Курсовая работа (т): Двигатель асинхронный с короткозамкнутым ротором

Ом.

Относительное значение [c.205]: должно быть (0,1-0,16)

.

Для удобства, сопоставления параметров отдельных машин и упрощения расчёта характеристик параметры асинхронных машин выражают в относительных единицах, принимая за базисные значения номинальное фазное напряжение и номинальный фазный ток.

4. Расчёт потерь

К основным потерям относятся электрические потери в меди, магнитные потери в стали и механические потери, связанные с потерями в подшипниках, с трением вращающихся частей машины о воздух и в скользящих контактах. А также вентиляционные потери, которые расходуются на охлаждение машины.

Основные потери в стали статора асинхронной машины [c.412, формула 9-187]:

,

где p_{0 / 50} - удельные потери при индукции 1 Тл и частоте перемагничивания 50 Гц

β - показатель степени, учитывающий зависимость потерь в стали от частоты перемагничивания, для большинства сталей β = 1,3;

k_да иk_дz - коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участков магнитопровода и технологических факторов k_да =1,6, k_дz = 1,8,

т_а, m_Z1 - масса стали ярма и зубцов статора [c.412, формула 9-188]:

,

, где

γ_с - удельная масса стали, в расчётах принимают γ_с = 7,8·10³ кг / м³,

кг,

 кг,

 тогда:

 Вт.

Для нахождения поверхностных потерь прежде находят амплитуду пульсаций индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов статора и ротора [c.419, формула 9-190]:

_ш2 / δ =3,3;

по данным значениям коэффициенты [с.413, рисунок 9-53]:

Тл.

Поверхностные потери в роторе [с.413, формула 9-191]:

,

где, p_пов2 - потери, приходящиеся на1 м² поверхности головок зубцов и ротора [с.413, формула 9-191]:

Где k₀₂ - коэффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головок зубцов ротора на удельные потери.

Вт/м²,

тогда:

Вт.

Для определения пульсационных потерь необходимо определить массу стали зубцов ротора [с.414, формула 9-20]:

кг,

а также амплитуду пульсаций индукции в среднем сечении зубцов ротора [с.414, формулы 9-195 и 9-196]:

Тл,

тогда пульсационные потери в зубцах ротора [с.414, формулы 9-199, 9-200]:

 Вт.

Сумма добавочных потерь в стали;, [с. 415, формула 9-202]:

 Вт.

Полные потери в стали; [с.208, формула 6-199]:

 Вт.

Механические потери в двигателях с внешним обдувом [с.416, формула 9-210]:

 Вт,

где K_Т - коэффициент, равен [с. 416].

Электрические потери в статоре при ХХ приближенно принимают равным ;

Реактивная составляющая тока ХХ, находится

Для определения тока холостого хода двигателя принимают, что потери на трение и вентиляцию, и потери в стали при холостом ходе такие же, как и при номинальном режиме. При этом условии активная составляющая тока холостого хода [с.417, формула 9-218]:

,

где P_э1.х.х - электрические потери в статоре при холостом ходе [с.417, формула 9-219]:

 Вт,

 А,

тогда ток холостого хода двигателя [с.417, формула 9-217]:

 А.

Коэффициент мощности при холостом ходе [с.417, формула 9-221]:

.

. Расчёт рабочих характеристик

Рабочими характеристиками называются зависимости Р₁,I₁,cos,,s₁=f(Р₂). Метод расчета базируется на системе уравнений токов и напряжений двигателя, которой соответствует Г-образная схема замещения.

Определим величину последовательно включенных сопротивлений. Сопротивление схемы замещения [с.205, ф. 6-179]:

 Ом.

Сопротивление взаимной индукции обмоток статора [с.205, ф. 6-180]:

 Ом,

Подсчитаем активную составляющую коэффициента С1 [c. 419, 9.223]:

.

Подсчитаем реактивную составляющую коэффициента C1 по фор 9.224;

Полное значение С1найдем исходя из равенства 9.225;

Активная составляющая тока синхронного холостого хода [с.211, формула 6-222]:

 А.

Коэффициенты для расчёта пусковых характеристик [с.211, формула 6-224]:

,

,

Ом.

Рассчитываем рабочие характеристики для скольжений указанных в таблице №1, принимая предварительно, что s_ном ≈ r’_2* = 0,0253. Рабочие характеристики приведены в ПРИЛОЖЕНИИ Б (Рисунок 6). Из анализа видно, что  и спроектированного двигателя незначительно отличаются от первоначально принятых значений.

6. Расчёт пусковых характеристик

Пусковыми характеристиками асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором называются зависимости и  для диапазона изменения скольжения, соответствующего двигательному режиму асинхронной машины, при ,.

При расчёте пусковых характеристик учитывают изменения параметров схемы замещения двигателя, вызванные эффектов вытеснения тока в стержнях обмотки ротора и насыщением зубцовых зон магнитной цепи от полей рассеяния, т.к. в начале пуска токи в обмотках могут превышать свои номинальные значения в раз. Данные о кратности начальных пусковых моментов и токов приведены в таблице 9.31[c.436].

Кратность начального пускового момента и тока для двигателяc:

.

.

Для упрощения проводимых расчётов принято:

индуктивное сопротивление взаимной индукции, возрастающее с уменьшением насыщения сердечников, при пуске (для ) рассчитывается по формуле 9.277[c.437].,,

;

активное сопротивление ветви намагничивания  не учитывается, т.к. при токах, заметно превышающих номинальный, электрические потери в обмотках многократно превышают потери в электротехнической стали.

При этих допущениях рассчитываем коэффициент по формуле 9.278 [c.437].

.

Расчёт пусковых характеристик проводим в последовательности, представленной в таблице 9.32[c.438] (с учётом эффекта вытеснения тока) и в таблице 9.33[c.440]. Для диапазона скольжения . В этом диапазоне выбираем пять-шесть значения скольжения примерно через равные интервалы. Предварительное значение критического скольжения рассчитываем по формуле 9.286[c.439].

При наличии эффекта вытеснения тока активное сопротивление фазы обмотки ротора увеличивается, а индуктивное сопротивление рассеяния фазы уменьшается.

Приводим расчёт для :

Рассчитываем активное сопротивление обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока по рис.9.73:

Рассчитываем приведённую высоту стержня по формуле 9.245 [c.427]:

.

Рассчитываем активное сопротивление обмотки ротора

.

.

.

.

.

.

Для расчёта характеристик необходимо учитывать изменение сопротивления всей обмотки ротора ,поэтому удобно ввести коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора под влиянием эффекта вытеснения тока .

Рассчитываем  по формуле 9.257 [c.430]

для роторов без радиальных вентиляционных каналов с литой обмоткой(с прилегающими замыкающими кольцами).

Рассчитываем активное сопротивление фазы обмотки ротора с учётом вытеснения тока по формуле 9.260[c.431].

.

Рассчитываем коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния с учётом эффекта вытеснения тока:

.

.

 - коэффициент магнитной проводимости участка паза, занятого проводником с обмоткой. Выражение для определения  в формулах табл.9.27[c.408] является множителем перед коэффициентом .

Тогда получаем:

Рассчитываем коэффициент изменения индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока по формуле 9.262 [c.431].;;

.

Рассчитываем индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока по формуле 9.261 [c.431].

.

Не внося большой погрешности, в расчётных формулах пусковых режимов пренебрегают сопротивлением . Это оправдано при токах, заметно превышающих номинальный, так как электрические потери в обмотках, возрастающие пропорционально квадрату тока, многократно превышают потери в сердечниках. При этих допущениях рассчитываем коэффициент  по формуле 9.278[c.437].

.

Рассчитываем  по формуле 9.280[c.437].

.

.

.

7. Тепловой расчёт

Расчёт нагрева проводят, используя значения потерь, полученных для номинального режима.;  коэффициент передачи потерь через станину

Электрические потери в обмотке статора делятся на потери в пазовой части [c.449, формула 9-313]:;;