружающую среду, по табл. 9.35 (стр. 450);
коэффициент теплоотдачи с поверхности. по рис. 9.67 б (стр. 450);
- электрические потери в обмотке статора в пазовой области, Вт;
, (176)
где Вт по таблице 1;
коэффициент увеличения потерь, ;
Вт
Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки, 0С
, (177)
расчётный периметр поперечного сечения паза статора, равный для полузакрытых трапецеидальных пазов;
средняя эквивалентная теплопроводность пазовой изоляции; для класса нагревостойкости ;
среднее значение коэффициента теплопроводности внутренней изоляции, по рис. 9.69 (стр. 453 );
, (178)
, тогда по рис. 9.69 (стр. 453[1])
Перепад температуры в толщине изоляции лобовых частей, 0С
, (179)
где - электрические потери в обмотке статора в пазовой области, Вт; периметр условной поверхности охлаждения лобовой части одной катушки, м, м; односторонняя толщина изоляции лобовой части катушки, мм, мм, по таблице гл. 3;
, (180)
Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри двигателя , 0С
(181)
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри двигателя , 0С
(182)
Превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой окружающей среды , 0С
, (183)
где сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя, Вт;
коэффициент подогрева воздуха, Вт/м2∙0С, по рис. 9.67, б (стр. 450 ); эквивалентная поверхность охлаждения корпуса, м2;
, (184)
, (185)
где Вт по табл. 1 для ;
, (186)
где условный периметр поперечного сечения рёбер корпуса двигателя, м, по рис 9.70 (стр. 453);
м2
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды , 0С
, (187)
Проверка условий охлаждения двигателя
Требуемый для охлаждения расход воздуха , м3/с
, (188)
где коэффициент, учитывающий изменение условий охлаждения по длине поверхности корпуса;
, (189)
где коэффициент при мм;
м3/с
Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором , м3/с
, (190)
Выполняется условие .
Нагрев частей двигателя находится в допустимых пределах. Вентилятор обеспечивает необходимый расход воздуха
Вывод: спроектированный двигатель отвечает поставленным в техническом задании требованиям.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Копылов, И.П. Проектирование электрических машин [Текст]: Учеб. пособие для вузов / И.П.Копылов, Б.К.Клоков, В.П Морозкин, Б.Ф. Токарев; Под ред. И.П.Копылова. – 3-е изд., испр. и доп. – М.:Высш. шк., 2002. – 757 с.
2. Кацман, М.М. Электрические машины [Текст]: Учеб. для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования / М.М. Кацман. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский центр "Академия", 2003. – 496 с.
Страницы: 1, 2
