Проектирование трехфазного асинхронного двигателя

метки: Двигатель, Проектирование, Короткозамкнутый, Электродвигатель, Асинхронный, Расчет, Потеря, Число

Задание на курсовое проектирование

Спроектировать трехфазный асинхронный двигатель (АД) с короткозамкнутым ротором по следующим исходным данным: номинальная мощность, номинальное напряжение, номинальная частота вращения. Обмотка ротора изготовлена из алюминия. Обмотка статора медная, двухслойная. Частота питающей сети. Конструктивное исполнение IM1001, исполнение по способу защиты от воздействий окружающей среды IP44, категория климатического исполнения — УЗ.

трехфазный асинхронный двигатель пусковой

1. Электромагнитный расчёт

1.1 Выбор линейных нагрузок

1.1.1 Выбор главных размеров

Число пар полюсов

Высота оси вращения (предварительно) по рис. 6−7, а h=220 мм. Из табл.6−6 принимаем ближайшее меньшее значение. Ему соответствует значение наружного диаметра статора .

Внутренний диаметр статора

где

— коэффициент, характеризующий отношение внутренних и наружных диаметров статора. По табл. 6−7 .

Полюсное деление

Расчетная мощность по (6−4) [1]

где — отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению. По рис.6−8. По рис. 6−9, б .

Электромагнитные нагрузки (предварительно) по рис. 6−11, в [1]

Обмоточный коэффициент для двухслойной обмотки (предварительно) .

Расчетная длина воздушного зазора по (6−6) [1]

где — коэффициент формы поля (для синусоидального поля),

— синхронная скорость вала двигателя, которая рассчитывается по формуле (6−5) [1]

Отношение

Значение коэффициента по рис. 6−14 находится в допустимых пределах.

1.1.2 Определение сечения провода обмотки статора

Предельные значения размеров зубцового деления статора выбираются по таблице 6−9 [1]

Число пазов статора по (6−16) [1]

Исходя из условий, что число пазов статора должно быть кратно числу фаз ( m= 3) задаемся тогда

Зубцовое деление статора (окончательно)

Предварительно определяем число эффективных проводников, при числе параллельных ветвей по формуле (6−17) [1]

Разработка методического пособия «Генерация простых чисел»

... символа Якоби . В заключении данного раздела студенту представлен пример работы алгоритма со следующими параметрами: испытуемое (простое) число равно 43, параметр надежности равен 2. Тест Миллера-Рабина. Тест ... того, что наугад выбранное из этого множества число окажется простым. Такая вероятность приняла следующее значение: p Если сузить поиск до нечетных чисел, то вероятность возрастет в 2 раза ...

где

• номинальный ток обмотки статора по (6−18) [1]

Число параллельных ветвей принимаем равным трем, так как при этом число эффективных проводников целое и кратно (для двухслойной обмотки) двум. По (6−19) [1]

Окончательные значения:

а) число витков в фазе обмотки статора по (6−20) [1]

б) линейная нагрузка и магнитный поток по (6−21) и (6−22) [1]

в) обмоточный коэффициент по (3−3) [1]

где — коэффициент укорочения,

• коэффициент распределения.

По (3−4) [1]

где — укорочение шага, которое для двухслойной обмотки вычисляется по формуле (3−17) [1]

По (3−6) [1]

г) индукция в воздушном зазоре по (6−23) [1]

где — коэффициент полюсного перекрытия (для синусоидального поля).

Значения линейной нагрузки и индукции в воздушном зазоре находятся в допустимых пределах по рис. 6−11, в.

Плотность тока в обмотке статора (предварительно) по (6−25) [1]

где — произведение линейной нагрузки на плотность тока; по рис.6−16 [1]

Сечение эффективного проводника (предварительно) по (6−24) [1]

Обмотка статора всыпная, укладка механизированная, поэтому примем число элементарных проводников Сечение элементарного проводника

По табл. П-28 выбираем стандартный провод ПЭТВ со следующими параметрами:

номинальный диаметр неизолированного провода

среднее значение диаметра изолированного провода

площадь поперечного сечения неизолированного провода

Плотность тока в обмотке статора окончательно по (6−27) [1]

1.2 Расчет обмоточных параметров статора и ротора

1.2.1 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

Паз статора определяем по рис. 6−19, а с соотношением размеров, обеспечивающим параллельность боковых граней зубцов.

Принимаем предварительно по табл. 6−10 [1]: индукцию в зубцах и в ярме статора, тогда по (6−39) [1]

где — длина стали сердечников статора (принимаем)

— коэффициент заполнения сталью (по табл. 6−11 для лакированных листов стали марки 2312 принимаем).

Определяем высоту ярма статора по (6−28) [1]

Размеры паза в штампе принимаем

Высота паза по (6−40) [1]

По (6−41) [1]

;

По (6−42) [1]

По (6−45) и (6−46) [1]

Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку по (6−47) [1]

где — припуск по ширине паза, — припуск по высоте паза.

где — площадь прокладок в пазу, рассчитывается по (6−50) [1]

— площадь корпусной изоляции, рассчитывается по (6−48) [1]

где — односторонняя толщина изоляции (по табл.3−9 [1])

Коэффициент заполнения паза статора

По табл. 3−12 значение коэффициента заполнения находится в допустимых пределах.

Эскиз паза статора показан на рисунке 1.

1.2.2 Расчет ротора

1.2.2.1 Расчет размеров пазов ротора

Асинхронные двигатели с фазным ротором

... статора, м Рис. 1. Эскиз трапецеидального паза статора. 1.4 Расчёт фазного ротора Для нормальной работы асинхронного двигателя необходимо, чтобы фазная обмотка ротора ... та лобовой части всыпных обмоток: где К Л — коэффициент, (принимаемый из таблице) К Л = 1,55; b КТ — средняя ... ф2 напряжение на контактных кольцах в момент пуска двигателя: Фазный ток ротора: где К j — коэффициент, учитывающий влияние ...

Воздушный зазор (по рис. 6−21 [1])

Число пазов ротора (по табл. 6−15 [1])

Внешний диаметр

Длина

Зубцовое деление

Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник непосредственно насажен на вал, по (6−101) [1]

Коэффициент берем по табл. 6−16.

Ток в стержне ротора по (6−60) [1]

где

— коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания и сопротивления обмоток (по рис. 6−22),

— коэффициент приведения токов, для двигателей с короткозамкнутым ротором вычисляется по формуле (6−68) [1]

Пазы ротора выполняем без скоса

Площадь поперечного сечения стержня по (6−69) [1]

где

— плотность тока в стержне литой клетки (принимаем), тогда

Для двигателей с высотой оси вращения пазы ротора выполняют трапецеидальными, сужающимися в верхней части. Размеры таких пазов могут быть определены графоаналитическим методом.

Для этого построим трапецию со следующими размерами:

длина верхнего основания равна длине пазового деления

нижнее основание

Высота

Такая трапеция (рис.2) представляет собой как бы вырезанный из листа ротора сектор пазового деления, в котором должны разместиться паз (ось паза совпадает с осью трапеции), прилегающие к нему с обеих сторон половины сечений зубцов и участок ярма ротора. По допустимым индукциям и определяем соответственно высоту ярма ротора и ширину зубца.

Наименьшая допустимая ширина зубца по (6−77) [1]

где — наибольшая магнитная индукция в зубцах ротора (по табл. 6−10);

Высота ярма по (6−102) [1]

где по табл. 6−10 [1]

На построенной трапеции линиями, параллельными ее боковым граням, отсекаем участки шириной и линией, параллельной ее основаниям, — участок шириной. В оставшуюся часть трапеции (на рис. 2 — не заштрихована) вписываем контур паза. Изменяя и графически определяем размеры паза по заданной площади сечения стержня. Высота перемычки над пазом принимается равной Диаметр закругления верхней части паза должен быть не менее 3,5 — 4 мм, поэтому принимаем равной 5 мм. Таким образом, размеры паза ротора

Расчетная высота зубца по (6−81) Высота перемычки над пазом Уточненное значение сечения стержня по (6−78) [1]

Плотность тока в стержне

Эскиз паза ротора приведен на рисунке 3.

1.2.2.2 Расчет размеров короткозамкнутых колец

Короткозамкнутые кольца выбираем по рис. 6−26, б.

Площадь поперечного сечения замыкающих колец по (6−73) [1]

где ток в кольце рассчитываем по формуле (6−71) [1]

По (6−72) .

Плотность тока в замыкающих кольцах

Размеры замыкающих колец

1.3 Расчет магнитной цепи и намагничивающего тока

Магнитное напряжение воздушного зазора по (6−110) [1]

где — коэффициент воздушного зазора, рассчитывается по (4−14) [1]

;

Магнитные напряжения зубцовых зон статора по (6−111) [1]

где — напряженность зубцовой зоны статора; для марки стали 2312 определяем по табл. П-20 в соответствии со значением магнитной индукции; при

Индукция в зубцах статора по (6−104) [1]

Магнитные напряжения зубцовых зон ротора по (6−113) [1]

По табл. П-20 определяем напряженности в сечениях зубца ротора.

Для для, для ,

Так как больше 2, то расчет проводим, разделив зубец на две равные части. Расчетную ширину зубца берем на высоте 0,2 мм и 0,7 мм всей высоты зубца от его наиболее узкой части. По (6−116) [1]

Магнитные индукции в этих сечениях

Магнитные напряжения по табл. П-20. По (6−118) [1]

Индукция в зубцах по (6−104) [1]

ротора в сечениях

Коэффициент насыщения зубцовой зоны по (6−120) [1]

Магнитные напряжения ярма статора. По (6−121) [1]

где — длина средней магнитной линии; по (6−122)

Напряженность магнитного поля в ярме статора (по табл. П-19 [1]).

Индукция в ярме статора по (6−105) [1]

Магнитные напряжения ярма ротора. По (6−123) [1]

где — длина средней магнитной линии потока в ярме ротора. По (6−124) [1]

где — расчетная высота ярма ротора по (6−108) [1]

Индукция в ярме ротора по (6−107) [1]

Для по табл. П-19 [1]

Суммарное магнитное напряжение магнитной цепи машины по (6−127) [1]

Коэффициент насыщения магнитной цепи по (6−128) [1]

Намагничивающий ток по (6−129) [1]

Относительное значение (в долях от номинального тока) по (6−130) [1]

находится в допустимых пределах.

1.4 Расчет параметров рабочего режима

Активное сопротивление фазы обмотки статора

где — длина проводников фазы обмотки; по (6−133) [1]

Удельное сопротивление меди при расчетной температуре

Средняя длина витка обмотки по (6−134) [1]

Длина пазовой части равна конструктивной длине сердечника машины

[https:// , 25].

Длина лобовой части по (6−135) [1]

Вылет лобовых частей по (6−137) [1]

где — средняя ширина катушки, определяемая по (6−137) [1]

Относительное укорочение шага. Коэффициенты и берутся из таблицы 6−19 [1], согласно которой для числа полюсов,. Для всыпной обмотки, укладываемой в пазы до запрессовки вылет прямолинейной части

Относительное значение

Активное сопротивление фазы обмотки ротора

где — сопротивление стержня, которое рассчитывается по (6−165) [1]

Удельное сопротивление алюминия

Ввиду того, что расчет ведётся для рабочего режима коэффициент .

Сопротивление участка замыкающего кольца, заключенного между двумя соседними стержнями по (6−166) [1]

Приводим к числу витков обмотки статора по (6−169) [1]

Относительное значение

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора по (4−42) [1]

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния рассчитывается по формуле из табл. 6−22 для рис. 6−38, ж [1]

где по рис. 1. При диаметральном шаге двухслойных обмоток. По (6−155) .

Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния по (6−154) [1]

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния по (6−170) [1]

По (6−172) [1]

Коэффициент определяем по табл. (6−39) в зависимости от отношения (при).

Так как скос отсутствует, то .

; ;

Относительное значение

Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора по (6−173) [1]

По табл. 6−23 и рис. 6−40, е и 6−40, з с учетом того, что для рабочего режима

По (6−117) [1]

По (6−174) [1]

где по (6−175) [1]

Из рис. 6−39, а, так как. Тогда

;

Индуктивное сопротивление ротора приводим к числу витков статора по (6−178) [1]

Относительное значение

1.5 Расчет потерь

Потери в стали основные по (6−183) [1]

где

• удельные потери в стали;
• показатель степени. По табл. 6−24 для марки стали 2312 Масса стали ярма с учетом удельной массы стали по (6−184) [1]

Масса зубцов статора по (6−185) [1]

Для машин с мощностью меньше 250 кВт и. Тогда

Поверхностные потери в роторе по (6−190) [1]

где — потери приходящиеся на. По (6−188) [1]

Коэффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головок зубцов ротора на удельные потери для не обрабатываемых поверхностей (для двигателей с мощностью меньше 160 кВт).

Амплитуда пульсаций индукции в воздушном зазоре по (6−186) [1]

где по рис. 6−41 (для).

Тогда

Пульсационные потери в зубцах ротора по (6−196) [1]

где

• амплитуда пульсаций индукции в среднем сечении зубцов; по (6−192) [1]

Масса стали зубцов ротора по (6−197) [1]

Сумма добавочных потерь в стали по (6−198) [1]

Полные потери в стали по (6−199) [1]

Механические потери по (6−208) [1]

где по табл. 6−25. Тогда

Добавочные потери при номинальном режиме

Холостой ход двигателя.

Ток холостого хода по (6−212) [1]

по (6−213) активная составляющая тока холостого хода

где — электрические потери в статоре при холостом ходе по (6−214) [1]

Тогда

Коэффициент мощности при холостом ходе по (6−215) [1]

1.6 Расчет рабочих характеристик

1.6.1 Параметры схемы замещения фазы обмотки асинхронной машины

По (6−179) [1]

По (6−180) [1]

По (6−217) [1]

Так как, то для расчета используем упрощенную формулу (6−218) [1]

Активная составляющая тока синхронного холостого хода по (6−222) [1]

Расчетные величины рассчитываются по приближенному методу (так как) согласно выражениям (6−223) [1]

Потери, не меняющиеся при скольжении

Принимаем и рассчитываем рабочие характеристики, задаваясь После построения кривых уточняем значение номинального скольжения. Результаты расчета приведены в таблице 1. Характеристики представлены на рисунке 4.

Таблица 1 — Результаты расчета рабочих характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

№ п/п	Расчетная формула	Единица	Скольжение
			0,005	0,01	0,015	0,02	0,025	0,03	s н = =0,0246
		Ом	6,67	3,33	2,22	1,67	0,33	1,11	1,36
		Ом
		Ом	6,7	3,37	2,26	1,7	1,37	1,15	1,39
		Ом	0,42	0,42	0,42	0,42	0,42	0,42	0,42
		Ом	6,71	3,39	2,3	1,75	1,43	1,22	1,45
		А	32,77	64,83	95,86	125,58	153,8	180,37	151,38
		;	0,998	0,992	0,983	0,971	0,956	0,939	0,957
		;	0,063	0,124	0,183	0,24	0,294	0,344	0,289
		А	34,18	65,81	95,72	123,4	148,5	170,82	146,4
		А	36,6	42,57	52,09	64,66	79,71	96,66	78,3
		А	50,08	78,38	108,98	139,31	168,54	196,27	166,01
		А	33,82	66,9	98,93	129,6	158,72	186,14	156,23
		кВт	22,56	43,44	63,17	81,44	98,01	112,74	96,63
		кВт	0,25	0,61	1,18	1,92	2,81	3,81	2,73
		кВт	0,11	0,42	0,92	1,58	2,37	3,25	2,29
		кВт	0,04	0,11	0,21	0,35	0,51	0,69	0,49
		кВт	1,5	2,24	3,4	4,94	6,78	8,85	6,61
		кВт	21,06	41,2	59,77	76,5	91,23	103,89	90,02
		;	0,934	0,949	0,946	0,939	0,931	0,921	0,932
		;	0,683	0,84	0,878	0,886	0,881	0,87	0,882
	M	Н*м	0, 202	0,398	0,581	0,749	0,899	1,030	0,887
	I’2	A	33,794	66,868	98,884	129,565	158,696	186,133	156,426

Таблица 2 — Результаты уточненного расчета рабочих характеристик

№п/п	Форм.	Размерн.	Скольжение s		Sн
			0,0050	0,0100	0,0150	0,0200	0,0250	0,0300	0,0246
	Rо		0,2348	0,2348	0,2348	0,2348	0,2348	0,2348	0,2348
	Xo		6,1022	6,1022	6,1022	6,1022	6,1022	6,1022	6,1022
	Zo		6,106 716	6,106 716	6,106 716	6,106 716	6,106 716	6,106 716	6,106 716
	у1а		1,32 928	1,32 928	1,32 928	1,32 928	1,32 928	1,32 928	1,32 928
	у1р		— 0,398	— 0,398	— 0,398	— 0,398	— 0,398	— 0,398	— 0,398
	R		0,32 795	0,32 795	0,32 795	0,32 795	0,32 795	0,32 795	0,32 795
	X		0,406 586	0,406 586	0,406 586	0,406 586	0,406 586	0,406 586	0,406 586
	R’2эг		6,498 925	3,26 586	2,188 172	1,649 328	1,326 021	1,110 484	1,347 584
	X’2эг		0,38 169	0,394 138	0,398 287	0,400 362	0,401 606	0,402 436	0,401 523
	Z’2эг		6,510 124	3,289 557	2,224 124	1,697 225	1,385 504	1,181 156	1,406 131
	I’2		33,79 352	66,8783	98,91 533	129,6234	158,787	186,2582	156,4577
	Cosц2		0,99 949	0,997 965	0,995 438	0,991 933	0,98 748	0,982 118	0,98 788
	sinц2		0,31 933	0,63 768	0,95 409	0,126 765	0,157 744	0,188 265	0,15 522
	I’2a		33,77 628	66,74 218	98,46 409	128,5777	156,799	182,9276	154,5614
	I’2p		1,79 115	4,264 676	9,437 453	16,43 165	25,4 776	35,6 599	24,2854
	n1		16,66 667	16,66 667	16,66 667	16,66 667	16,66 667	16,66 667	16,66 667
	Щ1		104,6667	104,6667	104,6667	104,6667	104,6667	104,6667	104,6667
	M		204,9057	401,2616	585,185	753,6919	904,7888	1037,449	893,0848
	Z’2 (S)		6,263 194	3,136 383	2,96 229	1,577 728	1,267 874	1,6 233	1,288 492
	у2a		1,36 218	1,13 425	1,292 936	1,510 408	1,784 137	2,111 012	1,759 646
	у2p		0,32 079	0,64 289	0,96 431	0,128 313	0,159 751	0, 19 057	0,157 194
	Rxx		0,2668	0,2668	0,2668	0,2668	0,2668	0,2668	0,2668
	Xxx		6,3022	6,3022	6,3022	6,3022	6,3022	6,3022	6,3022
	Ros		— 0,18 725	— 0,36 078	— 0,51 966	— 0,66 315	— 0,79 072	— 0,90 203	— 0,78 086
	Xos		0,228 544	0,834 313	1,810 197	3,144 739	4,822 473	6,824 365	4,672 418
	Rоэг		0,79 549	— 0,9 398	— 0,25 286	— 0,39 635	— 0,52 392	— 0,63 523	— 0,51 406
	Хоэг		6,530 744	7,136 513	8,112 397	9,446 939	11,12 467	13,12 656	10,97 462
	Zоэг		6,531 228	7,137 132	8,116 336	9,455 249	11,137	13,14 193	10,98 665
	Io		33,68 432	30,82 471	27,10 583	23,2675	19,75 397	16,74 032	20,0243
	Cosцo		0,38 449	0,38 449	0,38 449	0,38 449	0,38 449	0,38 449	0,38 449
	sinцo		0,999 261	0,999 261	0,999 261	0,999 261	0,999 261	0,999 261	0,999 261
	Ioa		1,295 144	1,185 194	1,42 205	0,894 623	0,75 953	0,643 656	0,769 924
	Iop		33,65 941	30,80 191	27,8 578	23,25 029	19,73 936	16,72 794	20,949
	I1a		35,7 143	67,92 738	99,5063	129,4723	157,5585	183,5713	155,3314
	I1p		34,73 853	35,6 659	36,52 324	39,68 195	44,78 713	51,79 393	44,2949
	I1		49,36 366	76,44 472	105,9974	135,4169	163,8004	190,7381	161,5236
	P1		23 147,14	44 832,07	65 674,16	85 451,72	103 988,6		102 518,7
	Pэ1		233,93	561,0043	1078,603	1760,423	2575,736	3492,578	2504,628
	Pэ2		107,234	419,9872	918,7404	1577,728	2367,531	3257,591	2298,58
	Pдоб		115,7357	224,1603	328,3708	427,2586	519,9432	605,7852	512,5935
	УP		1569,68	2317,932	3438,494	4878, 19	6575,989	8468,734	6428,581
	P2		21 577,46	42 514,14	62 235,66	80 573,53	97 412,64	112 688,3	96 090,12
	з		0,932 187	0,948 297	0,947 643	0,942 913	0,936 762	0,930 101	0,937 294
	Cosц		0,710 471	0,888 582	0,938 762	0,956 102	0,961 893	0,962 426	0,961 664

Таблица 3 Относительная погрешность приближенного расчета по отношению к уточненному расчету рабочих характеристик АД

Форм.	Скольжение s		Sн
	0,0050	0,0100	0,0150	0,0200	0,0250	0,0300	0,0246
ДI’2,%	0,19 176	— 0,1 241	— 0,3 573	— 0,4 892	— 0,5 483	— 0,0689	— 0,2 028
ДI1,%	1,430 401	2,469 105	2,736 829	2,91 756	2,812 138	2,818 521	2,702 494
ДМ,%	— 1,43 846	— 0,8195	— 0,7203	— 0,62 642	— 0,64 391	— 0,72 324	— 0,68 599
Дз,%	0, 194 123	0,74 029	— 0,17 369	— 0,41 671	— 0,61 895	— 0,98 818	— 0,56 798
Дcosц,%	— 4,2 206	— 5,78 354	— 6,92 046	— 7,91 214	— 9,18 199	— 10,6237	— 9,3 216
ДI’2,%	0,19 176	— 0,1 241	— 0,3 573	— 0,4 892	— 0,5 483	— 0,0689	— 0,2 028

Рис. 4 Рабочие характеристики асинхронного двигателя Рис. 5 Относительные рабочие характеристики асинхронного двигателя

1.6.2 Расчет круговой диаграммы

Исходными данными для построения круговой диаграммы являются:

ток синхронного холостого хода по (6−225) [1]

где

сопротивления короткого замыкания по (6−226) [1]

Диаметр круговой диаграммы принимаем равной

Расчет масштабов: масштаб тока

масштаб мощности

масштаб момента

Вектор тока синхронного холостого хода

По (6−227) [1]

Произвольно выбираем Отрезок

Произвольно выбираем Отрезки

Отрезок

где

Тогда

Далее по методике приведенной в учебнике и опираясь на полученные данные и рис.6−45 строим круговую диаграмму. Круговая диаграмма представлена на рис. 5.

1.7 Расчет пусковых характеристик

1.7.1 Расчет пусковых характеристик без учета влияния насыщения от полей рассеяния

Рассчитываем точки характеристик, соответствующих скольжениям

Подробный расчет приведем для скольжения

Данные расчета других точек сведены в таблицу 2.

Приведенная высота стержня по (6−235) [1]

Для находим по рис. 6−46, по рис. 6−47 .

Активное сопротивление обмотки ротора:

глубина проникновения тока по (6−236) [1]

по (6−245) [1]

по (6−243) [1]

по (6−237) [1]

по (6−247) [1]

Приведенное активное сопротивление ротора с учетом действия эффекта вытеснения тока: по (6−249) [1]

Индуктивное сопротивление обмотки ротора по табл. 6−23 и рис. 6−40, е и 6−40, з [1]

При предварительно принимаем

Коэффициент изменения индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора по (6−251) [1]

По (6−250) [1]

Пусковые параметры по (6−266) и (6−267) [1]

По (6−268) [1]

Ток в обмотке ротора по (6−269) [1]

Ток обмотки статора по (6−271) [1]

Таблица 4 Результаты расчета пусковых характеристик двигателя без учета влияния насыщения от полей рассеяния

№ п/п	Расчетная формула	Единица	Скольжение
				0,8	0,5	0,2	0,1	0,107
		;	2,6	2,33	1,84	1,16	0,82	0,85
		;	1,55	1,23	0,66	0,13	0,04	0,05
		;	2,84	2,449	1,757	1,129	1,024	1,036
		;	2,28	2,003	1,525	1,089	1,012	1,025
		Ом	0,071	0,0063	0,048	0,034	0,032	0,032
		;	0,57	0,66	0,81	0,94	0,97	0,96
		;	0,931	0,945	0,97	0,99	0,995	0,994
		Ом	0,186	0,189	0, 194	0, 198	0, 199	0, 199
		Ом	0,106	0,113	0,131	0, 207	0,358	0,339
		Ом	0,39	0,393	0,398	0,402	0,403	0,403
		А	544,1	537,7			407,8	417,5
		А	555,4	549,1	536,5		417,2	427,1

1.7.2 Расчет пусковых характеристик с учетом влияния насыщения от полей рассеяния

Принимаем для коэффициент насыщения и и приводим расчет для

Средняя МДС (магнитодвижущая сила) обмотки, отнесенная к одному пазу обмотки статора по (6−252) [1]

Фиктивная индукция потока рассеяния в воздушном зазоре по (6−253) [1]

где коэффициент

;

• По рис.6−50 для находим .

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

по (6−255) [1]

по (6−258) [1]

по (6−261) [1]

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения по (6−253) [1]

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учетом влияния насыщения

по (6−264) [1]

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ротора с учетом влияния насыщения и вытеснения тока: по (6−260) [1]

по (6−262) [1]

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора с учетом влияния насыщения по (6−263) [1]

Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом влияния вытеснения тока и насыщения по (6−265) [1]

По (6−267) [1]

Расчет токов и моментов: по (6−268) [1]

по (6−269) [1]

по (6−271) [1]

Полученное значение тока отличается на 2% от принятого при расчете влияния насыщения на параметры, что допустимо.

Относительные значения

Критическое скольжение определяем после расчета всех точек пусковых характеристик по средним значениям сопротивлений и соответствующим скольжениям по (6−272) [1]

после чего рассчитываем точку характеристики, соответствующую :

Кратность пускового и максимального моментов и пускового тока спроектированного двигателя удовлетворяют требованиям ГОСТ.

Данные расчета других точек сведены в таблицу 5. Пусковые характеристики спроектированного двигателя представлены на рис. 7.

Таблица 5 Результаты расчета пусковых характеристик с учетом влияния насыщения от полей рассеяния

№ п/п	Расчетная формула	Единица	Скольжение
				0,8	0,5	0,2	0,1	0,107
		;	1,35	1,35	1,35	1,35	1,2	1,2
		А	5101,2	5041,2	4922,8	4556,9	3398,6	3488,9
		Тл	4,74	4,69	4,57	4,23	3,16	3,24
		;	0,5	0,51	0,53	0,55	0,7	0,69
		Мм	7,65	7,5	7, 19	6,89	4,59	4,74
		;	1,49	1,49	1,5	1,51	1,59	1,58
		;	1,07	1,09	1,13	1,18	1,5	1,48
		Ом	0,143	0,144	0,146	0,148	0,163	0,162
		;	1,016	1,016	1,016	1,016	1,018	1,018
		;	1,43	1,5	1,62	1,72	1,75	1,75
		;	1,27	1,3	1,35	1,4	1,79	1,75
		Ом	0,134	0,138	0,145	0,151	0,168	0,167
		Ом	0,105	0,113	0,13	0, 206	0,357	0,336
		Ом	0,279	0,284	0,293	0,301	0,333	0,331
		А	737,5		686,3	602,5	450,4	466,5
		А	748,5	731,1	697,5	612,8	459,1	475,4
		;	4,51	4,35	4,15	3,64	2,73	2,83
		;	1,25	1,3	1,44	1,99	2,07	2,08

Таблица 6 Результаты уточненного расчета пусковых характеристик с учетом влияния насыщения от полей рассеяния

№ п/п	Форм.	Скольжение s	Sкр	2/3*Sкр	1/3*Sкр	Sн
		1,0	0,8	0,5	0,2	0,1	0,107	0,071	0,036	0,0246
	Rо	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2
	Xo	6,1	6,1	6,1	6,1	6,1	6,1	6,1	6,1	6,1
	Zo	6,1	6,1	6,1	6,1	6,1	6,1	6,1	6,1	6,1
	у1a	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	у1р	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03
	R	0,004	0,004	0,004	0,004	0,004	0,004	0,004	0,004	0,004
	X	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
	R’2эг	0,1	0,1	0,1	0,2	0,4	0,3	0,5	0,9	1,3
	X2’эг	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
	Z2’эг	0,4	0,4	0,4	0,5	0,5	0,5	0,6	1,0	1,4
	I2′	534,4	532,7	526,5	488,7	407,8	418,3	347,8	215,2	156,5
	Cosц2	0,2	0,2	0,3	0,6	0,8	0,8	0,9	1,0	1,0
	sinц2	1,0	1,0	1,0	0,8	0,5	0,6	0,4	0,2	0,2
	I2’a	82,6	102,3	157,3	301,2	343,6	345,3	316,5	209,9	154,6
	I2p’	528,0	522,8	502,5	384,9	219,6	236,1	144,3	47,8	24,3
	n1	16,7	16,7	16,7	16,7	16,7	16,7	16,7	16,7	16,7
	Щ1	104,7	104,7	104,7	104,7	104,7	104,7	104,7	104,7	104,7
	M	256,2	318,3	497,4	1071,5	1491,6	1467,3	1521,3	1165,3	893,4
	Z2′ (S)	0,2	0,2	0,2	0,3	0,4	0,4	0,5	0,9	1,3
	у2a	30,8	30,4	28,8	20,0	9,9	10,8	6,3	2,5	1,8
	у2p	0,3	0,3	0,4	0,6	0,5	0,5	0,4	0,2	0,2
	Rxx	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3
	Xxx	6,3	6,3	6,3	6,3	6,3	6,3	6,3	6,3	6,3
	Ros	5,1	4,8	3,9	0,9	— 1,0	— 0,9	— 1,2	— 1,0	— 0,8
	Xos	182,0	179,6	170,0	116,1	54,5	59,9	32,5	9,5	4,7
	Rоэг	5,4	5,1	4,2	1,2	— 0,7	— 0,6	— 1,0	— 0,7	— 0,5
	Хоэг	188,3	185,9	176,3	122,4	60,8	66,2	38,8	15,8	11,0
	Zоэг	188,3	186,0	176,3	122,4	60,8	66,2	38,8	15,8	11,0
	Io	1,2	1,2	1,2	1,8	3,6	3,3	5,7	13,9	20,0
	Cosцo	0,038	0,038	0,038	0,038	0,038	0,038	0,038	0,038	0,038
	sinцo	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	Ioa	0,0	0,0	0,0	0,1	0,1	0,1	0,2	0,5	0,8
	Iop	1,2	1,2	1,2	1,8	3,6	3,3	5,7	13,9	20,0
	I1a	82,7	102,3	157,3	301,3	343,7	345,5	316,7	210,4	155,4
	I1p	529,2	524,0	503,7	386,7	223,2	239,4	149,9	61,8	44,3
	I1	535,6	533,9	527,7	490,2	409,8	420,3	350,4	219,3	161,6
	P1	54 568,1	67 532,0	103 828,6	198 833,5	226 865,0	228 008,4	209 016,6	138 862,1	102 554,7
	Pэ1	27 539,3	27 364,1	26 732,5	23 069,0	16 123,7	16 960,8	11 785,8	4615,8	2506,4
	Pэ2	26 820,3	26 648,5	26 028,5	22 430,4	15 611,8	16 433,2	11 358,5	4350,3	2300,3
	Pдоб	272,8	337,7	519,1	994,2	1134,3	1140,0	1045,1	694,3	512,8
	УP	55 745,7	55 463,5	54 393,3	47 606,8	33 983,1	35 647,3	25 302,5	10 773,6	6432,6
	P2	— 1177,6	12 068,6	49 435,4	151 226,7	192 881,9	192 361,1	183 714,1	128 088,5	96 122,1
	з	0,0	0,2	0,5	0,8	0,9	0,8	0,9	0,9	0,9
	Cosц	0,2	0,2	0,3	0,6	0,8	0,8	0,9	1,0	1,0
	I1 (р)	560,5	541,6	528,9	492,9	418,9	427,9	355,0	222,0	164,0
	M1(р)	260,0	322,0	505,0	1085,0	1509,0	1490,0	1550,0	1180,0	909,0

Таблица 7 Погрешности пусковых характеристик

Параметр	Скольжение s	Sкр	2/3*Sкр	1/3*Sкр	Sн
	1,0	0,8	0,5	0,2	0,1	0,107	0,071	0,036	0,0246
ДI1 (пуск),%	1,501	1,423	0,920	0,946	1,276	1,270	1,301	1,228	1,476
ДМ, (пуск) %	1,444	1, 193	1,513	1,243	1,55	1,521	1,651	1,443	1,476

Рис. 7 Пусковые характеристики спроектированного двигателя.

Рис. 8 Относительные пусковые характеристики спроектированного двигателя

2. Тепловой расчет

Тепловой расчет проводится для изоляции класса F. Для данного класса изоляции предельно допустимая температура

Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя по (6−314) [1]

где

— коэффициент, учитывающий, что часть потерь в сердечнике статора и в пазовой части обмотки, передается через станину непосредственно в окружающую среду (по табл. 6−30);

— потери в пазовой части;

— коэффициент теплоотдачи с поверхности (по рис. 6−59);

по (6−312) [1]

где — коэффициент увеличения потерь (для класса нагревостойкости F);

Перепад температур в изоляции пазовой части обмотки статора по (6−315) [1]

где

— расчетный периметр поперечного сечения паза ротора;

— средняя эквивалентная проводимость пазовой изоляции (по рис.6−62 для);

— средняя эквивалентная теплопроводность пазовой изоляции (для класса нагревостойкости F);

по (6−316) [1]

Перепад температур по толщине изоляции лобовых частей по (6−319) [1]

где — электрические потери в лобовых частях;

• периметр условной поверхности охлаждения лобовой части одной катушки, принимаем; по (6−334) [1]

односторонняя толщина изоляции лобовой части катушки, так как изоляция в лобовой части отсутствует;

Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри машины по (6−320) [1]

Среднее превышение температуры наружной поверхности обмотки статора над температурой воздуха внутри машины по (6−321) [1]

Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды по (6−322) [1]

где — сумма потерь отводимых в воздух внутри двигателя;

• эквивалентная поверхность охлаждения;
• коэффициент подогрева воздуха (по рис.6−59, в); по (6−326) [1]

;

по (6−324) [1]

по (6−327) [1]

где — условный периметр поперечного сечения ребер станины (по рис. 6−63);

Среднее повышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды по (6−328) [1]

Нагрев частей двигателя находится в допустимых пределах. Расчет вентиляции. Требуемый для охлаждения расход воздуха по (6−340) [1]

где — коэффициент, учитывающий изменение условий охлаждения по длине поверхности корпуса, обдуваемого наружным вентилятора;

по (6−341) [1]

для двигателей с ;

Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором по (6−342) [1]

Расчетный расход воздуха должен быть больше требуемого для охлаждения (), что выполняется.

На этом расчет асинхронной машины закончен.

Ф. А. Горяинов, К. М. Курсовое, Л. М. Электрические