Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 27
1.
Электромагнитный расчет
1.1. Выбор главных размеров
Высота оси вращения h
=0,160
м, тогда диаметр расточки Da
=0,272
м Внутренний диаметр статора D
=
kD
•
Da
=0,72•0,272=0,197
м. Полюсное деление τ=π•
D
/(2
p
)
где 2
p
=6
, число пар полюсов; тогда τ
Расчетная мощность где P
2
=10
кВт - номинальная мощность на валу, η=0,845
- КПД , cosφ
=0.76
- коэффициент мощности, kE
=0.965
– отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению U
н
=220/380
В; Электромагнитные нагрузки предварительно примем A
=31∙103
А/м и Bδ
=0,79.
k
об1
=0,92
. Расчетная длинна магнитопровода где kB
=1,11
– коэффициент формы поля, Ω=2∙π∙ƒ/
p
– синхронная угловая скорость двигателя ƒ=50
Гц - частота питания, тогда Ω=2∙3,14∙50/3=104,7
рад/с. Критерием правильности выбора главных размеров D
иlδ
служит λ=
lδ
/τ.
λ=0,14/ 0,1031=1,35
; что удовлетворяет данным пределам. 1.2. Определение
Z
1
,
W
1
и площади поперечного сечения провода обмотки статора
Z
1
- число пазов на статоре, w
1
- число витков в фазе. Предельные значения зубцового деления статора tZ
1
: tZ
1
max
=0,012
м. и tZ
1
min
=0,01
м. Определим число пазов статора Принимаем Z
1
=54
, тогда число пазов на одну фазу на полюс равно где m
=3
- число фаз Определим зубцовое деление статора Число параллельных проводников, а=2
, тогда число эффективных проводников в пазу будет равно гдеI
1н
- номинальный ток обмотки статора тогда получим так как a
=2
то u
п
=а∙
u
`п
=2
*
14=28
; принимаем u
п
=28
. Уточним значения: число витков в фазе линейная нагрузка Обмоточный коэффициент магнитный поток индукция в воздушном зазоре Значения А
и Вδ
находятся в допустимых пределах Плотность тока в обмотке статора где AJ
1
=183∙109
А2
/м3
Площадь поперечного сечения проводника (предварительно): принимаем число элементарных проводников n
эл
=1
, тогда cечение проводника q
эл
=
q
эф
/
n
эл
=2/1=2
мм2
. Принимаем провод круглого сечения ПЭТ: b
=7,5
мм; а=1,12
мм; q
эл
=2
мм2
. 1.3. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора
Берем полуоткрытый паз с параллельными стенками. где l
СТ1
=
l
δ
- длинна пакета статора,k
с1
=0,97
. определим высоту спинки ярма Припуски по ширине и высоте паза: Принимаем: Воздушный зазор двигателя: Внешний диаметр ротора: Обмотку ротора выполняем стержневой волновой: Число пазов ротора: Напряжение на контактных кольцах ротора при соединении обмотки ротора в звезду Где: Предварительное значение тока в обмотке ротора: Коэффициент приведения токов: Сечение эффективных проводников обмотки ротора: Принимаем: Уточняем: Сердечник ротора: 9 аксиальных каналов, расположенных в одном ряду. Диаметр канала: Диаметр вала: 1.5. Расчет магнитной цепи
Магнитопровод из стали 2212 толщиной Магнитное напряжение воздушного зазора где k
δ
- коэффициент воздушного зазора где где Магнитное напряжение зубцовой зоны статора с изменяющейся площадью поперечного сечения зубца где hZ
1
=
h
П1
=0,0198
м – высота зубца статора, HZ
1
– напряженность в зубце статора определяется по формуле: где По кривым, учитывая коэффициент, находим Для остальных значений индукции по кривым находим: Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора с изменяющимся поперечным сечением зубца: где высота зубца hZ
2
=0,002
мм, определим индукцию в зубце ротора для каждого из участков по формуле: Принимаем действующую индукцию 1,5=1,6-4 1,5=1,5
Коэффициент насыщения зубцовой зоны Магнитное напряжение ярма статора где La
– длина средней магнитной силовой линии в ярме статора где ha
– высота ярма статора определим индукцию в ярме статора где h
`
a
=
ha
=30
мм, при отсутствии радиальных каналов, тогда тогда Ha
=279А
/м получим Магнитное напряжение ярма ротора где Lj
– длинна средней магнитной силовой линии в ярме ротора где hj
– высота ярма ротора Определим индукцию в ярме ротора где h
`
j
– расчетная высота ярма ротора, которую находим по формуле: Hj
=89
А/м – напряженность в ярме ротора, тогда Магнитное напряжение на пару полюсов Коэффициент насыщения магнитной цепи Намагничивающий ток относительное значение Относительное значение 1.6. Параметры рабочего режима
Активное сопротивление обмоток статора где kR
=1
– коэффициент влияния эффекта вытеснения тока, ρ где l
ср1
=2(
l
п1
+
l
л1
)=2(0,18+0,236)=0,832
м; l
п1
=
l
1
=0,18
м; l
л1
=Кл
∙
b
кт
+2∙В+
h
п1
=2,3∙0,08+2∙0,025+0,002=0,236
м, где В=25
мм , ширина катушки где β
– укорочение шага обмотки статора β=0,833
. получим Активное сопротивление фазы обмотки ротора где: Вылет лобовых частей обмотки ротора. где: Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора где l
`
δ
=
lδ
=0,14
м расчетная длинна статора, коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания где h
2
=35
м, h
1
=0.5
, hK
=3
мм, h
0
=1,1
м; k
`
β
=0,875
kβ
=0,906
коэффициент магнитной проводимости лобового рассеивания коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания где Относительное значение Индуктивное сопротивление обмотки ротора. где h
0
=1,3
мм h коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания где Относительное значение 1.7. Расчет потерь
Основные потери в стали где p
1,0/50
=2,2
Вт/кг – удельные потери при индукции 1 Тл и частоте перемагничивания 50 Гц ,k
ДА
и k
Д
Z
– коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участка магнитопровода и технологических факторов k
ДА
=1,6
и k
Д
Z
=1,8
,масса стали ярма статора где γС
=7800
кг/м3
– удельная масса стали масса стали зубцов статора где поверхностные потери в роторе где удельные поверхностные потери ротора определяются как где k
02
=1,8
– коэффициент учитывающий влияние обработки поверхности зубцов ротора, n
1
=1000
об/мин – синхронная частота вращения двигателя, В02
=β02
∙
kδ
∙
Bδ
=0,28
Тл – амплитуда пульсации индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов ротора, β02
=0,33
Пульсационные потери в зубцах ротора где амплитуда пульсации индукции в среднем сечении зубцов где γ1
=9,3
масса зубцов ротора Сумма добавочных потерь в стали Полные потери в стали Механические потери Выбираем щётки МГ64 для которых Площадь щёток на одно кольцо. Принимаем Уточняем плотность тока под щёткой. Принимаем диаметр кольца D Холостой ход. ток холостого хода двигателя где активная составляющая тока холостого хода Коэффициент мощности при холостом ходе Комплексный коэффициент рассчитываем по приближенной формуле, Активная составляющая тока синхронного холостого хода Р Далее производим расчет s
=0,005 ; 0,01 ; 0,015 ; 0,02 ; 0,025; 0,03
при Р2
=10
кВт определяем номинальное скольжение s
Н
=0,017
Рабочие характеристики спроектированного двигателя с короткозамкнутым ротором (
P
2ном
=10 кВт; 2р=6;
U
ном
=220/380 В;
I
1н
=23,6 А;
cos
(
f
)=0,93;
h
ном
=970;
S
ном
=0,017
)
Для расчёта максимального момента определяем критическое скольжение: 5. Список литературы
1. Копылов И.П. Проектирование электрических машин. 2. Монюшко Н.Д. Вентиляционные и тепловые расчеты в электрических машинах. Учебное пособие к курсовому и дипломному проектированию. 3. Вольдек А.И. Электромашины.
|