Проектирование асинхронного двигателя 22 кВт
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
1 Определение главных размеров и выбор электромагнитных нагрузок
В качестве базовой модели двигателя выбрал двигатель марки 4A200L8УЗ, высота оси вращения мм, технические данные которого сведены в таблицу 1.
Таблица 1 -Технические данные двигателя базовой модели
Типоразмер двигателяМощность, кВтСкольжение, %КПД, A200L8УЗ222,788,50,8422121,26
Определяем расчетную мощность машины:
, (1.1)
где Вт - мощность двигателя;
- коэффициент, равный отношению ЭДС к номинальному напряжению, выбирается по рисунку 2.1 [1] в зависимости от числа полюсов и внешнего диаметра магнитопровода статора;
Вт.
Определяем полюсное деление:
,(1.2)
где - диаметр внутренней поверхности статора;
здесь м - внешний диаметр сердечника статора, выбирается по таблице 2.1 [1] в зависимости от высоты оси вращения м, так как в задании данный размер не оговаривается, принимаем высоту оси вращения базовой модели,
- коэффициент равный отношению внутреннего диаметра к внешнему, выбирается по таблице 2.2 в зависимости от числа полюсов .
м.
м.
Определяем расчетную длину машины:
, (1.3)
где - коэффициент формы поля;
- расчетный коэффициент полюсного перекрытия;
- обмоточный коэффициент;
А/м2 - линейная токовая нагрузка, выбирается по рисунку 2.3 [1];
Тл - магнитная индукция в воздушном зазоре;
- частота вращения ротора;
об/мин;
м.
Значения коэффициентов и зависят от распределения магнитной индукции в зазоре машины. В начале расчета рассматриваем магнитное поле синусоидальным.
Критерием правильного выбора главных размеров машин является отношение . Условие выполняется.
Длина машины , следовательно, магнитопровод статора выполняется без радиальных каналов, согласно [1] страница 18: .
2 Выбор число пазов и типа обмотки статора. Расчет обмотки и размеры зубцовой зоны статора
Определение размеров зубцовой зоны статора начинаем с выбора числа пазов . Число пазов статора неоднозначно влияет на технико-экономические показатели машины. Если увеличить число пазов статора, то улучшается форма кривой ЭДС и распределение магнитного поля в воздушном зазоре. В тоже время уменьшается ширина паза и зубца, что приводит к снижению коэффициента заполнения паза медью, а в машина небольшой мощности может привести к недопустимому снижению механической прочности зубцов. Увеличение числа пазов статора увеличивает трудоемкость выполнения обмоточных работ, увеличивается сложность штампов, а их стойкость снижается.
Определяем граничные значения зубцового деления по рисунку 3.1 [1] при м, м:
м, м.
Определяем диапазон возможных значений чисел пазов статора:
; (2.1)
.
Определяем число пазов на полюс и фазу:
, (2.2)
При :
.
Определяем зубцовое деление статора:
; (2.3)
м.
Определяем номинальный ток обмотки статора:
, (2.4)
где В - номинальное фазное напряжение.
А.
Определяем число эффективных проводников в пазу статора (предварительно) при отсутствии параллельных ветвей обмотки статора :
; (2.5)
.
асинхронный двигатель статор ротор
Число параллельных ветвей обмотки , так как при этом выполняется два условия: и - четное число при двухслойной обмотке.
Определяем число витков в фазе:
; (2.6)
.
Уточняем значение линейной токовой нагрузки:
; (2.7)
А/м2.
Согласно рекомендации [1] станица 20, выбираем двухслойную всыпную обмотку из медного провода круглого сечения. Обмотку статора укладываем пазы в ручную.
Определяем коэффициент распределения:
; (2.8)
.
Определяем шаг обмотки по пазам:
, (2.9)
где - относительный шаг обмотки, выбираем согласно [1] страница 21.
.
Обмотку выполняем с укороченным шагом.
Определяем коэффициент укорочения шага обмотки статора:
; (2.10)
.
Определяем обмоточный коэффициент:
; (2.11)
.
Определяем магнитный поток в воздушном зазоре машины:
; (2.12)
Вб.
Уточняем значение магнитной индукции в воздушном зазоре:
; (2.13)
Тл.
Определяем плотность тока в обмотке статора:
, (2.14)
где А2/м3 - тепловой фактор, выбираем согласно [1] рисунок 3.9.
А/м2.
Определяем предварительное значение сечения эффективного проводника обмотки статора:
; (2.15)
м2.
Выбираем , тогда мм2.
Выбираем марку обмоточного провода. Класс изоляции F (ТИ 155), при высоте оси вращения мм. Провод марки ПЭТ со следующими параметрами, по таблице Б.1 [1]:
мм - номинальное значение диаметра неизолированного провода;
мм - среднее значение диметра изолированного провода;
мм2 - площадь поперченного сечения неизолированного провода;
- площадь поперечного сечения эффективного проводника.
В качестве пазовой изоляции, пазовой крышки и изоляции между слоями выбираем пленкостеклопласты марки Имидофлекс класса нагревостойкости F (ТИ 155).
Магнитопровод статора и ротора выполняем шихтованным из электротехнической стали толщиной 0,5 мм, марки 2212, способ изолировки листов - оксидирование, согласно рекомендациям таблицы 3.2 [1].
Принятые обозначения размеров зубцовой зоны показаны на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 - К определению размеров зубцовой зоны статора