ДВС РОТОРНЫЙ EMDRIVE РАСКОКСОВКА HONDAВИДЫ

Расчет обмотки трехфазного асинхронного двигателя (стр. 6 из 6). Расчет трехфазного асинхронного двигателя


Расчет обмотки трехфазного асинхронного двигателя

где Кз – коэффициент заполнения паза; Кз =0,48

- активная площадь паза, то есть занятая в пазу изолированными проводниками обмотки.

Расчётный диаметр провода с изоляцией:

мм

Данный диаметр отсутствует в таблицах [1], поэтому выбираем число параллельных сечений а’=2

Расчётный диаметр провода с изоляцией:

мм

Диаметр изолированного провода должен быть на 1,5…2 мм меньше ширины паза d’<bш -1,5; 2,14<4-1,5; 2,14<2,5.

Гостированный диаметр изолированного провода

Гостированное сечение провода:

Определяем фактический коэффициент заполнения паза:

Обмотку двигателя будем наматывать проводом:

9. РАСЧЁТ РАЗМЕРОВ СЕКЦИЙ (ДЛИНЫ ВИТКА)

Определение длинны витка необходимо для установки шаблона при изготовлении секций катушечных групп.

Средняя длинна витка:

(м)

где lа - пазовая (активная) длина витка, м. При отсутствии поперечных каналов охлаждения в магнитопроводе

м.

lл - длинна лобовой части витка, м.

(м)

где k - поправочный коэффициент,

Т – средняя ширина секции, м.

- коэффициент запаса, м. м м м

10. РАСЧЁТ МАССЫ ОБМОТКИ

Расчёт массы обмотки необходим для получения обмоточного провода со склада. Масса металла обмотки определяется путём умножения плотности проводникового материала на объём провода:

(кг)

где g - плотность проводникового материала, кг/м3 , (для меди – 8900 кг/м3 ).

Пгост – фактическое сечение провода без изоляции, мм2 .

Масса обмотки провода с изоляцией и учётом «срезок» ориентировочно равна:

11. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ОБМОТКИ ОДНОЙ ФАЗЫ ПОСТОЯННОМУ ТОКУ В ХОЛОДНОМ СОСТОЯНИИ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ДЛЯ СРАВНЕНИЯ (ВЫЯВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ) ПРИ КОНТРОЛЬНЫХ И ТИПОВЫХ ИСПЫТАНИЯХ

Электрическое сопротивление одной фазы обмотки постоянному току в холодном состоянии определяется выражением:

где r - удельное сопротивление проводника, для меди – 0,0172 Ом×мм2 /м.

12. РАСЧЁТ НОМИНАЛЬНЫХ ДАННЫХ

К номинальным данным относятся следующие величины:

Рн – мощность, кВт;

Uн - напряжение, В;

I - ток, А;

f - частота тока, Гц;

n - частота вращения ротора, мин-1 ;

cos j - коэффициент мощности;

h - коэффициент полезного действия;

U/Δ - схема соединения обмоток.

Из них Uн , f, n схема соединения обмотки заданы заказчиком.

1. Номинальный ток

Номинальный фазный ток двигателя равен произведению плотности тока на сечение провода с учётом параллельных ветвей и сечений.

где j - плотность тока, А/мм2 .

Плотность тока, необходимая при определении номинального тока двигателя, выбирается в зависимости от мощности и исполнения машины. Предварительно выбираем плотность тока j=4,5 и проверяем по линейной нагрузке двигателя.

Линейная нагрузка двигателя представляет собой произведение тока в проводнике на число проводников во всех пазах, приходящихся на 1м длины окружности внутренней расточки статора:

Результат вычислений линейной нагрузки сравниваем с допустимым значением она должна входить в пределы 325 – 400

, условие выполняется.

2. Номинальная мощность

Принимаем коэффициент мощности сos j=0,9 и коэффициент полезного действия h=0,88 (таб. 6 [1]).

Расчётная номинальная мощность трёхфазного асинхронного двигателя (мощность на валу) определяется из выражения:

Полученное значение мощности

округляем до ближайшего стандартного:

Рнгост. =18,5 КВт.

3. Стандартный ток

.

Фактическая плотность тока определяется по формуле

Рассчитываем линейную нагрузку:

Сравниваем значение линейной нагрузки с допустимыми значениями 350 – 400

. Так как значение входит в пределы, составляем задание обмотчику.

13. ЗАДАНИЕ ОБМОТЧИКУ

Таблица 3. Задание обмотчику.

14. РАСЧЁТ ОДНОСЛОЙНОЙ ОБМОТКИ

1. Шаг обмотки

2. Число пазов на полюс и фазу.

3. Число катушечных групп

4. Число электрических градусов на один паз

0

5. Число параллельных ветвей

Принимаем а=1.

6. Принцип построения схемы статорной обмотки трёхфазного асинхронного двигателя

При построении схемы, обмотка первой фазы может в общем начинаться с любого паза. Поэтому первую активную сторону секции помещаем в первый паз. Вторую активную сторону секции помещаем через двенадцать зубцов в девятнадцатый паз.

В однослойной обмотке первая катушечная группа участвует в создании первой пары полюсов, вторая – должна создавать вторую пару полюсов, следовательно, расстояние между ними должно быть равно одной паре полюсов, т. е. 360 электрических градусов. Но в данном случае у нас только одна катушечная группа и она участвует в создании только одной пары полюсов.

Обмотка фаз «В» и «С» выполняется аналогично, но они сдвинуты на 120 и 240 электрических градусов соответственно относительно обмотки фазы «А», т. е. В пазах это будет:

;

mirznanii.com

Расчет параметров трехфазного асинхронного двигателя — МегаЛекции

Трехфазный асинхронный двигатель с коротко-замкнутым ротором серии 4А имеет технические данные, при­веденные в табл. 4. Определить высоту оси вращения h, число полюсов 2р, скольжение при номинальной нагрузке sH0M, момент на валу Мном, начальный пусковой Мпи максимальный

М maxмомен­ты, номинальный и пусковой токи IH0M и Iп в питающей сети при соединении обмоток статора звездой и треугольником.

 

Пример расчета.

Асинхронный трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором марки А02-82-6 имеет следующие паспортные данные: напряжение U=220 /380 В, номинальная мощность Р2 = 40 кВт, частота вращения п2=980 об/мин, КПД η=91,5%, коэффициент мощности cos φ=0,91, кратность пу­скового тока КI = 5, кратность пускового момента KM = l,l, перегрузочная способность двигателя λ= 1,8. Определить число пар полюсов, номинальное сколь­жение, номинальные максимальный и пусковой вра­щающие моменты, номинальный и пусковой токи двигателя при соединении обмотки статора в «тре­угольник» и «звезду». Возможен ли пуск нагружен­ного двигателя, если подводимое напряжение на 10% ниже номинального и пуск производится переключением обмоток статора со «звезды» на «треугольник» от сети с напряжением U=220. В?

Решение. Для определения числа пар полюсов можно воспользоваться маркировкой двигателя, ча­стотой вращения магнитного поля или ротора.

Если известна маркировка, то последнее число в марке двигателя означает количество полюсов. В данном двигателе шесть полюсов; следовательно, три пары. При известной частоте вращения магнит­ного поля число пар полюсов определяем по формуле

p = 60 f / n1.

По этой же формуле определяем число пар полюсов, если задана частота вращения ротора, но в этом случае получаемый результат округляем до ближайшего целого числа. Например, для заданных условий р = 60//п2 = 3000/980 = 3,06; отбросив сотые доли, получаем число пар полюсов двигателя—3.

Частота вращения магнитного поля

n1 =60 f / p=3000/3 = 1000 об/мин.

Номинальное значение скольжения

Критическое скольжение

s кр= sНОМ [λ+√λ2 -1]

Мощность, потребляемая двигателем,

p1= P2/η = 40000/0,915 = 43715 Вт.

Номинальный вращающий момент двигателя

МНОМ = 9,55 Р2 / n2 = 9,55-40000/980 = 389,8 Н-м.

Максимальный момент

Мmax = λ*.М ном = 1,8 • 389,8 = 701,6 Н • м.

Пусковой момент

МП = КММНОМ = 1,1 • 389,8 = 428,7 Н • м.

Для определения фазных, линейных и пусковых токов (фазными являются токи в обмотках статора, линейными—токи в подводящих проводах) нужно учесть следующее: если двигатель рассчитан на работу от сети переменного тока с напряжением, 220/380 В, то это значит, что каждая фаза обмотки статора рассчитана на напряжение 220 В. Обмотку необходимо включить по схеме «треугольник», если в сети линейное напряжение U=220 В, и по схеме «звезда», если в сети линейное напряжение U=380 В.

Определяем фазный, линейный и пусковой токи при линейном напряжении U=220 В и соединении обмотки статора по схеме «треугольник».

Фазный ток в обмотке статора

Токи: линейный

Iл= 1,73 -72,8 =125,9 А;

Пусковой ток

. Iп = KI * IЛ = 5*125,9 = 629,5 А.

Найдем значения фазных, линейных и пусковых токов, если обмотки статора включены по схеме «звезда» и подключены к сети с линейным напряже­нием U=38О В.

Значение фазного тока найдем из формулы мощ­ностей для линейных значений токов и напряжений

При соединении обмоток в «звезду» линейный ток

пусковой ток

1П = КI * IЛ = 5 -73 = 365 А.

Из сопоставления фазных, линейных и пусковых токов при различных соединениях обмоток можно заметить, что фазные токи оказались практически одинаковыми, а линейные и пусковые — различными.

Для определения возможности пуска в ход двигате­ля, находящегося под номинальной нагрузкой и пони­женным напряжением, необходимо определить пуско­вой вращающий момент при пониженном напряжении.

В соответствии с формулой M=CU2вращающий момент двигателя пропорционален квадрату подво­димого напряжения. При понижении напряжения на 10% вращающий момент

M'=C Uном = C{0,9UHOM)2 = 0,81 х Маоы=0,81x 389,8 = 315,74 Н • м. Соответствен­но пусковой момент

М'п =КМ* М'= 1,1*315,74 = 347,3 Н-м, что меньше тормозного момента на валу на 42,5 Н • м, т.е. пуск невозможен.

Для понижения пусковых токов часто пуск асинхронных двигателей осуществляют при понижен­ном напряжении. Двигатели, работающие при со­единении обмоток статора по схеме «треугольник», пускают без нагрузки путем переключения обмоток со «звезды» на «треугольник». Определить пусковой момент двигателя при данном виде пуска.

В момент пуска обмотки находятся под напряжени­ем

UФ= Uл/ = 220/1,73 = 127 В, что составляет 57,7% Uном,

пусковой момент при переключении обмо­ток

М п = C*U2 = C (0,57UHOM)2 = 0.33CU ном =128,8 Н-м, т. е. в три раза меньше номинального значения.

таблица 4

№ вариант Тип двигателя PНОМ кВт n2ном. об/мин η ном   % cosφ     I П I НОМ MП M ном MMAX M ном UC ,В
1. 4A100S2Y3 4,0 86,5 0,89 7,5 2,0 2,5 220/380
2. 4A160S2Y3 15,0 88,0 0,91 7,0 1,4 2,2 220/380
3. 4А200М2УЗ 37,0 90,0 0,89 7,5 1,4 2,5 380/660
4. 4А112М4УЗ 5,5 85,5 0,85 7,0 2,0 2,2 220/380
5. 4А132М4УЗ 11,0 87,5 0,87 7,5 2,2 3,0 220/380
6. 4А180М4УЗ 30,0 91,0 0,89 6,5 1,4 2,3 380/660
7. 4А200М6УЗ 22,0 90,0 0,90 6,5 1,3 2,4 220/380
8. 4А280М6УЗ 90,0 92,5 0,89 5,5 1,4 2,2 380/660
9. 4А315М8УЗ ПО 93,0 0,85 6,5 1,2 2,3 380/660
10. 4А355М10УЗ ПО 93,0 0,83 6,0 1,0 1,8 380/660

 

Задача № 5

 

megalektsii.ru

Расчет обмотки трехфазного асинхронного двигателя

15. ПЕРЕСЧЁТ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ НА ДРУГИЕ ПАРАМЕТРЫ С ПОМОЩЬЮ ЭВМ

Таблица 4. Результаты проведённых расчётов обмоток асинхронного двигателя на ЭВМ.

ВЫВОД

1. Изменение фазного напряжения повлияет на:

- сечение провода

- число витков в фазе

2. Изменение частоты вращения ротора повлияет на:

- ЭДС витка

- число витков в фазе

3. Изменение частоты вращения магнитного поля влияет следующим образом на величины магнитных индукций:

- магнитная индукция изменяется незначительно, так как задаёмся оптимальными значениями; так же потому, что изменяется сечение зубцовой зоны пропорционально изменению сечения воздушного зазора

- с уменьшением частоты вращения магнитного поля уменьшается магнитная индукция в спинке статора, так как сечение спинки статора постоянно.

4. При выборе однослойной обмотки повышается мощность двигателя, так как повышается сечение провода из-за большего коэффициента заполнения паза. Однако однослойная обмотка требует больше обмоточного провода, так как шаг нельзя укорачивать. У двухслойной есть возможность укорочения шага, что позволяет подавить высшие гармоники и сэкономить провод.

5. Двухслойная статорная обмотка магнитопровода с укороченным шагом является наиболее рациональной. Фазное напряжение 220В, частота вращения 3000 мин-1 , частота тока 50 Гц.

ЛИТЕРАТУРА

1. Сердешнов А.П. Расчёт трёхфазного асинхронного двигателя при ремонте: Учебно-методическое пособие для студентов C/X вузов. – Мн.: БГАТУ, 2003 г.

2. Кокаев А.С. Справочник молодого обмотчика электрических машин. – М.: Высшая школа, 1986.

3. Жерве Г.К. Обмотки электрических машин. – Л.: Энергоатомиздат, 1989.

4. Пястолов А.А. Практикум по технологии монтажа и ремонта электрооборудования. – М.: Агропромиздат, 1990.

5. Александров Н.Н. Электрические машины и микромашины – М.: Колос, 1983.

6. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник. А.Э. Кравчик, М. М. Шлаф, В.И. Афонин. – М.: Энергоиздат, 1982 г.

АННОТАЦИЯ

Курсовой проект выполнен в объеме: расчетно-пояснительная записка на страницах печатного текста, таблиц - , рисунков - , графическая часть на 3 листах, в том числе формата А1 – 2 листа, формата А4 – 1 лист.

Ключевые слова: асинхронный двигатель, обмотка, обмоточные данные, магнитная нагрузка, провод, номинальные данные.

В работе: выполнен расчет двухслойной обмотки трехфазного асинхронного двигателя, определены обмоточные данные, на которые выполнены развернутые схемы двухслойной и однослойной обмоток. Определены основные параметры обмотки, установлены номинальные данные электродвигателя, выполнен перерасчёт трёхфазного асинхронного двигателя на другие параметры с помощью ЭВМ.

mirznanii.com


Смотрите также