Число пазов ротора (по табл. 8.16) Z2=52.
Внешний диаметр ротора D2=D - 2 д = 0,306 - 2*0,8*10Їі=0,304 м.
Длина магнитопровода l2=l1=0.23 м.
Зубцовое деление ротора
tZ2=рD2/Z2=р0.304/52=0.0184м=18,4мм.
Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник ротора непосредственно насаживается на вал; по (8.102)
Dj=DB=kBDa=0.23?0.45=103.5 мм
(kB по табл.8,17).
Ток в обмотке ротора по (8.57)
где по (8.58) ki = 0.2+0.8cosц=0.928
[по (8.66)
(пазы ротора выполняем без скоса - kск=1)]
Площадь поперечного сечения стержня (предварительно) по (8.68)
qc = I2/J2 = 621.7/(2.5?10і) = 248.7·10ЇімІ = 248,7ммІ
(плотность тока в стержне литой клетки принимаем J2 = 2.5·10і А/мІ).
Паз ротора определяем по рис. 8.40, б. Принимаем bш=1,5 мм; hш=0,7 мм; h'ш=0,3мм.
Допустимая ширина зубца по (8.75)
(принимаем BZ2 = 1.8 Тл по табл. 8.10).
Размеры паза (см. рис. 8.40)
по (8.76)
Уточняем ширину зубцов ротора по формулам табл. 8,18:
Принимаем b1=9,6 мм; b2=6,7 мм; h1=24 мм.
Полная высота паза
Площадь поперечного сечения стержня по (8.79)
Плотность тока в стержне
J2 = I2/qc = 621.7/249 = 2.5·10іA/мІ.
Короткозамыкающие кольца (см. рис. 8,37, б). Площадь поперечного сечения кольца по (8.72)
qкл = Iкл/Jкл = 2580/2,13·10і = 1211,3ммІ
[по (8.70) и (8.71)
Iкл = I2/Д = 621.7/0.241 = 2580 A,
где
Д = 2sin[(р?p)/Z2] = 2sin[(р2)/52] = 0.241;
Jкл = 0,85J2 = 0.85?2.5?10і = 2.13·10і А/мІ].
Размеры размыкающих колец:
hкл = 1.25hп2 = 1,25·33,2 = 41,5 мм;
bкл = qкл/hкл = 1211,3/41,5 = 29,2 мм;
qкл = hкл·bкл = 41,5·29,2 = 1211,8 ммІ;
Dк.ср = D2 -hкл = 304 - 41,5 = 262,5 мм.
Расчет магнитной цепи.
Магнитопровод из стали 2013; толщина листов 0,5 мм.
Магнитное напряжение воздушного зазора по (8.103)
Магнитное напряжение зубцовой зоны статора по (8.104)
Fz1 = 2hz1Hz1 = 2·34.2·10Їі·2070=141.6 A,
где hz1 = hп1 = 34.2 мм (см. п. 20 расчета);
расчетная индукция в зубцах по (8.105)
(bz1 = 6.7 мм по п. 19 расчета; kс1 = 0,97 по табл. 8.11). Так как B'z1 > 1,8 Тл, необходимо учесть ответвление потока в паз и найти действительную индукцию в зубце Bz1. Коэффициент kпх по высоте hzx = 0.5hz по (4.33)
по (4.32)
Принимаем Bz1 = 1,9 Тл, проверяем соотношением Bz1 и B'z1:
1.9 = 1.9 - 1.256·10Їі·2070·1.74 = 1.9,
где для Bz1 = 1.9 Тл по табл. П1.7 Hz1 = 2070 A/м.
Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора по (8.108)
Fz2 = 2hz2Hz2 = 2·0.0325·1520 = 98.8 A
[при зубцах по рис. 8.40, б из табл. 8.18 hz2 = hп2 - 0.1b2 = 32.5 мм;
индукция в зубце по (8.109)
по табл. П1.7 для Bz2 = 1.8 Тл находим Hz2 = 1520 А/м].
Коэффициент насыщения зубцовой зоны по (8.115)
Магнитное напряжение ярма статора по (8.116)
Fa = LaHa = 0.324·750 = 243 A
[по (8.119)
(при отсутствии радиальных вентиляционных каналов в статоре h'a = ha = 0.0378 м) для Ва=1,6 Тл по табл. П1.6 находим Ha=750 А/м].
Магнитное напряжение ярма ротора по (8.121)
Fj = LjHj = 0.134·164 = 22 A
[по (8.127)
где по (8.124) для четырехполюсных машин при 0,75(0,5D2 - hп2) < Dj
для Bj = 0.94 Тл по табл. П1.6 находим Hj = 164 А/м].
Магнитное напряжение на пару полюсов по (8.128)
Fц = Fд + Fz1 + Fz2 + Fa + Fj = 1602.4 A.
Коэффициент насыщения магнитной цепи по (8.129)
kм = Fц/Fд = 1.46.
Намагничивающий ток по (8.130)
Относительное значение по (8.131)
Iм* = Iм/Iном = 20/93,3 = 0,22.
Параметры рабочего режима.
Активное сопротивление обмотки статора по (8.132)
(для класса нагревостойкости изоляции F расчетная температура vрасч = 115 ?С, для медных проводников с115 = 10?і/41 Ом·м).
Длина проводников фазы обмотки по (8.134)
L1 = lср1w1 = 1.202·65 = 78.13 м;
по (8.135) lср1 = 2(lп1 + lл1) = 2(0,23 + 0,371) = 1,202 м; lп1 = l1 =0,23 м; по (8.136) lл1 = Кл·bкт +2В = 1,3·0,27 + 2·0,01 = 0,371 м, где В = 0,01 м; по табл. 8.21 Кл = 1,3;
по (8.138)
Длина вылета лобовой части катушки по (8.140)
lвыл = kвыл·bкт + В = 0,4·0,27 + 0,01 = 0,118 м,
где по табл. 8.21 Квыл = 0,4.
Относительное значение
Активное сопротивление фазы обмотки ротора по (8.168)
где для литой алюминиевой обмотки ротора с115 = 10?і/20,5 Ом·м.
Приводим r2 к числу витков обмотки статора по (8.172), (8.173):
Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора по (8.152)
где по табл. 8.24 (см. рис. 8.50, е)
где h2 = hп.к - 2bиз = 30,2 - 2·0,4 = 29,4 мм; b1 = 9,7 мм; hк = 0,5(b1 - bш) = 0,5(9,7 - 3,7) = 3 мм; h1 = 0 (проводники закреплены пазовой крышкой); kв = k'в = 1; l'д = lд = 0.23 м по (8.154);
по (8.159)
для вск = 0 и tz2/tz1 = 1.15 по рис. 8.51, д k'ск = 1,1].
Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора по (8.177)
где по табл. 8.25 (см. рис. 8.52, а, ж)
где (см. рис. 8.52, а, ж)
h0 = h1 + 0.4b2 = 26.68 мм; b1 = 9.6 мм; bш = 1,5 мм; hш = 0,7 мм; h'ш = 0,3 мм; qс = 249 ммІ;
по (8.178)
так как при закрытых пазах Дz ? 0].
Приводим x2 к числу витков статора по (8.172) и (8.183):
Расчет потерь.
Потери в стали основные по (8.187)
[p1.0/50 = 2.5 Вт/кг для стали 2013 по табл. 8.26;
по (8.188)
ma = р(Da - ha)halст1kс1хc = р(0.45 - 0.0378)0.0378?0.23?0.97?7.8?10і = 85.2 кг;
по (8.189)
mz1 = hz1bz1срZ1lст1kс1хc = 0,0342·0,0067·60·0,23·0,97·7,8·10і = 23,92 кг;
kда = 1,6; kдz = 1.8 (см. §8.10)].
Поверхностные потери в роторе по (8.194)
для bш/д = 3,7/0,8 = 4,625 по рис. 8.53 в02 = 0,27.
Пульсационные потери в зубцах ротора по (8.200)
Bz2ср = 1,8 Тл из п. 37 расчета; г1 = 2,22 из п. 35 расчета;
по (8.201)
mz2 = Z2hz2bz2срlст2kc2гc = 52?0.0325?0.0081?0.23?0.97?7800 = 23.82 кг;
hz2 = 32,5 мм из п. 37 расчета; bz2 = 8,1 мм из п. 32 расчета.
Сумма добавочных потерь в стали по (8.202)
Рст.доб = Рпов1 + Рпул1 + Рпов2 + Рпул2 = 56,8 + 160,6 = 217,4 Вт.
Полные потери в стали по (8.203)
Рст = Рст.осн + Рст.доб = 1261 + 217,4 = 1487,4 Вт.
Механические потери по (8.210)
Рмех = Кт(n/10)ІD№a = 0.715(1500/10)І0.45№ = 660 Вт
(для двигателей с 2р = 4 коэффициент Кт = 1,3(1 - Dа) = 0,715).
Холостой ход двигателя:
по (8.217)
Расчет рабочих характеристик.
Параметры:
по (8.184)
[используем приближенную формулу, так как |г| < 1°:
Активная составляющая тока синхронного холостого хода:
по (8.226)
Потери, не изменяющиеся при изменении скольжения,
Рст + Рмех = 1478,4 + 660 = 2138,4 Вт.
Рассчитываем рабочие характеристики для скольжений s = 0,005; 0.01; 0.015; 0.02; 0.025; 0.03; 0.035; 0.04. Результаты расчета сведены в табл. 1.
Таблица 1. Рабочие характеристики асинхронного двигателя
Р2ном = 90 кВт; U1 = 380/660 В; 2р = 4; Ioa = 1.2 A; Iop = Iм = 20 A; Рст + Рмех = 2,1 кВт;
r1 = 0,089 Ом; г'2 = 0,071 Ом; с1 = 1,02; a' = 1,04; а = 0,091 Ом; b' = 0; b = 0,8 Ом
№
Расчетная
Размер-
Скольжение s
sном
п/п
Формула
ность
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
0,03
0,035
0,04
0,0135
1
a'г'2/s
Ом
14,77
7,38
4,92
3,69
2,95
2,46
2,11
1,85
5,47
2
R=a+a'г'2/s
14,86
7,47
5,01
3,78
3,04
2,55
2,2
1,94
5,56
3
X=b+b'г'2/s
0,8
4
Z=(RІ+XІ)Ѕ
14,88
7,51
5,07
3,86
3,14
2,67
2,34
2,1
5,62
5
I''2=U1/Z
А
25,54
50,6
74,95
98,45
121,02
142,32
162,39
180,95
64,62
6
cosц'2=R/Z
----
0,999
0,995
0,988
0,979
0,968
0,955
0,94
0,924
0,989
7
sinц'2=X/Z
0,054
0,107
0,158
0,207
0,255
0,3
0,342
0,381
0,142
8
I1a=I0a+I''2cosц'2
26,71
51,55
75,25
97,58
118,35
137,12
153,85
168,4
74,11
9
I1p=I0p+I''2sinц'2
21,38
25,41
31,84
40,38
50,86
32,7
75,54
88,94
30,19
10
I1=(IІ1a+IІ1p)Ѕ
34,21
57,47
81,71
105,6
128,82
150,78
171,39
190,44
80
11
I'2=c1I''2
26,05
51,61
76,45
100,42
123,44
145,17
165,64
184,57
12
P1=3U1I1a·10Їі
кВт
30,45
56,77
85,79
111,24
134,92
156,32
175,39
191,98
13
Pэ1=3I1Іr1·10Їі
0,31
0,88
1,78
2,98
4,43
6,07
7,84
9,68
14
Pэ2=3I'2Іг'2·10Їі
0,145
0,567
1,245
2,148
3,246
4,489
5,844
7,256
15
Pдоб=0,005P1
0,152
0,284
0,429
0,556
0,675
0,782
0,877
0,96
16
УP=Pст+Pмех+Pэ1+Pэ2+Pдоб
2,745
3,869
5,592
7,822
10,489
13,479
16,699
20,034
17
P2=P1-УP
33,2
60,64
91,382
119,06
145,41
169,8
192,09
212,01
90
18
з=1-УP/P1
0,91
0,932
0,935
0,93
0,922
0,914
0,905
0,896
19
cosц=I1a/I1
0,781
0,897
0,921
0,919
0,909
0,898
0,884
0,916
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
