Расчет трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором на мощность 45 киловатт (стр. 6 из 7)
Расход воздуха, который может быть обеспечен наружным вентилятором:
 м3/с |
Напор воздуха, развиваемый наружным вентилятором:
 Па |
2.14 Масса двигателя и динамический момент инерции ротора
Масса изолированных проводов обмотки статора:
Масса алюминия короткозамкнутого ротора с литой клеткой (число лопаток на роторе N=14, ширина лопатки средняя bл=5мм, длина лопатки lл=70мм, высота hл=56мм):
Масса стали сердечников статора и ротора:
Масса изоляции статора:
Масса конструкционных материалов:
Масса двигателя:
Динамический момент инерции:
2.15 Расчет надежности обмотки статора
Пусть вероятность наличия хотя бы одного дефекта изоляции провода длиной 100мм после укладки: q1=0.2, коэффициент характеризующий качество пропитки: kпр=0.5, тогда дефектность витковой изоляции до начала эксплуатации электродвигателя:
Вероятность плотного касания соседних витков:
Количество проводников, находящихся в наружном слое секции:
во внутреннем слое:
Доля пар соседних элементарных витков, принадлежащих к одному эффективному:
Общая длина пар соседних витков в обмотке:
Количество последовательно соединенных секций в фазе:
Среднее значение фазных коммутационных перенапряжений:
Среднее квадратичное отклонение величины коммутационных фазных перенапряжений:
Номинальное фазное напряжение, приходящееся на секцию:
Вероятность отказа витковой изоляции при воздействии одного импульса перенапряжения и при условии, что на касающихся витках имеются совпадающие дефекты:
Скорость роста дефектности витковой изоляции для класса F:
Вероятность возникновения короткого замыкания витковой изоляции на длине касающихся витков в течение 20000 часов:
Вероятность отказа межвитковой изоляции в течение 20000 часов:
Вероятность безотказной работы межвитковой изоляции в течение 20000 часов:
Вероятность безотказной работы обмотки статора за 20000 часов:
ГОСТ 19523-74 устанавливает минимальную вероятность безотказной работы в течении 10000 часов 0.9. В нашем случае имеем 0.972 при времени работы 20000 часов.
2.16 Механический расчет вала и подбор подшипников качения.
Рис.7. Эскиз вала ротора.
Таблица 1 - Участок вала b:
| d, мм | J, мм4 | у, мм | у3, мм3 | y3i-y3i-1, мм3 | y3i-y3i-1/ J, мм-1 | У2, мм2 | y2i-y2i-1, мм2 | Y2i-y2i-1/ J, мм-2 |
| 80 | 2.01х106 | 13 | 2197 | 2197 | 0.0011 | 169 | 169 | 0.0001 |
| 90 | 3.22х106 | 81.1 | 533411 | 531214 | 0.1649 | 6577 | 6308 | 0.002 |
| 101.2 | 5.15х106 | 250.5 | 15718937 | 15182526 | 2.9494 | 62750 | 56173 | 0.0109 |
Из таблицы (суммы 6ого и 9ого столбцов):
Sb=3.1155
S0=0.013
Таблица 2 - Участок вала a:
| d, мм | J, мм4 | х, мм | х3, мм3 | х3i-х3i-1, мм3 | х3i-х3i-1/ J, мм-1 |
| 80 | 2.01х106 | 13 | 2197 | 2197 | 0.0011 |
| 90 | 3.22х106 | 91.1 | 756058 | 753861 | 0.2341 |
| 101.2 | 5.15х106 | 260.5 | 17677595 | 16921537 | 3.2866 |
Сумма 6ого столбца таблицы 2:
Sа=3.5218
Размеры участков:
Прогиб вала посередине сердечника под воздействием силы тяжести:
Прогиб:
Номинальный момент двигателя:
Поперечная сила передачи (муфта МУВП1-75):
Прогиб вала посередине сердечника от поперечной силы передачи:
Начальный расчетный эксцентриситет:
Сила одностороннего магнитного притяжения:
Дополнительный прогиб вала от силы магнитного притяжения:
Установившийся прогиб вала от силы магнитного притяжения:
Результирующий прогиб вала:
–составляет менее 10% от зазора.
С учетом влияния силы тяжести соединительного устройства первая критическая частота вращения вала:
- масса муфты; 
- сила тяжести муфты. 
Значительно превышает максимальную рабочую частоту вращения.
Расчет вала на прочность.
При соединении муфтой расстояние от середины втулки муфты до первой ступени вала:
Момент кручения:
Изгибающий момент на выходной части вала:
Момент сопротивления при изгибе:
При совместном действии изгиба и кручения приведенное напряжение:
Полученное значение более чем на порядок отличается от критического (материал вала сталь 45, однако можно принять менее прочный материал, например сталь 30).
Подбор подшипников качения.
По рекомендациям данным в пособии «Проектирование серий электрических машин» Гурина Я.С., на выходном конце вала устанавливаем роликовый подшипник, на участке а – шариковый.
Наибольшая радиальная нагрузка на шариковый подшипник:
Динамическая приведенная нагрузка:
Необходимая динамическая грузоподъемность (принимаем расчетный срок службы подшипника 20000 часов):