Конструирование электрических машин

е. (3.98)Коэффициент мощности при холостом ходе:(3.99)4 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И ПОСТРОЕНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИКРасчет рабочих характеристик:Ом(4.1)(4.2)Ом(4.3)(4.4)=3,5110-3рад=0,201°(4.5)т.к. γ<10, то расчет производим по приближенным формулам:(4.6) А(4.7)а'=с12=1,0232=1,046b'=0а=с1r1=1,0230,027=0,028(4.8)b= с1(х1+с1х'2)=1,023(0,134+1,0230,162)=0,31(4.9)Потери, не изменяющиеся при изменении скольжения:Рст+Рмех=Рст+Рмех(4.10)Рст+Рмех=1288,67+646=1935 Вт(4.11)(4.12)Критическое скольжение:(4.13)(4.14)А(4.15)Предварительно принимаем номинальное скольжение sном=r'2*=0,029Р2ном=75 кВт;U1ном=220/380 В;2р=6;I1ном=131.4 А;I'2ном=400 А;I0а=1,83АI0p=Iμ=36,06 Ах1=0,134х'2=0,162r1=0,027r'2=0,039sном=0,0141Рабочие характеристики асинхронного двигателя№П№пРасчетная формулаЕд. измер.Скольжение, S0,0040,0080,0120,0160,020,0240,026S ном>S ном11Ом10,205,103,402,552,041,701,571,410,2022Ом10,235,133,432,582,071,731,601,430,2333Ом0,310,310,310,310,310,310,310,310,3144Ом10,235,143,442,602,091,761,631,470,3955А21,5042,8363,9384,74105,22125,33135,23149,88568,2166о.е.1,001,001,000,990,990,980,980,980,6077о.е.0,030,060,090,120,150,180,190,210,8088А23,3244,5865,5085,96105,89125,19134,59148,33342,2699А2,484,417,5911,9517,4323,9627,6033,49456,77110А23,4544,8065,9386,79107,31127,46137,39152,07570,77111А22,0043,8165,4086,69107,64128,21138,34153,33581,28112кВт15,4829,5743,5257,2870,8384,1390,68100,36376,71113кВт0,160,571,232,123,254,585,326,5291,87114кВт0,020,080,180,310,480,680,790,9713,89115кВт0,010,030,040,050,060,080,080,090,35115кВт0,080,150,220,290,350,420,450,501,88117кВт1,191,742,583,705,076,687,579,01108,91118кВт14,2927,8240,9353,5965,7677,4583,1191,36267,80119о.е.0,920,940,940,940,930,920,920,910,71220о.е.0,991,000,990,990,990,980,980,980,60Рисунок 4.1 – Рабочие характеристики двигателя5 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТПревышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя:0С(5.1)где k=0,2Вт,(5.2)где из расчета рабочих характеристик находим при номинальном напряжении Рэ1=6520 Вт.По рис. 5.1 определяем α1=125 Вт/м20СРисунок 5.1 – Среднее значение коэффициента теплоотдачи с поверхностиДля обмоток с изоляцией класса нагревостойкости F:kр=1,07; λэкв=0,16 Вт/м2Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора:=10,84°С(5.3)где расчетный параметр поперечного сечения паза статора, равный для полузакрытых трапецеидальных пазов:Пп1=2hп.к.+b1+b2=233+9,5+12,9=88,4 мм = 0,0884 м(5.4)(5.5)по рис. 5.2 для dэл/dиз определяем λ''экв=1,4 Вт/м20СРисунок 5.2 – Среднее значение коэффициентов теплопроводностиПерепад температуры по толщине изоляции лобовых частей:=3,88°С(5.6)Вт(5.7)bиз.л1=0,05 мм; Пл1=Пп1=0,0884 м.Превышение температуры наружной поверхности изоляции лобовых частей обмотки над температурой воздуха внутри двигателя:°С(5.8)Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри двигателя:0С(5.9)Превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой окружающей среды:0С,(5.10)гдеΣР'в= ΣР'-(1-k)(Р'эп+Рст.осн.)-0,9Рмех=9534,3-(1-0,2)(3355,4+1101)-0,9600,56==5428,7Вт, (5.11)гдеΣР'= ΣР +(kр-1)(Рэ1+Рэ2)=9010+(1,07-1)(6520+970)=9534,3Вт(5.12)Из расчета рабочих характеристик при номинальном скольжении принимаем: ΣР =9010 Втгдеsкоп=(πDa+8Пр)(ℓ1+2ℓвыл)=(3,140,437+80,46) (0,266+20,092)=2,276 м2(5.13)где по рис. 5.3 для h=250 мм Пр=0,46 мпо рис.5.4 αв=27 Вт/м20СРисунок 5.3 – Средние значения периметра поперечного сечения ребер корпусаРисунок 5.4 – Средние значения коэффициентов подогрева воздухаСреднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды где:Δυ1= Δυ'пов.п1+ Δυв=39,25+88,33=127,590С(5.14)Проверка условий охлаждения двигателя.Требуемый для охлаждения расход воздуха: м3/с(5.15)Где(5.16)где коэффициент m'=2,5Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором:м3/с(5.17)Вентилятор обеспечивает необходимый расход воздуха.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ результате проектирования был разработан асинхронный двигатель с фазным ротором. Параметры спроектированного двигателя отвечают заданным условиям.Двигатель отличается хорошими показателями КПД и коэффициента мощности в нормальном режиме работы. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫАсинхронный двигатель с фазным ротором: метод. указание к выполнению курсового проекта/М.И. Кузнецов, А.М. Костыгов. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. Ун-та, 2011. – 80 с.Проектирование электрических машин: Учебное пособие для вузов/И.П.Копылов, Б.К.Клоков, В.П.Морозкин, Б.Ф.Токарев; Под ред И.П.Копылова.- 3-е издание , исправленное и дополненное – М.: Высшая школа, 2002.Электрические машины: Асинхронные машины: Учебное пособие для электромеханических спец. вузов/В.И.Радин, Д.Э.Брускин, А.Е.Зорохович; под ред. И.П.Копылова – М.: Высшая школа, 1988. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник/А.Э.Кравчик, М.М.Шлаф, В.И.Афонин, Е.А.Соболенская - М.:Энергоиздат, 1982.Справочник по электрическим машинам: в 2 т./Под ред. И.П.Копылова и Б.К.Клокова - М.:Энергоатомиздат, 1988.Электрические машины: Конспект лекций для студентов электротехнических специальностей/В.А.Некрасов, А.В.Некрасов, А.В.Решетняк – Кременчуг, 2004.Электрические машины: Асинхронные двигатели: Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов дневной и заочной форм обучения электротехнических специальностей/В.А.Некрасов, А.В.Некрасов, А.В.Решетняк – Кременчуг, 2004. Расчет и конструирование электрических машин: Учеб. пособие для техникумов/ Кацман М. М. – М.: Энергоатомиздат 1984. – 360 с., ил.