Расчет и проектирование судового асинхронного электродвигателя
Реферат - Радиоэлектроника
Другие рефераты по предмету Радиоэлектроника
Министерство транспорта Российской Федерации
Государственная Морская Академия имени адмирала С.О. Макарова
Кафедра ЭДАС
Вариант № 10
Задание на курсовое проектирование по дисциплине:
“Судовые электрические машины”
Рассчитать и спроектировать судовой асинхронный двигатель по следующим данным:
- Номинальная мощность:
=40 кВт;
- Номинальная частота вращения (синхронная):
=1500 об/мин
- Схема статора: “звезда”;
- Номинальное напряжение питания:
=380 В;
- Исполнение: брызгозащищенная;
- Исполнение ротора: короткозамкнутый;
- Частота сети Выполнил: к-т гр. Э-332
Попаденко Н.С.
Проверил:
Сюбаев М.А.
Санкт-Петербург
2005
1.Электромагнитный расчет и определение основных размеров двигателя
Определение размеров двигателя
При заданной номинальной мощности = 40 кВт, частоте сети =50 Гц, синхронной частоте вращения = 1500 об/мин определяем число пар полюсов двигателя ;
Задаемся предварительными значениями КПД , коэффициента мощности , индукции в воздушном зазоре =0,74 Тл, используя кривые графиков (мет.указ. рис.1-3).
Определяем фазный ток статора по выражению:
А; гдеВ;
- число фаз статора; - номинальное фазное напряжение обмотки статора, В; - номинальная мощность машины, кВт.
Определяем расчетную (внутреннюю) мощность двигателя по выражению:
кВА;
Зная расчетную мощность и число пар полюсов, по графику устанавливаем предварительное значение диаметра расточки статора = 26,67 см = 0,2667 м.
Далее определяем окружную скорость ротора:
; Выполнено условие ?40;
В результате имеем предварительное значение = 0,2667 м, полученное с учетом параметров построенных машин и допустимой окружной скорости ротора.
Расчет обмотки статора
Определяем магнитный поток машины: , задаемся величинами: ;
;
;
м;
Вб;
Находим предварительно число последовательно соединенных витков фазы статора:
; где - обмоточный коэффициент, .
Задаемся числом пазов на полюс и фазу .
Предварительное значение числа последовательно соединенных проводников в пазу:
.
Округляем до ближайшего целого четного числа ;
Окончательное число последовательно соединенных витков фазы статора ;
Для полученного значения определяем значение магнитного потока:
Вб.
Линейная нагрузка для ,:
;
Машинная постоянная Арнольда:
Для диаметра расточки статора окончательно определим значения:
;
Длина статора : см;
Конструктивная длина статора: см;
Аксиальная длина чистой стали статора: см, где - коэффициент заполнения листовой стали толщиной 0,5 мм, =0,9…0,93.
Определяем внешний диаметр магнитопровода статора по формуле:
см;
Найдем ближайший меньший нормализованный диаметр статора: ;
Установим вид паза прямоугольный. Задаемся высотой паза ;
Находим высоту сердечника статора:
;
сечение сердечника статора:
;
Определяем магнитную индукцию в сердечнике статора:
; Соблюдено условие ;
Выбор воздушного зазора
Для машин с мощностью :
;
Диаметр ротора:
;
Определяем число пазов статора:
Расчетное значение провода статорной обмотки:
, где - принятая плотность тока, при
Пусть ;
- округляем до ближайшего стандартного значения
Выбираем размеры:
высота , ширина - для прямоугольной меди;
Для проверки правильности расчетов определим коэффициент заполнения паза:
, где - площадь сечения паза,
при прямоугольном пазе
В качестве обмотки статора применим двухслойную укороченную обмотку.
Определяем элементы обмотки:
шаг секции по пазам: , где =0,1,2,3…
, =2 (укороченная обмотка);
шаг по пазам между началами фаз , где k=0,1,2,3…
, k=2
полюсное деление в шагах по пазам:
;
коэффициент распределения обмотки:
коэффициент укорочения обмотки:
Обмоточный коэффициент:
Расчет обмотки ротора
Число пазов ротора выбираем в определенной зависимости от числа пазов статора , с целью уменьшения паразитных моментов, шума, вибрации, двигателя:
;
Определяем ток фазы ротора, т.е ток стержня:
, где коэффициент трансформации тока
Для обмотки типа “беличья клетка”:
;
А;
Сечение стержня ротора:
, где - плотность тока в медных стержнях; =5,5…8
; отсюда диаметр паза ротора ;
Ток в короткозамыкающем кольце:
;
Сечение короткозамыкающего кольца:
, где плотность тока
;
Размеры короткозамыкающего кольца:
;
Расчет магнитной цепи
Зубцовый шаг на расточке статора:
;
Ширина зубца статора на расточке:
, где - ширина щели прямоугольного паза статора;
;
МДС зубцового слоя статора:
, где - расчетная высота зубца в радиальном направлении;
- расчетная напряженность поля;
Для прямоугольных пазов принимается: ;
;
, где - ширина зубца статора на 1/3 высоты зубца;
Зубцовый шаг статора на 1/3 высоты:
;
Ширина зубца статора на 1/3 высоты зубца:
;
;
Напряженность определим по кривым намагничивания стали, зная величину индукции в этом сечении: ;
МДС зубцового слоя статора:
;
МДС сердечника статора:
, где - напряженность магнитного поля в сердечнике с