Электрические машины и электропривод

 

(4.5)

 

Т.к γ < 1°, то расчет производим по приближенным формулам

по (9.223)

(4.6)

 

по (9.227)

(4.7)

 

 

(4.8)

 

(4.9)

 

Потери, не изменяющиеся при  изменении скольжения

(4.10)

 

Предварительно принимаем  номинальное скольжение

 

 

 

Таблица 4.1-Рабочие характеристики асинхронного двигателя

Рисунок 4.1-Рабочие характеристики асинхронного двигателя

По результатам расчетов рабочих характеристик уточняем параметры двигателя

 

 

 

Расчет пусковых характеристик

Производим подробный  расчет для скольжения s=1

Высота стержня в пазу ротора

(4.11)

 

Приведенная высота стержня  по (9.245) при 115°C

(4.12)

 

по [1,рис. 9.57] находим 

Соответственно глубина  проникновения тока

(4.13)

 

(4.14)

 

Площадь сечения стержня  определяем по (9.253)

(4.15)

 

по (9.247)

(4.16)

 

по (9.257)

(4.17)

 

 

Приведенное сопротивление  ротора с учетом влияния эффекта  вытеснения тока

(4.18)

 

по рис. 9.58

Коэффициент магнитной проводимости участка паза, занятого проводником  с обмоткой по [1,табл. 9.27, рис. 9.52, а, ж]

(4.19)

 

(4.20)

 

тогда

(4.21)

 

по (9.262)

(4.22)

 

Индуктивное сопротивления  фазы обмотки ротора с учетом действия эффекта вытеснения тока по (9.261)

(4.23)

 

Пусковые параметры по (9.277) и (9.278)

(4.24)

 

(4.25)

 

Расчет токов с учетом влияния эффекта вытеснения тока по (9.280)

(4.26)

 

(4.27)

 

по (9.281)

(4.28)

 

по (9.283)

(4.29)

 

Расчет пусковых характеристик  производим с учетом влияния насыщения  от полей рассеяния

Первоначально задаются предполагаемой кратностью увеличения тока, обусловленной  уменьшением индуктивного сопротивления из-за насыщения зубцовой зоны

Средняя МДС обмотки, отнесенная к одному пазу обмотки статора  по (9.263)

(4.30)

 

по (9.265)

(4.31)

 

Фиктивная индукция потока рассеяния  в воздушном зазоре по (9.264)

(4.32)

 

Пo [1,рис. 9.61]  находим 

Значение дополнительного  эквивалентного раскрытия пазов  статора по (9.266)

(4.33)

 

по (9.269)

(4.34)

 

(4.35)

 

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния статора при  насыщении по (9.272)

(4.36)

 

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения по (9.274)

(4.37)

 

Индуктивное сопротивление  фазы обмотки статора с учетом влияния насыщения по (9.275)

(4.38)

 

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора с учетом влияния насыщения и  вытеснения тока:

по (9.270)

(4.39)

 

по (9.271)

(4.40)

 

по (9.273)

(4.41)

 

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора с учетом влияния насыщения по (9.274)

(4.42)

 

Приведенное индуктивное  сопротивление фазы обмотки ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения по (9.276)

(4.43)

 

по (9.278)

(4.44)

 

Расчет токов и моментов:

по (9.280)

(4.45)

 

(4.46)

 

по (9.281)

(4.47)

 

по (9.283)

(4.48)

 

Кратность пускового тока с учетом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения

(4.49)

 

Кратность пускового момента  с учетом влияния вытеснения тока и насыщения по (9.284)

(4.50)

 

Полученный в расчете  коэффициент насыщения 

(4.51)

 

Расхождение с предварительно принятым значением

(4.52)

 

Так как расхождение с  предварительно принятым значением  менее 10% расчет закончен

Критическое скольжение предварительно по по (9.286)

(4.53)

 

Критический(максимальный) момент

Таблица 4.2-Расчет токов в пусковом режиме асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом влияния эффекта вытеснения тока

Таблица 4.3-Расчет пусковых характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния

Рисунок 4.2-Пусковые характеристики спроектированного двигателя

 

5. Тепловой расчет

 

Тепловой расчет

Превышение температуры  внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха  внутри двигателя по (9.315)

(5.1)

 

где по [1,табл. 9.35]

по (9.313)

(5.2)

 

где из расчета рабочих  характеристик находим при номинальном  скольжении

Определяем по [1,рис. 9.67]

для обмоток с изоляцией  класса нагревостойкости F

Перепад температуры в  изоляции пазовой части обмотки  статора по (9.316)

(5.3)

 

где расчетный периметр поперечного  сечения паза статора, равный для  полузакрытых трапецеидальных пазов

(5.4)

 

 

 

Перепад температуры по толщине  изоляции лобовых частей по (9.319)

(5.5)

 

где по (9.314)

(5.6)

 

 

Превышение температуры  наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри двигателя по (9.320)

(5.7)

 

Среднее превышение температуры  обмотки статора над температурой воздуха внутри двигателя по (9.321)

(5.8)

 

Превышение температуры  воздуха внутри двигателя над  температурой окружающей среды по (9.322)

(5.9)

 

по (9.326)

(5.10)

 

где по (9.324)

(5.11)

 

из расчета рабочих  характеристик при номинальном  скольжении определяем

по (9.327)

(5.12)

 

где по [1,рис. 9.70] для h = 90 мм

по [1,рис. 9.67]

Среднее превышение температуры  обмотки статора над температурой окружающей среды по (9.328)

(5.13)

 

Проверка условий охлаждения двигателя.

Требуемый для охлаждения расход воздуха по (9.340)

(5.14)

 

где по (9.341)

(5.15)

 

где коэффициент 

Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором, по (9.342)

(5.16)

 

 

Заключение

Сравним параметры  спроектированного АД, полученные в результате расчетов с заданными по условиям проектирования.

Таблица 1-Параметры спроектированного двигателя

Параметры спроектированного  двигателя отвечают заданным условиям и примерно соответствуют справочным параметрам двигателей аналогичного класса.

Список использованных источников

1. Копылов И.П. Проектирование электрических машин. – М.:Энергия, 2002
2. Вольдек А.И. Электрические машины. –М.:Энергия, 1974
3. Иванов-Смоленский А. В. Электрические машины: Учебник для вузов. – М.: Энергия, 1980. – 928 с., ил.
4. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. Л.:Энергия, 1973 – 648с, ил.