1   2   3
Ім'я файлу: Курсовий 3 курс.docx
Розширення: docx
Розмір: 601кб.
Дата: 25.01.2021
скачати

2.7 Розміри елементів обмотки статора

Середній зубцевий (або пазовий) крок статора,

мм.

Середня ширина котушки обмотки статора,

мм.

Середня довжина однієї лобової частини котушки,

мм.

Середня довжина витка обмотки,

мм.

Довжина вильоту лобової частини обмотки:

мм.

2.8 Проектування ротора

Основною ознакою ротора проектованого двигуна є те, що він є короткозамкненим, причому короткозамкнена обмотка ротора зазвичай відливається з алюмінію.

2.8.1 Повітряний проміжок між осердям статора і осердям ротора.

Довжина повітряного проміжку має істотний вплив на розміри і характеристики асинхронного двигуна, що властиво і іншим електричним машинам.

При зменшенні проміжку зменшується МРС обмотки статора (зменшуються струм неробочого ходу, переріз провідників і втрати потужності в ній) і збільшується коефіцієнт потужності. З іншого боку, при зменшенні проміжку збільшуються амплітуди вищих просторових гармонік магнітного поля в проміжку, що, в свою чергу, приводить до збільшення додаткових втрат, додаткових (паразитних) моментів і магнітного шуму машини. Надмірне зменшення проміжку потрібує якісніших обробки і складання деталей і вузлів машини з метою забезпечення концентричності поверхні розточування статора і зовнішньої поверхні осердя ротора.

Довжина повітряного проміжку обирається по табл. 2.9, δ =0,25 мм.

2.8.2 Зовнішній діаметр ротора , мм,

мм.

2.8.3 Довжина пакету осердя ротора lr мм, приймається такою самою, як і у осердя статора: мм.

2.8.4 Кількість пазів короткозамкненого ротора

Кількість пазів статора і ротора залежить від кількості полюсів і від діаметра осердя, а значить, і від висоти осі обертання. Вибір співвідношення кількості пазів статора (Qs) і кількості пазів ротора (Qr) повинен проводитися з урахуванням багатьох параметрів двигуна, табл. 2.10. Таким чином, за даними табл. 2.10 і табл. 2.11 треба вибрати конкретну кількість пазів ротора Qr для проектованого двигуна.

Приймаємо Qr = 34;пази ротора виконуються зі скосом.

2.8.5 Форма паза ротора

У двигунах загального призначення з висотою осі обертання h  250 мм звичайно застосовують напівзакриті пази ротора трапецеїдальної овальної форми, які показано на рис. 2.8. Радіуси rr1і rr2вибирають так, щоб ширина основної частини зубців впродовж висоти hr2була однаковою.

Попереднє значення висоти паза обирається по рис. 2.9, мм.

2.8.6 Внутрішній діаметр осердя ротора,

мм.

Для подальших розрахунків приймаємо мм.



Рисунок 2.8 – Зубцево-пазова структура короткозамкненого ротора

2.8.7 Рекомендована розрахункова висота спинки ротора визначається за емпіричними формулами:

при h≤ 63 мм і 2р=2 hyr = 0,49·dr - hr,

при h≤ 63 мм і 2р≥4 hyr = 0,4·dr - hr,

при h≥ 71 мм і 2р=2 hyr = 0,58·dr - hr,

при h≥ 71 мм і 2р≥4 hyr = 0,38·dr - hr,

але у підсумку треба узгодити значення dri і hyr, зважаючи на співвідношення



мм,

2.8.8 Магнітна індукція в спинці ротора обирається згідно рекомендаціям табл. 2.12.



2.8.9 Зубцевий крок ротора,

мм.

2.8.10 Магнітна індукція в зубцях ротора Btr, обиралася по табл. 2.6, Btr= 1,6 Тл.

2.8.11 Ширина зубця ротора,

мм.

2.8.12 Розміри напівзакритого паза ротора:

1) висота і ширина шліца

hr1 = 0,75 мм; br1 = 1,5 мм;

2) більший і менший радіуси,

мм;

мм;

3) відстань між центрами дуг радіусів rr1і rr2,

мм;

4) площа поперечного перерізу паза (і одночасно стрижня ), мм2



.

Радіуси rr1і rr2визначені, виходячи з умови, що btr=const. Перевірку правильності їх визначення здійснюють за допомогою виразу



.

2.8.13 Розміри короткозамикаючого кільця литої алюмінієвої клітки, рис. 2.10:



Рисунок 2.10 – Переріз короткозамикаючого кільця литої алюмінієвої клітки

1) поперечний переріз кільця,

мм2;

2) висота кільця,

мм;

3) довжина кільця,

мм;

4) середній діаметр кільця,

мм;

2.9 Перевірочний розрахунок

Вихідними даними до перевірочного розрахунку є значення величин, які отримані при виборі головних розмірів, проектуванні статора і ротора.

2.9.1 Розрахунок магнітного кола

Мета розрахунку – визначення магніторушійної сили (МРС) і струму обмотки статора при неробочому ході для забезпечення намагнічування двигуна – створення необхідного магнітного поля. Оскільки магнітне коло асинхронної машини симетричне, можна обмежуватися розрахунком МРС на один полюс. При цьому магнітне коло розбивається на ряд ділянок: повітряний проміжок, зубці статора, спинка статора, зубці ротора і спинка ротора. При розрахунку приймається допущення, що в межах кожної ділянки магнітна індукція розподілена рівномірно і при цьому розрахунок на ділянках ведеться по умовній середній довжині силової лінії.

Розрахунок магнітного кола АД проводиться в наступному порядку.

1) Коефіцієнт повітряного проміжку
,
(2.14)

де і – коефіцієнти, які враховують зубастість статора і ротора:

;

.

Підставляємо отримані значення у (2.14): .

2) Магнітна напруга повітряного проміжку,

А.

3) Напруженість магнітного поля в зубцях статора Hts, обирається по табл. 2.6, Hts = 16,2 А/см.

4) Середня довжина шляху магнітного потоку в зубці статора,

мм.

5) Магнітна напруга зубців статора,

А.

6) Напруженість магнітного поля в спинці статора Нуs, обирається по табл. 2.12, Нуs = 9,4 А/см.

7) Середня довжина шляху магнітного потоку в спинці статора,

мм.

8) Магнітна напруга спинки статора,

А.

9) Напруженість магнітного поля в зубцях ротора , обирається по табл. 2.6, А/см.

10) Середня довжина шляху магнітного потоку в зубці ротора,

мм.

11) Магнітна напруга зубців ротора,

А.

12) Напруженість магнітного поля в спинці ротора Нyr, обирається по табл. 2.12, Нyr = 2,8 А/см.

13) Середня довжина шляху магнітного потоку в спинці ротора,

мм.

14) Магнітна напруга спинки ротора,

А.

15) МРС обмотки статора на один полюс, А,



16) Коефіцієнт насичення магнітного кола

.

17) Реактивна складова намагнічувального струму статора,

А;

у відносних одиницях

.

18) Головний індуктивний опір,

Ом,

де В;

у відносних одиницях

.

2.9.2 Визначення активних і індуктивних опорів обмоток двигуна.

2.9.2.1 Визначення активних і індуктивних опорів як параметрів схеми заміщення необхідне для розрахунку режимів неробочого ходу і навантаження, а також робочих і пускових характеристик двигуна.

Активні опори обмоток, Ом, розраховуються для температури a=20С

,

де – питомий електричний опір провідника при температурі 20С.

Питомі опори при базовій температурі θa=20°С приймаються такі: для міді Ом·мкм, для алюмінію Ом·мкм, табл. 2.13.

– довжина провідника, м;

– площа перерізу провідника, мм2.

Потім активні опори приводять до стандартної робочої – розрахункової температури шляхом множення на температурний коефіцієнт kθ.

Приймаємо розрахункові температури для класу ізоляції F:

- допустима температура нагрівостійкості: 155С;

- розрахункова температура для активних опорів: 115С;

- температурний коефіцієнт для міді = 1,38;

- температурний коефіцієнт для литого алюмінію = 1,41.

2.9.2.2 Активний опір фазної обмотки статора при 20С,

Ом.

2.9.2.3 Активний опір обмотки статора, приведений до робочої температури,



2.9.2.4 Активний опір обмотки ротора

1) Активний опір стрижня клітки ротора,

.

2) Коефіцієнт зведення струму короткозамикаючого кільця до струму стрижня ротора

.

3) Опір короткозамкнених кілець, зведений до струму стрижня,



4) Центральний кут скосу пазів,




,
(2.15)

де – відносний скіс пазів ротора в частках зубцового кроку статора, обирається за [4], =1.

5) Центральний кут скосу пазів ротора, ел. рад



де βsq - відносний скіс пазів ротора в частках зубцового кроку статора



а ширина дуги скосу в АД при h ≤ 160 мм береться рівною одному зубцевому кроку статора bsq= τs.

6) Коефіцієнт скосу пазів ротора Ksq вибирається за рис. 2.11 залежно від αsq. Обираємо Кsq = 0,97.

7) Коефіцієнт зведення опору обмотки ротора до обмотки статора

.

8) Зведений активний опір обмотки ротора при 20С,

Ом.

9) Зведений активний опір обмотки ротора при робочій температурі, 

Ом.

2.9.2.5 Індуктивний опір фази обмотки статора

1) Коефіцієнт провідності пазового розсіяння:

(2.16)

де , , - визначаються з рис. 2.12:

мм, мм,  мм.

значення у (2.16):

.

2) Коефіцієнт провідності диференціального розсіяння
,
(2.17)

де – коефіцієнт, що враховує вплив відкриття пазів статора, за

;

− коефіцієнт диференціального розсіяння статора, приймаємо по табл. 2.14. ;

− коефіцієнт, що враховує демпфувальну дію струмів, наведених в короткозамкненій обмотці ротора вищими гармоніками поля статора, визначається за табл. 2.15. .

3) Коефіцієнт провідності розсіяння лобових частин обмотки статора
,
(2.18)

де τs- полюсний крок двигуна по розточці статора, мм

;

βQ − скорочення кроку обмотки статора. При одношаровій обмотці з діаметральним кроком .

Підставляємо отримані значення у (2.18)

.

4) Сумарний коефіцієнт провідності розсіяння обмотки статора

.

5) Індуктивний опір розсіяння фази обмотки статора,

Ом.

2.9.2.6 Індуктивний опір обмотки ротора.

1) коефіцієнт провідності пазового розсіяння для овального напівзакритого паза

.

2) Кількість пазів ротора на полюс і фазу статора

.

3) Коефіцієнт провідності диференціального розсіяння
,
(2.19)

де - коефіцієнт диференціального розсіяння ротора, обираємо з рис. 2.13. Вибираємо =0,015.

Підставляємо отримані значення у (2.19):

.

4) Коефіцієнт провідності розсіяння короткозамикаючих кілець:

.

5) Коефіцієнт провідності розсіяння скосу пазів:
,
(2.20)

де – відносний скіс пазів ротора в частках зубцового кроку ротора

.

Підставляємо отримані значення у (2.20)

.

6) Сумарний коефіцієнт провідності розсіяння обмотки ротора,

.

7) Індуктивний опір обмотки ротора,

Ом.

8) Зведений індуктивний опір обмотки ротора,

Ом.

2.9.2.7 Опори обмоток приведеної Г-образної схеми заміщення з винесеним намагнічуючим контуром (рис. 2.13).

1) Коефіцієнт розсіяння статора: .

2) Коефіцієнт опору статора: .

3) Приведені опори обмоток: Ом;

Ом;

Ом;

Ом.

1   2   3

скачати

© Усі права захищені
написати до нас