Короткозамкнутый ротор--85кВт (стр. 1 из 6)

Электромашиностроение прошло большой путь развития, начиная от простейших моделей, созданных полтора века назад, до современных электродвигателей и генераторов.

Начиная с середины двадцатых годов, советские электромашиностроители приступили к созданию новых отечественных конструкций, а также к разработке теоретических вопросов и проведению исследований, связанных с проектированием машин. К середине тридцатых годов был создан и внедрён в производство ряд серий асинхронных двигателей, синхронных машин и машин постоянного тока. Развившиеся и окрепшие к этому периоду электромашиностроительные заводы выпускали разные серии машин, с несовпадающими техническими данными, конструкцией и технико-экономическими показателями, что влекло за собой затруднения для потребителей в части замены, ремонта и создания резерва машин.

Расчёт асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором производим на основании [1].

1 Магнитная цепь двигателя. Размеры, конфигурация, материал

1.1 Главные размеры

Высоту оси вращения асинхронного двигателя определяем по таблице 9 – 1 на основании n₁ и Р_н.

Для Р_н=85 кВт.

n₁=1000об/мин.

h=280 мм, 2р=6.

Наружный диаметр сердечника D_Н1 при стандартной высоте оси вращения h=225 мм выбираем из таблицы 9-2. При данных условиях D_Н1=406мм.

Для определения внутреннего диаметра сердечника статора D₁ воспользуемся зависимостью D₁=f(D_Н1) приведённой в таблице 9 – 3. Для D_Н1=520 мм;

D₁=0,72 D_Н1–3; (1.1)

D₁=0,72∙520–3 = 371,4 мм.

Принимаем D₁ = 225 мм.

Из рисунка 9 – 1 найдём среднее значение к_н=f(P₂) асинхронных двигателей:

Для Р_н=85 кВт;

k_н=0,975.

Для двигателей с короткозамкнутым ротором исполнения по защите IP44 предварительные значения h¢ по рисунку 9-2.

Для Р_н=85 кВт;

h¢=0,93.

Для двигателей с короткозамкнутым ротором исполнения по защите IP44 принимаем значение cos j¢ по рисунку 9 – 3,а при 2р = 6.

cos j¢=0,87.

Расчётная мощность для двигателей переменного тока определяется по формуле

; (1.2)

где Р_Н– номинальная мощность на валу;

h¢ – КПД;

cos j¢ – коэффициент мощности при номинальной нагрузке.

Вт.

8.Для нахождения линейной нагрузки обмотки статора А₁¢ воспользуемся рисунком 9 – 4 а. и таблицей 9 – 5.

А₁¢ =445 × 0,915=407,175 А/см.

При нахождении максимального значения магнитной индукции в воздушном зазоре будем использовать рисунок 9 – 4б. и таблицу 9 – 5.

В_d¢=0,76 · 1,04=0,7904 Тл.

Для определения длины сердечника статора зададимся предварительным значением обмоточного коэффициента, при 2р=6

K_об1¢=0,9175.

Найдём расчётную длину сердечника l₁¢.

; (1.3)

мм.

Конструктивная длина сердечника статора l₁ округляется до ближайшего кратного 5.

l₁= 220 мм.

Коэффициент l найдём по формуле

l= l₁ / D₁; (1.4)

l=220 / 371 = 0,593.

Из таблиц 9 – 6 и 9 – 7 находим l_max .

Для двигателя с 2р=6 определяем l_max = (1,46 – 0,00071 × D_H₁)∙ k₄ , (1.5)

где k₄=1,05.

l_max = (1,46 – 0,00071 · 520)∙1,05 = 1,16.

1.2 Сердечник статора.

Для данной высоты оси вращения выбираем марку стали 2312.

Сердечник собираем из отдельных отштампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, имеющих изоляционные покрытия для уменьшения потерь в стали от вихревых токов.

Для стали 2312 используем изолирование листов лакировкой.

Коэффициент заполнения стали, принимаем равным

k_С = 0,95.

Количество пазов на полюс и фазу выбираем из таблицы 9 – 8.

При 2р = 6,

h = 280 мм,

q₁ =4.

По выбранному значению q₁определяем количество пазов сердечника статора z₁ в соответствии с формулой

z₁= 2 р × m₁ × q₁; (1.6)

m₁ – количество фаз.

z₁= 6 × 3 ×4 = 72.

1.3 Сердечник ротора.

Для данной высоты оси вращения выбираем марку стали 2312.

Сердечник собирают из отдельных отштампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм.

Для сердечника принимаем то же изолирование листов, что и для статора – лакировкой.

Коэффициент заполнения стали принимаем равным

k_c = 0,95.

Размер воздушного зазора между статором и ротором d принимаем из таблицы 9 – 9.

При h = 280 мм и 2р = 6.

d = 0,8 мм.

Скос пазов bck=1.

Наружный диаметр сердечника ротора по формуле (9 – 5)

D_Н2 = D₁ – 2 d; (1.7)

D_Н2 = 371 – 2 × 0,8 =369,4 мм.

Для высоты вращения h ³ 71 мм внутренний диаметр листов ротора рассчитываем по формуле

D₂ » 0,23 × D_Н1; (1.8)

D₂ » 0,23 × 520 = 119,6 мм.

Длина сердечника ротора l₂ принимаем равной длине сердечника статора l₁ при h =280 мм.

l₂ = l₁ = 220мм. (1.9)

Количество пазов на полюс и фазу находим из соотношения

q₂ = q₁ + 1 (1.10)

q₂ = 4 + 1 =5.

Количество пазов в сердечнике для двигателя с короткозамкнутым ротором находим по таблице 9-12 при q₁=6

z₂ = 82;

2. Обмотка статора

2.1 Параметры, общие для любой обмотки

Для нашего двигателя принимаем двухслойную обмотку из провода марки ПЭТВ (класс нагревостойкости F), укладываемую в прямоугольные полуоткрытые пазы.

Обычно обмотку статора выполняют шестизонной; каждая зона равна 60 электрических градуса. При шестизонной обмотке коэффициент распределения

k_Р1 = 0,5/(q₁sin(α/2)), где α=60/q₁=60º/4=15º (2.1)

k_Р1 = 0,5/(4 × sin(7,5º)) = 0,96.

Укорочение шага принимаем равным

b₁ ≈ 0,8, при 2р=6.

Двухслойную обмотку выполняем с укороченным шагом по по формуле

У_п1 = b₁× z₁/ 2p; (2.2)

У_п1 = 0,8 × 72 / 6 = 9,6.

Коэффициент укорочения определяется по формуле (9-12)

k_у1=sin(b₁∙90º) (2.3)

k_у1= sin(0,8∙90^o)=0,95.

Обмоточный коэффициент по формуле

k_ОБ1 = k_Р1 · k_y1; (2.4)

k_ОБ1 = 0,96 · 0,95 = 0,912.

Предварительное значение магнитного потока найдём из формулы

Ф¢ = В¢_d D₁l¢₁ × 10^-6/p; (2.5)

Ф¢ = 0,7904 × 371× 220×10^-6/3= 0,02 Вб.

Предварительное количество витков в обмотке фазы

w¢₁ = k_нU₁/(222 k_об1(f₁/50) Ф¢); (2.6)

w¢₁ = 0,975 × 220/(222 × 0,912 × 0,02) ≈ 53.

Количество параллельных ветвей обмотки статора а₁ выбираем как один из делителей числа полюсов

а₁ =3.

Предварительное количество эффективных проводников в пазу найдём по формуле

N¢_п1 = w¢₁а₁/(рq₁); (2.7)