Асинхронный двигатель 2 (стр. 4 из 5)
Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом влияния насыщения и вытеснения тока по (8.276)
 |
62. Расчет токов и моментов:
по (8.280)
 |
Кратность пускового тока с учетом влияния насыщения и вытеснения тока
 |
Кратность пускового момента с учетом влияния насыщения и вытеснения тока по (8.284)
Полученный в расчете коэффициент насыщения
отличается от принятого kнас = 1,4 на 3,6 %.
Для расчета других точек характеристики задаемся kнас, уменьшенным в зависимости от тока I1 (см. табл. 3);
принимаем при
s = 0.8 kнас = 1,3;
s = 0,5 kнас = 1,2;
s = 0,2 kнас = 1,1;
s = 0.1 kнас = 1.
63. Критическое скольжение определяем после расчета всех точек пусковых характеристик (табл. 4) по средним значениям сопротивлений х1наси х’2ξнас, соответствующим скольжениям s = 0,2 ч 0,1:
по (8.286)
после чего рассчитываем кратность максимального момента: М*max= 2,4 (см. табл. 4).
Таблица 4.Расчет пусковых характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния
Р2ном = 90 кВт, U1 = 380/660 В, 2р = 4, I1ном = 80 А, I’2ном = 76,45 А, х1 = 0,375 Ом, x’2 = =0,401 Ом, r1 = 0,089 Ом, г’2 = 0,071 Ом, х12п = 27,2 Ом, с1п = 1,014, sном = 0,0135, СN = =1.021.
| № | Расчетная формула | Размер | Скольжение s | sкр | |||||
| п/п | ность | 1 | 0,8 | 0,5 | 0,2 | 0,1 | 0,11 | ||
| 1 | kнас | 1,4 | 1,3 | 1,2 | 1,1 | 1 | 1,05 | ||
| 2 | Fп.ср=0,7(I1kнасuп/а) | A | 6643 | 6080 | 5494 | 4519 | 3290 | 4053 | |
| (k'+ky1kоб1Z1/Z2) | |||||||||
| 3 | BФδ=Fп.ср·10ˉі/1,6δСN | Тл | 5,08 | 4,65 | 4,2 | 3,46 | 2,52 | 3,1 | |
| 4 | κδ=f(BФδ) | 0,47 | 0,5 | 0,55 | 0,65 | 0,78 | 0,7 | ||
| 5 | сэ1=(tZ1-bш1)(1-κδ) | мм | 6,5 | 6,15 | 5,54 | 4,31 | 2,71 | 3,69 | |
| 6 | λп1нас=λп1-Δλп1нас | 1,41 | 1,42 | 1,44 | 1,49 | 1,57 | 1,51 | ||
| 7 | λд1нас=κδλд1 | 0,69 | 0,74 | 0,81 | 0,96 | 1,15 | 1,03 | ||
| 8 | х1нас=х1Σλ1нас/Σλ1 | Ом | 0,285 | 0,289 | 0,296 | 0,311 | 0,332 | 0,318 | |
| 9 | с1п.нас=1+х1нас/х12п | 1,01 | 1,011 | 1,011 | 1,011 | 1,012 | 1,012 | ||
| 10 | сэ2=(tZ2-bш2)(1-κδ) | мм | 8,96 | 8,45 | 7,61 | 5,92 | 3,72 | 5,07 | |
| 11 | λп2ξнас=λп2ξ-Δλп2нас | 1,35 | 1,45 | 1,58 | 1,69 | 1,75 | 1,72 | ||
| 12 | λд2нас=κδλд2 | 0,81 | 0,86 | 0,95 | 1,12 | 1,34 | 1,2 | ||
| 13 | х’2ξнас=х’2Σλ2ξнас/Σλ2 | Ом | 0,252 | 0,265 | 0,282 | 0,305 | 0,328 | 0,314 | |
| 14 | Rп.нас=r1+c1п.насr’2ξ/s | Ом | 0,192 | 0,207 | 0,241 | 0,448 | 0,808 | 0,742 | |
| 15 | Xп.нас=х1нас+с1п.насх’2ξнас | Ом | 0,54 | 0,56 | 0,58 | 0,62 | 0,66 | 0,636 | |
| 16 | I’2нас=U1/(RІп.нас+ХІп.нас)Ѕ | А | 663 | 636 | 605 | 497 | 364 | 389 | |
| 17 | I1нас=I’2нас[RІп.нас+(Хп.нас+x12п)І]Ѕ/ /(c1п.насх12п) | А | 669,5 | 642 | 611,2 | 502,9 | 368,6 | 393,3 | |
| 18 | k’нас=I1нас/I1 | 1,35 | 1,31 | 1,28 | 1,17 | 1,07 | 1,1 | ||
| 19 | I1*=I1нас/I1ном | 7,2 | 6,9 | 6,6 | 5,4 | 4 | 4,2 | ||
| 20 | М*=(I’2нас/I’2ном)ІКR·sном/s | 1,3 | 1,52 | 1,75 | 2,05 | 2,28 | 2,4 | ||
 |
Рис. 2. Пусковые характеристики спроектированного двигателя с короткозамкнутым ротором
(Р2ном = 90 кВт, Uном = 380/660 В, 2р = 4, Мп*=1,3, Iп*=7,2, Мmax=2,4)
Спроектированный асинхронный двигатель удовлетворяет требованиям ГОСТ как по энергетическим показателям (КПД и cosφ), так и по пусковым характеристикам.
Таблица 5. Сравнение пусковых характеристик.
| Характе- | Исходные | Данные спроектиро- | Отличие, | |
| ристика | данные | ванного двигателя | % | |
| М*п | 1,2 | 1,3 | 8,3 | |
| М*max | 2,3 | 2,4 | 4,3 | |
Тепловой расчет.
64.
Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя по (8.330)
65. Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора по (8.331)
[по (8.332) ПП1=2hпк+b1+b2=83 мм=0,083 м; для изоляции класса нагревостойкости F λэкв=0,16 Вт/мІ, по рис. 8.72 для d/dиз = 1,4/1,485 = 0,94 находим λ’экв = 1,3 Вт/(мІєС)].
66. Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей по (8.335)
67. Превышение температуры
наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри двигателя по (8.336)
68.
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри двигателя по (8.337)
69. Превышение температуры
воздуха внутри двигателя над температурой окружающей среды по (8.338)
Σ
Р=5592 Вт из табл. 1 для s=sном; по (8.343) sкор=(πDa+8Пр)(l1+2lвыл1)=2,34 мІ, где по рис. 8.73 Пр=0,45 м для h=250 мм; по рис. 8.70, б αв=28 Вт/мІ°С для Da=0,45 м].
70. Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды (8/344)
Δν1=Δν’1+Δνв=67,78˚С.
71. Проверка условий охлаждения.
Требуемый для охлаждения расход воздуха по (8.336)
Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором, по (8.358)
Нагрев частей двигателя находится в допустимых пределах.
Вентилятор обеспечивает необходимый расход воздуха.
Вывод.
Спроектированный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором на базе двигателя серии 4А (4А250М4У3) удовлетворяет требованиям ГОСТ как по энергетическим показателям, так и по пусковым характеристикам, а также отвечает поставленным в техническом задании требованиям.
Специальная часть.
Проводниковые материалы и обмоточные провода, применяемые в асинхронных двигателях.
Проводниковые материалы.
К проводниковым материалам, применяемым в электромашиностроении, относятся медь и алюминий. Серебро, имеющее удельное сопротивление, на 4% меньшее по сравнению с медью, относится к дефицитным материалам и почти не применяется при изготовлении электрических машин.
Высокая проводимость и стойкость к атмосферной коррозии в сочетании с высокой пластичностью делают медь основным материалам для проводов. На воздухе медные провода окисляются медленно, покрываясь тонким слоем CuO, препятствующим дальнейшему окислению меди.
Проводниковую медь получают из слитков путем гальванической очистки ее в электролитических ваннах. Примеси, даже в ничтожных количествах, резко снижают электропроводность меди, делая ее малопригодной для проводников тока, поэтому в качестве электротехнической меди применяются лишь две ее марки (М0 и М1) по ГОСТ 859-66.
Бескислородная медь марки М00 (99,99% Cu), свободная от содержания кислорода и окислов меди, отличающаяся от меди марок М0 и М1 меньшим количеством примесей и существенно более высокой пластичностью, позволяющей ее волочение в тончайшие проволоки. Проводимость ее не отличается от М0 и М1.
Почти все изделия из проводниковой меди изготовляются путем проката, прессования и волочения. Так, волочением могут быть изготовлены провода диаметром до 0,005 мм, ленты толщиной до 0,1 мм и медная фольга толщиной до 0,008 мм.
Проводниковая медь применяется как в отожженном после холодной обработки виде (мягкая медь марки ММ), так и без отжига (твердая медь марки МТ). При холодной обработке давлением прочность меди в результате наклепа увеличивается, а удлинение уменьшается, однако длительные рабочие температуры наклепанной меди ограничены и лежат в пределах до 160 – 200 ˚С. Чем выше степень обжатия (наклепа), тем ниже допустимые рабочие температуры твердой меди.
При температуре термообработки выше 900 ˚С вследствие интенсивного роста зерна механические свойства меди резко ухудшаются.
Для электротехнических целей из меди изготовляют проволоку, ленту, шины как в мягком (отожженном) состоянии, так и в твердом.
В целях повышения предела ползучести и термической устойчивости медь легируют серебром в пределах 0,07 – 0,15%, а также магнием, кадмием, хромом, цирконием и др. Медь с присадкой серебра применяется для обмоток быстроходных и нагревостойких машин большей мощности, а медь, легированная различными элементами, используется в коллекторах и контактных кольцах сильно нагруженных машин.
Латунь – сплав меди с цинком, обладает наибольшей пластичностью, из нее изготовляют детали горячей или холодной прокаткой и волочением: листы, ленты, проволоку.