это быстро и бесплатно
Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!
Ознакомительный фрагмент работы:
1. Электромагнитный расчет
1.1. Выбор главных размеров
Высота оси вращения h=0,160 м, тогда диаметр расточки Da=0,272 м Внутренний диаметр статора D=kD•Da=0,72•0,272=0,197 м.
Полюсное деление
τ=π•D/(2p)
где 2p=6, число пар полюсов; тогда
τ
Расчетная мощность
где P2 =10 кВт - номинальная мощность на валу, η=0,845 - КПД , cosφ=0.76 - коэффициент мощности, kE=0.965 – отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению Uн=220/380 В; тогда получим
кВ*А
Электромагнитные нагрузки предварительно примем A=31∙103 А/м и Bδ=0,79. kоб1=0,92.
Расчетная длинна магнитопровода
где kB=1,11 – коэффициент формы поля, Ω=2∙π∙ƒ/p– синхронная угловая скорость двигателя ƒ=50 Гц - частота питания, тогда Ω=2∙3,14∙50/3=104,7 рад/с.
м;
Критерием правильности выбора главных размеров D иlδслужит λ=lδ/τ.
λ=0,14/ 0,1031=1,35; что удовлетворяет данным пределам.
1.2. Определение Z1, W1 и площади поперечного сечения провода обмотки статора
Z1- число пазов на статоре, w1- число витков в фазе. Предельные значения зубцового деления статора tZ1 : tZ1max=0,012 м. и tZ1min=0,01 м. Определим число пазов статора
=51
Принимаем Z1=54, тогда число пазов на одну фазу на полюс равно
где m=3 - число фаз
Определим зубцовое деление статора
м
Число параллельных проводников, а=2, тогда число эффективных проводников в пазу будет равно
гдеI1н- номинальный ток обмотки статора
А
тогда получим
так как a=2 то uп=а∙u`п=2*14=28; принимаем uп=28.
Уточним значения:
число витков в фазе
витков.
линейная нагрузка
А/м
Обмоточный коэффициент
магнитный поток
Вб
индукция в воздушном зазоре
Тл
Значения А и Вδ находятся в допустимых пределах
Плотность тока в обмотке статора
где AJ1=183∙109А2/м3
А/м2
Площадь поперечного сечения проводника (предварительно):
м2
принимаем число элементарных проводников nэл=1, тогда cечение проводника
qэл=qэф/ nэл=2/1=2 мм2.
Принимаем провод круглого сечения ПЭТ:
b=7,5 мм; а=1,12 мм; qэл=2 мм2.
А/м2
1.3. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора
Берем полуоткрытый паз с параллельными стенками.
Тл и индукцию в спинке статора Ba=1,55 Тл. Тогда минимальную ширину зубца определим как
где lСТ1=lδ- длинна пакета статора,kс1=0,97.
мм
определим высоту спинки ярма
мм
Припуски по ширине и высоте паза: =0,2мм =0,2мм мм
мм
мм
Принимаем:
Воздушный зазор двигателя: мм
Внешний диаметр ротора:
м
М
Обмотку ротора выполняем стержневой волновой:
Число пазов ротора:
мм
Напряжение на контактных кольцах ротора при соединении обмотки ротора в звезду
Где:
в
Предварительное значение тока в обмотке ротора:
А
Коэффициент приведения токов:
;
Сечение эффективных проводников обмотки ротора:
мм
Принимаем:
мм мм
Уточняем:
А/м
Сердечник ротора:
9 аксиальных каналов, расположенных в одном ряду.
Диаметр канала: мм
Диаметр вала:
м
1.5. Расчет магнитной цепи
Магнитопровод из стали 2212 толщиной
Магнитное напряжение воздушного зазора
где kδ- коэффициент воздушного зазора
где
где
А
Магнитное напряжение зубцовой зоны статора с изменяющейся площадью поперечного сечения зубца
А
где hZ1=hП1=0,0198 м – высота зубца статора, HZ1 – напряженность в зубце статора
определяется по формуле:
где определяются по основным кривым намагничивания , и зависят от индукции, которая определяется как
Тл
Тл
Тл;
По кривым, учитывая коэффициент, находим А/м;
Для остальных значений индукции по кривым находим:
А/м А/м
А/м.
Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора с изменяющимся поперечным сечением зубца:
А
где высота зубца hZ2=0,002 мм, определим индукцию в зубце ротора для каждого из участков по формуле:
м
м
Тл
Тл
Тл
Принимаем действующую индукцию Тл соответствующая ей напряженность А
1,5=1,6-4*1120
1,5=1,5
А/м
А/м
А/м
А/м
Коэффициент насыщения зубцовой зоны
Магнитное напряжение ярма статора
где La – длина средней магнитной силовой линии в ярме статора
где ha – высота ярма статора
м
м
определим индукцию в ярме статора
где h`a=ha=30 мм, при отсутствии радиальных каналов, тогда
Тл
тогда Ha=279А/м получим
А
Магнитное напряжение ярма ротора
0,045*68=3,06А
где Lj – длинна средней магнитной силовой линии в ярме ротора
= м
где hj – высота ярма ротора
=м
Определим индукцию в ярме ротора
=Тл
где h`j – расчетная высота ярма ротора, которую находим по формуле:
Hj=89 А/м – напряженность в ярме ротора, тогда
Магнитное напряжение на пару полюсов
=563,3+25,3+1,5+36,2+3,06=629,36А
Коэффициент насыщения магнитной цепи
Намагничивающий ток
=А
относительное значение
=
Относительное значение служит определенным критерием правильности произведенного выбора и расчета размеров и обмотки двигателя. Так, если при проектировании двигателя средней мощности расчет показал, что больше 0,2, но меньше 0,3 то в большинстве случаев это свидетельствует о том, что размеры машины выбраны правильно и активные материалы полностью используются. Такой двигатель может иметь высокие КПД и COS(ф), хорошие показатели расхода материалов на единицу мощности.
1.6. Параметры рабочего режима
Активное сопротивление обмоток статора
где kR=1 – коэффициент влияния эффекта вытеснения тока, ρ5=10-6/41 Ом∙м – удельное сопротивление меди при to=115 С, L1 – длинна проводников фазы обмотки
=0,832*126=104,8 м
где lср1=2(lп1+lл1)=2(0,18+0,236)=0,832 м;
lп1=l1=0,18 м;
lл1=Кл∙bкт+2∙В+hп1 =2,3∙0,08+2∙0,025+0,002=0,236 м,
где В=25 мм , ширина катушки
=м
где β – укорочение шага обмотки статора β=0,833.
получим
Ом
Активное сопротивление фазы обмотки ротора
Ом
где:
мм
м
м
м
м
Вылет лобовых частей обмотки ротора.
где:
Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора
где l`δ=lδ=0,14 м расчетная длинна статора, коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания
где h2=35м, h1 =0.5, hK=3мм, h0=1,1м; k`β=0,875kβ=0,906
коэффициент магнитной проводимости лобового рассеивания
коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания
=
где
0,025
Ом
Относительное значение
=
Индуктивное сопротивление обмотки ротора.
где h0=1,3 мм h=2,5 мм h=1.2 мм h=42.6 мм h=1 мм b=1,5 мм b=7,5 мм k
коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания
=
где
Ом
Относительное значение
1.7. Расчет потерь
Основные потери в стали
где p1,0/50=2,2 Вт/кг – удельные потери при индукции 1 Тл и частоте перемагничивания 50 Гц ,kДА и kДZ– коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участка магнитопровода и технологических факторов kДА=1,6 и kДZ=1,8,масса стали ярма статора
= кг
где γС=7800 кг/м3 – удельная масса стали
масса стали зубцов статора
= кг
где м;
Вт
поверхностные потери в роторе
=Вт
где удельные поверхностные потери ротора определяются как
где k02=1,8 – коэффициент учитывающий влияние обработки поверхности зубцов ротора, n1=1000 об/мин – синхронная частота вращения двигателя, В02=β02∙kδ∙Bδ=0,28 Тл – амплитуда пульсации индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов ротора, β02=0,33
Вт/м2
Пульсационные потери в зубцах ротора
=Вт
где амплитуда пульсации индукции в среднем сечении зубцов
=Тл
где γ1=9,3
масса зубцов ротора
=81*0,02*3,75*10*0,18*0,97*7800=8,2 кг
Сумма добавочных потерь в стали
=25,6+37,8=63,4 Вт
Полные потери в стали
=143+63,4=206,4 Вт
Механические потери
Вт
Вт
Выбираем щётки МГ64 для которых Па, А/см
м/с, В,
Площадь щёток на одно кольцо.
см
Принимаем 12,5 6,3 число щёток на одно кольцо.
Уточняем плотность тока под щёткой.
А/см
Принимаем диаметр кольца D0,34 тогда линейная скорость кольца
м/с
Холостой ход.
=3*6*0,64=69,12 Вт
ток холостого хода двигателя
= А
где активная составляющая тока холостого хода
=А
Коэффициент мощности при холостом ходе
=
= Ом
=Ом
Комплексный коэффициент рассчитываем по приближенной формуле,
=
Активная составляющая тока синхронного холостого хода
= А
Р=10 кВт; U=220/380. В; 2р=6; Ом; Ом;
Вт; А; А;
; а`=1,04; а=0,65; b=1,115, b`=0
Далее производим расчет s=0,005 ; 0,01 ; 0,015 ; 0,02 ; 0,025; 0,03 при Р2=10 кВт определяем номинальное скольжение sН=0,017
Расчётные формулы | Ед. | Скольжение s | ||||||
0,005 | 0,01 | 0,015 | 0,02 | 0,025 | 0,03 | Sн= 0,017 | ||
1.a`r`2/s | Ом | 33,3 | 16,6 | 11,1 | 8,32 | 6,6 | 5,5 | 9,78 |
2. R=a+a`r`2/s | Ом | 33,9 | 17,3 | 11,7 | 8,9 | 7,3 | 6,2 | 10,43 |
3. X=b+b`r`2/s | Ом | 1,115 | 1,115 | 1,115 | 1,115 | 1,115 | 1,115 | 1,115 |
4. | Ом | 33,95 | 17,32 | 11,79 | 9,03 | 7,4 | 6,3 | 10,5 |
5. I2``=U1/Z | А | 6,5 | 12,7 | 18,6 | 24,34 | 29,7 | 34,9 | 20,9 |
6. cosf`2=R/Z | — | 0,99 | 0,98 | 0,96 | 0,92 | 0,89 | 0,84 | 0,94 |
7. sinf`2=X/Z | — | 0,033 | 0,064 | 0,095 | 0,123 | 0,151 | 0,177 | 0,106 |
8.I1a=I0a+ I2`` cosf`2 | А | 6,8 | 13 | 18,8 | 24,5 | 19,74 | 34,7 | 21,15 |
9.I1р=I0р+ I2`` sinf`2 | А | 6,21 | 6,8 | 7,76 | 9,002 | 10,5 | 12,2 | 8,2 |
10. | А | 9,2 | 14,6 | 20,42 | 26,07 | 31,5 | 36,7 | 22,7 |
11. I`2=c1I2`` | А | 6,61 | 12,9 | 19,02 | 24,8 | 30,4 | 35,6 | 21,3 |
12. Р1= 3U1н×I1a | кВт | 4,5 | 8,5 | 12,4 | 16,1 | 19,6 | 22,9 | 13,8 |
13. | кВт | 0,162 | 0,413 | 0,8 | 1,3 | 1,9 | 2,5 | 0,419 |
14. | кВт | 3,17 | 6,2 | 9,13 | 11,9 | 14,5 | 17,1 | 10,3 |
15. Pдоб=0,005P1 | кВт | 0,022 | 0,042 | 0,062 | 0,08 | 0,098 | 0,11 | 0,069 |
16. åP=Pст+Pмех+ +Pэ1+Pэ2+Pдоб | кВт | 4,81 | 7,5 | 11,65 | 16,91 | 23,16 | 30,23 | 13,63 |
17. Р2= Р1-åP | кВт | 4 | 7,8 | 8,3 | 14,4 | 17,3 | 19,9 | 9,6 |
18. h=1-åP/P1 | — | 0,89 | 0,91 | 0,9 | 0,89 | 0,88 | 0,86 | 0,97 |
19. cosf=I1a/I1 | — | 0,738 | 0,885 | 0,925 | 0,939 | 0,94 | 0,94 | 0,93 |
20. | кВт | 4,36 | 8,55 | 12,55 | 16,38 | 20,04 | 23,5 | 14,1 |
Рабочие характеристики спроектированного двигателя с короткозамкнутым ротором (P2ном=10 кВт; 2р=6; Uном=220/380 В; I1н=23,6 А; cos(f)=0,93; hном=970; Sном=0,017)
Для расчёта максимального момента определяем критическое скольжение:
Ом
Ом
А
5. Список литературы
1. Копылов И.П. Проектирование электрических машин.
2. Монюшко Н.Д. Вентиляционные и тепловые расчеты в электрических машинах. Учебное пособие к курсовому и дипломному проектированию.
3. Вольдек А.И. Электромашины.
Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.
Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов
Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит
Бесплатные доработки и консультации
Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки
Гарантируем возврат
Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа
Техподдержка 7 дней в неделю
Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему
Строгий отбор экспертов
К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»
Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован
Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн
9. Стратегия взаимодействия с органами государственного управления как...
Диплом, реклама и PR
Срок сдачи к 22 июня
Сделать кинематический, энергетический и силовой расчет привода к...
Курсовая, детали машин
Срок сдачи к 10 окт.
от 20 до 40 листов дать понятие (динамику заболевания
Курсовая, основы профилактики сестринского дела
Срок сдачи к 15 сент.
«Конструирование эффективной образовательной среды для целей профориентации в моей школе»
Эссе, Профориентация
Срок сдачи к 11 сент.
анализ древнерусской литературы, 20-25 страниц,
Курсовая, история государства и права
Срок сдачи к 27 дек.
Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!