Расчет рабочих характеристик.
43. Параметры:
Активная составляющая тока синхронного холостого хода:
| Расчет рабочих характеристик
|
Потери, не изменяющиеся при изменении скольжения:
Рассчитываем рабочие характеристики для скольжений s = 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,025; 0,03; 0,08.
Таблица №1. Рабочие характеристики.
|
№
| Рабочие характеристики
| | Скольжение
|
| 0.005
| 0.01
| 0.015
| 0.02
| 0.025
| 0.03
| Sном=
0.08
|
|
| a'r'2/s`
| Ом
| 33.582
| 16.791
| 11.194
| 8.395
| 6.716
| 5.597
| 2.16
|
|
| R=a+a'r'2/s
| Ом
| 33.898
| 17.107
| 11.51
| 8.711
| 7.032
| 5.913
| 6.16
|
|
| X=b+b'r'2/s
| Ом
| 2,47
| 2,47
| 2,47
| 2,47
| 2,47
| 2,47
| 30.08
|
|
| Z=(R2+X2)0,5
| Ом
| 33.987
| 17.284
| 11.772
| 9.055
| 7.453
| 6.408
| 2.32
|
|
| I"2=U1/Z
| А
| 11.181
| 21.986
| 32.281
| 41.968
| 50.98
| 59.302
| 11.25
|
|
| cos'2=R/Z
|
| 0.997
| 0.99
| 0.978
| 0.962
| 0.944
| 0.923
| 0.25
|
|
| sin'2=X/Z
|
| 0.073
| 0.143
| 0.21
| 0.273
| 0.331
| 0.385
| 0.07
|
|
| I1a=I0a+I"2cos'2
| А
| 11.821
| 22.43
| 32.232
| 41.046
| 48.77
| 55.39
| 10.93
|
|
| I1p=I0p+I"2sin'2
| А
| 11.189
| 13.518
| 17.149
| 21.824
| 27.27
| 33.233
| 5.85
|
|
| I1=(I1a2+I1p2)0,5
| А
| 16.277
| 26.189
| 36.511
| 46.487
| 55.88
| 64.595
| 12.4
|
|
| I'2=c1I"2
| А
| 11.593
| 22.796
| 33.471
| 43.515
| 52.86
| 61.488
| 11.6
|
|
| P1=3U1I1a10-3
| кВт
| 13.476
| 25.57
| 36.745
| 46.793
| 55.60
| 63.145
| 12.5
|
|
| Pэ1=3I12r110-3
| кВт
| 0.242
| 0.627
| 1.218
| 1.975
| 2.854
| 3.813
| 0.53
|
|
| Pэ2=3I'22r'210-3
| кВт
| 0.063
| 0.243
| 0.525
| 0.887
| 1.309
| 1.771
| 0.24
|
|
| Pдоб=0,005P1
| кВт
| 0.067
| 0.128
| 0.184
| 0.234
| 0.278
| 0.316
| 0.06
|
|
| Pст+Рмех+Рэ1+Рэ2+Рдоб
| кВт
| 1.556
| 2.181
| 3.11
| 4.279
| 5.624
| 7.084
| 1.15
|
|
| Р2=Р1-Р
| кВт
| 11.92
| 23.389
| 33.635
| 42.513
| 49.97
| 56.061
| 45.2
|
|
| =1-P/P1
|
| 0.885
| 0.915
| 0.915
| 0.909
| 0.899
| 0.888
| 0.23
|
|
| cos=I1a/I1
|
| 0.726
| 0.856
| 0.883
| 0.883
| 0.893
| 0.897
| 0.24
|
Рисунок 1. Рабочие характеристики спроектированного двигателя.
Рисунок 2. Пусковые характеристики спроектированного двигателя.
Таблица №2. Расчет токов в пусковом режиме асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом влияния эффекта вытеснения тока.
| №
| Расчётная формула
| | Скольжение
| sкр
|
|
|
|
| 0.8
| 0.5
| 0.2
| 0.1
| 0.14
|
|
| 
|
| 1.857
| 1.661
| 1.313
| 0.831
| 0.587
| 0.697
|
|
| ()
|
| 0.7
| 0.5
| 0.21
| 0.042
| 0.011
| 0.021
|
|
| hr=hc/(1+ )
| мм
| 0.017
| 0.019
| 0.024
| 0.028
| 0.029
| 0.029
|
|
| кr=qc/qr
|
| 2.657
| 2.266
| 1.713
| 1.403
| 1.346
| 1.364
|
|
| KR=1+rc/r2 (kr-1)
|
| 2.115
| 1.852
| 1.48
| 1.271
| 1.233
| 1.245
|
|
| r'2=KRr'2
| Ом
| 0.33
| 0.289
| 0.231
| 0.199
| 0.193
| 0.194
|
|
| kд= '( )
|
| 0.8
| 0.85
| 0.92
| 0.97
| 0.98
| 0.98
|
|
| п2=п2-п2
|
| 2.943
| 3.068
| 3.242
| 3.367
| 3.392
| 3.392
|
|
| Kx=2/2
|
| 0.922
| 0.941
| 0.969
| 0.988
| 0.992
| 0.992
|
|
| x'2=Kxx'2
| Ом
| 0.917
| 0.937
| 0.964
| 0.983
| 0.987
| 0.987
|
|
| Rп=r1+c1пr'2/s
| Ом
| 0.645
| 0.677
| 0.78
| 1.326
| 2.286
| 1.724
|
|
| Xп=x1+c1пx'2
| Ом
| 2.294
| 2.314
| 2.342
| 2.362
| 2.366
| 2.366
|
|
| 
| А
| 159.48
| 157.62
| 153.94
| 140.29
| 115.51
| 129.81
|
|
| 
| А
| 162.62
| 160.79
| 157.13
| 143.29
| 118.07
| 132.63
|
Таблица № 3. Расчет пусковых характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния.
| №
п/п
|
Расчетная формула
|
| Скольжение
|
|
| 0.8
| 0.5
| 0.2
| 0.1
| Sкр=0.14
|
|
| 
| -
| 1.4
| 1.35
| 1.30
| 1.20
| 1.10
| 1.15
|
|
| 
| А
|
|
|
|
|
|
|
|
| 
| Тл
| 3.998
| 3.812
| 3.587
| 3.019
| 2.281
| 2.678
|
|
| 
| -
| 0.75
| 0.78
| 0.79
| 0.85
| 0.92
| 0.9
|
|
| 
| мм
| 2.625
| 2.31
| 2.205
| 1.575
| 0.84
| 1.05
|
|
| 
| -
| 2.379
| 2.393
| 2.398
| 2.43
| 2.476
| 2.462
|
|
| 
| -
| 3.417
| 3.554
| 3.6
| 3.873
| 4.192
| 4.101
|
|
| 
| Ом
| 1.143
| 1.167
| 1.175
| 1.223
| 1.281
| 1.265
|
|
| 
| -
| 1.024
| 1.025
| 1.025
| 1.026
| 1.027
| 1.027
|
|
| 
| мм
| 3.729
| 3.282
| 3.133
| 2.238
| 1.193
| 1.492
|
|
| 
| -
| 0.475
| 0.458
| 0.451
| 0.399
| 0.295
| 0.332
|
|
| 
| -
| 1.547
| 1.609
| 1.63
| 1.754
| 1.898
| 1.857
|
|
| 
| Ом
| 0.543
| 0.565
| 0.588
| 0.621
| 0.652
| 0.643
|
|
| 
| Ом
| 0.643
| 0.675
| 0.779
| 1.323
| 2.283
| 1.721
|
|
| 
| Ом
| 1.699
| 1.746
| 1.777
| 1.861
| 1.951
| 1.925
|
|
| 
| А
| 209.1
| 202.95
| 195.8
| 166.42
| 126.53
| 147.156
|
|
| 
| А
| 211.6
| 205.42
| 198.3
| 168.69
| 128.43
| 149.269
|
|
| 
| -
| 1.301
| 1.278
| 1.262
| 1.177
| 1.088
| 1.125
|
|
| 
| -
| 6.49
| 6.20
| 5.50
| 4.32
| 3.20
| 3.62
|
|
| 
| -
| 1.33
| 1.42
| 1.74
| 2.43
| 2.52
| 2.48
|
Тепловой расчет
44. Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя:
K = 0,19, где электрические потери в обмотки статора в пазовой части:
где из [(1), табл. 9,351] для s = sном находим Pэ1 = 2055 Вт;
1 = 110 Вт / м2оС; коэффициент увеличения потерь для F– k = 1,45.
45. Перепад температуры в изоляции части обмотки статора:
где расчётный периметр поперечного сечения паза статора
Пп1 = 2 hпк + b1 + b2 = 64мм = 0,064 м;
для изоляции класса нагревостойкости F экв = 0,16 Вт / м2; по [(1), рис. 8.72] для d / dиз = 0,84 находим `экв = 0,67 Вт / (м2 оС).
46. Перепад температуры по толщине изоляции частей и электрические потери в обмотке статора в лобовых частях катушек:
Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри двигателя:
47. Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри двигателя:
Превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой окружающей среды:
Сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя:
P =4402 Вт для s = sном;
Эквивалентная поверхность охлаждения корпуса
sкор = ( Da + 8Пр) (l1 + 2lвыл1) = 1,88 м2,
где по [(1), рис. 8.73] среднее значение периметра поперечного сечения рёбер корпуса асинхронных двигателей Пр = 0,14 для h = 71 мм;
48. Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды:
Проверка условий охлаждения двигателя.
Требуемый для охлаждения расход воздуха:
Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором:
> 
вентилятор обеспечивает необходимый расход воздуха.
Заключение
Спроектированный асинхронный двигатель удовлетворяет требованием ГОСТ как по энергетическим показателям (КПД и cos), так и по пусковым характеристикам. Нагрев частей двигателя находится в допустимых пределах.
В ходе выполнения курсового проекта я приобрел важные знания необходимые каждому инженеру, научился работать с ГОСТами и получил навыки оформления технических документов. Проделанная работа очень полезна для развини технического мышления.