Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь


РАСЧЕТ РАБОЧЕГО РЕЖИМА



2015-11-07 626 Обсуждений (0)
РАСЧЕТ РАБОЧЕГО РЕЖИМА 0.00 из 5.00 0 оценок




Определим сопротивления по формулам:

 

(8.1)

(8.2)

 

Определим коэффициент по формуле:

 

(8.3)

 

Используем приближенную формулу так как

 

(8.4)

 

Определим активную составляющую тока синхронного холостого хода по формуле:

 

(8.5)

 

Так как , определим коэффициенты по формулам:

 

(8.6)

(8.7)

(8.8)

(8.9)

 

Потери не меняющиеся при изменении скольжения:

 

Рстмех. (8.10)

 

Подставим в формулы (8.1)…(8.10) численные значения. Получившееся результаты сведем в таблицу 1.

 

Таблица 1 – Расчет рабочих характеристик

,Ом Рстмех, кВт
12,149 351,415 1,014 0,071 0,113 1,028 25,818 114,302 0,055

 

Номинальные данные спроектированного двигателя:

 

 

Рассчитываем рабочие характеристики для скольжений s=0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,025; 0,03; принимая предварительно что sном= 0,327. Сведем результаты в таблицу 2.

 

Таблица 2 – Рабочие характеристики АД

Формула Разм-ть Скольжение s Sном
0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,032
a’r2’/s’ Ом 12464,8472 6232,4236 4154,949 3116,212 2492,969 2077,475 190,707
R Ом 12490,665 6258,242 4180,767 3142,030 2518,788 2103,293 216,526
X Ом 114,301733 114,30173 114,3017 114,3017 114,3017 114,3017 114,302
Z Ом 12491,1884 6259,2856 4182,33 3144,108 2521,38 2106,396 244,843
I2 A 0,03042144 0,0607098 0,090858 0,120861 0,150711 0,180403 1,55201
cosφ2 - 0,99995813 0,9998333 0,999626 0,999339 0,998972 0,998527 0,88434
sinφ2 - 0,00915059 0,0182611 0,02733 0,036354 0,045333 0,054264 0,46684
I1a A 0,14306789 0,1733474 0,203472 0,233429 0,263204 0,292785 1,48516
I1p A 0,11292609 0,1137563 0,115131 0,117042 0,11948 0,122437 0,83718
I1 A 0,18226553 0,2073399 0,233786 0,261128 0,289053 0,317354 1,70487
I2 A 0,03083827 0,0615416 0,092103 0,122517 0,152776 0,182875 1,57328
P1 кВт 0,16309739 0,197616 0,231958 0,266109 0,300052 0,333775 1,69308
Pэ1 кВт 0,00253833 0,0032848 0,004176 0,00521 0,006384 0,007695 0,22209
Pэ2 кВт 0,00017304 0,0006891 0,001544 0,002731 0,004247 0,006085 0,45037
Pдоб кВт 0,00081549 0,0009881 0,00116 0,001331 0,0015 0,001669 0,00847
∑P кВт 0,058 0,060 0,062 0,064 0,067 0,070 0,736
P2 кВт 0,105 0,138 0,170 0,202 0,233 0,263 0,977
η - 0,64133122 0,6967197 0,733355 0,758584 0,776365 0,789018 0,64535
cosφ - 0,78494211 0,8360543 0,870334 0,893926 0,910573 0,92258 0,87113

 

На рисунках представлены рабочие характеристики АД

 

Рисунок 1 – Рабочие характеристики АД

 

9 Расчет пусковОГО РЕЖИМА

 

Активное сопротивление обмотки ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока (nрасч. =115°С; rэ=10-6/20,5 Ом×м; bС/bП=1; f1=50 Гц).

Высота стержня в пазу:

 

hс = hп – (h ш + h¢ш) (9.1)

 

Подставим числовые значения в формулу (9.1):

 

hс = 13,16 – (0,7 + 0,3) = 12,16 мм.

 

Приведенная высота стержня:

 

(9.2)

 

По [2] для полученного значения x находим j.

Глубина проникновения тока определяется по формуле:

 

(9.3)

 

Площадь сечения определяется по формуле, так как b1/2 < hr < h1 + b1/2

 

(9.5)

где

. (9.5)

 

Значение коэффициента kr находится по формуле:

 

kr = qc /qr . (9.6)

 

Значение коэффициента KR находится по [2]:

 

, (9.7)

 

где r'c = rc = 81,36× 10-6 Ом.

Приведенное сопротивление обмотки ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока:

 

2ξ = KR × r¢2 . (9.8)

 

Изменение индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока:

 

(9.9)

 

где lп2x - коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния с учетом эффекта вытеснения тока.

 

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния с учетом эффекта вытеснения тока, рассчитывается по формуле:

 

lп2x = lп2 – Dlп2x , (9.10)

 

где Dlп2x - уменьшение коэффициента магнитной проводимости пазового рассеяния с учетом эффекта вытеснения тока.

Уменьшение коэффициента магнитной проводимости пазового рассеяния с учетом эффекта вытеснения тока рассчитывается по формуле:

 

, (9.11)

 

где l'п2 - коэффициент магнитной проводимости участка паза, занятого проводником с обмоткой.

Коэффициент магнитной проводимости участка паза, занятого проводником с обмоткой рассчитывается по формуле

 

. (9.12)

 

Приведенное индуктивное сопротивление ротора с учетом вытеснения тока определяется по формуле:

 

2ξ = Кx × x¢2 . (9.13)

 

Пусковые параметры определяются по формулам:

 

x12п = km × x12 ; (9.14)

с1п = 1+x1 /x12п . (9.15)

 

Расчет токов с учетом влияния эффекта вытеснения тока:

 

Rп = r1 + c1п ×r¢2 ξ / s; (9.16)

Xп = x1 + c1п × x¢2ξ . (9.17)

Приведенный ток ротора рассчитывается по следующей формуле:

 

. (9.18)

 

Ток статора определяется по формул:

 

. (9.19)

 

Относительное значение I*1 определяется по формуле:

 

. (9.20)

 

Относительное значение М* рассчитывается по формуле:

. (9.21)

 

Подставим различные значения скольжения в формулы (9.2) – (9.21) полученные значения занесем в таблицу 1.

 

 

Таблица 1 - Расчет токов в пусковом режиме асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом влияния эффекта вытеснения тока:

 

№ п/п Параметр Размер-ность   Скольжение s
0,8 0,5 0,2 0,1 0,571
ξ - 1,1656 1,0425 0,8242 0,5213 0,3686 0,8805
φ(ξ) - 0,12 0,1        
hr мм 16,361 16,658 18,324 18,324 18,324 18,324
kr - 1,0689 1,0499 0,9547 0,9547 0,9547 0,9547
KR - 1,0124 1,009 0,9918 0,9918 0,9918 0,9918
r' Ом 61,406 61,198 60,154 60,154 60,154 60,154
kд=φ'(ξ) - 0,95 0,96 0,97 0,98 0,98
λп2ξ - 2,3618 2,3740 2,3863 2,3985 2,4230 2,3985
Кх - 0,9962 0,9969 0,9977 0,9984 0,9984
х' - 106,079 106,16 106,241 106,321 106,483 106,321
Rп Ом 87,57 102,829 147,135 329,633 633,797 132,069
Хп Ом 112,09 112,179 112,254 112,335 112,499 112,335
I'2п А 2,6715 2,4972 2,0533 1,0912 0,5973 2,658
I1п А 3,3790 3,17431 2,6580 1,5973 1,1380 2,8184
                   

 

Расчет пусковых характеристик c учетом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния.

 

По [4] примем значение . Расчет проводим для точек характеристик, соответствующих s = 1; 0,8; 0,5; 0,2; 0,1, при этом используем значения токов и сопротивлений для тех же скольжений с учетом влияния вытеснения тока.

Индуктивное сопротивление обмоток. Принимаем .

Средняя МДС обмотки, отнесенная к одному пазу обмотки статора:

 

(9.22)

 

 

Фиктивная индукция потока рассеяния в воздушном зазоре:

 

, (9.23)

 

где CN - коэффициент, рассчитывается по формуле:

 

. (9.24)

 

По [2] для полученного значения находим значение

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

 

, (9.25)

 

где Dlп1нас - уменьшение коэффициента магнитной проводи мости.

Уменьшение коэффициента магнитной проводи мости определяется по формуле:

 

, (9.26)

 

где Сэ1- коэффициент, рассчитывается по [2]:

 

(9.27)

. (9.28)

 

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

 

(9.29)

 

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учетом влияния насыщения от полей рассеяния:

 

. (9.30)

 

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

 

, (9.31)

 

где Dlп2нас - изменение магнитной проводимости пазового рассеяния.

Изменение магнитной проводимости пазового рассеяния определяется по формуле:

 

. (9.32)

 

По формуле [2]:

 

. (9.33)

 

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора с учетом влияния насыщения определяется по формуле:

 

. (9.34)

 

Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения рассчитывается по формуле:

(9.35)

 

Коэффициент Г-образной схемы замещения рассчитывается по формуле:

 

. (9.36)

 

Активное и индуктивное сопротивления определяются по формулам:

 

; (9.37)

. (9.38)

 

Приведенный ток обмотки ротора определяется по формуле:

 

. (9.39)

 

Ток в обмотке статора определяется по формуле:

 

. (9.40)

 

Кратность пускового тока с учетом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения определяется по формуле:

 

. (9.41)

 

Кратность пускового момента с учетом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения рассчитывается по формуле:

 

. (9.42)

 

Полученный в расчете коэффициент насыщения определяем по формуле:

 

. (9.43)

 

Подставим в формулы (9.22) – (9.43) значения скольжения используемые в расчете пусковых токов, полученные значения занесем в таблицу 2.

Критическое скольжение определяем после расчета всех точек пусковых характеристик по таблице 2 и по средним значениям сопротивлений и , соответствующим скольжениям , после чего рассчитываем кратность максимального момента по таблице 2.

Критическое скольжение определяется по офрмуле:

 

; (9.44)

.

 

Спроектированный асинхронный двигатель удовлетворяет требованиям ГОСТ как по энергетическим показателям (КПД и cos ) и пусковым характеристикам.

 

 

Таблица 2 - Пусковые характеристики с учётом эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния:

 

№ п/п Параметр   Скольжение s
0,8 0,5 0,2 0,1 0,571
kнас 1,35 1,3 1,2 1,1 1,05 1,08
Fп.ср. 676,698 676,698 624,644 572,591 546,564 562,18
Bфδ 1,91858 1,91858 1,4168 1,62341 1,54962 1,5939
kδ 0,9 0,9 0,99 0,96 0,97 0,9
cэ1 0,50227 0,50227 0,05023 0,20091 0,15068 0,50227
λп1нас 1,2413 1,2413 1,26459 1,25632 1,25902 1,2413
λд1нас 4,67869 4,67869 5,14656 4,99061 5,04259 4,67869
x1нас 4,4379 4,4379 4,77705 4,66366 4,70141 4,4379
c1пнас 1,01039 1,01039 1,01119 1,01092 1,01101 1,01039
cэ2 1,03151 1,03151 0,10315 0,4126 0,30945 1,03151
λп2ξнас 1,85406 1,8663 2,29279 2,10645 2,1867 1,89078
λд2нас 2,66224 2,66224 2,92846 2,83972 2,8693 2,66224
х'2ξнас 100,777 100,858 105,428 103,613 104,338 101,019
Rп.нас. 87,514 102,762 147,124 329,527 633,637 131,976
Хп.нас. 106,262 106,344 111,385 109,409 110,188 106,507
I'2нас 2,76042 2,56962 2,05926 1,09442 0,59084 2,24067
I1нас 3,45765 3,23509 2,66194 1,5962 1,13704 2,85437
k'нас 1,02 1,02 1,00 1,00 1,00 1,01
I1* 1,69 1,58 1,30 0,78 0,56 1,39
M* 1,0186 1,09958 1,11061 0,78424 0,45715 1,15209

 

Графики пусковых характеристик показаны на рисунке 2.

 

 

Рисунок 2 – Пусковые характеристики

 

 

10 Тепловой расчет

 

Тепловой расчет производится для класса изоляции F. Для данного класса изоляции предельно допустимая температура нагрева составляет 140 0С.

Превышение внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя:

 

(10.1)

 

где К - коэффициент, учитывающий, что часть потерь в сердечнике статора и в пазовой части обмотки передается через станину непосредственно в окружающую среду, К=0,18;

a1 - коэффициент теплоотдачи с поверхности, a1 ;

Р¢э.п1 - электрические потери в пазовой части обмотки статора:

 

(10.2)

 

где kr – коэффициент увеличения потерь по сравнению с полученными, для класса изоляции F рассчитывается по формуле

Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора:

 

(10.3)

 

где ПП1 - расчетный параметр поперечного сечения паза статора:

 

(10.4)

 

lэкв - средняя эквивалентная теплопроводность пазовой изоляции для класса нагревостойкости F, рассчитывается по формуле:

 

(10.5)

 

Так как .

 

Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей:

 

(10.6)

 

где Р¢э.л1 - электрические потери в лобовых частях катушек статора:

 

(10.7)

 

Пл1 - периметр условной поверхности охлаждения лобовой части катушки:

 

Пл1п1 = 0,0339 м;

 

bиз.л1-односторонняя толщина изоляции лобовой части катушки, bиз.л1= 0,05 мм.

Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри двигателя:

 

(10.8)

 

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри двигателя:

 

(10.9)

 

Превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой окружающей среды, определяется по формуле:

 

(10.10)

 

где SР¢В - сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя:

 

(10.11)

 

где SР¢ - сумма потерь, рассчитывается по формуле:

 

(10.12)

 

Sкор - эквивалентная поверхность охлаждения корпуса:

 

(10.13)

 

aв - коэффициент подогрева воздуха, для Da= 0,168 м.

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды, определяется по формуле:

 

(10.14)

 

Класс нагревостойкости F.

Требуемый для охлаждения расход воздуха:

 

(10.15)

 

где km - коэффициент, учитывающий изменение условий охлаждения по длине поверхности корпуса обдуваемого наружным диаметром:

 

 

Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором:

 

(10.17)

 

Подставим в формулы (10.1)…(10.17) численные значения . Полученные результаты сведем в таблицу 1.

 

Таблица 1 – Тепловые характеристики

Величина Значение Ед.изм. Величина Значение Ед.изм.
K= 0,18   Квыл 0,5  
Pэ1= 222,09 Вт Δνпов.л1= 1,4388 С0
α1=   Δν/1= 6,543 С0
kρ= 1,07   ΣP= 735,89 Вт
P/э.п1= 114,37 Вт Пр= 0,2  
Δνпов1= 11,724 С0 Sкор= 0,3533 мм2
Пп1= 0,0339 м ав=  
d/dиз= 0,9524   ΣP/= 782,96 Вт
λэкв= 0,16   ΣP/в= 650,81 Вт
λ/экв= 1,4   Δγ= 122,82 С0
P/э.л1= 123,26 Вт Δν1= 129,37 С0
Пл1= 0,0339 м m/= 1,8  
bиз.л1мах= 0,05 мм km= 2,02  
Δνиз.л1= 0,3932 С0 Qв= 0,0097 м3
Δνиз.п1= 0,0394 С0 Ɵ/= 0,0213 м3
lвыл= 0,0367 м
             

 

, что и необходимо для нормального охлаждения двигателя. Вентилятор обеспечивает необходимый расход воздуха.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте был рассчитан асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 1,1 кВт. Для этой электрической машины были рассчитаны размеры статора и ротора, выбраны типы обмоток, обмоточные провода, изоляция, материалы активных и конструктивных частей двигателя.

В курсовом проекте был спроектирован асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором серии, его технические характеристики приведены в таблице 6 в сравнении с техническими характеристиками асинхронного двигателя серии 4А100LB8У3.

 

Таблица 6 – Технические данные двигателей

  Двигатели , кВт об/мин   S, %   , %  
4А112М4У3 0,65 1,9 1,7 2,8
Спроектированный двигатель     72,5 0,65 1,8 1,23 1,57
Относительная погрешность , % -     0,02 - - 0,28 0,34

 

По данным таблицы 6 были рассчитаны относительные погрешности в расчетах.

 

 



2015-11-07 626 Обсуждений (0)
РАСЧЕТ РАБОЧЕГО РЕЖИМА 0.00 из 5.00 0 оценок









Обсуждение в статье: РАСЧЕТ РАБОЧЕГО РЕЖИМА

Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓

Отправить сообщение

Популярное:
Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной...
Как построить свою речь (словесное оформление): При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (626)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.009 сек.)