МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПО МДК 01.02 «ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ» по специальности 13.02.10 «Электрические машины и аппараты»
методическая разработка на тему

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение города Москвы  

Московский государственный колледж электромеханики и

информационных технологий

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ДЛЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ПО МДК 01.02 «ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ»

по специальности 13.02.10 «Электрические машины и аппараты»

2017 г.

Составитель

(автор):  

 ______________ преподаватель Топильская Е.А.

СОДЕРЖАНИЕ  

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………

 1.Техническое задание на курсовой проект……………………..

2. Содержание курсового проекта………………………………..

3. Указания по оформлению и защите проекта………………….

3.1.Оформление текстового материала…………………………………..

3.2 Оформление иллюстраций…………………………………………….

3.3 Общие правила представления формул………………………………

3.4. Оформление таблиц……………………………………………………….

3.5.Оформление приложений………………………………………………..

3.6. Оформление эскизов, графиков, чертежей……………………………..

4. Процедура защиты курсового проекта………………………….

5. Контрольные вопросы для защиты курсового проекта…………

6. Структура выполнения курсового проекта……………………..

6. 1.Введение……………………………………………………………………

6.2. Пример  выполнения расчетно-конструкторской части курсового проекта

6.3 Заключение……………………………………………………………………

Список литературы…………………………………………………

Введение

По своим показателям и характеристикам электрические машины удовлетворяют самым разнообразным требованиям различных отраслей народного хозяйства. Они различаются по принципу действия, мощности, напряжению, частоте вращения, режиму работы, конструктивным формам и параметрам и др.

Для современного электромашиностроения свойственны единые серии электрических машин, характеризуемых общностью назначения и подобием конструкции всей серии. С учетом этого законы проектирования машин также характеризуются общностью, устанавливающей наиболее целесообразные соотношения основных размеров и параметров.

Основные методы проектирования электрических машин создавались на основе этих законов и большого опыта проектирования и длительной эксплуатации. Поэтому при проектировании особое внимание уделяется расчету и проектированию серийных электрических машин. Однако студент в своей работе проектирует единичную машину, и для более глубокого усвоения особенностей проектирования на всех этапах выполнения проекта рекомендуется вести “вручную”. При этом необходимо учитывать многие, подчас противоречивые факторы, которые должны быть приведены к единым критериям. Это делает необходимым многовариантность расчетов отдельных параметров и характеристик машин и, следовательно, использование ЭВМ в целях оптимизации работы.

Курсовой проект имеет целью ознакомить студента с современной практикой проектирования электрических машин и её основными проблемами, научить его применять полученные значения при решении реальной задачи, воспитать и развить навыки самостоятельной работы и самостоятельного принятия решений. Каждый студент выполняет индивидуальное задание, пользуясь рекомендованной литературой. При этом студент должен с возможными вариантами расчетных и конструктивных решений, оценить их достоинства и недостатки, обосновать принятое им решение.

Настоящие методические указания включают: содержание курсового проекта, указания по оформлению и защите, перечень учебной литературы, пример выполнения расчетно-конструкторской части проекта. Использование настоящих указаний позволит студенту ориентироваться в литературе по проектированию и преодолеть трудности, встречаемые при проектировании электрических машин. Выполнение проекта предполагает знание физических процессов и основных вопросов теории асинхронных машин.

1.Техническое задание на курсовой проект

Студенты специальности 140446 «Электрические машины и аппараты» выполняют один курсовой проект по МДК 01.02. «Основы проектирования электротехнических изделий» – по асинхронным двигателям с короткозамкнутым или фазным ротором. Предусмотренный заданием объём работы в расчетной части конструктивной разработки должен соответствовать требованиям настоящих указаний без существенных отклонений в какую-либо сторону.

Проектное задание включает: номинальные данные асинхронной машины, категории конструктивного и климатического исполнения, вид защиты от окружающий среды, режим работы, систему охлаждения.

Установочные и присоединительные размеры, а также требования, не оговоренные в задании, должны удовлетворять соответствующему ГОСТу.

Могут быть заданы и дополнительные требования к проектируемому двигателю, как то: наименьшие допустимые значения кратности максимального и минимального моментов, а для короткозамкнутых асинхронных двигателей – предельные значения пускового тока и наименьшие значения пусковых моментов. Курсовой проект, выполненный не по своему варианту, на проверку не принимается и должен быть выполнен заново. Объем и сроки выполнения основных разделов курсового проекта представлены в учебном графике.

2. Содержание курсового проекта

Содержание курсового проекта направлено, прежде всего, на расширение и углубление знаний, развитие навыков в расчетах с широким использованием справочной литературы, каталогов, учебных пособий и др.

Проектирование электрической машины – это сложная многовариантная задача. Стремясь получить наиболее быстрым путём близкий к заданию расчетный вариант, студент при работе над проектом обязан научиться оптимизировать многие расчеты. Поэтому перед началом расчета он должен тщательно изучить конструкцию базового двигателя, критически оценить принятые в ней соотношения размеров, уровни электромагнитных нагрузок и другие данные.

Курсовой проект включает следующие материалы:

1. Расчетно-пояснительную записку.
2. Графическую часть.

Расчетно-пояснительная записка должна содержать:

1.Титульный лист (приложение №1).

2.Задание на курсовой проект.

3.Содержание.

4.Введение (назначение и серии асинхронных машин, требования ГОСТ, основные задачи проектирования и др.).

Расчетно-конструкторскую часть, в которую входит:

     1.Выбор главных размеров электродвигателя

2.Расчет зубцовой зоны и обмотки статора

3.Расчет зубцовой зоны и обмотки ротора

4.Расчет магнитной цепи и намагничивающего тока

5.Определение активного и индуктивного сопротивлений обмоток

6.Расчет потерь в машине и параметров холостого хода

7.Рабочие и пусковые характеристики

8.Определение максимального момента

9.Определение начального пускового тока и пускового момента

10.Тепловой и вентиляционные расчеты

11.Описание конструкции

12.Заключение (анализ расчетных данных)

13.Литература.

Графическая часть проекта должна содержать:

Графическая часть представляет собой чертёж общего вида электродвигателя с его продольным и поперечным разрезами (для полного представления о принципиальных консруктивных решениях). На чертеже проставляются габаритные и установочные размеры. В расчетной записке в соответствующих разделах также должны быть представлены: фрагменты зубцового слоя статора и ротора в увеличенном масштабе с размерами, спецификация паза статора, продольный и поперечный разрезы активных частей статора и ротора с размерами, рабочие и пусковые характеристики. Так же к пояснительной записке прикладывается приложение спецификация основных деталей машины.

3. Указания по оформлению курсового проекта

Расчетно-пояснительная записка составляется в последовательности, указанной выше.

3.1.Оформление текстового материала

Текстовая часть работы должна быть представлена  в компьютерном варианте на бумаге формата А4. Шрифт – Times New Roman, размер шрифта – 14, полуторный интервал, выравнивание по ширине. Страницы должны иметь поля (рекомендуемые): нижнее – 2,5; верхнее – 2; левое – 3; правое – 1,5. Объем курсового проекта – 25-35 страниц. Все страницы работы должны быть подсчитаны, начиная с титульного листа и заканчивая последним приложением.  Нумерация страниц должна быть сквозная, начиная  с введения и заканчивая  последним приложением. Номер страницы ставится на середине листа нижнего поля.

Весь текст проекта должен быть разбит на составные части. Разбивка текста производится делением его на разделы (главы) и подразделы (параграфы). В содержании проекта не должно быть совпадения формулировок названия одной из составных частей с названием самой работы, а также совпадения названий глав и параграфов. Названия разделов (глав) и подразделов (параграфов) должны отражать их основное содержание и раскрывать тему работы/проекта.

При делении проекты на разделы (главы) (согласно ГОСТ 2.105-95) их обозначают порядковыми номерами – арабскими цифрами без точки и записывают с абзацного отступа. При необходимости подразделы  (параграфы) могут делиться на пункты. Номер пункта должен состоять из номеров раздела (главы), подраздела (параграфа)  и пункта, разделённых точками.  В конце номера раздела (подраздела), пункта (подпункта) точку не ставят.

Если раздел (глава) или подраздел (параграф) состоит из одного пункта, он также нумеруется. Пункты при необходимости, могут быть разбиты на подпункты, которые должны иметь порядковую нумерацию в пределах каждого пункта, например: 4.2.1.1, 4.2.1.2, 4.2.1.3 и т. д.

Каждый пункт, подпункт и перечисление записывают с абзацного отступа. Разделы (главы), подразделы (параграфы) должны иметь заголовки. Пункты, как правило, заголовков не имеют. Наименование разделов (глав) должно быть кратким и записываться в виде заголовков (в красную строку) жирным шрифтом, без подчеркивания и без точки в конце. Заголовки должны четко и кратко отражать содержание разделов (глав), подразделов (параграфов), пунктов.

Нумерация страниц основного текста  и приложений, входящих в состав  проекта, должна быть сквозная.

В основной части проекта должны присутствовать таблицы, схемы, графики с соответствующими ссылками и комментариями.

3.2 Оформление иллюстраций

Все иллюстрации, помещаемые в проект, должны быть тщательно подобраны, ясно и четко выполнены. Рисунки и диаграммы должны иметь прямое отношение к тексту, без лишних изображений и данных, которые нигде не поясняются. Количество иллюстраций в работе/проекте должно быть достаточным для пояснения излагаемого текста. Иллюстрации следует размещать как можно ближе к соответствующим частям текста. На все иллюстрации должны быть ссылки в тексте работы/проекта. Наименования, приводимые в тексте и на иллюстрациях, должны быть одинаковыми.

Ссылки на иллюстрации разрешается помещать в скобках в соответствующем месте текста, без указания см. (смотри). Ссылки на ранее упомянутые иллюстрации записывают, сокращенным словом смотри, например, см. рисунок 3.

Размещаемые в тексте  иллюстрации следует нумеровать арабскими цифрами, например: Рисунок 1, Рисунок 2 и т.д. Допускается нумеровать иллюстрации в пределах раздела (главы). В этом случае номер иллюстрации должен состоять из номера раздела (главы) и порядкового номера иллюстрации,   например Рисунок 1.1.

Надписи, загромождающие рисунок, чертеж или схему, необходимо помещать в тексте или под иллюстрацией.

3.3 Общие правила представления формул

В формулах и уравнениях условные буквенные обозначения, изображения или знаки должны соответствовать обозначениям, принятым в действующих государственных стандартах. В тексте перед обозначением параметра дают его пояснение.

При необходимости применения условных обозначений, изображений или знаков, не установленных действующими стандартами, их следует пояснять в тексте или в перечне обозначений.

Формулы и уравнения располагают на середине строки, а связывающие их слова (следовательно, откуда и т.п.) – в начале строки.

В тексте приводятся формулы в буквенном выражении, затем подставляются цифровые значения и выполняются вычисления. У каждой величины, являющейся результатом вычисления, указывается размерность, все расчеты производятся в системе СИ. В начале расчета необходимо указать основной учебник, по которому выполняется расчет. Если формулы берутся из дополнительной литературы, то это отмечается в тексте в квадратных скобках цифрами соответственно списку литературы.

3.4. Оформление таблиц

Цифровой материал, как правило, оформляют в виде таблиц. Название таблицы должно отражать её содержание, быть точным и кратким. Лишь в порядке исключения таблица может не иметь названия.

Таблицы в пределах всей записки нумеруют арабскими цифрами сквозной нумерацией, перед которыми записывают слово Таблица. Допускается нумеровать таблицы в пределах раздела. В этом случае номер таблицы состоит из номера раздела и порядкового номера таблицы,  разделенные точкой.

Пример:

                                                                                                                          Таблица 1

Наименование таблицы

На все таблицы должны быть ссылки в тексте, при этом слово таблица в тексте пишут полностью, например: в таблице 1.

Таблицу, в зависимости от ее размера, помещают под текстом, в котором впервые дана ссылка на нее, или на следующей странице, а при необходимости, в приложении. Допускается помещать таблицу вдоль стороны листа.

3.5.Оформление приложений

В приложениях курсовой проекта помещают материал, дополняющий основной текст. Приложениями могут быть:

• графики, диаграммы;
• таблицы большого формата,
• статистические данные;

Приложения оформляют как продолжение основного текста на последующих  листах или в виде самостоятельного документа.

В основном тексте на все приложения должны быть даны ссылки.

Приложения располагают в последовательности ссылок на них в тексте. Каждое приложение должно начинаться с нового листа (страницы) с указанием в правом верхнем углу страницы слова  Приложение и номера, обозначаемого арабскими цифрами. Приложение должно иметь заголовок, который записывают с прописной буквы отдельной строкой.

3.6. Оформление эскизов, графиков, чертежей

Все эскизы, графики в тексте выполнять на отдельных листах с обязательными подрисуночными подписями, удобным масштабом и соблюдением правил ЕСКД.

Конструктивные чертежи выполняются в программе AutoCAD в соответствии с требованиями ЕСКД. В процессе выполнения графической части проекта чертеж необходимо показать преподавателю и только после проверки выполнять печать на формате А1.

При выполнении чертежей следует придерживаться общепринятого стиля их оформления, когда некоторые линии внутренних поверхностей внутри разреза, затемняющие чертеж, условно не показываются. Масштаб для общего вида выбирается таким, чтобы на одном листе разместить две проекции (1:1; 1:2,5; 1:4; 1:5; 1:10).

4. Процедура защиты курсового проекта

К защите допускаются проекты, проверенные и подписанные руководителем (надписи на всех чертежах и пояснительной записке). Проект принимается преподавателем в присутствии всех желающих студентов и преподавателей. Студенту дается 10 минут для сообщения (отмечается поставленная задача, наиболее конструктивные и расчетные решения, трудности при проектировании, сравниваются полученные данные с базовым вариантом, приводится методика расчета и др.)

После сообщения студенту задаются вопросы по расчету и конструкции машины, общей теории, методике отдельных вариантов расчета, уровню допускаемых нагрузок, применяемым материалам, эксплуатации машины (режим работы, способы пуска, характеристики и др.), типам обмоток статора и ротора, конструктивным решениям в машинах разных параметров и т.д. Наиболее часто встречаемые вопросы приведены в приложении Б.

 5. Контрольные вопросы для защиты курсового проекта

Вопросы при защите естественно относятся, прежде всего, к темам основных разделов курсового проекта:

1. Выбор электромагнитных нагрузок, главных размеров машины, обоснование её конструктивного исполнения (отдельных деталей и узлов, оценки факторов, определяющих их решение и др.).
2. Основные принципы, заложенные в методах электромагнитного, теплового, вентиляционного расчётов, уровни допустимых нагрузок и т.д.
3. Наиболее важные теоретические положения асинхронных машин, касающиеся принципа работы, основных режимов работы, пуска, характеристик (пусковых рабочих механических и т.д.), схем замещения, эксплуатации, степени защиты и др.

ПРИМЕРНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Конструкция и назначение основных элементов асинхронного двигателя.
2. Принцип работы асинхронного двигателя.
3. Способы охлаждения асинхронных двигателей.
4. Выбор главных размеров, электромагнитные нагрузки (А, В5).
5. Формирование зубцового слоя сердечника статора.
6. Выбор величины воздушного зазора, его влияние на параметры двигателя.
7. Выбор числа пазов ротора. Влияние соотношения пазов статора и ротора на рабочие свойства машины.
8. Расчет магнитной цепи двигателя. Участки, на которые разбивается магнитная цепь машины.
9. Расчет тока намагничивания и его влияние на характеристики двигателя.
10. Рабочие характеристики асинхронного двигателя. Величина скольжения в номинальном режиме.
11. Пусковые характеристики асинхронного двигателя. Пусковой и максимальный моменты. Влияние насыщения и вытеснения тока на пусковые характеристики.
12. Потери мощности в асинхронном двигателе и КПД.

6. Структура выполнения курсового проекта

6. 1.Введение

Асинхронные машины в настоящее время являются самыми распространенными машинами в народном хозяйстве. В основном они используются как двигатели, реже – как генераторы. На долю асинхронных двигателей приходится не менее 80% всех электродвигателей, выпускаемых промышленностью. Они широко используются в устройствах автоматики и телемеханики, бытовых и медицинских приборах,  устройствах звукозаписи и т.п. Широкое распространение асинхронных двигателей объясняется простотой их конструкции, надежностью в работе, хорошими эксплуатационными свойствами, невысокой стоимостью и простотой в обслуживании.

Асинхронные двигатели выпускаются в виде единых серий, которые практически обеспечивают все основные потребности при комплектовании электроприводов для всех отраслей народного хозяйства. Асинхронные двигатели являются основными двигателями для большинства электроприводов. Они потребляют около половины вырабатываемой электроэнергии. При этом наибольшее количество электроэнергии потребляют двигатели мощностью до 10 кВт. Поэтому технико-экономические показатели двигателей единой серии охватывающих этот диапазон мощностей, имеют важное значение для экономики страны.

Помимо основного исполнения в серии 4А имеется целый ряд специализированных исполнений: тропическое, химическое, на частоту 60 Гц, сельскохозяйственное, текстильное и др. Выпускают двигатели с повышенным пусковым моментом, повышенным скольжением, малошумные, многоскоростные и встраиваемые.

Выпускаются двигатели специализированные по конструкции: со встроенным электромагнитным тормозом, температурной защитой, встраиваемые, с повышенной точностью по установочным размерам, малошумные, высокоточные.

В основном исполнении двигатели выполняются с короткозамкнутым ротором  и предназначаются для применения в условиях умеренного климата. Двигатели изготовляются защищенными (IР23) и закрытыми обдуваемые (IР44).

При создании электрической машины рассчитываются размеры статора, выбираются типы обмоток, обмоточные провода, изоляция, материалы активных и конструктивных частей машины. Отдельные части машины должны быть так сконструированы и рассчитаны, чтобы при ее изготовлении трудоемкость и расход материалов были наименьшими, а при эксплуатации машина обладала высокой надежностью и наилучшими энергетическими показателями, при этом электрическая машина должна соответствовать условиям применения ее в электроприводе.

При проектировании электрических машин необходимо учитывать соответствие их технико-экономических показателей современному уровню при соблюдении требований государственных и отраслевых стандартов, а так же назначение и условия эксплуатации, стоимость активных и конструктивных материалов, КПД, технологию производства, надежность в работе и патентную чистоту. Расчет и конструирование электрических машин неотделимы от технологии их изготовления. Поэтому при проектировании необходимо учитывать возможности электротехнических заводов, стремиться к максимальному снижению трудоемкости изготовления электрических машин.

Критерий оптимизации электрических машин определяется, как правило, минимумом суммарных затрат, т.е. минимумом стоимости материалов, затрат на изготовление и эксплуатацию. Стоимость эксплуатации зависит от КПД, коэффициента мощности, качества машины, ремонтоспособности и ряда других факторов.

В данном курсовом проекте все ссылки сделаны на учебник [7, 8] (иной источник будет указываться дополнительно).

6.2. Пример  выполнения расчетно-конструкторской части курсового проекта

Проектирование асинхронных двигателей начинают с определения главных размеров: внутреннего диаметра D1 и длины сердечника статора l1. Предельно допускаемая величина наружного диаметра корпуса Dкорп  и сердечника статора Dн1  зависит от высоты оси вращения h. Значение h не предварительно выбирают из [1. стр. 115 табл. 9-1].

Исходные данные для проектирования

1. Тип двигателя            Асинхронный

2. Тип ротора                                                    Короткозамкнутый

3. Номинальная мощность                             P2 = 22 кВт

4. Номинальное напряжение                             U = 380/660 В

5. Частота вращения                                     n1 = 3000 об/мин                        

6. Количество фаз                                     m = 3

7. Частота питающей сети                             f = 50 Гц

8. Исполнение по степени защиты                    IP44

9. Способ охлаждения                                    IC0141

10. Исполнение по способу монтажа            IM1001

11. Режим работы                                     S1 продолжительный

12. Климатическое исполнение                     У3

Главные размеры

1) Количество пар полюсов

где:

n1 = 3000 об/мин.      Частота вращения

f = 50 Гц.                       Частота питающей сети        

2) Высота оси вращения электродвигателя [1. стр. 115 табл. 9-1]

h = 180 мм

Принимаю h = 180 мм

3) Наружный диаметр пакета статора [1. стр. 117 табл. 9-2]

DН1 = 322 мм

Принимаю DН1 = 322 мм

4) Диаметр расточки пакета статора [1. стр. 118 табл. 9-3]

D1 = 0,61 * Dн1 - 4 = 0,61 * 322 - 4 = 192,4 мм

где: DН1 = 322 мм Наружный диаметр пакета статора

5) Принимаю диаметр расточки пакета статора

D1 = 192 мм

6) Значение коэффициента нагрузки  [1. стр. 117 рис. 9-1]

Кн = 0,982

7) Значение к.п.д. ŋ' [1. стр. 118 рис. 9-2]

ŋ' = 0,91

8) Значения cosϕ' [1. стр. 119 рис. 9-3]

cosϕ' = 0,89

9) Расчётная мощность  [1. стр. 19. 1-11]

P' =  =  = 26674,9 В*А

где:

Кн = 0,982    Значение коэффициента нагрузки

cosϕ' = 0,89 Значения cosϕ'

ŋ' = 0,91        Значение к.п.д.

P2 = 22 кВт   Номинальная мощность

10) Определяем электромагнитные нагрузки A'1 и B'ϭ [1. стр. 120 и 121 рис. 9-4 и табл. 9-5]

A'1 = A'1 * К1 * К3 = 330 * 1,1 * 1 = 363 А/см

B'ϭ = B'ϭ * К2 = 0,76 * 0,96 = 0,73 Тл

где:

A'1 = 330 А/см - токовая нагрузка статора

B'ϭ = 0,76 Тл - магнитная индукция в воздушном зазоре

К1 = 1,1 - коэффициент линейной нагрузки обмотки статора

К2 = 0,96 - коэффициент магнитной индукции

К3 = 1 - коэффициент

11) Предварительно принимаю обмоточный коэффициент [1. стр.119]

Коб1 = 0,79

12) Расчётное значение длины пакета [1. стр.23 1-30]

L' =  =  = 99,4 мм

где:

D1 = 192 мм.        Диаметр расточки пакета статора

A'1 = 363 А/см     Токовая нагрузка статора

B'ϭ = 0,73 Тл.        Магнитная индукция в воздушном зазоре

Коб1 = 0,79             Обмоточный коэффициент

P' = 26674,9 В*А. Расчётная мощность  

Принимаю длину пакета статора  = 110 мм

13) Проверяем отношение λ (стр. 122 9-2)

λ =  =  = 0,57

где:

 = 110 мм. Длина пакета статора

D1 = 192 мм.        Диаметр расточки пакета статора

14) Определяем максимальное значение λmax [1. стр. 122 табл. 9-6 и 9-7]

λmax = (1,33 - 0,00087 * DH1) * K4 = (1,33 - 0,00087 * 322) * 0,95 = 1

где:

DH1 = 322 мм. Принятый наружный диаметр пакета статора

K4 = 0,95          Коэффициент при 2р = 2

Так как максимальное отношение больше расчётного, то выполнение двигателя с принятыми параметрами возможно.

Сердечник статора

1) В соответствии с высотой оси вращения h = 180 мм

выбираю для сердечника статора марку стали 2013 изоляция оксидированная [1. стр. 122]

2) Коэффициент заполнения сердечника сталью [1. стр. 123]

Kc = 0,97          

3) Количество пазов статора на полюс и фазу [1. стр. 123. табл. 9-8]

q1 = 5

4) Количество пазов статора [1. стр. 123. 9-3]

Z1 = 2 * p * m1 * q1 = 2 * 1 * 3 * 5 = 30

где:

p = 1 количество пар полюсов

m1 = 3 количество фаз по заданию

q1 = 5 количество пазов статора на полюс и фазу

Сердечник ротора

1) Выбираю для сердечника ротора марку стали 2013

Толщина листа стали для ротора   Sp = 0,5 мм

2) Коэффициент заполнения сердечника сталью  Kc = 0,97   [1. cтр. 123]

Коэффициент скоса пазов βск1 = не учитываю, т.к. скоса пазов не выполняю  [1. cтр. 123]

3) Принимаю воздушный зазор Ϭ = 1,0 мм   [1. стр. 124. Табл. 9-9]

4) Наружный диаметр ротора DH2   [1. cтр. 123. 9-5]

DH2 = D1 - 2Ϭ = 192 – 2 * 1 = 190 мм

где:

D1 = 192 мм.  Диаметр расточки пакета статора

Ϭ = 1 мм.    Воздушный зазор

5) Внутренний диаметр ротора под вал D2 [1. стр. 124]

D2 = 0,23DH1 = 0,23 * 322 = 74,1 мм

где:

DH1 = 322 мм.   Наружный диаметр статора

6) Принимаю внутренний диаметр ротора под вал D2 = 75 мм

7) Длина пакета ротора L2 принимаю равной длине пакета статора L1 [1. cтр. 124]

L2 = L1 = 110 мм

где: L1 =  110 мм.  Длина пакета статора

8) Принимаю количество пазов пакета ротора Z2 = 22 [1. стр. 125. Табл. 9-11]

9) При h = 180 мм согласно [1. стр. 124]

Количество отверстий nk2 = 0 мм и диаметр отверстий dk2 = 0 мм

Обмотка статора

1) Согласно [1. стр. 119. табл. 9-4] выбираю обмотку статора петлевой, выполненной из круглого изолированного провода

Тип обмотки – двухслойная всыпная

Пазы - трапецеидальные полузакрытые

2) Коэффициент распределения КР1 [1. стр. 129]

КР1 =  =  = 0,96

где α - угол в электрических градусах

α =  =  = 12 эл. Градусов

где q1 = 5 количество пазов статора на полюс и фазу

Предварительное укорочение шага β1 [1. стр. 129]

β1 = 0,6  т.к. обмотка двухслойная всыпная при p = 1

3) Шаг по пазам Уп1 [1. стр. 129. 9-10]

Уп1 = Z1 * β1/(2p) = 30 * 0,6/2 = 9 пазов

где:

Z1 = 30 количество пазов статора

p = 1 количество пар полюсов

β1 = 0,6 укорочение шага

Принимаю шаг по позам Уп1 = 9

Фактическое укорочение шага обмотки статора

β1 = 2р * Уп1/ Z1 = 2 * 9/30 = 0,6

4) Определяем коэффициент укорочения КУ1 [1. стр. 129. 9-12]

КУ1 = sin(β1 * 90о) = sin(0,6 * 90о) = 0,81

где:

β1 = 0,6 коэффициент укорочения шага

5) Определяем обмоточный коэффициент Коб1 [1. стр. 129. 9-13]

Коб1 = КР1 * КУ1 = 0,96 * 0,81 = 0,77

где:

КР1 = 0,96 коэффициент распределения

КУ1 = 0,81 коэффициент укорочения

6) Определяем предварительное значение магнитного потока Ф' [1. стр. 129. 9-14]

Ф' =  =  = 0,0154 Вб

где:

B'ϭ = 0,73 Тл.  Принятая индукция в воздушном зазоре

D1 = 192 мм.         Принятый диаметр расточки статора

L1 = 110 мм.            Принятая длинна статора

p = 1                       Количество пар полюсов

7) Определяем количество витков в обмотке фазы статора [1. стр.129. 9-15]

Ѡ'1 =  =  = 140,94

где:

Кн = 0,982          Коэффициент нагрузки

U1 = 380 В.         Напряжение фазы по заданию

Коб1 = 0,77          Обмоточный коэффициент

f1 = 50 Гц.           Частота питающей сети по заданию

Ф' = 0,0154 Вб.   Магнитный поток

8) Округляя полученное значение количества витков в обмотке фазы статора принимаю

Ѡ1 = 141 витков

9) Количество параллельных ветвей обмотки статора [1. стр. 129]

а1 = 1

10) Предварительное количество эффективных проводников в пазу [1. стр. 129]

N'n1 =  =  = 28,2 проводников

где:

Ѡ'1 = 141 витков. Количество витков фазы статора

а1 = 1                        Количество параллельных ветвей обмотки статора

р = 1                         Количество пар полюсов

q1 = 5                       Количество пазов на полюс и фазу

11) Округляя полученное значение количества эффективных проводников в пазу до ближайшего целого значения принимаю [1. стр. 129]

Nn1 = 30

12) Уточняю количество витков в обмотке фазы статора [1. стр. 130. 9-17]

Ѡ1 =  =  = 150 витков

где:

Nn1 = 30 Количество эффективных проводников в пазу

p = 1        Количество пар полюсов

q1 = 5       Количество пазов на полюс и фазу

а1 = 1       Количество параллельных ветвей обмотки статора

13) Уточняю значение магнитного потока [1. стр. 130. 9-18]

Ф =  =  = 0,0145 Вб

где:

Ф' = 0,0145 Вб.      Магнитный поток

Ѡ'1 = 141 витков. Количество витков фазы статора

Ѡ1 = 150 витков.  Количество витков в обмотке фазы статора

14) Уточняю значение индукции в воздушном зазоре [1. стр. 130. 9-19]

Bϭ =  =  = 0,686

где:

B'ϭ = 0,76          Магнитная индукция в воздушном зазоре

Ѡ'1 = 141 витков. Количество витков фазы статора

Ѡ1 = 150 витков.  Количество витков в обмотке фазы статора

15) Определяю предварительное значение номинального фазного тока [1. стр. 130. 9-20]

I1 =  =  = 23,8 A

где:

Р2 = 22 кВт.    Номинальная отдаваемая мощность по заданию

U1 = 380 B.      Номинальное линейное напряжение по заданию

ŋ' = 0,91           КПД

cosϕ' = 0,89   Принятое значение cosϕ'

16) Уточняем линейную нагрузку статора [1. стр. 130. 9-21]

A1 =  =  = 355,5 А/см

где:

Nn1 = 30          Количество эффективных проводников в пазу

Z1 = 30            Количество пазов статора

I1 = 23,8 А.     Значение номинального фазного тока

D1 = 192 мм. Принятый диаметр расточки статора

а1 = 1              Количество параллельных ветвей обмотки статора

Так как полученное значение А1 незначительно отличается от ранее принятого, то расчёт выполнен правильно.

17) Среднее значение магнитной индукции в спинке статора Bc1 и

в зубцах статора Вз1 [1. стр. 130 табл. 9-13; 9-14]

Bc1 = 1,75 Тл

Вз1 = 1,95 Тл

18) Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора t1 [1. стр. 130. 9-22]

t1 =  =  = 20,1 мм

где:

D1 = 192 мм . Принятый диаметр расточки статора

Z1 = 30             Количество пазов статора

19) Ширина зубца bз1 [1. стр.131. 9-23]

bз1 = t1 * Bϭ/(Kc * Bз1) = 20,1 * 0,686/(0,97 * 1,95) = 7,3 мм

где:

t1 = 20,1 мм.  Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора

Bϭ = 0,686       Индукции в воздушном зазоре

Kc = 0,97          Коэффициент заполнения сердечника сталью

Bз1 = 1,95 Тл.  Среднее значение магнитной индукции в зубцах статора

20) Высота спинки статора hc1 [1. стр. 131. 9-24]

hc1 = Ф * 106/(2Кс * L1 * Bc1) = 0,0145 * 106/(2 * 0,97 * 110 * 1,75) = 38,8 мм

где:

Ф = 0,0145 Вб.  Значение магнитного потока

Bc1 = 1,75 Тл.       Среднее значение магнитной индукции в спинке статора

Кс =  0,97            Коэффициент заполнения сердечника сталью

L1 = 110 мм.        Длина пакета статора

21) Высота паза hп1 [1. стр. 131. 9-25]

hп1 = [(DH1 – D1)/2] – hc1 = [(322 – 192)/2] – 38,8 = 26,2 мм

где:

DH1 = 322 мм.   Наружный диаметр статора

D1 = 192 мм.     Диаметр расточки статора

hc1 = 38,8 мм. Высота спинки статора

22) Большая ширина паза b1 [1. стр. 131. 9-26]

b1 = [ π (D1 + 2hп1)/Z1] - bз1 = [ 3,14 (192 + 2 * 26,2)/30] – 7,3 = 18,3 мм

где:

D1 = 192 мм.     Диаметр расточки статора

hп1 = 26,2 мм. Высота паза

Z1 = 30                Количество пазов статора

bз1 = 7,3 мм.   Ширина зубца

23) Значение ширины шлица [1. стр. 131. 9-34]

b’ш1 = 0,3 = 0,3 = 4 мм

где:

h = 180 мм  Высота оси вращения электродвигателя

24) Малая ширина паза b2 [1. стр. 131. 9-27]

b2 = [ π (D1 + 2hш1 – bш1) - Z1 * bз1]/(Z1 – π) = [ 3,14 (192 + 2 * 0,5 – 4) - 30 * 7,3]/(30 – 3,14) =

= 14 мм

где:

D1 = 192 мм.     Диаметр расточки статора

Z1 = 30                Количество пазов статора

hш1 = 0,5 мм.    Высота шлица по заданию

bш1 = 4 мм.  Ширина шлица

bз1 = 7,3 мм.  Ширина зубца

25) Проверка правильности определения b1 и b2, исходя из требований

bз1 = const [1. стр. 131. 9-28]

Z1 (b1 – b2) + π (b2 - bш1) - 2π (hп1 – hш1) ≈ 0

30 (18,3  – 14) + 3,14 (14 - 4) – 2 * 3,14 (26,2 – 0,5) = 0,078

где:

Z1 = 30                Количество пазов статора

b1 = 18,3 мм.   Большая ширина паза

b2 = 14 мм.   Малая ширина паза

hп1 = 26,2 мм.    Высота паза

hш1 = 0,5 мм.        Высота шлица по заданию

bш1 = 4 мм.      Ширина шлица

26) Площадь поперечного сечения паза в штампе Sn1 [1. стр. 131. 9-29]

Sn1 =  * (hп1 - hш1 - ) =  * (26,2 – 0,5 – ) = 300 мм2

где:

b1 = 18,3 мм.   Большая ширина паза

b2 = 14 мм.   Малая ширина паза

hп1 = 26,2 мм.    Высота паза

hш1 = 0,5 мм.        Высота шлица по заданию

bш1 = 4 мм.      Ширина шлица

27) Припуск на сборку сердечников статора и ротора по ширине bc и высоте hc [1. cтр. 131]

bc = 0,2 мм    hc = 0,2 мм

28) Площадь поперечного сечения паза в свету S’n1 [1. стр. 131. 9-30]

S’n1 = (  - bc) * (hп1 - hш1 -  - hc) =

= (  - 0,2) * (26,2 – 0,5 –  – 0,2) = 327,7 мм2 

где:

b1 = 18,3 мм.     Большая ширина паза

b2 = 14 мм.     Малая ширина паза

hп1 = 26,2 мм.   Высота паза

hш1 = 0,5 мм.     Высота шлица по заданию

bш1 = 4 мм.        Ширина шлица

bc = 0,2 мм.       Припуск на сборку сердечников статора по ширине

hc = 0,2 мм.       Припуск на сборку сердечников статора по высоте

29) Среднее значение односторонней толщины корпусной изоляции bu1 [1. стр. 131]

bu1 = 0,4 мм

30) Площадь поперечного сечения корпусной изоляции Su [1. стр. 131. 9-31]

Su = bu1 (2hп1 + b1 + b2) = 0,4 (2 * 26,2 + 18,3 + 14) = 33,9 мм2

где:

b1 = 18,3 мм.   Большая ширина паза

b2 = 14 мм.   Малая ширина паза

hп1 = 26,2 мм.  Высота паза

bu1 = 0,4 мм.   Среднее значение односторонней толщины корпусной изоляции

31) Площадь поперечного сечения между верхней и нижней катушками Sпр 

[1. стр. 131. 9-32]

Sпр = 0,5b1 + 0,75b2 = 0,5 * 18,3 + 0,75 * 14 = 19,6 мм2

где:

b1 = 18,3 мм.   Большая ширина паза

b2 = 14 мм.   Малая ширина паза

32) Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой S”п1 [1. стр. 131. 9-33]

S”п1 = S’n1 – Su – Sпр = 327,7 – 33,9 – 19,6 = 274,2 мм2

где:

S’n1 = 327,7 мм2.  Площадь поперечного сечения паза в свету

Su = 33,9 мм2.       Площадь поперечного сечения корпусной изоляции

Sпр = 19,6 мм2.     Площадь поперечного сечения между верхней и нижней катушками

В соответствии с классом нагревостойкости изоляции "F" принимаю провод

марки ПЭТ-155 [1. стр. 132]

33) Коэффициент заполнения паза Kn [1. cтр. 132]

Kn = 0,75

34) Принимаю количество элементарных проводов [1. стр. 132]

С = 3

35) Диаметр изолированного провода d’ [1. стр. 131. 9-37]

d’ =  =  = 1,512 мм

где:

Nn1 = 30                    Эффективные проводники в пазу

Kn = 0,75                    Коэффициент заполнения паза

S”п1 = 274,2 мм2.    Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой

С = 3                           Количество элементарных проводов

36) Принимаю диаметр  провода [1. стр. 384]

d/d’ = 1,4/1,485

Площадь поперечного сечения неизолированного провода S = 1,539 мм2 [1. стр. 384]

37) Коэффициент заполнения паза Kn [1. стр.132. 9-35]

Kn = Nn1 * С (d’)2/ S”п1 = 30 * 3 * (1,539)2/274,2 = 0,724

где:

Nn1 = 30                    Эффективные проводники в пазу

С = 3                          Количество элементарных проводов

d’ = 1,539 мм.           Диаметр изолированного провода

S”п1 = 274,2 мм2.  Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой

38) Плотность тока в обмотке статора [1. стр.132. 9-39]

J1 = I1/(C * S * a1) = 23,8/(3 * 1,539 * 1) = 5,2 A/мм2

где:

I1 = 23,8 А.           Значение номинального фазного тока

С = 3                        Количество элементарных проводов

S = 1,539 мм2.     Площадь поперечного сечения неизолированного провода

а1 = 1                       Количество параллельных ветвей обмотки статора

39) Уровень удельной тепловой нагрузки А1J1 [1. cтр.132]

А1J1 = 331,8 * 5,2 = 1835 А2/(см * мм2)

где:

А1 = 355,5 А/см.  Линейная нагрузка статора

J1 = 5,2 А/мм.    Плотность тока в обмотке статора

Допускаемое значение удельной тепловой нагрузки [А1J1] [1. cтр.132 рис. 9-8,]

[А1J1] = 2100 * К5 = 2100 * 1 = 2100 А2/(см * мм2)

Полученное произведение не превышает допускаемое значение из рис. 9-8,

 значит расчёт выполнен правильно.

40) Среднее зубцовое деление статора [1. стр. 133. 9-40]

= 3,14 * (192 + 26,2)/30 = 22,9 мм

где:

D1 = 192 мм.     Диаметр расточки статора

hп1 = 26,2 мм. Высота паза

Z1 = 30                Количество пазов статора

41) Среднее ширина катушки обмотки статора [1. стр. 133. 9-41]

 = 22,9 * 9 = 205,7 мм

где:

= 22,9 мм. Среднее зубцовое деление статора

Уп1 = 9 пазов. Диаметральный шаг по пазам

42) Средняя длина одной лобовой части катушки [1. стр. 133. 9-42]

 = (1,16 + 0,14 * 1) * 205,7 + 15 = 282,4 мм

где:

p = 1                        Количество пар полюсов

 = 205,7 мм.   Среднее ширина катушки обмотки статора

43) Средняя длина витка обмотки [1. стр. 134. 9-43]

= 2 * (110 + 282,4) = 784,8 мм

где:        

= 282,4 мм. Средняя длина одной лобовой части катушки

L1 = 110 мм.        Длина пакета статора

44) Длина вылета лобовой части обмотки [1. стр. 134. 9-45]

= (0,12 + 0,15 * 1) * 205,7 + 10 = 65,5 мм

где:

p = 1                        Количество пар полюсов

 = 205,7 мм. Среднее ширина катушки обмотки статора

Паз статора см. рис. 1

Конструкция изоляции паза см. рис. 2

Обмотка ротора

1) Согласно [1.стр. 141], исходя из высоты оси вращения h = 180 мм

Принимаю пазы ротора овальные закрытые

2) Принимаю высоту паза hп2 [1.стр. 143. Рис. 9-12]

hп2 = 28 мм

3) Расчётная высота спинки ротора hc2 [1. cтр. 142. 9-67]

hc2 = 0,38 * DH2 - hп2 -  * nk2 = 0,38 * 190 - 28 -  * 0 = 44,2 мм

где:

DH2 = 190 мм. Наружный диаметр ротора

hп2 = 28 мм.       Высота паза

nk2 = 0 мм.         Количество отверстий

4) Магнитная индукция в спинке ротора Bс2 [1. стр. 142. 9-68]

Bс2 = Ф * 106/(2Кс * L2 * hc2) = 0,0145 * 106/(2 * 0,97 * 110 * 44,2) = 1,535 Тл

где:

Ф = 0,0145 Вб.   Значение магнитного потока

Кс =  0,97             Коэффициент заполнения сердечника сталью

L2 = 110 мм.        Длина пакета ротора

hc2 = 44,2 мм.     Расчётная высота спинки ротора

5) Зубцовое деление по наружному диаметру ротора t2 [1. стр. 142. 9-69]

t2 = π * DH2/Z2 = 3,14 * 190/22 = 27,1 мм

где:

DH2 = 190 мм.    Наружный диаметр ротора

Z2 = 22                 Количество пазов пакета ротора

6) Принимаю магнитную индукцию в зубцах ротора Bз2 [1. стр. 141. Табл. 9-18]

Bз2 = 1,85 Тл

7) Ширина зубца ротора bз2 [1. стр. 142. 9-70]

bз2 = t2 * BϬ/(Bз2 * Кс) = 27,1 * 0,686/(1,85 * 0,97) = 10,4 мм

где:

t2 = 27,1 мм.       Зубцовое деление по наружному диаметру ротора

Bϭ = 0,686 Тл.          Магнитная индукция в воздушном зазоре

Bз2 = 1,85 Тл.         Магнитная индукция в зубцах ротора

Кс =  0,97                Коэффициент заполнения сердечника сталью

8) Меньший радиус паза r2 [1. стр. 142. 9-71]

r2 =  =  = 5,1 мм

где:

DH2 = 190 мм.     Наружный диаметр ротора

Z2 = 22                  Количество пазов пакета ротора

bз2 = 10,4 мм.     Ширина зубца ротора

hп2 = 28 мм.        Высота паза

9) Большой радиус паза r1 [1. стр. 142. 9-72]

r1 =  =  = 7,3 мм

где:

DH2 = 190 мм. Наружный диаметр ротора

Z2 = 22                 Количество пазов пакета ротора

bз2 = 10,4 мм.    Ширина зубца ротора

h2 = 0,3 мм.          Высота перемычки шлица паза ротора [1. стр. 142]

hш2 = 0,7 мм.     Высота шлица паза ротора [1. стр. 142]

10) Расстояние между центрами радиусов h1 [1. стр. 142. 9-73]

h1 = hп2 - hш2 - h2 - r1 - r2 = 28 - 0,7 - 0,3 – 5,1 - 7,3 = 14,6 мм

где:

hп2 = 28 мм.       Высота паза

hш2 = 0,7 мм.     Высота шлица паза ротора [1. стр. 142]

h2 = 0,3 мм.          Высота перемычки шлица паза ротора [1. стр. 142]

r1 = 5,1 мм.        Большой радиус паза

r2 = 7,3 мм.     Меньший радиус паза

Принимаю ширину шлица bш2 = 1,5 мм

Принимаю h1 = 15 мм

11) Проверка правильности определения r1 и r2 исходя из условий

bз2 = const согласно [1. стр. 142. 9-74]

π * h1 - Z2 * (r1 - r2) ≈ 0

3,14  * 22 - 22 * (7,3 – 4,1) = 0,064

где:

h1 = 14 мм.        Расстояние между центрами радиусов

Z2 = 22                 Количество пазов пакета ротора

r1 = 7,3 мм.       Большой радиус паза

r2 = 5,1 мм.      Меньший радиус паза

12) Площадь поперечного сечения стержня, равная площади поперечного сечения

паза в штамповке Sст = Sп2 [1. стр. 142. 9-75]

Sст = Sп2 = 0,5 * π * (r12 + r22) + (r1 + r2) * h1 =

0,5 * 3,14 * (7,32 + 5,12) + (7,3 + 5,1) * 22 = 309,3 мм2

где:

h1 = 22 мм.     Расстояние между центрами радиусов

r1 = 7,3 мм.         Большой радиус паза

r2 = 5,1 мм.      Меньший радиус паза

Размеры короткозамыкающего кольца.

1) Поперечное сечение кольца литой клетки Sкл [1. стр. 145. 9-93]

Sкл =  =  = 1361,1 мм2

где:

Sст = 309,3 мм2  Площадь поперечного сечения стержня

Z2 = 22                   Количество пазов пакета ротора

р = 1                       Количество пар полюсов

k = 0,4                    Коэффициент [1. стр. 145]

2) Высота короткозамыкающего кольца hкл [1. стр. 145. 9-95]

hкл = 1,2 * hп2 = 1,2 * 28 = 33,6 мм

где:

hп2 = 28 мм.       Высота паза

Принимаю hкл = 34 мм

3) Длина короткозамыкающего кольца Lкл [1. стр. 145. 9-97]

Lкл =  =  = 40 мм

где:

Sкл = 1361,1 мм2.  Поперечное сечение кольца литой клетки

hкл = 34 мм.            Высота короткозамыкающего кольца

Принимаю Lкл = 40 мм

Уточняю Sкл = Lкл * hкл = 40 * 34 = 1360 мм2

где:

Lкл = 40 мм.  Длина короткозамыкающего кольца

hкл = 34 мм.  Высота короткозамыкающего кольца

4) Средний диаметр кольца литой клетки Dкл.ср. [1. стр. 145. 9-98]

Dкл.ср. = DH2 - hкл = 190 - 34 = 156 мм

где:

DH2 = 190 мм.  Наружный диаметр ротора

hкл = 34 мм.      Высота короткозамыкающего кольца

5) Длина лопатки для перемешивания воздуха и охлаждения лобовых частей статора Lл

[1. стр. 45]

Lл = 0,31 * h = 0,31 * 180 = 55,8 мм

где:

h = 180 мм. Высота оси вращения

Принимаю Lл = 56 мм

6) Толщина лопатки bл [1. стр. 45]

bл = 0,3 *  = 0,3 *  = 4,02

где:

h = 180 мм. Высота оси вращения

Принимаю bл = 4,5 мм

7) Высота лопатки hл [1. стр. 45]

hл = 0,83 *  = 0,83 *  = 26,46 мм

где:

h = 180 мм. Высота оси вращения

Принимаю hл = 27 мм

8) Принимаю количество лопаток на роторе Nл = 12 лопаток. [1. стр. 45]

Размеры паза ротора см. рис. 3

Размеры литого короткозамыкающего кольца см. рис. 4

Расчёт магнитной цепи

МДС для воздушного зазора:

1) Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора [1. стр. 151. 9-116]

 = 1 + 4/(20,1 – 4 + 5 * 1 * 20,1/4) = 1,12        

где:

bш1 = 4 мм.  Ширина шлица

t1 = 20,1 мм.  Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора

Ϭ = 1 мм.          Воздушный зазор

2) Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора с учётом ротора [1 стр. 151. 9-117]

= 1 + 1,5/(27,1 – 1,5 + 5 * 1 * 27,1/1,5) = 1,02

где:

 = 1,5 мм.   Ширина шлица ротора

t2 = 27,1 мм. Зубцовое деление по наружному диаметру ротора

Ϭ = 1 мм.         Воздушный зазор

3) Коэффициент, учитывающий уменьшение магнитного сопротивления воздушного зазора  при отсутствии радиальных каналов не учитывается

4) Общий коэффициент воздушного зазора [1 стр. 151. 9-120]

= 1,12 * 1,02 * 1 = 1,15

где:

= 1,12 Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора

= 1,02 Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора с учётом ротора

= 1 Коэффициент, учитывающий уменьшение магнитного сопротивления воздушного зазора при отсутствии радиальных каналов

5) МДС воздушного зазора [1 стр. 151. 9-121]

0,8 * 1 * 1,15 * 0,686 * 103 = 628,8 А

где:

= 1,15       Общий коэффициент воздушного зазора

Bϭ = 0,686 Тл.  Магнитная индукция в воздушном зазоре

Ϭ = 1 мм.         Воздушный зазор

МДС для зубцов при трапецеидальных полузакрытых пазах статора:

1) Зубцовое деление на 1/3 высоты зубца [1 стр. 152. 9-122]

 = 3,14 * (192 + (2/3) * 26,2)/30 = 21,9 мм

где:

D1 = 192 мм.     Диаметр расточки пакета статора

hп1 = 26,2 мм. Высота паза

Z1 = 30                Количество пазов статора

2) Коэффициент зубцов [1 стр. 152. 9-123]

 = [21,9/(7,3 * 0,97)] = 2,1

где:

= 21,9 мм. Зубцовое деление на 1/3 высоты зубца

 = 7,3 мм.     Ширина зубца

 = 0,97             Коэффициент заполнения сердечника сталью

3) Напряженность магнитного поля при Вз1 = 1,95 Тл [1. приложение 8]

Нз1 = 25,2 А/см

4) Средняя длина пути магнитного потока [1 стр. 152. 9-124]

= 26,2 мм

где:

hп1 = 26,2 мм. Высота паза

5) МДС для зубцов статора [1 стр. 152. 9-125]

 = 0,1 * 25,2 * 26,2 = 66,1 А

где:

Нз1 = 25,2 А/см.  Напряженность магнитного поля

= 26,2 мм.    Средняя длина пути магнитного потока

МДС зубцов при овальных закрытых пазах ротора:

1) Зубцовое деление ротора на 1/3 высоты зубца [1. стр. 153. 9-137]

 = = 21,8 мм

где:

DH2 = 190 мм.  Наружный диаметр ротора

hп2 = 28 мм.       Высота паза

Z2 = 22                 Количество пазов пакета ротора

2) Коэффициент зубцов ротора [1. стр. 153. 9-138]

= = 1,2

где:

 = 0,97              Коэффициент заполнения сердечника сталью

bз2 = 10,4 мм.        Ширина зубца ротора

= 21,8 мм.   Зубцовое деление ротора на 1/3 высоты зубца

3) Напряжённость магнитного поля в зубцах ротора при Bз2 = 1,85 Тл [1. приложение 8]

Нз2 =  17,7 А/см

4) Средняя длина пути магнитного потока [1. стр. 153. 9-139]

= 34 - 0,2 * 3,7 = 27 мм

где:

hп2 = 28 мм.       Высота паза

r2 = 4,1 мм.      Меньший радиус паза

5) МДС для зубцов ротора [1. стр. 153. 9-139]

 = 0,1 * 17,7 * 27 = 47,7 А

где:

Нз2 =  17,7 А/см.   Напряжённость магнитного поля в зубцах ротора

 = 27 мм.      Средняя длина пути магнитного потока

МДС спинки статора:

1) Напряжённость магнитного поля в спинке статора при Bc1 = 1,75 - 0,4 = 1,35 Тл

[1. приложение 5]

Нс1 = 2,5 А/см

2) Средняя длина пути магнитного потока в спинке статора [1. стр. 154. 9-166]

= = 222,4 мм

где:

hc1 = 38,8 мм.    Высота спинки статора

р = 1                     Количество пар полюсов

DH1 = 322 мм      Максимально возможный пакет статора

3) МДС для спинки статора [1. стр. 154. 9-167]

= 0,1 * 2,5 * 222,4 = 55,6 А

где:

Нс1 = 2,5 А/см.  Напряжённость магнитного поля в спинке статора

 = 222,4 мм. Средняя длина пути магнитного потока в спинке статора

МДС для спинки ротора:

1) Напряжённость магнитного поля в спинке ротора при Bс2 = 1,535 Тл [1. приложение 11]

Нс2 = 5,86 А/см

2) Средняя длина пути магнитного потока в спинке ротора [1. стр. 154. 9-168]

= 44,2 + 2 * 0/3 = 14,7 мм

где:

hc2 = 44,2 мм. Высота спинки ротора

dk2 = 0 мм.      Диаметр отверстий

3) Суммарная МДС магнитной цепи на один полюс [1. стр. 155. 9-170]

 = 0,1 * 5,86 * 14,7 = 8,6 А

где:

Нс2 = 5,86 А/см.  Напряжённость магнитного поля в спинке ротора

 = 14,7 мм.  Средняя длина пути магнитного потока в спинке ротора

Параметры магнитной цепи:

1) Суммарная МДС магнитной цепи на один полюс [1. стр. 155. 9-171]

= 628,8 + 66,1 + 47,7 + 55,6 + 8,6 = 806,9 А

где:

 = 8,6 А. Суммарная МДС магнитной цепи на один полюс

 55,6 А. МДС для спинки статора

 = 47,7 А. МДС для зубцов ротора

 = 66,1 А. МДС для зубцов статора

 = 628,8 А. МДС воздушного зазора

2) Коэффициент насыщения магнитной цепи [1. стр. 155. 9-172]

= 806,9/628,8 = 1,28

где:

 = 830,9 А. Суммарная МДС магнитной цепи на один полюс

 = 628,8 А. МДС воздушного зазора

3) Намагничивающий ток [1. стр. 155. 9-173]

= 2,22 * 806,9 * 1/(3 * 150 * 0,77) = 5,1 А

где:

 = 806,9 А.      Суммарная МДС магнитной цепи на один полюс

р = 1                         Количество пар полюсов

Ѡ1 = 150 витков.  Количество витков в обмотке фазы статора

m = 3                        Число фаз по заданию

Коб1 = 0,77               Обмоточный коэффициент

4) Намагничивающий ток в относительных единицах [1. стр. 155. 9-174]

 = 5,1/23,8 = 0,22 о.е.

где:

= 5,1 А.  Намагничивающий ток

 = 23,8 А.   Значение номинального фазного тока

5) ЕДС холостого хода [1. стр. 155. 9-175]

 = 0,982 * 380 = 373,2 В

где:

 = 0,982  Коэффициент напряжения

= 380 В.  Напряжение фазы статора

6) Главное индуктивное сопротивление [1. стр. 155. 9-176]

= 373,2/5,3 = 72,55 Ом

где:

= 373,2 В. ЕДС холостого хода  

= 5,3 А.  Намагничивающий ток

7) Главное индуктивное сопротивление в относительных единицах [1. стр. 155. 9-177]

 = 72,55 * 23,8/380 = 4,55 о.е.        

где:

= 72,55 Ом. Главное индуктивное сопротивление

= 380 В.  Напряжение фазы статора

 = 23,8 А.   Значение номинального фазного тока

Активные и индуктивные сопротивления обмоток

Сопротивление обмотки статора

1) Активное сопротивление обмотки фазы при 20оС [1. стр. 158. 9-178]

 = 140 * 784,8/(57 * 1 * 3 * 1,539 * 103) = 0,447 Ом

где:

Ѡ1 = 150 витков.     Количество витков в обмотке фазы статора

 = 57 См/мкм. Удельная электрическая проводимость при 20оС

 784,8 мм.     Средняя длина витка обмотки

С = 3                        Количество элементарных проводов

S = 1,539 мм2.       Площадь поперечного сечения неизолированного провода

а1 = 1                       Количество параллельных ветвей обмотки статора

2) Активное сопротивление обмотки фазы статора при 20оС в относительных единицах

[1. стр. 158. 9-179]

= 0,447 * 23,8/380 = 0,028 о.е.

где:

 = 0,447 Ом. Активное сопротивление обмотки фазы при 20оС

= 380 В.  Напряжение фазы статора

 = 23,8 А.   Значение номинального фазного тока

3) Проверка правильности определения о.е. [1. стр. 158. 9-180]

= 3,14 * 192 * 1835 * 784,5/(114 * 104 * 3 * 380 * 23,8) = =0,028 о.е.

где:

 784,5 мм.   Средняя длина витка обмотки

D1 = 192 мм.         Диаметр расточки статора

= 380 В.            Напряжение фазы статора

 = 23,8 А.           Значение номинального фазного тока

m = 3                      Число фаз по заданию

А1J1 = 1835  А.      Уровень удельной тепловой нагрузки

4) Коэффициенты учитывающие укорочение шага [1. стр. 158. 9-181...9-184]

= 0,4 + 0,6 * 0,6 = 0,76

= 0,2 + 0,8 * 0,6 = 0,68

где:

β1 = 0,6 Принятое укорочения шага

5) Размеры частей обмоток и паза [1. стр. 158., стр. 159. табл. 9-21]  

h1 = hп1 - hш1 - hк1 - h2 - h4 = 26,2 - 0,5 - 1 - 0,6 - 0,4 = 23,7 мм

где:

hк1 = 1 мм.       Высота клина

h2 = 0,6 мм.     Высота

h4 = 0,4 мм.     Высота

hш1 = 0,5 мм.    Высота шлица по заданию

hп1 = 26,2 мм.   Высота паза

6) Коэффициент проводимости пазового рассеяния [1. стр. 158.  9-185]  

= =

= 0,64

где:

h1 = 23,7 мм.  Размеры частей обмоток и паза

hш1 = 0,5 мм.  Высота шлица по заданию

 = 0,76       Коэффициент учитывающий укорочение шага

 = 0,68         Коэффициент учитывающий укорочение шага

b2 = 14 мм.  Малая ширина паза

bш1 = 4 мм.     Ширина шлица

hк1 = 1 мм.      Высота клина              

h2 = 0,6 мм.

7) Коэффициент kД1 = 0,0043 при q1 = 5 [1. стр. 159. табл. 9-23]

8) Коэффициент, учитывающий влияние открытия пазов статора на проводимость дифференциального рассеяния [1. стр. 158.  9-188]  

 = 1 - [0,033 * 4,022/(20,1 * 1)] = 0,97

где:

bш1 = 4 мм. Ширина шлица

Ϭ = 1 мм.          Воздушный зазор

t1 = 20,1 мм.  Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора

9) Коэффициент, учитывающий влияние открытия пазов статора на проводимость дифференциального рассеяния [1. стр. 159. табл. 9-22 и стр. 160]

kр1 = 0,7       при Z2/р = 22/1 = 22 и q1 = 5

10) Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния [1. стр. 158.  9-189]  

= 0,9 * 20,1 * (5 * 0,77)2 * 0,7 * 0,97 * 0,0043/(1 * 1,15) =

 = 0,69

где:

t1 = 20,1 мм.     Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора

q1 = 5                  Количество пазов статора

Коб1 = 0,77         Обмоточный коэффициент

kр1 = 0,7             Коэффициент, учитывающий влияние открытия пазов статора на проводимость дифференциального рассеяния

= 0,97          Коэффициент, учитывающий влияние открытия пазов статора на проводимость дифференциального рассеяния

= 1,15            Общий коэффициент воздушного зазора

Ϭ = 1 мм.          Воздушный зазор

kД1 = 0,0043      Коэффициент при q1

11) Полюсное деление [1. стр. 158.  9-190]  

 = 3,14 * 192/(2*1) = 301,6 мм

где:

D1 = 192 мм.         Диаметр расточки статора      

р = 1      Количество пар полюсов

12) Коэффициент проводимости рассеяния лобовых частей [1. стр. 158.  9-191]  

 = 0,34 * (5/110) *(282,4 - 0,64 * 0,6 * 301,6) = 2,57

где:

q1 = 5                  Количество пазов статора

 = 110 мм.      Принятая длинна статора

= 282,4 мм. Средняя длина одной лобовой части катушки

= 301,6 мм.   Полюсное деление

β1 = 0,6                  Принятое укорочения шага

13) Коэффициент проводимости рассеяния обмотки статора [1. стр. 158.  9-192]  

= 0,64 + 0,69 + 2,57 = 3,9

где:

= 0,69  Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния

0,64 Коэффициент проводимости пазового рассеяния  

 = 2,57 Коэффициент проводимости рассеяния лобовых частей

14) Индуктивное сопротивление обмотки фазы [1. стр. 158.  9-193]  

= 1,58 * 50 * 110 * 1502 * 3,9/(1 * 5 * 108) = 1,53 Ом

где:

 = 50 Гц.     Частота питающей сети

 = 110 мм.   Принятая длинна статора

= 3,9          Коэффициент проводимости рассеяния обмотки статора

p = 1                Количество пар полюсов

q1 = 5               Количество пазов статора

Ѡ1 = 150        Количество витков в обмотке фазы статора

15) Индуктивное сопротивление обмотки фазы в относительных единицах

[1. стр. 158.  9-194]  

= 1,53 * 23,8/380 = 0,096 о.е.

где:

= 1,53 Ом. Индуктивное сопротивление обмотки фазы

= 380 В.     Напряжение фазы статора

 = 23,8 А.    Значение номинального фазного тока

16) Проверка правильности определения   [1. стр. 158.  9-195]  

 =

= 0,39 * (192 * 355,5)2 * 110 * 3,9 * 10-7/(3 * 380 * 23,8 * 30) = 0,096 о.е.

где:

D1 = 192 мм.       Диаметр расточки пакета статора

A1 = 355,5 А/см  Линейная нагрузка статора

 = 110 мм.        Принятая длинна статора

= 3,9               Коэффициент проводимости рассеяния обмотки статора

m = 3                     Число фаз по заданию

= 380 В.          Напряжение фазы статора

 = 23,8 А.          Значение номинального фазного тока

Z1 = 30                  Количество пазов статора

Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора с овальными закрытыми пазами

1) Активное сопротивление стержня клетки ротора при 20оС [1. стр. 160.  9-196]  

= 110/(27 * 309,3 * 103) = 1,32 * 10-5 Ом

где:

L2 = 110 мм.        Длина пакета ротора

Sст = 309,3 мм2  Площадь поперечного сечения стержня

= 27 См/мкм. Удельная электрическая проводимость алюминия при 20оС [1. стр. 161]  

2) Коэффициент приведения тока кольца к току стержня [1. стр. 160.  9-198]  

 = 2 * 3,14 * 1/22 = 0,28        

где:

Z2 = 22    Количество пазов пакета ротора

р = 1        Количество пар полюсов

3) Сопротивление короткозамыкающих колец, приведённое к току стержня

[1. стр. 160.  9-199]  

= 2 * 3,14 * 156/(27 * 22 * 1360 * 0,282 * 103) = 1,5 * 10-5 Ом

где:

= 27 См/мкм. Удельная электрическая проводимость алюминия при 20оС [1. стр. 161]  

Z2 = 22          Количество пазов пакета ротора

 = 0,28  Коэффициент приведения тока кольца к току стержня

Dкл.ср. = 156 мм.     Средний диаметр кольца литой клетки

Sкл = 1360 мм2.  Поперечное сечение кольца литой клетки

4) Центральный угол скоса пазов [1. стр. 160.  9-200]  

= 2 * 1 * 20,1 * 1/192 = 0,2 рад.

где:

р = 1                  Количество пар полюсов

βск1 = 1              Коэффициент скоса пазов

t1 = 20,1 мм.  Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора

D1 = 192 мм.    Диаметр расточки статора

5) Коэффициент скоса пазов [1. стр. 160. рис. 9-16]  

kск = 0,99

6) Коэффициент приведения сопротивления обмоток ротора к обмотке статора

[1. стр. 160.  9-201]

= = 7501

где:

kск = 0,99     Коэффициент скоса пазов

Z2 = 22          Количество пазов пакета ротора

Ѡ1 = 150      Количество витков в обмотке фазы статора

m = 3             Число фаз по заданию

Коб1 = 0,77         Обмоточный коэффициент

7) Активное сопротивление обмотки ротора при 20оС приведённое к обмотке статора

 [1. стр. 160.  9-202]

= 7501 * (1,32 * 10-5 + 1,5 * 10-5) = 0,211 Ом

где:

= 7501  Коэффициент приведения сопротивления обмоток ротора к обмотке статора

= 1,32 * 10-5 Ом. Активное сопротивление стержня клетки ротора при 20оС

= 1,5 * 10-5 Ом. Сопротивление короткозамыкающих колец, приведённое к току стержня

8) Активное сопротивление обмотки ротора при 20оС приведённое к обмотке статора в относительных единицах [1. стр. 160.  9-203]

= 0,211 * 23,8/380 = 0,0132 о.е.

где:

 = 0,211 Ом. Активное сопротивление обмотки ротора при 20оС приведённое к обмотке статора

= 380 В.            Напряжение фазы статора

 = 23,8 А.           Значение номинального фазного тока

9) Ток стержня ротора для рабочего режима [1. стр. 160.  9-204]

= = 668,1 А.

где:

Ѡ1 = 150      Количество витков в обмотке фазы статора

Коб1 = 0,77    Обмоточный коэффициент

P2 = 22 кВт.  Номинальная мощность        

= 380 В.    Напряжение фазы статора

Z2 = 22           Количество пазов пакета ротора

ŋ' = 0,91         Значение к.п.д.

cosϕ' = 0,89  Значения cosϕ'

10) Коэффициент пазового рассеяния для паза ротора [1. стр. 161.  9-206]

= = 1,72

где:

h2 = 0,3 мм.         Высота перемычки шлица паза ротора

 = 668,1 А.       Ток стержня ротора для рабочего режима

h1 = 15 мм.       Расстояние между центрами радиусов

r2 = 5,1 мм.        Меньший радиус паза

r1 = 7,3 мм.        Большой радиус паза

Sст = 309,3 мм2  Площадь поперечного сечения стержня

 = 1,5 мм.       Ширина шлица ротора

11) Полюсное деление ротора [1. стр. 161.  9-8а]

= 22/(2*3*1) = 3,67

где:
Z2 = 22           Количество пазов пакета ротора

m = 3             Число фаз по заданию

р = 1        Количество пар полюсов

12) Коэффициент дифференциального рассеяния ротора [1. стр. 160. рис. 9-17]

 = 0,007

13) Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния [1. стр. 161.  9-207]

 = 0,9 * 27,1 * (22/6*1)2 * 0,007/(1*1,15) = 2

где:

t2 = 27,1 мм.  Зубцовое деление по наружному диаметру ротора

Z2 = 22               Количество пазов пакета ротора

р = 1                   Количество пар полюсов

 0,007     Коэффициент дифференциального рассеяния ротора

= 1,15         Общий коэффициент воздушного зазора

Ϭ = 1 мм.          Воздушный зазор

14) Коэффициент проводимости рассеяния короткозамыкающих колец литой клетки ротора [1. стр. 161.  9-208]

= = 1,60

где:

Dкл.ср. = 156 мм. Средний диаметр кольца литой клетки

Z2 = 22                  Количество пазов пакета ротора

L2 = 110 мм.        Длина пакета ротора

 = 0,28           Коэффициент приведения тока кольца к току стержня

hкл = 34 мм.         Высота короткозамыкающего кольца

Lкл = 40 мм.         Длина короткозамыкающего кольца

15) Относительный скос пазов ротора, в долях зубцового деления ротора

[1. стр. 161.  9-209]        

 = 0 * 20,1/27,1 = 0

где:

βск = 0                Коэффициент скоса пазов

t1 = 20,1 мм.  Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора

t2 = 27,1 мм.  Зубцовое деление по наружному диаметру ротора

16) Коэффициент проводимости рассеяния скоса пазов [1. стр. 161.  9-210]

 = 27,1 * 02/(9,5 * 1 * 1,15 * 1,32) = 0

где:

t2 = 27,1 мм.  Зубцовое деление по наружному диаметру ротора

 = 0      Относительный скос пазов ротора, в долях зубцового деления ротора

= 1,15    Общий коэффициент воздушного зазора

Ϭ = 1 мм.     Воздушный зазор

= 1,32    Коэффициент насыщения магнитной цепи

17) Коэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора [1. стр. 161.  9-211]

 = 1,72 + 2 + 1,6 + 0 = 5,33

где:

 = 0 Коэффициент проводимости рассеяния скоса пазов

=  1,6 Коэффициент проводимости рассеяния короткозамыкающих колец литой клетки ротора

 = 2 Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния

= 1,72 Коэффициент пазового рассеяния для паза ротора

18) Индуктивное сопротивление обмотки ротора [1. стр. 161.  9-212]

 = 7,9 * 50 * 110 * 5,27 * 10-9 = 2,31 * 10-4 Ом

где:

 = 5,33            Коэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора

L2 = 110 мм.        Длина пакета ротора

 = 50 Гц.          Частота питающей сети

19) Индуктивное сопротивление обмотки ротора, приведённое к обмотке статора

[1. стр. 161.  9-213]

 = 7501 * 2,31 * 10-4 = 1,736 Ом

где:

 = 2,31 * 10-4  Ом.   Индуктивное сопротивление обмотки ротора

= 7501 Коэффициент приведения сопротивления обмоток ротора к обмотке статора

20) Индуктивное сопротивление обмотки ротора, приведённое к обмотке статора, в относительных единицах [1. стр. 161.  9-214]

 = 1,736 * 23,8/380 = 0,11 о.е.

где:
 = 1,736 Ом.  Индуктивное сопротивление обмотки ротора

= 380 В.       Напряжение фазы статора

 = 23,8 А.      Значение номинального фазного тока

21) Проверка правильности определения  [1. стр. 161.  9-215]

= 1,53/1,736 = 0,88    что находиться в допустимых пределах 0,7-1,0

где:

= 1,53 Ом. Индуктивное сопротивление обмотки фазы

 = 1,736 Ом. Индуктивное сопротивление обмотки ротора

Сопротивление обмоток преобразованной схемы замещения двигателя

1) Коэффициент рассеяния статора [1. стр. 164.  9-244]

 = 1,53/72,55 = 0,021

где:

= 1,53 Ом.     Индуктивное сопротивление обмотки фазы

= 72,55 Ом. Главное индуктивное сопротивление

2) Коэффициент сопротивления статора [1. стр. 164.  9-245]

 = 0,447 * 1,38/(1,53 + 72,55) = 0,008

где:

 = 0,447 Ом. Активное сопротивление обмотки фазы при 20оС

= 1,53 Ом. Индуктивное сопротивление обмотки фазы

= 72,55 Ом. Главное индуктивное сопротивление

= 1,38 Переводной коэффициент, согласующий расчётное значение сопротивления обмотки к рабочей температуре класса нагревостойкости "F" [1. стр. 72]

3) Активное сопротивление обмотки статора, приведённое к рабочей температуре

[1. стр. 164.  9-247]

 = 1,38 * 0,447 = 0,617 Ом

где:

= 1,38 Переводной коэффициент, согласующий расчётное значение сопротивления обмотки к рабочей температуре класса нагревостойкости "F" [1. стр. 72]

 = 0,447 Ом. Активное сопротивление обмотки фазы при 20оС

4) Индуктивное сопротивление обмотки статора, приведённое к рабочей температуре

 [1. стр. 164.  9-247]

 = 1,53 * (1 + 0,021) = 1,56 Ом

где:

= 1,53 Ом. Индуктивное сопротивление обмотки фазы

 0,021     Коэффициент рассеяния статора

5) Активное сопротивление обмотки ротора приведённое к рабочей температуре  

[1. стр. 164.  9-247]

 = 1,38 * 0,211 * (1 + 0,021)2 = 0,304 Ом

где:

 0,021       Коэффициент рассеяния статора

= 1,38 Переводной коэффициент, согласующий расчётное значение сопротивления обмотки к рабочей температуре класса нагревостойкости "F" [1. стр. 72]

 = 0,211 Ом. Активное сопротивление обмотки ротора при 20оС приведённое к обмотке статора

6) Индуктивное сопротивление обмотки статора, приведённое к рабочей температуре

[1. стр. 164.  9-247]

= 1,736 * (1 + 0,021)2 = 1,810 Ом

где:

 0,021       Коэффициент рассеяния статора

 = 1,736 Ом.  Индуктивное сопротивление обмотки ротора

Режимы холостого хода и номинальный

1) Реактивная составляющая тока статора при синхронном вращении [1. стр. 169.  9-257]

 = 380/[72,55 * (1 + 0,021) * (1 + 0,0082)] = 5,1 А

где:

= 380 В.       Напряжение фазы статора

= 72,55 Ом. Главное индуктивное сопротивление

 0,021         Коэффициент рассеяния статора

= 0,008        Коэффициент сопротивления статора

2) Электрические потери в обмотке статора при синхронном вращении [1. стр. 169.  9-258]

 = 3 * 5,12 * 0,617 * (1 + 0,0082) = 48,72 Вт

где:

m = 3                 Число фаз по заданию

 = 5,1 А.    Реактивная составляющая тока статора при синхронном вращении

 = 0,617 Ом.  Активное сопротивление обмотки статора приведённое к рабочей температуре

= 0,008        Коэффициент сопротивления статора

3) Расчётная масса зубцов статора [1. стр. 169.  9-259]

 = 7,8 * 30 * 7,3 * 26,2 * 110 * 0,97 * 10-6 = 4,772 кг

где:

Z1 = 30                Количество пазов статора

bз1 = 7,3 мм.   Ширина зубца

hп1 = 26,2 мм. Высота паза

L1 =  110 мм.     Длина пакета статора

Kc = 0,97             Коэффициент заполнения сердечника сталью

4) Магнитные потери в зубцах статора для стали 2013 [1. стр. 169.  9-260]

Рз1 = 4,4 * Bз12 * = 4,4 * 1,952 * 4,772 = 79,8 Вт

где:

Bз1 = 1,95 Тл.  Среднее значение магнитной индукции в зубцах статора

= 4,772 кг.  Расчётная масса зубцов статора

5) Масса стали спинки статора [1. стр. 169.  9-261]

= 7,8 * 3,14 * (322 - 38,8) * 38,8 * 110 * 0,97 * 10-6 = 28,711 кг

где:

DH1 = 322 мм.   Максимально возможный пакет статора

hc1 = 38,8 мм. Высота спинки статора

L1 =  110 мм.     Длина пакета статора

Kc = 0,97             Коэффициент заполнения сердечника сталью

6) Магнитные потери в спинке статора для стали 2013 [1. стр. 169.  9-254]

Рc1 = 4,4 * Bc12 * mc1 = 4,4 * 1,752 * 28,711 = 386,9 Вт

где:
Bc1 = 1,75 Тл.    Среднее значение магнитной индукции в спинке статора

mc1 = 28,711 кг.   Масса стали спинки статора

7) Суммарные магнитные потери в сердечнике статора, включающие добавочные потери в стали [1. стр. 169.  9-262]

 = = 499,9 Вт

где:

Рз1 = 79,8 Вт.   Магнитные потери в зубцах статора для стали 2013

t1 = 20,1 мм.   Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора

= 1,15          Общий коэффициент воздушного зазора

Рc1 = 386,9 Вт. Магнитные потери в спинке статора для стали 2013

9) Коэффициент при 2р=2 [1. стр. 170.  9-265]

kмх = 1,3 * (1 - 322/1000) = 0,88

где:

DH1 = 322 мм.  Максимально возможный пакет статора

8) Механические потери при степени защиты IP44 и способе охлаждения IC0141

[1. стр. 170.  9-265]

 = 0,88 * (3000/1000)2 * (322/100)4 = 852,8 Вт

где:

kмх = 0,88                 Коэффициент при 2р=2

n1 = 3000 об/мин. Частота вращения        

DH1 = 322 мм.          Максимально возможный пакет статора

9) Активная составляющая тока холостого хода [1. стр. 170.  9-267]

 = (51,6 + 499,9 + 852,8)/(3 * 380) = 1,2 А

где:

 = 51,6 Вт. Электрические потери в обмотке статора при синхронном вращении

= 499,9 Вт.     Суммарные магнитные потери в сердечнике статора

= 852,8 Вт. Механические потери

= 380 В.           Напряжение фазы статора

m = 3                     Число фаз по заданию

10) Ток холостого хода [1. стр. 170.  9-268]

 = = 5,3 А

где:

 = 1,2 А.  Активная составляющая тока холостого хода

 = 5,1 А.    Реактивная составляющая тока статора при синхронном вращении

11) Коэффициент мощности при холостом ходе [1. стр. 170.  9-270]

 = 1,2/5,4 = 0,23

где:

 = 1,2 А.  Активная составляющая тока холостого хода

= 5,4 А.      Ток холостого хода

Расчёт параметров номинального режима

1) Активное сопротивление короткого замыкания [1. стр. 170.  9-271]

 = 0,617 + 0,304 = 0,921 Ом

где:

 = 0,304 Ом. Активное сопротивление обмотки ротора приведённое к рабочей температуре  

 = 0,617 Ом.  Активное сопротивление обмотки статора приведённое к рабочей температуре

2) Индуктивне сопротивление короткого замыкания [1. стр. 170.  9-272]

 = 1,56 + 1,810 = 3,368 Ом

где:

 = 1,56 Ом. Индуктивное сопротивление обмотки статора

= 1,810 Ом.  Индуктивное сопротивление обмотки статора

3) Полное сопротивление короткого замыкания [1. стр. 170.  9-273]

 = = 3,492 Ом

где:

= 0,921 Ом.  Активное сопротивление короткого замыкания

= 3,368 Ом.  Индуктивне сопротивление короткого замыкания

4) Добавочные потери при номинальной нагрузке [1. стр. 171.  9-274]

 = 0,005 * 22 * 103/0,91 = 120,9 Вт

где:

P2 = 22 кВт. Номинальная мощность

ŋ' = 0,91       Значение КПД

5) Механическая мощность двигателя [1. стр. 171.  9-275]

 = 22 * 103 + 852,8 + 120,9 = 22974 Вт

где:

P2 = 22 кВт.          Номинальная мощность

= 852,8 Вт. Механические потери

 = 120,8 Вт.     Добавочные потери при номинальной нагрузке

6) Эквивалентное сопротивление схемы замещения [1. стр. 171.  9-270а]

 == 16,265 Ом

где:

 = 22974 Вт. Механическая мощность двигателя           m = 3    Число фаз по заданию

= 380 В.      Напряжение фазы статора

= 0,921 Ом.  Активное сопротивление короткого замыкания

 = 3,492 Ом.  Полное сопротивление короткого замыкания

7) Полное сопротивление схемы замещения [1. стр. 171.  9-276]

= = 17,513 Ом

где:

= 16,265 Ом. Эквивалентное сопротивление схемы замещения

= 0,921 Ом.  Активное сопротивление короткого замыкания

= 3,368 Ом.  Индуктивне сопротивление короткого замыкания

8) Проверка правильности расчётов и [1. стр. 171.  9-277]

 16,265/17,5132 = 0,053 Ом-1

где:
= 16,265 Ом.       Эквивалентное сопротивление схемы замещения

= 17,513 Ом.        Полное сопротивление схемы замещения

= 22974/(3 * 3802) = 0,053 Ом-1

где:

 = 22974 Вт. Механическая мощность двигателя    

= 380 В.            Напряжение фазы статора

m = 3                      Число фаз по заданию

9) Скольжение при нормальном режиме [1. стр. 171.  9-278]

= 1/(1 + 16,373/0,257) = 0,018 о.е.

где:

= 16,373 Ом.       Эквивалентное сопротивление схемы замещения

 = 0,257 Ом. Активное сопротивление обмотки ротора приведённое к рабочей

10) Активная составляющая тока статора при синхронном вращении Активная составляющая тока статора при синхронном вращении [1. стр. 171.  9-279]

= (48,72 + 499,9)/(3 * 380) = 0,48 А

где:

 = 48,72 Вт. Электрические потери в обмотке статора при синхронном вращении

 =  499,9 Вт.  Суммарные магнитные потери в сердечнике статора

= 380 В.           Напряжение фазы статора                 m = 3      Число фаз по заданию

11) Ток ротора [1. стр. 171.  9-280]

= 380/17,513 = 21,7 А

где:

= 380 В.       Напряжение фазы статора

= 17,513 Ом. Полное сопротивление схемы замещения

12) Активная составляющая тока статора [1. стр. 171.  9-281]

 = = 21,8 А

где:

= 0,48 А.     Активная составляющая тока статора при синхронном вращении

= 21,7 А.     Ток ротора

= 16,265 Ом. Эквивалентное сопротивление схемы замещения

= 0,921 Ом.  Активное сопротивление короткого замыкания

= 17,513 Ом.  Полное сопротивление схемы замещения

= 0,008         Коэффициент сопротивления статора

= 3,368 Ом.   Индуктивное сопротивление короткого замыкания

12) Реактивная составляющая тока статора [1. стр. 171.  9-282]

 = = 8,9 А

где:

 = 5,1 А.    Реактивная составляющая тока статора при синхронном вращении

= 21,7 А.     Ток ротора

= 3,368 Ом.   Индуктивное сопротивление короткого замыкания

= 17,513 Ом.  Полное сопротивление схемы замещения

= 0,008         Коэффициент сопротивления статора

= 16,265 Ом. Эквивалентное сопротивление схемы замещения

= 0,921 Ом.  Активное сопротивление короткого замыкания

13) Фазный ток [1. стр. 171.  9-283]

= = 23,6 А.

где:

= 21,8 А. Активная составляющая тока статора

= 8,9 А.  Реактивная составляющая тока статора

14) Коэффициент мощности при номинальном режиме [1. стр. 171.  9-284]

= 21,8/23,6 = 0,93

где:

= 21,8 А. Активная составляющая тока статора

= 23,6 А.  Фазный ток

15) Линейная нагрузка статора [1. стр. 171.  9-285]

= 10 * 23,6 * 30/(1 * 20,1) = 352,2 А/см

где:

= 23,6 А.  Фазный ток

Nn1 = 30          Количество эффективных проводников в пазу

а1 = 1                       Количество параллельных ветвей обмотки статора

t1 = 20,1 мм.   Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора

16) Плотность тока в обмотке статора [1. стр. 132.  9-39]

 J1 = /с * S * a1 = 23,6/3 * 1,539 * 1 = 5,11 А/мм2

где:

= 23,6 А.        Фазный ток

С = 3                   Количество элементарных проводов

S = 1,539 мм2.  Площадь поперечного сечения провода

а1 = 1                  Количество параллельных ветвей обмотки статора

17) Линейная нагрузка ротора [1. стр. 171.  9-286]

 =

= 351,9 * 21,6 * (1 + 0,022) * * 0,77/(23,6 * 1 * 0,99) = 258,4 А/см

где:

= 352,2 А/см. Линейная нагрузка статора

= 21,7 А.            Ток ротора

 0,021               Коэффициент рассеяния статора

= 0,008                Коэффициент сопротивления статора

= 23,6 А.            Фазный ток

kоб2 = 1                Обмоточный коэффициент для короткозамкнутого ротора [1. стр. 171]

Коб1 = 0,77             Обмоточный коэффициент

kск = 0,99                       Коэффициент скоса пазов

18) Ток в стержне короткозамкнутого ротора [1. стр. 171.  9-287]

 =

= 21,6 * 2*3 * 150 * 0,77 * (1 + 0,021) * /(22 * 0,99) = 708,6 А

где:

= 21,6 А.  Ток ротора              m = 3     Число фаз по заданию

Ѡ1 = 150         Количество витков в обмотке фазы статора

Коб1 = 0,77    Обмоточный коэффициент

 0,021      Коэффициент рассеяния статора

= 0,008        Коэффициент сопротивления статора

Z2 = 22              Количество пазов пакета ротора

kск = 0,99               Коэффициент скоса пазов

19) Плотность тока в стержне короткозамкнутого ротора [1. стр. 171.  9-288]

 = 708,6/309,3 = 2,29 А/мм2

где:

 = 708,6 А.  Ток в стержне короткозамкнутого ротора

Sст = 309,3 мм2  Площадь поперечного сечения стержня

20) Ток в короткозамыкающем кольце [1. стр. 171.  9-289]

= 706,7/0,28 = 2489,5 А

где:

 = 708,6 А.  Ток в стержне короткозамкнутого ротора

 = 0,28  Коэффициент приведения тока кольца к току стержня

21) Электрические потери в обмотке статора [1. стр. 171.  9-294]

РМ1 = m * 2* = 3 * 23,62 * 0,617 = 1031,6 Вт

где:

m = 3                   Число фаз по заданию

= 23,6 А.         Фазный ток

 = 0,617 Ом.  Активное сопротивление обмотки статора приведённое к рабочей температуре

22) Электрические потери в обмотке ротора [1. стр. 171.  9-295]

РМ2 = m * 2 *  = 3 * 21,62 * 0,257 = 429 Вт

где:

m = 3                     Число фаз по заданию

= 21,7 А.        Ток ротора              

 = 0,304 Ом.  Активное сопротивление обмотки ротора приведённое к рабочей температуре  

23) Суммарные потери в электродвигателе [1. стр. 172.  9-296]

= 1031,6 + 429 + 499,9 + 852,8 + 120,9 = 2934,3 Вт

где:

РМ1 = 1031,6 Вт.  Электрические потери в обмотке статора

РМ2 = 429 Вт. Электрические потери в обмотке ротора

 =  499,9 Вт.  Суммарные магнитные потери в сердечнике статора

= 852,8 Вт. Механические потери

 = 120,9 Вт.     Добавочные потери при номинальной нагрузке

24) Проводимая мощность [1. стр. 172.  9-297]

= 22 * 103 + 2934,3 = 24934,3 Вт

где:

P2 = 22 кВт.          Номинальная мощность

= 2934,3 Вт. Суммарные потери в электродвигателе

25) Коэффициент полезного действия [1. стр. 172.  9-298]

= (1 – 2934,3/24934,3) * 100 = 88,2 %

где:

= 2934,3Вт.   Суммарные потери в электродвигателе

 = 24934,3 Вт. Проводимая мощность

26) Проверка (с точностью до порядка округления) [1. стр. 172.  9-299]

 = 3 * 21,8 * 380 = 24899,1 Вт

где:

m = 3              Число фаз по заданию

= 21,8 А.  Активная составляющая тока статора

= 380 В.   Напряжение фазы статора

27) Мощность на валу электродвигателя [1. стр. 172.  9-300]

 = 3 * 23,6 * 380 * 88,2/100 * 0,93 = 22000 Вт

где:

m = 3             Число фаз по заданию

= 23,6 А.   Фазный ток

= 380 В.   Напряжение фазы статора

= 88,2 %       Коэффициент полезного действия

= 0,93 Коэффициент мощности при номинальном режиме

Рабочие характеристики

Расчёт рабочих характеристик провожу аналитическим способом аналогично расчёту подраздела 8. При расчёте РД для всех промежуточных значений мощности двигателя принимаю КПД равным ŋ' для номинального значения Р2 [1. стр. 177]

Данные и результаты расчёта сведены в таблицу 1.

Таблица 1. Расчёт рабочих характеристик электродвигателя.

Максимальный момент

1) Переменная часть коэффициента статора [1. стр. 179.  9-305]

= (3 * 1/(14 + 4) + 0,5/4) * 0,68 = 0,2

где:

hк1 = 1 мм.      Высота клина

b2 = 14 мм.   Малая ширина паза

bш1 = 4 мм.  Ширина шлица

hш1 = 0,5 мм.    Высота шлица паза статора

= 0,68                Коэффициент учитывающий укорочение шага

2) Составляющая коэффициента проводимости рассеяния статора, зависящая от насыщения [1. стр. 179.  9-308]

 = 0,2 + 0,69 = 0,89

где:

 = 0,2 Переменная часть коэффициента статора

 = 0,69    Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния

3) Переменная часть коэффициента ротора [1. стр. 179.  9-310]

 = 1,12 * 0,3 * 103/688,1 = 0,49

где:

h2 = 0,3 мм.          Высота перемычки шлица паза ротора

 = 688,1 А.       Ток стержня ротора для рабочего режима

4) Составляющая коэффициента проводимости рассеяния ротора, зависящая от насыщения [1. стр. 179.  9-314]

 = 0,49 + 2 = 2,49

где:

 = 0,49    Переменная часть коэффициента ротора

 = 2        Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния

5) Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя, зависящее от насыщения

 [1. стр. 179.  9-315]

= 1,56 * 0,89/3,9 + 1,810 * 2,49/5,33 = 1,202 Ом

где:

 = 1,56 Ом.   Индуктивное сопротивление обмотки статора

 = 0,89       Составляющая коэффициента проводимости рассеяния статора

= 3,9             Коэффициент проводимости рассеяния обмотки статора

= 1,810 Ом.  Индуктивное сопротивление обмотки статора

 = 2,49       Составляющая коэффициента проводимости рассеяния ротора

 = 5,33           Коэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора

6) Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя, не зависящее от насыщения

[1. стр. 179.  9-316]

 = 1,56 * (3,9 – 0,89)/3,9 + 1,810 * (5,33 - 2,49)/5,33 = = 2,166 Ом

где:

 = 1,56 Ом.   Индуктивное сопротивление обмотки статора

= 3,9            Коэффициент проводимости рассеяния обмотки статора

 = 0,89      Составляющая коэффициента проводимости рассеяния статора

= 1,810 Ом.  Индуктивное сопротивление обмотки статора

 = 2,49       Составляющая коэффициента проводимости рассеяния ротора

 = 5,33           Коэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора

7) Ток ротора, соответствующий максимальному моменту [1. стр. 180.  9-322]

 = 77,8 А

где:

= 380 В.        Напряжение фазы статора

 = 0,617 Ом.  Активное сопротивление обмотки статора

 = 2,166 Ом. Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя

= 1,202 Ом. Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя, зависящее от насыщения

Ϭ = 1 мм.      Воздушный зазор

а1 = 1              Количество параллельных ветвей обмотки статора

Nn1 = 30         Количество эффективных проводников в пазу

8) Полное сопротивление схемы замещения при максимальном моменте

[1. стр. 180.  9-323]

 = 380/77,8 = 4,884 Ом

где:

= 380 В.        Напряжение фазы статора

 = 77,8 А.  Ток ротора, соответствующий максимальному моменту

9) Полное сопротивление схемы замещения при бесконечно большом скольжении

[1. стр. 180.  9-324]

= = 3,277 Ом

где:

 = 0,617 Ом. Активное сопротивление обмотки статора

= 4,884 Ом.   Полное сопротивление схемы замещения при максимальном моменте

10) Эквивалентное сопротивление схемы замещения при максимальном моменте

[1. стр. 180.  9-325]

 = 3,277 + 0,617 = 3,894 Ом

где:

= 3,277 Ом. Полное сопротивление схемы замещения

 = 0,617 Ом. Активное сопротивление обмотки статора

11) Кратность максимального момента [1. стр. 180.  9-326]

 =

где:

= 380 В.      Напряжение фазы статора

m = 3                Число фаз по заданию

= 3,894 Ом. Эквивалентное сопротивление схемы замещения

= 0,018 о.е. Скольжение при нормальном режиме

P2 = 22 кВт.      Номинальная мощность

12) Скольжение при максимальном моменте [1. стр. 180.  9-327]

= 0,257 /3,016 = 0,093 О.е.

где:

 = 0,304 Ом.  Активное сопротивление обмотки ротора

= 3,227 Ом. Полное сопротивление схемы замещения

Начальный пусковой ток и пусковой момент

1) Высота стержня ротора [1. стр. 183. 9-331]

hст =  hп2 - h2 - hш2 = 28 – 0,3 – 0,7 = 27 мм

где:

hш2 = 0,7 мм.  Высота шлица паза ротора [1. стр. 142]

hп2 = 28 мм.    Высота паза

h2 = 0,3 мм.    Высота перемычки шлица паза ротора

2) Приведённая высота стержня ротора [1. стр. 183. 9-329]

 = 0,0735 * hст *  = 0,0735 * 27 *  = 1,8

где:

hст = 27 мм. Высота стержня ротора

= 1,22      Переводной коэффициент, согласующий расчётное значение сопротивления обмотки к рабочей температуре класса нагревостойкости "F"

S = 1              Скольжение при пуске

3) Коэффициент  [1. стр. 183. рис. 9-23]

 = 1,7

4) Расчётная глубина проникновения тока в стержень [1. стр. 183. 9-332]

= 27/(1 + 1,7) = 10 мм

где:

hст = 27 мм. Высота стержня ротора    

 = 1,7       Коэффициент

5) Ширина стержня на расчётной глубине проникновении тока [1. стр. 183. 9-333]

 =  = 13,7 мм

где:

r1 = 7,3 мм.    Большой радиус паза

r2 = 5,1 мм.    Меньший радиус паза

h1 = 15 мм.   Расстояние между центрами радиусов

 = 10 мм. Расчётная глубина проникновения тока в стержень

6) Площадь поперечного сечения стержня при расчётной глубине проникновения тока

[1. стр. 183. 9-335]

 = = 121,4 мм2

где:

r1 = 7,3 мм.    Большой радиус паза

 = 10 мм. Расчётная глубина проникновения тока в стержень

 = 13,7 мм. Ширина стержня на расчётной глубине проникновении тока

7) Коэффициент вытеснения тока [1. стр. 184. 9-337]

 = 309,3/215,4 = 2,55

где:

Sст = 309,3 мм2 Площадь поперечного сечения стержня

 =  121,4 мм2   Площадь поперечного сечения стержня при расчётной глубине проникновения тока

8) Активное сопротивление стержня клетки для пускового режима [1. стр. 184. 9-338]

 = 1,32 * 10-5 * 1,44 = 3,36 * 10-5 Ом

где:

= 1,32 * 10-5 Ом. Активное сопротивление стержня клетки ротора при 20оС

 = 2,55                 Коэффициент вытеснения тока

9) Активное сопротивление обмотки ротора приведённое к обмотке статора

[1. стр. 184. 9-339]

 = 7501 * (3,36 * 10-5 + 1,5 * 10-5) = 0,364   Ом

где:

= 7501  Коэффициент приведения сопротивления обмоток ротора к обмотке статора

 = 3,36 * 10-5 Ом. Активное сопротивление стержня клетки для пускового режима

= 1,5 * 10-5 Ом.     Сопротивление короткозамыкающих колец 

10) Коэффициент [1. стр. 183. рис. 9-23]

 = 0,6

11) Коэффициент проводимости рассеяния паза ротора при пуске [1. стр. 184. 9-341]

 =  = 1,29

где:

h2 = 0,3 мм.         Высота перемычки шлица паза ротора

 = 688,1 А.       Ток стержня ротора для рабочего режима

h1 = 15 мм.       Расстояние между центрами радиусов

r1 = 7,3 мм.        Большой радиус паза

r2 = 5,1 мм.        Меньший радиус паза

Sст = 309,3 мм2  Площадь поперечного сечения стержня

 = 1,5 мм.       Ширина шлица ротора

 0,6                 Коэффициент

12) Коэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора при пуске [1. стр. 184. 9-342]

 = 1,51 + 2 + 1,6 + 0 = 4,9

где:

 = 1,29 Коэффициент проводимости рассеяния паза ротора при пуске

= 2        Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния

= 1,6 Коэффициент проводимости рассеяния короткозамыкающих колец литой клетки ротора

 = 0 Коэффициент проводимости рассеяния скоса пазов

13) Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя при пуске, зависящее от насыщения

[1. стр. 184. 9-343]

 = = 1,276

где:

 = 1,56 Ом.   Индуктивное сопротивление обмотки статора

= 1,810 Ом.  Индуктивное сопротивление обмотки статора

= 3,9             Коэффициент проводимости рассеяния обмотки статора

= 0,89         Переменная часть коэффициента статора

 = 2,49       Составляющая коэффициента проводимости рассеяния ротора

 = 4,9      Коэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора

14) Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя при пуске, не зависящее от насыщения [1. стр. 184. 9-344]

 = = 2,093 Ом

где:

 = 1,56 Ом.   Индуктивное сопротивление обмотки статора

= 1,810 Ом.  Индуктивное сопротивление обмотки статора

= 3,9             Коэффициент проводимости рассеяния обмотки статора

= 0,89         Переменная часть коэффициента статора

 = 2,49       Составляющая коэффициента проводимости рассеяния ротора

 = 4,9      Коэффициент проводимости рассеяния обмотки ротора

15) Активное сопротивление короткого замыкания при пуске [1. стр. 184. 9-345]

=  = 1,150 Ом

где:

= 0,008         Коэффициент сопротивления статора

 0,021          Коэффициент рассеяния статора

= 1,22          Переводной коэффициент, согласующий расчётное значение сопротивления обмотки к рабочей температуре класса нагревостойкости

 = 0,364 Ом. Активное сопротивление обмотки ротора приведённое к обмотке статора

 = 0,617 Ом.    Активное сопротивление обмотки статора

16) Ток ротора при пуске двигателя [1. стр. 186. 9-369] =  = 125,5 А

где:

= 380 В.           Напряжение фазы статора

 = 1,088 Ом.   Активное сопротивление короткого замыкания при пуске

 = 2,093 Ом. Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя при пуске, не зависящее от насыщения

 = 1,276 Ом.  Индуктивное сопротивление рассеяния двигателя при пуске, зависящее от насыщения

Ϭ = 1 мм.              Воздушный зазор

а1 = 1                     Количество параллельных ветвей обмотки статора

Nn1 = 30                Количество эффективных проводников в пазу

17) Полное сопротивление схемы замещения при пуске с учётом вытеснения тока и насыщения потоков путей рассеяния [1. стр. 186. 9-370]

 = 380/125,5 = 3,029 Ом

где:

= 380 В.           Напряжение фазы статора

 = 125,5 А. Ток ротора при пуске двигателя

18) Индуктивное сопротивление схемы замещения при пуске[1. стр. 186. 9-371]

 =  = 2,827 Ом

где:

 = 3,029 Ом. Полное сопротивление схемы замещения при пуске с учётом вытеснения тока и насыщения потоков путей рассеяния

 = 1,088 Ом.   Активное сопротивление короткого замыкания при пуске

18) Активная составляющая тока статора при пуске [1. стр. 186. 9-372]

 =  = 47,5 А

где:

= 0,48 А.     Активная составляющая тока статора при синхронном вращении

 = 125,5 А. Ток ротора при пуске двигателя

 = 1,088 Ом.   Активное сопротивление короткого замыкания при пуске

 = 3,029 Ом. Полное сопротивление схемы замещения при пуске с учётом вытеснения тока и насыщения потоков путей рассеяния

 = 2,827 Ом. Индуктивное сопротивление схемы замещения при пуске

= 0,008         Коэффициент сопротивления статора

19) Реактивная составляющая тока статора при пуске [1. стр. 186. 9-373]

 =  = 121,5 А

где:

 = 5,1 А.    Реактивная составляющая тока статора при синхронном вращении

 = 125,5 А. Ток ротора при пуске двигателя

 = 1,088 Ом.   Активное сопротивление короткого замыкания при пуске

 = 3,029 Ом. Полное сопротивление схемы замещения при пуске с учётом вытеснения тока и насыщения потоков путей рассеяния

 = 2,827 Ом. Индуктивное сопротивление схемы замещения при пуске

= 0,008         Коэффициент сопротивления статора

20) Фазный ток статора при припуске [1. стр. 186. 9-374]

 =  = 130,4 А

где:

 = 47,5 А.   Активная составляющая тока статора при пуске

 = 121,5 А. Реактивная составляющая тока статора при пуске

21) Кратность начального пускового тока [1. стр. 186. 9-375]

= 130,4/23,6 = 5,53

где:

 = 130,4 А. Фазный ток статора при припуске

= 23,6 А.  Фазный ток

22) Активное сопротивление ротора при пуске, приведённое к статору при рабочей температуре [1. стр. 186. 9-376]

= = 0,524 Ом

где:

 = 0,364 Ом. Активное сопротивление обмотки ротора приведённое к обмотке статора

= 0,008         Коэффициент сопротивления статора

 0,021          Коэффициент рассеяния статора

= 1,38          Переводной коэффициент, согласующий расчётное значение

23) Кратность начального пускового момента [1. стр. 186. 9-377]

 = = 1,1

где:

m = 3                          Число фаз по заданию

 = 125,5 А.        Ток ротора при пуске двигателя

 = 0,524 Ом.           Активное сопротивление ротора при пуске, приведённое к статору при рабочей температуре

= 0,018 о.е.            Скольжение при нормальном режиме

Р2 = 22 кВт.                Номинальная отдаваемая мощность по заданию

Тепловой расчёт

1) Потери в обмотке статора при максимальной допускаемой температуре

 [1. стр. 188. 9-378]

 = 3 * 23,62 * 1,48 * 0,617 = 1526,82 Вт

где:

m = 3                Число фаз по заданию

= 23,6 А.     Фазный ток

= 1,48           Переводной коэффициент для теплового расчёта

 = 0,617 Ом.    Активное сопротивление обмотки статора

2) Условная внутренняя поверхность охлаждения активной части статора

[1. стр. 188. 9-379]

= * 192 * 110 = 66350,44 мм2

где:

L1 =  110 мм.  Длина пакета статора

D1 = 192 мм.  Диаметр расточки пакета статора

3) Условный периметр поперечного сечения паза [1. стр. 188. 9-380]

 = 2 * 22,16 + 16,66 + 13,07 = 84,74 мм

где:

b1 = 18,3 мм.   Большая ширина паза

b2 = 14 мм.   Малая ширина паза

hп1 = 26,2 мм. Высота паза

4) Условная поверхность охлаждения пазов [1. стр. 188. 9-382]

= 30 * 84,74 * 110 = 279633,42 мм2

где:

L1 =  110 мм.    Длина пакета статора

= 84,74 мм. Условный периметр поперечного сечения паза

Z1 = 30                Количество пазов статора

5) Условная поверхность охлаждения лобовых частей [1. стр. 188. 9-383]

= 4 *  * 192 * 65,5 = 158113,77 мм2

где:

D1 = 192 мм.  Диаметр расточки пакета статора

= 65,5 мм. Длина вылета лобовой части обмотки