lucrare an 14 кВт
DESCRIPTION
lucrare de an la electromecanica limba rus, 14 kWTRANSCRIPT
![Page 1: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/1.jpg)
1.Расчет короткозамкнутого двигателя 14 кВт. Проектное задание. Трехфазный короткозамкнутый двигатель 14 кВт, 220/380 в, 50 гц, 1500 об/мин. Режим работы продолжительный. Конструкция защищенная. Вентиляция радиальная (нормальная серийная машина). По табл. 13-2а cosφн = 0,87; ηн = 0,88. а) Главные размеры 1. Число пар полюсов;
p = f 1 ∙60
n1 =
50∙ 601500 = 2.
2. Расчетная мощность.
Р' =PH kE
ηн сosφн = 14 ∙ 103 0,96
0,88 ∙ 0,87 = 17554 B.
(k E = 0,96 по рис. 6 - 19). 3. Диаметры статора. Cогласно табл. 1-2 ближайший внутренний диаметр Da = 0,272 см; h = 160 мм; отсюда K D = 0,64. D = Kd Da = 0,68 ∙0,85 = 185 мм = 185 ∙ 10−3 мм; 4. Полюсное деление
τ = π D2 p = 3,14 ∙185 ∙10−3
4 = 145 ∙ 10−3 м.
5. Расчетная длина статора
lδ = P '
k E D2Ω Kw 1 A Bδ =
17554157∙1,11 ∙ 10−6 ∙0,95 ∙235 ∙103 ∙0,75
= 0,14 м.
где Ω = 2π f
6 = 157. рад/с.
λ = 0,14
0,184 = 0,9.
б) Обмотка, пазы и ярмо статора. Воздушный зазор. 6. Зубцовое деление статора. t 1 max = 0,0134 (м ) = 14 мм. t 1 min = 0,0158 (м) = 12 мм.
Z1 min = π ∙ 0,1850,014 = 41.
Z1 max = π ∙1850,012 = 48
t 1 = πD2 pmq = 3,14 ∙0,185
2∙ 2∙3 ∙5 = 12,1 ∙ 10−3 м.
7. Число пазов на полюс и фазу.
Принимаем Z1 = 55, тогда q = Z1min
2 pm = 41
4 ∙3 = 4.
Выбираем однослойную обмотку 8. Номинальный фазный ток
I 1н = Рн ∙ 103
m1 U1 ηн cos φн
= 14 ∙103
3∙220 ∙0,88 ∙0,87 = 28 a
( при 220/380 в - соединение фаз ∆ /Y ).
![Page 2: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/2.jpg)
КП 1903.004 ПЗЛист
1 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
![Page 3: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/3.jpg)
9. Число эффективных проводников на паз при a1 = 1 по (13 - 22)
un 1 = πDAI 1 н Z1
= 3,14 ∙0,185 ∙ 23,5 ∙103
28 ∙48 = 10
Если а = 2; согласно U с = аU c' ; uc = 2 ∙ 10 = 20
10. Число витков фазы по (13 - 24)
ω1 = U c Z1
2am = 20∙ 482 ∙2∙ 3 = 80
Согласно А = 2 I 1 нω1m
πD = 2 ∙ 28∙80 ∙33,14 ∙0,185 = 23,5 ∙ 103 A/м
11. Магнитный поток в воздушном зазоре
Ф = k EU 1н
4 kВ ω1 k w1 f 1 = 0,96 ∙220
4 ∙ 1,11 ∙80∙ 0,95 ∙50 = 10 ∙ 10−3
Для однослойной обмотки и q = 4 Kw 1 = K q = 0,95 для Da = 0,349 мм cогласно
К Е = 0,975
12. Индукция в воздушном зазоре
Bδ = РФDlδ
= 2 ∙10 ∙10−3
0,185∙ 0,14 = 0,772 гс.
13. Плотность электрического тока в обмотке статора .
I 1 = А I 1
A = 178∙ 109
23,5 ∙ 103 = 7,57 ∙ 106A/м2
qel = I 1 H
a I1 =
282∙7,57 ∙106 = 1,83 ∙ 10−6м2.
Для обмотки с изоляцией класса Е по табл. IV - I и IV - 3 выбираем провод марки
ПЭТВ: qel = 0,5; del = 0,85 мм
qel = 0,567; qel ∙f = 2 ∙ 0,567 = 1,134 мм2; dиз = 0,915 мм.
14. Плотность электрического тока в обмотке статора .
I1 = I 1 H
aqel nel =
282∙0,567 ∙10−6 ∙2
= 12,34 ∙ 106 A/м2.
КП 1903.004 ПЗЛист
2 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
![Page 4: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/4.jpg)
15. Cечение стержня при плотности тока ∆с ≈ 3,4 а/мм2 по (13-37) BZ 1 = 1,9; B0 = 1,6
bz1 =
Bb T1 lδ
bz1 ∙ lFel ∙ K Fe = 0,772∙ 12,1∙ 10−3 ∙ 0,141,9 ∙ 0,14 ∙10−3 ∙ 0,96 = 5,1 мм.
Согласно Приложению КFe = 0,97.
ha = Ф
2 Ва lFe K Fe = 10 ∙10−3
2∙1,6 ∙0,14 ∙10−3 ∙ 0,96 = 0,0232 м.
16. Размеры паза и зубца ротора. Выбираем форму паза по рис. 13-12, в при h0 = 1 мм; Так как В0 = 3,7 мм, то
hc = Da−D
2 −ha = 272∙ 10−3−185 ∙ 10−3
2 - 23,2 = 20,3 м. = 0,0232 мм.
b1 = π (d+2hc)
Z1 - bz 1 =
3,14(185+2 ∙ 20,3)48
- 5,1 = 9,6 мм.
b2 = π (d+2h0−b0)Z1 b1
Z1−π = 3,14 (185+2∙ 1−3,7 )−48∙5,1
48−3,14 = 7,6 мм.
Согласно h1 = hc - (h0 + b2−b0
2) = 20,3 - (1+ 7,6−3,7
2 ) = 17,3 мм.
17. Размеры сечении b1
' = b1 - ∆ bc = 9,6 - 0,2 = 9,4 мм.
b2' = b2 - ∆ bc = 7,6 - 0,2 = 7,4 мм.
h1' = h1 - ∆ hc = 17,3 - 0,2 =17,1 мм.
18. Площадь сечения
Sc' = b1
' +b2'
2 ∙ h1
' - s1 z - sиз = 9,4+7,4
2 ∙17,1 - 23 - 0 = 120,6 мм2
Sиз = b1 z (2 hc+b1' +b2
' ¿ = 0,4 (2 ∙ 20,3+9,4 + 7,4) = 23 мм.
b1 z=¿0,4. 19. Коэффициент заполнения свободной площади паза по (4-5)
k з= d1и3
2 U c nel
Sп' = 0,9152∙ 20 ∙2
120,6 = 0,28
Расчет ротора Обмотка, пазы и ярмо ротора. 20. Воздушный зазор по рис. 13-15 δ = 0,5 мм. 21. Число пазов выбираем по табл. 13-7: Z2 = 34 22. Внешний диаметр ротора D2 = D - 2δ = 0,185 - 2 ∙ 0,5 ∙10−3 = 0,184 мм. 23. Зубцовое деление ротора
t 2 = π D2
Z2 = 3,14 ∙0,184
36 = 16 мм.
24. Длина пакета ротора l2 = l1 = 0,4 мм.
![Page 5: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/5.jpg)
25. Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала: D j = Dv = K v - Da = 0,23 ∙0,272=60 мм . K v = 0,23
КП 1903.004 ПЗЛист
3 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
![Page 6: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/6.jpg)
26. Ток в стержне по (13-36) при k1 = 0,94 по рис. 13 - 11
I 2 = k1 ∙ I 1H ∙ v1 = 0,9 ∙ 28 ∙ 12,66 = 319 A.
v I = 2mW 1
K w1
Z2 = 2 ∙ 3∙ 80 ∙ 0,95
36 = 12,66
I 2 п = 319
12,66 = 25,2
27. Площадь сечения стержня
qb = I 2
J 2 =
3192,5∙ 106 = 127,6 ∙ 10−6 м2
Плотность тока в стержне равен 2,5 ∙ 106 A/м2
28. Размеры паза и зубца ротора. Выбираем форму паза по рис. 13-12, в при b0 = 1,5 мм; h0 = 0,7 мм, h0
' = 0,3 мм.
bz2 a = Bb t 2lb
'
bz2l Fe2 K Fe =
0,772 ∙ 16 ∙ 0,141,8 ∙0,14 ∙ 0,96 = 7,1 мм.
b1 = π (D2−2h0−2 h0
' )−Z2 bz2
π+Z2
= 3,14 (184−2∙ 0,7−0,6 )−36 ∙7,1
3,14+36 = 8 мм.
b2 = √ b12 ∙( Z2
π+ π
2 )Z2
π −π2
- qb
4 = √ 82( 36
3,14+ 3,14
2 )36
3,14−3,14
2
- 127,64 = 3,5 мм.
h1 = (b1−b2 ¿z2
2 π = (8 - 3,5)
362∙ 3,14 = 25,79 мм.
Принимаем b1= 8 мм; b2 = 3,5 мм; h1 = 25,79 мм. 29. Высота стержня
hc2 = h0' + h0
b1
2 + h1 +
b2
2 = 0,3 + 0,7 +
82 + 25,6 +
3,52 = 32,5 мм.
qb = π8 (b1
2 + b22) +
12(b1 + b2)h1 =
3,148 (82 + 3,52) +
12 ( 8 + 3,5) ∙ 25,8 = 178,27 мм2.
30. Плотность тока стержня
J2 = I 2
qb =
319127,6∙ 10−6 = 2,5 ∙ 106 A/мм.
31. Сечение короткозамыкающего кольца ∆ = 2sin2∙180
36 = 0,348
![Page 7: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/7.jpg)
* I cs = I 2
∆ = 319
0,348 = 916,6 A.
КП 1903.004 ПЗЛист
4 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
![Page 8: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/8.jpg)
qc s = ¿ I cs
I cs = 916,6
2,12∙10−6 = 432,6 мм2
I сz = 0,85 J2 = 0,85 ∙ 2,5∙ 106 = 2,12 ∙ 106 A/мм2
32. Размеры короткозамыкающего кольца bcs = 1,25 ∙ hc 2 = 1,25 ∙ 32,5 = 40,6 мм
acs = qcs
bcs =
432,340,6 = 10,6 мм.
qcs = bcs acs = 40,6 ∙ 10,6 = 430,6 мм2
Dcsm = D2 - bcs = 184 - 40,6 = 143,4 мм
Намагничивающий ток
33. Уточнение значений индукции и магнитных напряжений зазора и зубцов статора и ротора.
Вz 1 = Bδ t 1lδ
bz 1lFe 1 K Fe = 0,748∙ 12,3 ∙10−3∙ 0,124
5,05∙ 0,124 ∙0,97 ∙10−3 = 1,9
Вz 2 = Bδ t 2lδ
bz 2lFe2 K Fe = 0,748∙16,77 ∙ 10−3 ∙ 0,124
7,18∙0,124 ∙ 0,97 ∙10−3 = 1,83
Ba = Ф
2halFe K fe = 10,7 ∙10−3
2∙ 28,5 ∙0,124 ∙ 0,97 ∙10−3 = 1,6
34. Высота ярма статора
hp = 2+ p3,2 p (
D2
2 - hc2) -
23 dc 2 ∙ mc2 =
2+23,2∙2 (
2342 - 20,97) -
23 ∙ 0 = 60,02 мм
35. Магнитное напряжение воздушного зазора FB = 1,59∙106 ∙Bδ Kb δ = 1,59 ∙ 106 ∙ 748∙ 1,22∙ 0,5 ∙ 10−3 =725,48 A.
K b = t 1
t1−γδ = 12,310,09 = 1,22
γ = ¿¿ = ¿¿ = ¿¿ = 4,42
Лист
![Page 9: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/9.jpg)
КП 1903.004 ПЗ 5 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
36. Магнитное напряжение зубцов статора F z 1 = 2hz 1 H z1 = 2 ∙ 20,5∙2340 ∙ 10-3 = 95 A hz 1 = hc1 = 20,3; hz 2 = hc1 = 0,1 ∙b2 = 32,5 - 0,1 ∙ 3,5 = 32,15 Bz 1 = 1,9 ; Hz1 = 2340 A/мм. Bz 2 = 1,8; Hz2 = 1540 A/мм. Для ротора F z 2 = 2hz 2 H z 2 = 2 ∙ 32,15∙ 1540 ∙ 10-3 = 99 A 37. Магнитное напряжение ярма статора и ротора Fa = La Ha = 0,1953 ∙ 940 = 183,5 A.
Fp = Lp Hp = 0,07 ∙ 168 = 0,1176 A. Ha = 940 A/м.; Ba = 1,6 гс. Hp = 168 A/м.; Bp = 0,9 гс.
La = π (Da−ha)
2 P = 3,14(0,272−0,0232)
4 = 0,1953м.
Lp = π (Dv+hp' )
2 P =
3,14(0,06+0,0295)4
= 0,07м.
hp = D2−D p
2 - hc2 =
184−602 - 32,5 = 29,5 мм.
38. Намагничивающая сила магнитной цепи. Fc = Fδ + F z 1 + F z2 + Fa + F p = 748,7 + 95 + 99 + 183,5 + 0,1176 = 1126,3 A
39. Общий коэффициент насыщения
ku = F c
F δ = 1126,3
748,7 = 1,5
40. Намагничивающий ток
I p = p Fc
0,9 m1 ω1 k w1 = 2∙ 1126,3
0,9∙3 ∙ 80∙ 0,95 = 10,97 A.
Iu = I u
I 1 n = 10,97
28 = 0,39 Параметры двигателя (для рабочего режима) 41. Активное сопротивление обмотки статора
r1 = p115
L1
qef ∙ a = 61,92 ∙10−6
41 ∙1,831−6 ∙ 2 = 0,412 Oм.
Θcal = 115℃. Для меди p115 = 10−6/41 Ω ∙ м. 42. Длина лобовой части обмотки статора L1 = lm1 W 1 = 0,774 ∙ 80=61,92 м .lm1 = 2(lc 1+l f 1¿ = 2(0,14 + 0,232) = 0,774 м. lc 1 = l1 = 0,14 мм; lf 1 = k f bb + 2B = 1,3 ∙ 0,163 + 0,02 = 0,232 м. где В = 0,01 м согласно табл. 1.19; k f = 1,3.
Лист
![Page 10: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/10.jpg)
КП 1903.004 ПЗ 6 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
![Page 11: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/11.jpg)
bb = π (D+hc 1)
2 p ∙ β1 = 3,14(0,185+0,0232)
4 = 0,163 м.
bacb = K acb ∙ bb + B = 0,4 ∙ 0,163 + 0,01 = 0,0752 мм.
K acb = 0,4.
B относительных единицах
¿ r1 = r1 I 1н
U 1 n = 0,412∙
28220 = 0,052
43. Активное сопротивление обмотки ротора
r2 = rc + 2r к
∆2 = 53,2 ∙ 10−6 + 2∙1,41∙ 10−6
0,3482 = 76,48 ∙10−6 Ω
rc = P115
L2
qb = 53,2 ∙10−6 Ω.
rc P115 = L2
qb = 10−6
20,6 ∙
0,124209 ∙10−6 = 28,8 Ω
Cогласно
rcs = P115 π ∙ Dcsm
Z2qcs = 10−6
20,6 ∙
3,14 ∙ 0,0143444 ∙430,6 ∙10−6 = 1,41 ∙ 10−6 Ω
44. Коэффициент приведения параметров беличьей клетки к обмотке статора
r2' =r2
4 m1(w1k w1)2
Z2 =48,5 ∙ 10−6 4 ∙ 3(80 ∙0,95)2
36 = 0,147 Ω
B относительных единицах
r2¿ = r2
' I 1 н
U 1 н = 0,147∙ 28
220 = 0,0187. 45. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора
x1 = 15,8 f 1
100 (
w1
100)
2 lδ'
pq1 (λcl+λ fl+λdl¿ =
= 15,8 50100 ( 80
100¿¿2 0,14
8 ∙ (1,44 + 1,35 + 1,37) = 0,37 Ω
46. Коэффициенты магнитной проводимости рассеяния статора:
λcl = h3
3 b k β + (
h2
b +
3 h1
b+2 b0 +
h0
b0) k β
' = 17,33∙ 7,6 +¿ ( 3 ∙ 2
7,6+2∙ 3,7+ 1
3,7) = 1,44.
h3 = 17,3; b = 7,6 мм; h2 = 0; h1 = 7,6−3,5
2 = 2 мм; k β = 1; k β' = 1;lb
' = lb = 0,14 м.
λdl = t1
12δ Kb ξ =
12,112∙0,5 ∙1,2 ∙1 ∙ 0,83 = 1,37
Согласно
ξ = 2 K 1n' K β - Kw 1
2 (t2
2
t12 )(1 + β¿
2) = 2 ∙ 1,1 - 0,952 162
12,12 = 0,83
где β¿ = 0 и t2
t1 =
1612,1 = 1,32; K1 n
' = 1,2.
![Page 12: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/12.jpg)
КП 1903.004 ПЗЛист
7 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
![Page 13: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/13.jpg)
лобовых частей
λ fl = 0,34 q1
lδ' (lfl - 0,64 βτ ¿ = 0,34 4
0,14 (0,232 - 0,64 ∙ 0,145) = 1,35
47. B относительных единицах
¿ x1=x1
I 1 н
U 1 н = 0,37 ∙ 28
220 = 0,047.
48. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора
x2 = 7,9f 1lδ' (λc2+λ f 2+λd2¿ ∙ 10−6 = 7,9 ∙ 50∙0,14 ∙(2,67+0,59+2,18)∙ 10−6 =
= 300,8 ∙ 10−6 Ω
где согласно табл. 1.23
49 . Коэффициенты магнитной проводимости рассеяния ротора
λс2 = ¿ + h0
b0 + 1,22 ∙
h0' ∙ 106
I 2 =
= ¿ + 0,71,5 + 1,12 ∙ 0,3 ∙10−3 ∙ 106
319 = 2,67.
h1 = 20,3 - 0,3 - 0,7 - 0,2 ∙ 7,6 = 17,78 мм; b0 = 1,5 мм; b = 7,6 мм; K D = 1; lb
' = lb = 0,14.
лобовых частей
λ f 2 = 2,3 D csm
Z2 lb2∆2 lg 4,7 Dcsm
2 acs+bcs =
2,3 ∙ 1,43444 ∙ 0,14 ∙0,3482 lg
4,7 ∙1,4342∙ 0,106+0,406 = 0,59
λd 2 = t2
12 ∙ δ ∙ KB ∙ ε =
1612∙0,5 ∙1,22 ∙ 1 = 2,18
Согласно 1.175.
ξ = 1 + 15 (
π ∙ рZ2
¿¿2 -
∆ z
1− pZ
= 1
так как 15 (
π ∙ рZ2
¿¿2 ≈ 0 и ∆ z = 0
∑ λ2 = λс2+ λ f 2+λd 2 = 2,67 + 0,59 + 2,18 = 5,74 50. Индуктивное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмотке статора
x2' = x2 ∙
4 ∙ m1(W 1 Kw 1)2
Z2 = 300,8 ∙ 10−6 4 ∙3¿¿ = 0,58 Ω
в относительных единицах
¿ x2' = x2
' ∙I 1н
U1 n = 0,58 ∙
28220 = 0,074.
КП 1903.004 ПЗЛист
8 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
![Page 14: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/14.jpg)
Потери в стали и механические потери 51. Основные потери в стали ярма статора
PFep = p 1,0550 ∙ (
f 1
50)(K Da Ba ma+KDE B z
2 ' m z 1¿ = 2,6 ∙ 1 (1,6 ∙1,72 ∙ 1,9+1,8 ∙1,812 ∙5,59 =
= 314 B. Р1,05 /502,6 B/кг и β = 1,5 для стали 2013 согласно табл. 1.124 ma = π(Da−ha) ∙ ha lFel k Fe γ Fe = 3,14(0,272 - 0,0232) ∙ 0,0232∙ 0,14 ∙ 0,96 ∙7,8 ∙103 = 19 кг. где ha = 0,5(Da - D) - hc1 = 0,5 (0,272 - 0,185) - 0,0203 = 0,0232 mz 1 = hz 1 bz 1 m Z1 lFe1 KFe γ Fe = 21,8∙ 10−3 ∙5,1 ∙10−8 ∙ 48 ∙1,14 ∙0,96∙7,8 ∙103 = 5,59 кг. Согласно
Рs 2 = 0,5 K02(Z1 n1
10000¿¿1,5(B02 t 1103 ¿¿2 = 0,5 ∙ 1,5(
48 ∙150010000
¿¿1,5(0,348 ∙12,1∙ 103¿¿2 = 242,8 B/м2
где К 02 = 1,5 В02 = β02 К В Вb = 0,37 ∙ 1,22∙ 0,772 = 0,348
для b0
b =
3,70,5 = 7,4 согласно рис.1.41 β0 = 0,37.
52. Пульсационные потери в зубцах ротора
Рр 2 ≈ 0,11 (Z1 n1
1000∙0,131¿¿2mc 2 = 0,11 (48 ∙1500
1000∙0,131¿¿2 ∙ 8,62 = 68,1 B.
Bp2 = γ ∙ δ2t 2
Bz 2 = 4,42 ∙0,5 ∙10−3
2 ∙ 16 ∙103 ∙ 1,8 = 0,124. Согласно 1.197 mz 2=¿ Z2 hz 2bz 2 m lFe K Fe γ Fe = 36 ∙32,15 ∙10−3 ∙7,1 ∙10−3 ∙0,14 ∙ 0,96 ∙ 7800 = 8,61 кг. 53. Потери в стали - основные, добавочные и полные РFes = Ps 2 + Pp 2 = 19,5 + 68,1 = 87,6 B. PFe = PFep+ PFes = 314 + 87,6 = 401,6 B. 54 . Механические потери по (8-19)
Pme h = Кт (n1
10¿¿2 Da
4= 0,95(150010
¿¿2 ∙ 0,2724 = 117 B
для двигателей где 2р = 4 коэффициент КТ = 1,3 (1 - D) = 1,3(1- 0,185) = 0,95 55. Дополнительные потери в нормальном режиме:
PД = 0,005 ∙Р1n = 0,005 ∙P2 n
η =
140000,88 = 79,5 B.
56. Холостой ход I 0 = √ IOA
2 + I μ2 = √1,012+10,972 = 11,01 A.
I OA = PFe+Pmeh+Pel10
m1 U 1 n =
401,6+117+1483 ∙220 = 1,01 A.
Pel 10 = 3 I μ2 r1 = 3 ∙ 10,97 ∙0,412 = 148,7 B.
cosφ0 = I OA
Io =
1,0111,01 = 0,09
КП 1903.004 ПЗЛист
9 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
![Page 15: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/15.jpg)
Рабочие характеристики 57. В соответствии с 1.179
r12 = PFep
m1 I μ2 =
3143∙10,972 = 0,87 Ω
Cогласно 1.180 x12 = U1 н
I μ - x1 =
22010,97 - 0,37 = 19,68 Ω
58. Параметры для построения круговой диаграммы
с1 = 1 + x1
x12 = 1 + 0,37
19,68 = 1,018; так как | γ | ¿ 1° согласно 1.217
γ = arc tgr1 x12−r12 x1
r12 (r1+r12 )+x12(x1+x12) = arc tg
0,412∙ 19,68−0,87∙ 0,370,87 (0,412+0,87 )+19,68(0,37+19,68) =
= arc tg 6,9597
395,6628 = arc tg 0,017 = | 9' | ¿ 1°;
59. Параметры эквивалентной схемы: a' = C1
2 = 1,0182 = 1,036 b' = 0; a' = C 1
2r1 = 1,01 ∙ 0,378 = 0,382. b = C1(x1+C1 x2
' ) = 1,018 (0,37 + 1,018 ∙ 10,074) = 0,451 кВт. 60. Постоянные потери которые не изменяют скольжение. РFe + Pmeh = 401,6 + 117 = 518,6 кВт = 0,51 кВт. Принимаем Sn = r2
1 = 0,019, где S = 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,026; 0,03. После построения графика уточняется номинальное значение скольжения Sn = 0,002. Полученные результаты вводим в таблицу. Р2 n = 14 кВт; U 1 н = 220/380 В; I 1n = 28; cosφn = 0,88; η = 0,87; Sn = 0,019. 61. Расчет пусковых характеристик соответствует скольжению S = 1; 0,8; 0,5; 0,2; 0,1.
КП 1903.004 ПЗЛист
10 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
![Page 16: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/16.jpg)
62. Результаты расчета рабочих характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Р2 n = 14 кВт; U 1 н = 220/380 В; 2p = 4; I 1n = 28 A; РFe + Pmeh = 0,51 кВт; Pдоп = 0,079 кВт; I OA = 1,01 A; I a = I 0 r= 10,97 A; r1 = 0,412 Ω; r2
' = 0,147 Ω; C1 = 1,018; a ' = 1,036; a = 0,419 Ω; b' = 0; b = 0,51 Ω.
№ Формулы Едини-
цы Скольжение
0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,026
1. a1 ∙ r2' /s Ω 30,46 15,23 10,15 7,61 6,09 5,07 5,85
2. b ' ∙ r2' /s Ω 0 0 0 0 0 0 0
3. R = a+a ' ∙ r2' /s Ω 30,87 15,64 10,56 8,02 6,5 5,48 6,27
4. x = b + b ' ∙ r2' /s Ω 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51
5. Z=√ R2+x2 Ω 30,87 15,64 10,67 8,03 6,51 5,5 6,29
6. I 2' ' = U1 n/Z А 7,12 14,06 20,61 27,39 33,79 40 34,97
7. cosφ2' = R/Z - 1 1 0,989 0,998 0,998 0,996 0,996
8. sinφ2' = x/Z - 0,016 0,032 0,04 0,063 0,078 0,092 0,081
9. I 1a = I 0 a +I 2' cosφ2
' А 8,13 15,17 21,39 28,34 34,73 40,85 36,97
10. I 1r = I 0 a +I 2' sinφ2
' А 1,12 1,46 1,83 2,73 3,64 4,69 3,84
11. I 1 = √ I1a2 + I 1 r
2 А 8,13 15,24 21,46 28,47 36,38 41,11 37,16
12. I 2' = C1 I 1r
' ' А 1,14 1,48 1,86 2,77 3,7 4,77 3,9
13. P1 = 3U 1 n I 1 a ∙10−3 кВт 5,36 10,01 14,11 18,7 22,92 26,96 24,4
14. Pel1 = 3I 12r1 ∙10−3 кВт 0,08 0,28 0,56 1 1,63 2,08 1,7
15. Pel2 = 3I 22r2
' ∙10−3 кВт 0,0005 0,0009 0,001 0,003 0,006 0,1 0,006
16.P¿ = Psupn(
I1
I n¿¿2 кВт 0,006 0,023 0,046 0,08 0,12 0,16 0,05
17. ∑ P1=PFe+Pmec
+ Pel1
+Pel2
+P¿
кВт 0,59 0,81 1,11 1,64 2,26 2,85 2,26
18. P2=P1 - ∑ P кВт 4,77 9,2 13 17,06 20,66 24,11 22,14
19. η = 1 - ∑ P /Р - 0,89 0,09 0,02 0,09 0,01 0,11 0,01
20. cosφ = I 1a/I 1 - 1 0,995 0,996 0,995 0,954 0,993 0,994
![Page 17: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/17.jpg)
КП 1903.004 ПЗЛист
11 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
![Page 18: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/18.jpg)
Расчет пусковых характеристик 63. Превышение температуры внешней поверхности лобовых частей
обмотки статора над температурой охлаждающего воздуха Θсal = 115℃ ξ = 63,61hb √S = 63,61 ∙ 0,0325 ∙ 1 = 2,06 ε=20,6 по табл. 1.46 φ = 0,9 согласно рис. 1.47 φ ' = К D = 0,75 64. Вычисляем проникновение электрического тока:
hr = hb
1+φ =
0,03251+0,9 = 0,0171 = 17,1 мм.
qr = π b22
8 +
b2+br
2 (hr -
b2
2) = 3,14 ∙82
8 +
8+5,32 ∙ (17,1 -
82 ) = 112,2 мм2
b2 = b1 - b1−b2
h1 (hr -
b2
2) = 8 -
8−3,525,8 (17,1 -
82 ) = 5,3 мм.
Согласно
K r = qb
qr =
178112,2 = 1,58
K R = 1 + rb
rr (K r - r) = 1 +
53,276,48 (1,58 - 1 ) = 1,4
65. Сопротивления обмотки ротора, приведенные к обмотке статора: r2
' = K R r2 = 1,4 ∙ 0,147 = 0,205 Ω 66.
λc2 ξ = ¿ ∙ KD+h0
b0+1,12 ∙
h0' ∙106
I 2 =
= ¿ 0,75 + 0,71,5 + 1,12 ∙ 0,3 ∙10−3 ∙ 106
6,5 ∙ 442 =
= [0,764 (1−0,171¿¿2+ 0,66 - 0,09] ∙ 1 + 0,47 + 0,089 = 1,65
для S = 1 I 2 p
I 2n = 6,5 согласно 1.251
К x = λc 2 ξ+ λf 2+λd 2
λc 2+ λf 2+ λd 2 =
∑ λ2ξ
∑ λ2
= 1,4+0,59+2,182,67+0,59+2,18 =
4,175,74 = 0,726
Согласно 1.250
x2ξ' = x2
' ∙ К x = 0,58 ∙ 0,726 = 0,4212 Ω
67. Приблизительный электрический ток для ротора
I 2' ≈
U 1n
√(r1+r2 ξ
'
S )+¿¿¿ = 220
√¿¿¿ = 218,5 A.
68.
k = 1,35 и I 1 ≈ I 2'
k sat ∙ I 1 = 1,35 ∙ 218,5 = 298 A.Лист
![Page 19: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/19.jpg)
КП 1903.004 ПЗ 12 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
![Page 20: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/20.jpg)
Согласно с 1.252
F cm = 0,7 ∙ ksat I1 U cl
a = 0,7
298∙ 202 ∙ (1 + 0,95
4836 ) = 4728 A.
Согласно 1.253
Bfb = Fcn
1,6 δ CN 10−¿ ¿ = 2650,66 ∙ 10−6
1,6∙ 0,5 ∙ 0,973 ∙10−3 = 6,07
где
CN = 0,64 + 2,5 ∙ √ δt 1+t2
= 0,64 + 2,5 ∙√ 0,512,1+16
= 0,973
В соответствии с рис. 1.50 для Вfδ = 4,86 вычисляем k = 0,5. 69. Специфическое постоянство дисперсии сечении статора, учитывыя насыщение в соответствии с 1.225. С1 = (t 1+b01¿ ∙ (1 - k) = (21,1 + 3,7) ∙ (1 - 0,5) = 4,2 мм.
∆ λс 1 sat = [h01+0,58 ∙ h'
b01 ] ∙ C1
C1+1,5 ∙b01 =
1+0,58∙ 23,7 ∙
4,24,2+1,5 ∙3,7 = 0,25
λc1 sat = λc1−∆ λc 1 sat=1,44−0,25=1,19 70. Специфическое постоянство дифференциальных недочетов статора учитывая его действие по 1.163 λd 1 sat = λd 1 ∙ xδ = 1,37 ∙ 0,5 = 0,68
71. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора при учете насыщения от полей рассеяния
x1 sat = x1∙ 1∑ λ1 sat
∑ λ1 = 3,22
4,16 = 0,774
где ∑ λ1 sat = λс1 sat + λd 1 sat + λ f 1 = 1,19 + 0,68 + 1,35 = 3,22 72. Cпецифическое постоянство рассеяния тока сечения ротора, учитывая насыщение по 1.260.
∆ λс 2 sat = h02 ∙ C2
b02 ∙(b02+C2) =
0,7 ∙ 7,251,5 (1,5+7,25 ) = 0,38
где согласно с 1.259 С2 = (t 2−b02¿ ∙(1−xδ) = (16 - 1,5) ∙ (1 - 0,5) = 7,25 мм. λс2 ξ sat = λc2 ξ - ∆ λс 2ξsat = 1,4 - 0,38 = 1,02 73. Специфическое постоянство дифференциальных недочетов ротора учитывая его действие по 1.263 λd 2 sat = λd 2 ∙ xδ = 2,18 ∙ 0,5 = 1,09 74. Индуктивное сопротивления рассеяния обмотки ротора с учетом вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния.
x2 ξsat' = x2
' ∑ λ2 ξsat
∑ λ2 = 2,7
5,74 ∙ 0,58= 0,273 Ω.
где ∑ λ2 ξ sat = λc2 ξsat + λd 2 sat + λ f 2 = 1,02 + 1,09 + 0,59 = 2,7 Соответственно 1.267
x12 p = x2 FeFd
= 19,68 ∙ 1126,3748,7 = 29,6
C 1psat = 1 + x1 sat
x12 p = 1 + 0,774
29,6 = 1,026
![Page 21: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/21.jpg)
КП 1903.004 ПЗЛист
13 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
![Page 22: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/22.jpg)
75. Расчет тока
a p = r1 + C1 psat ∙ r2 ξ
'
S = r1 + C1 psat ∙ r2 ξ = 0,412 + 1,026 ∙ 0,205 = 0,622
b p = x1 sat + C1 psat ∙ x2 ξsat = 0,774 + 1,026 ∙ 0,273 = 1,054 тогда
I 2' =
U 1 n
√ap2 +bp
2 = 220
√0,6222+1,0542 = 180,3 A.
I 1 = I 2' ∙ √ap
2 +¿¿¿ = 180,3 ∙ √0,6222+¿¿¿ = 167,8 A. 76. Полученное значение тока I 1, составляет 96,5% из полученного значение расчета рассмотрения насыщения параметров, что является приемлемым:
* I p = I 1 p
I 1 n =
167,828 = 6
*M p = (I 2 p
I 2 n¿¿2 ∙ K R ∙
Sn
S p = (
180,346
¿¿2 ∙ 1,4 = 0
77.
S1 sat = r2
'
x1 sat
C1 sat+x2ξsat
' = 0,103
0,781,013
+0,71 = 0,147 ∙1,0260,774+0,273 = 0,14
Scr = 0,14; M max = 2,5
КП 1903.004 ПЗЛист
14 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
![Page 23: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/23.jpg)
Данные для расчета характеристик запуска двигателя
Р2 = 14 кВт; U 1 n = 220/380 В; x12 p = 29,6; x1 = 0,37; x2' = 0,58; r1 = 0,412; r1
' = 0,147; I 1n = 28; I 2 n
' = 25,2; Sn = 0,019.
№
Формулы едини- цы
Скольжение
1 0,8 0,5 0,2 0,1 0,15
1. ε - 1,94 1,72 1,37 0,85 0,59 0,74
2. φ - 0,84 0,58 0,23 0,07 0,02 0,04
3. К r = qb/qr - 1,56 1,32 1,04 1 1 1
4.K R = 1+
r2
rb ∙(K r - 1)
- 1,33 1,28 0,97 1 1 1
5. r2 ξ' = K R ∙ r2
' Ω 0,268 0,243 0,202 0,194 1,94 1,94
6. K D - 0,75 0,84 0,92 0,96 1 1
7.K x =
∑ λ2 ε
∑ λ2
- 0,807 0,812 0,853 0,874 0,892 0,886
8. x2ξ' = K x ∙ x2 Ω 0,821 0,84 0,872 0,885 0,912 0,902
9.x2 ξsat
' = x2' ∙ ∑ λ2 εsat
∑ λ2
Ω 0,558 0,564 0,607 0,623 0,642 0,633
10.x1 sat =
∑ λ1 sat
∑ λ1
Ω 0,552 0,559 0,563 0,587 0,594 0,581
11.C1 psat = 1+
x1 sat
x12
- 1,04 1,04 1,04 1,06 1,07 0,06
12.a p = r1+C1 sat ∙
r2ξ'
S '
Ω 1,108 1,124 1,136 1,247 1,358 1,312
13.b p = x1 sat + C1 sat ∙
r2ξ'
S '
Ω 166,4 159,2 151,6 114,3 76,5 99,4
14.I 2
' = μ1 n
√ap2 +bp
2
А 0,663 0,701 0,822 1,38 2,29 1,72
15. I 1=I2' ∙ √ap
2 +¿¿¿ А 168,7 163,2 151,3 116,8 78,5 101.6
16.*I 1 =
I 1 p
I 1 n
- 5,42 5,36 5,17 3,87 2,52 3,19
17.*M p = (
I 2 p
I 2 n¿¿2 ∙ K R ∙
Sn
S p
- 1,36 1,43 1,76 2,38 2,21 2,41
Лист
![Page 24: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/24.jpg)
КП 1903.004 ПЗ 15 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Тепловой расчет Превышающей температуру внутренней поверхности сердечника статора в зависимости от температуры воздуха внутри двигателя рассчитывается. (1.300)
∆ Θ s1 = K ∙ P elc1
' +PFep
π ∙ D∙ l1 a1 = 0,2 ∙
387+3143,14 ∙0,185 ∙0,14 ∙ 107 = 44,97℃
из табл. 1.30 К = 0,2; согласно (1.298)
Pelc 1' = К р ∙ Рel1 ∙
2 llm1
= 1,07 ∙ 992 ∙ 2∙ 0,140,774 = 387 B.
из рис. 1.59, b, a1 = 115В/m℃
Перепад температуры в пазовой изоляции согласно (1.301)
∆ Θ IZc 1 = P elc1
Z ∙ Pc 1l1 ∙ ( bIZ 1
λc+
b1+b2
16 λC' ) =
38748 ∙ 0,058 ∙0,14 ∙( 0,5 ∙10−3
0,16+ 0,096+0,076
16 ∙ 1,1 ) = 12,2℃
при (1.302)
Рel = 2hc+b1+b3 = 2 ∙20,3+9,6+7,6=58,2 м м
для класса изоляции F λc' = 0,16B/m℃.
Падение температуры фронтах обмотки толщиной изоляции рассчитывается с (1.305)
∆ Θ IZ = Pelf 1
' ∙ l1
Z1 P f 1l f 1 ∙ ( b IZ
λc+
hc1
12 λc' ) = 636,3 ∙0,232 ∙20,3 ∙ 10−3
36 ∙ 0,058 ∙0,774 ∙12 ∙11 = 0,24℃
согласно (1.299)
Pelf 1' = K p ∙ Pel 1 ∙
2lf 1
lm1 = 1,07 ∙ 992 ∙
2∙2320,774 = 636,3 B.
Преодоление температуры лобовых частей обмотки относительно с температурой воздуха внутри машины по (1.306)
∆ Θ sf 1 = K Pel1
'
2 πD ∙lasb 1 ∙ a1 =
0,2 ∙636,32∙3,14 ∙ 0,185∙105115 ∙74,8∙ 10−3 = 13,87℃
Преодоление средней температуры в обмотке статора, по сравнению с температурой воздуха внутри машины, в соответствии с соотношением (1.307)
∆ Θ1' =
(∆Θ s 1+∆ ΘIZc 1)∙ 2l1
lm1 +
(∆Θ IZf 1+∆ Θsf 1) ∙2lf 1
lm1 =
= [ (44,97℃+12,2 ) ] ∙ 2∙ 0,232+¿¿ ¿0,774 = 42,68℃
Превышение температуры воздуха внутри машины в зависимости от температуры окружающей среды рассчитывается c (1.308)
∆ Θ1 = ∑ P1'
Scar a1 =
143820,2 = 71,8℃
Лист
![Page 25: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/25.jpg)
КП 1903.004 ПЗ 16 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
при (1.311) ∑ Р1
' = ∑ Р' - (1 - К) ∙ (Pelec 1' + Pel 1) - 0,9 ∙ Pmec = 1963 - (1 - 0,2) ∙ 387 + 401,6 - 0,9 ∙ 117 = 1438 B
где ∑ Р' = ∑ Р + (K p−1) ∙ (Pel 1 + Pel2) = 1868 + (1,07 - 1) ∙ (992 + 367) = 1963 B согласно (1.312) Scar = (π ∙ Da + 8Pp) ∙ (l1 + 2labc1) = (3,14 ∙ 0,272 + 8 ∙ 0,33) ∙ (0,14 + 2 ∙ 0,0752) = 1,01 м2
где рис. 163 Рp = 0,33 м2 для h = 160 мм, рис. 1.56, b. aβ = 20 B(m2 ∙ ℃) для Da = 0,272 м. Преодоление средней температуры обмотки ротора по отношению к температуре окружающей среды рассчитывается путем (1.313) ∆ Θ1 = ∆ Θ1
' + ∆ Θ1 = 71,8 + 42,68 = 114,48℃ Расчет вентиляции. Скорость необходимого потока охлаждающего воздуха, рассчитывается из (1.324)
Q1 = Km∑ P1
'
1100 ∙ ∆ Θ1 =
5,05 ∙14381100 ∙114,48 = 0,05 м3/s.
Km = m ∙ √ n100
∙Da=3√ 1500100
∙ 0,272 = 1,86
Воздушный поток обеспечивается наружным вентилятором (1.326)
Q1' = 0,6 ∙ Da
3 n100 = 0,6 ∙ 0,3493 ∙
1500100 = 0,382 м3/s.
Q1' ¿ Q1
Лист
![Page 26: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/26.jpg)
КП 1903.004 ПЗ 17 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Литература
1. И.П. Копылов., Проектирование Электрических Машин, Учебник пособие для вузов, Москва, Энергия, 1980. 2. Асинхронные двигатели серии 4А, Справочник, Москва, Энергоиздат, 1982.
Лист
![Page 27: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/27.jpg)
КП 1903.004 ПЗ 18 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Лист
![Page 28: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/28.jpg)
КП 1903.004 ПЗ 19 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Лист
![Page 29: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/29.jpg)
КП 1903.004 ПЗ 20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Лист
![Page 30: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/30.jpg)
КП 1903.004 ПЗ 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Лист
![Page 31: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/31.jpg)
КП 1903.004 ПЗ 22 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Лист
![Page 32: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/32.jpg)
КП 1903.004 ПЗ 23 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Лист
![Page 33: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/33.jpg)
КП 1903.004 ПЗ 24 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Лист
![Page 34: lucrare an 14 кВт](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042705/5695d42b1a28ab9b02a08705/html5/thumbnails/34.jpg)
КП 1903.004 ПЗ 25 Изм. Лист № докум. Подпись Дата