Асинхронный двигатель 2 (стр. 2 из 5)

Паз статора определяем по рис. 8.29,а с соотношением размеров, обеспечивающих параллельность боковых граней зубцов.

19. Принимаем предварительно по табл. 8.10 Bz1=1.9 Тл; Ва=1.6 Тл, тогда по (8.37)

(по табл. 8.11 для оксидированной стали марки 2013 kс=0,97);

по (8.28)

20.

Размеры паза в штампе: bш=3,7 мм; hш=1 мм; β=45˚ (см. рис. 8.29,а);

по (8.38)

по (8.40)

по (8.39)

по (8.42) – (8.45)

21.

Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку:

Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников обмотки по (8.48)

[площадь поперечного сечения прокладок Sпр=(0,9b1+0,4b2)*10ˉі=14ммІ; площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу

Sиз=bиз(2hп+b1+b2)=0,4(2*34,2+9,7+12,9)=36,4ммІ, где односторонняя толщина изоляции в пазу bиз=0,4мм – по табл. 3.1].

22. Коэффициент заполнения паза

Полученное значение kз допустимо для механизированной укладки обмотки.

Расчет ротора.

23. Воздушный зазор (по рис.8.31) δ=0,8мм.

24. Число пазов ротора (по табл. 8.16) Z2=52.

25. Внешний диаметр ротора D2=D - 2 δ = 0,306 – 2*0,8*10ˉі=0,304 м.

26. Длина магнитопровода l2=l1=0.23 м.

27. Зубцовое деление ротора

tZ2=πD2/Z2=π0.304/52=0.0184м=18,4мм.

28. 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).

29.

Ток в обмотке ротора по (8.57)

где по (8.58) ki = 0.2+0.8cosφ=0.928

[по (8.66)

(пазы ротора выполняем без скоса – kск=1)]

30. Площадь поперечного сечения стержня (предварительно) по (8.68)

qc = I2/J2 = 621.7/(2.5·10і) = 248.7·10ˉімІ = 248,7ммІ

(плотность тока в стержне литой клетки принимаем J2 = 2.5·10і А/мІ).

31. 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)

32.

Уточняем ширину зубцов ротора по формулам табл. 8,18:

Принимаем b1=9,6 мм; b2=6,7 мм; h1=24 мм.

Полная высота паза

33. Площадь поперечного сечения стержня по (8.79)

Плотность тока в стержне

J2 = I2/qc = 621.7/249 = 2.5·10іA/мІ.

34. 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/Δ = 621.7/0.241 = 2580 A,

где

Δ = 2sin[(π·p)/Z2] = 2sin[(π2)/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.

35. Магнитное напряжение воздушного зазора по (8.103)

36.

Магнитное напряжение зубцовой зоны статора по (8.104)

Fz1 = 2hz1Hz1 = 2·34.2·10ˉі·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 – 1.256·10ˉі·2070·1.74 = 1.9,

где для Bz1 = 1.9 Тл по табл. П1.7 Hz1 = 2070 A/м.

37. 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].

38. Коэффициент насыщения зубцовой зоны по (8.115)

39. 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].

40. 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].

41. Магнитное напряжение на пару полюсов по (8.128)

Fц = Fδ + Fz1 + Fz2 + Fa + Fj = 1602.4 A.

42. Коэффициент насыщения магнитной цепи по (8.129)

kμ = Fц/Fδ = 1.46.

43. Намагничивающий ток по (8.130)

Относительное значение по (8.131)

Iμ* = Iμ/Iном = 20/93,3 = 0,22.

Параметры рабочего режима.

44. Активное сопротивление обмотки статора по (8.132)

(для класса нагревостойкости изоляции F расчетная температура vрасч = 115 ˚С, для медных проводников ρ115 = 10ˉ³/41 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

45. Активное сопротивление фазы обмотки ротора по (8.168)

где для литой алюминиевой обмотки ротора ρ115 = 10ˉ³/20,5 Ом·м.

Приводим r2 к числу витков обмотки статора по (8.172), (8.173):

Относительное значение

46.

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); kβ = k’β = 1; l’δ = lδ = 0.23 м по (8.154);

по (8.159)

для βск = 0 и tz2/tz1 = 1.15 по рис. 8.51, д k’ск = 1,1].

Относительное значение

47.

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 Δz ≈ 0].

Приводим x2 к числу витков статора по (8.172) и (8.183):

Относительное значение

Расчет потерь.

48. 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 = π(Da – ha)halст1kс1υc = π(0.45 - 0.0378)0.0378·0.23·0.97·7.8·10і = 85.2 кг;

по (8.189)

mz1 = hz1bz1срZ1lст1kс1υc = 0,0342·0,0067·60·0,23·0,97·7,8·10і = 23,92 кг;

kда = 1,6; kдz = 1.8 (см. §8.10)].