Курсовой проект по дисциплине 4 страница

для статора:

;    

для ротора:

     

В этих выражениях k₀₁₍₀₂₎ – коэффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головок зубцов статора (ротора) на удель­ные потери; если поверхность не обрабатывается (двигатели мощ­ностью до 160 кВт, сердечники статоров которых шихтуют на цилиндрические оправки), то k₀₁₍₀₂₎ = 1,4...1,8, при шлифованных поверхностях (наружная поверхность роторов машин средней и большой мощности и внутренняя поверхность статора двигателей Р₂ > 160 кВт) k₀₁₍₀₂₎ = 1,7...2,0; n = n₁ (1 – s) ≈ n₁ – частота вращения двигателя, об/мин.

Полные поверхностные потери статора, Вт:

Р_пов.1 = p_пов.1(t _z1 – b_ш1) Z₁ l_ст1.                

Полные поверхностные потери ротора, Вт:

Р_пов2 = p_пов2 (t_z2 – b_ш2) Z₂ l_cт2.

Для определения пульсационных потерь вначале находится амплитуда пульсаций индукции в среднем сечении зубцов В_пул, Тл:

- для зубцов статора:

 ;

- для зубцов ротора:

.

В этих формулах B_z1 и B_z2 –  индукции в зубцах ста­тора и ротора:

 

Пульсационные потери в зубцах статора [1]:

 

пульсационные потери в зубцах ротора:

где m_z2 – масса стали зубцов ротора, кг:

m_z2  = Z₂ h_z2 b_z2 l_ст2 k_c2 γ_c ,

где h_z2 = h_п2 – 0,1b_2р —  расчетная высота зубца ротора, м;

    b_z2 –  ширина зубца ротора, м:

В общем случае добавочные потери в стали

Р_стдоб = Р_пов1 + Р_пул1 + Р_пов2 + Р_пул2 .

и полные потери в стали асинхронных двигателей

P_ст = Р_ст.осн + Р_ст.доб.

Обычно Р_ст.доб приблизительно в 5-8 раз меньше, чем Р_ст.осн..

Электрические потери в асинхронных двигателях рассчитывают раздельно в обмотках статора и ротора.

Электрические потери во всех фазах обмотки статора, Вт,

Электрические потери в обмотке короткозамкнутого ротора, Вт,

 .

    Потери на трение в подшипниках и вентиляционные потери в двигателях с радиальной системой вентиляции без радиальных вен­тиляционных каналов, с короткозамкнутым ротором и вентиляци­онными лопатками на замыкающих кольцах, Вт [1],

Р_мех ≈ К_т(n / 1000)²(10·D)³ .              

В двигателях с радиальной системой вентиляции средней и боль­шой мощности

Р_мех = 1,2·2р·τ ³(n_к +1,1)·10³,

где n_к – число радиальных вентиляционных каналов; при отсутствии радиальных каналов n_к = 0.

В двигателях с аксиальной системой вентиляции

Р_мех = К_т (n / 1000)² · (10 D_вент)³,

где D_вент – наружный диаметр вентилятора, м; в большинстве кон­струкций можно принять D_вент ≈ D_a; K_т = 2,9 для двигателей с D_a ≤ 0,25 м; К_т = 3,6 для двигателей с D_a = 0,25...0,5 м.

В двигателях большой мощности (0,5 < D_a < 0,9 м)

Р_мех = К_т(10 D_a)³.

При расчетах потерь и КПД двигателей в режимах, отличных от номинального, значение добавочных потерь пересчитывают пропорционально квадрату токов:

Р_доб = Р_{доб.ном}(I₁ / I_1ном)².

Коэффициент полезного действия двигателя

η = Р₂/P₁ = 1 – ΣP / P₁,

где ΣP – сумма всех потерь в двигателе, Вт.

Ток холостого хода двигателя

.                       

При определении активной составляющей тока холостого хода принимают, что потери на трение и вентиляцию и потери в стали при холостом ходе двигателя такие же, как и при номинальном ре­жиме. При этом условии [1]

 ,      

где , причем .                                                                                                                                                                                                                                                     

 

Коэффициент мощности при холостом ходе:

cos φ_х.х = I_х.х.а / I_х.х .

                

1.4.8. Расчёт рабочих характеристик

Рабочими характеристиками асинхронных двигателей называют зависимости P₁, I₁, cosφ, η, s₁ = f (P₂). Часто к ним относят также за­висимости М = f (P₂) и .

Определение коэффициента приведения с₁ к Г-образной схеме замещения асинхронного двигателя:

с₁ = x₁ /x₁₂ ,

где x₁₂ = U_1н /I _𝜇  – x₁ .

Активная составляющая тока идеального холостого хода [1]:

,

Полное индуктивное сопротивление в схеме замещения:

X =  с₁(x₁+ с₁ x '₂ ) .

Принимаем   и для этого скольжения рассчитываем один столбец табл. 1.  Если ток  I₁  и мощность  P₂  не будут отличаться от номинальных на 5%, то рассчитываем остальные столбцы таблицы. Шаг скольжения определяется отношением s_н /n , где n – число колонок. Если ток I₁  существенно отличается от I_1н , то производится пересчет номинального скольжения на коэффициент I_1н / I ₁ .

 

Табл. 1

Результаты расчета

№	Расчётная формула	Ед.	Скольжение
							sн=
1		Ом
2		Ом
3		Ом
4		А
5		—
6		А
7		А2
8		—
9	где     I0p =I 𝜇	А
10		А
11		А
12		Вт
13		Вт
14		Вт
15		Вт
16		Вт
17		Вт
18		—
19		—

 

После окончания расчета для принятых значений скольжений строятся рабочие характеристики асинхронного двигателя (типовая форма приведена на рис. 4).

Рис. 4 – Рабочие характеристики асинхронного двигателя

 

1.4.9. Расчёт пусковых характеристик

Расчет начинается с режима короткого замыкания  s = 1.

Определяется высота стержня паза ротора (рис. 2), м,

.

При литой алюминиевой обмотке ротора и ρ_с115 = 10^-6/20,5 Ом∙м определяется коэффициент ξ (читается – кси), от которого зависит вытеснение тока в роторе [1]:

     .

По рис. П8Б и рис. П9Б определяются коэффициенты  φ и  k_Д = φ'.

Глубина проникновения в стержень, м,

h_r = h_r /(1+ φ ).

1. Если глубина проникновения h_r находится в пределах (рис. 2)                                                                 , то площадь части сечения стержня,  по которой протекает ток, определится по формуле:

,

где   — ширина нижней части трапеции, ограниченной глубиной проникновения тока h_r .

2. Если    принимают q_r ≈ q_c.

Коэффициент k_r определяют по отношению площадей всего се­чения стержня и сечения, ограниченного высотой h_r, т. е.

k_r = q_c /q_r,

где .

 

Так как в боковых замыкающих кольцах вытеснения тока нет, то общее увеличение активного сопротивления будет меньшим [1]:

.

Активное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом вытес­нения тока  равно:

.

Вытеснение тока в магнитной проводимости в пазовой части стержня учитывается коэффициентом демпфирования k_Д = φ ':

где    k_I – кратность пускового тока k_I = 5…8. Процесс расчета можно начинать с k_I = 6,5  [1]. Кратность пускового тока k_I определится в конце расчета, когда будет найден ток в обмотке ротора с учетом вытеснения и насыщения :

.

Если конечное значение кратности пускового тока будет существенно отличаться от исходного (10 %), то необходимо произвести коррекцию в расчетах.

     Обозначив коэффициентом К _X изменение индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока, получим

,             

где .

Ток ротора с учетом эффекта вытеснения :

.

Определяют среднюю магнитодвижущую силу (МДС)  обмотки, отнесенную к одному пазу обмотки ста­тора [1]:

,

где . В этой формуле коэффициент укорочения шага обмотки ;

    а – число параллельных ветвей обмотки статора;

    u_п – число эффективных проводников в пазу статора;

     – коэффициент, учитывающий уменьшение МДС паза, вызванное укорочением шага обмотки;

;

Коэффициент насыщения  k_нас = 1,25…4. Процесс расчета можно начинать с k_нас = 1,35 [1]. Коэффициент насыщения  k_нас определится в конце расчета, когда будет найден ток в обмотке ротора с учетом вытеснения и насыщения :

.

Если конечное значение коэффициента насыщения будет существенно отличаться от исходного (10%), то необходимо произвести коррекцию в расчетах.

     По средней МДС F_п.cp рассчитывают фиктивную индукцию потока рассеяния в воздушном зазоре, Тл:

где  (t₁ и t₂ – зубцовые деления статора и ротора).

По полученному значению B _{ф 𝛿} определяется отношение потока рассеяния при насыщении к потоку рассеяния ненасыщенной машины, характеризуемое коэффициентом ϰ _𝛿  (читается – каппа дельта) значение которого находят по рис. П10Б.

Далее рассчитывают значение дополнительного раскрытия паза статора [1]:

с_1рас = (t₁ – b_ш1)·(1 – ϰ _𝛿).

---

Дата добавления: 2018-10-27; просмотров: 227; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!