- •Введение
- •2 Выбор главных размеров
- •5 Расчет ротора
- •Паз ротора
- •6. Расчет намагничивающего тока
- •Для стали 2013 по таблице п-17 напряженность поля зубцов статора Нz1 при индукции Bz1 равной 1,61 Тл принимаем равной 1150 а/м.
- •Для стали 2013 по таблице п-17 напряженность поля зубцов ротора н`z2 при индукции b`z2 равной 1,81 Тл принимаем равной 1560 а/м.
- •7 Расчет параметров рабочего режима
- •8 Расчет потерь
- •9 Расчет рабочих характеристик
- •11 Тепловой расчет.
- •12 Расчет вентилятора.
- •13. Механический расчёт
9 Расчет рабочих характеристик
Рабочими характеристиками асинхронных двигателей называют зависимости мощности P1 , тока I1 , коэффициента мощности cos и КПД от полезной мощности двигателя P2 .
Расчет базируется на системе уравнений токов и напряжений асинхронного двигателя, которой соответствует Г-образная схема замещения.
Активное сопротивление намагничивающего контура r12 определяем по формуле
;
(Ом).
Реактивное сопротивление намагничивающего контура х12 вычисляется по формуле
;
(Ом).
Определим угол по формуле
;
γ = 0,258 (град)
Так как < 1град, то для определения коэффициента c1 , можно использовать приближенную формулу
;
.
Активная составляющая тока синхронного холостого хода Iоа определяется по формуле
;
(А).
Реактивная составляющая тока синхронного холостого хода IОР определяется по формуле
IОР = I ;
IОР = 9,49 (А).
Значение коэффициентов а', b', а, b находим по формулам
= 1,04
а = с1 ∙ r1 = 1,02 ∙ 0,138 = 0,141
;
;
.
Потери, не изменяющиеся при скольжении определяются по формуле
(Вт).
Рассчитаем рабочие характеристики по [2]. Результаты расчётов приведены в таблице 1. Рабочие характеристики представлены на рисунке 3.
№ |
Параметр |
|
Скольжение | |||||||
0,005 |
0,01 |
0,015 |
0,02 |
0,025 |
0,03 |
Sn=0.0196 | ||||
1 |
a’r2’/s |
Ом |
16,224 |
8,112 |
5,408 |
4,056 |
3,245 |
2,704 |
4,139 | |
2 |
b’r2’/s |
Ом |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 | |
3 |
R=a+ a’r2’/s |
Ом |
16,338 |
8,226 |
5,522 |
4,17 |
3,358 |
2,818 |
4,253 | |
4 |
X= b’+b’r2’/s |
Ом |
0,843 |
0,843 |
0,843 |
0,843 |
0,843 |
0,843 |
0,843 | |
5 |
Z= |
Ом |
16,359 |
8,269 |
5,586 |
4,254 |
3,463 |
2,941 |
4,335 | |
6 |
I2”=U1n/Z |
А |
13,448 |
26,605 |
39,384 |
51,712 |
63,529 |
74,795 |
50,744 | |
7 |
Cosϕ2’=R/Z |
_ |
0,999 |
0,995 |
0,989 |
0,98 |
0,969 |
0,958 |
0,98 | |
8 |
Sinϕ2’=X/Z |
_ |
0,052 |
0,102 |
0,151 |
0,198 |
0,243 |
0,287 |
0,194 | |
9 |
I1a=I0a+ I2” Cosϕ2 |
А |
14,173 |
27,21 |
39,676 |
51,429 |
62,361 |
72,399 |
50,515 | |
10 |
I1p=I0p+ I2” Sinϕ2 |
А |
10,183 |
12,202 |
15,434 |
19,737 |
24,955 |
30,926 |
19,357 | |
11 |
I1I = |
А |
17,452 |
29,82 |
42,572 |
55,086 |
67,169 |
78,729 |
54,1 | |
12 |
I2’=c1 I2” |
А |
13,717 |
27,137 |
40,172 |
52,746 |
64,8 |
76,29 |
51,758 | |
13 |
P1=3 U1n I1a10-3 |
кВт |
9,354 |
17,958 |
26,186 |
33,943 |
41,158 |
47,784 |
33,342 | |
14 |
Pэ1=3I12r1210-3 |
кВт |
0,143 |
0,435 |
0,886 |
1,484 |
2,206 |
3,03 |
1,431 | |
15 |
Pэ2=3I22r2210-3 |
кВт |
0,044 |
0,172 |
0,377 |
0,651 |
0,983 |
1,36 |
0,627 | |
16 |
Pдоб= Pдоб.н(I1/In) |
кВт |
|
0,048 |
0,097 |
0,163 |
0,242 |
0,332 |
0,157 | |
17 |
∑p= Pэ1+Pэ2+ Pдоб+Pcт+Pмех |
кВт |
1,466 |
0,191 |
2,618 |
3,554 |
4,687 |
5,981 |
3,472 | |
18 |
P2= P1-∑p |
кВт |
7,888 |
16,046 |
23,568 |
30,389 |
36,471 |
41,802 |
29,87 | |
19 |
ŋ=1-∑p/P |
_ |
|
0,894 |
0,9 |
0,895 |
0,886 |
0,874 |
0,896 | |
20 |
Cosϕ=I1a/ I1 |
_ |
|
0,912 |
0,932 |
0,934 |
0,928 |
0,919 |
0,934 |
Таблица1.
Рис. 8.1 График зависимости от мощности
Рис. 8.2 График зависимости скольжения S двигателя от мощности P2
Рис. 8.3 График зависимости тока статора I1 двигателя от мощности P2
10 Расчет пусковых характеристик
Расчитываем точки характеристик, соответствующие скольжениям s=1; 0,8; 0,6; 0,4; 0,2; 0,1;
0,127. Значения занесены в таблицу 3
Приведенная высота стержня.
ξ=63,61*0,0298*=1.897
hc=hп2-hш-h’ш=0,032-0,0007-0,0015=0.0298м
где s=1
Для находим по рис. 6-46; по рис. 6-47
ǿ=0.755, φ=0.77
55. Глубина проникновения тока.
hr=0,0298/(1+0,77)=0.0168м
56. Площадь сечения участка стержня проникающим током.
qr==9.28 10-5 м2
где =0,0042-=0,00747м
=19,69*10-5/9,28*10-5=2,122
57. Коэффициент общего увеличения сопротивления фазы ротора под
влиянием эффекта вытеснения тока.
КR=1+(3,59*10-5/6,28*10-5)*(2,122-1)=1.64
58. Приведенное активное сопротивление ротора с учетом действия
эффекта вытеснения тока.
r’2ξ=1,64*0,078=0.128 Ом
59. Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ротора.
λп2ξ==1,57
60. Коэффициент изменения индуктивного сопротивления фазы ротора под
влиянием эффекта вытеснения тока.
Кх=(1,57+1,17+1,93)/(1,93+1,17+1,93)=0,928
61. Индуктивное сопротивление обмотки ротора.
Х’2ξ=0,36*0,928=0.335 Ом
62. Ток ротора приближенно без учета влияния насыщения.
63. Средняя МДС обмотки, отнесенная к одному пазу обмотки статора.
64. Фиктивная индукция потока рассеяния в воздушном зазоре.
ВФδ=5392.1*10-6/(1.6*0.0007*1.001)=4,807 Тл
где
Для по рис. 6-50 находим=0.45
65. Дополнительное раскрытие пазов статора.
C1=(0.015-0.0038)*(1-0.45)=0.00597 м
66. Уменьшение коэффициента магнитной проводимости пазового
рассеяния статора.
=
hк=hп1-hш1-h1=0.028-0.001-0.025=0.0024м
67. Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки
статора с учетом влияния насыщения.
=1,639-0,311=1,328
68. Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния
обмотки статора с учетом влияния насыщения.
λД1нас=1,921*0,45=0,864
69. Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учетом влияния
насыщения.
=0,458*
70. Уменьшение коэффициента магнитной проводимости пазового
рассеяния ротора.
где - дополнительное раскрытие пазов ротора.
с2=(0,0187-0,0015)*(1-0,45)=0,00951
71. Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки
статора с учетом влияния насыщения.
λП2ξнас=1,57-0,403=1,16
72. Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния
обмотки ротора с учетом влияния насыщения.
λД2нас=1,93*0,45=0,87
73. Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с
учетом влияния вытеснения тока и насыщения.
74. Индуктивное сопротивление взаимной индукции обмоток в пусковом
режиме.
=22,72*1383,7/964,9=32,584 Ом
=1+0,458/32,584=1,011 Ом
аП=0,138+1,011*0,128/1=0,269
bП=0,364+1,011*0,334=0,622
75. Ток в обмотке ротора.
76. Ток обмотки статора.
77. Относительные значения.
IП’=326,84/55=6.052
MП’=(324,28/51,75)2*1,64*(0,0196/1)=1.26
78. Критическое скольжение.
Определяется после расчета всех точек пусковых характеристик по средним значениям со
противлений ,и, соответствующим скольжениям s=0,2-0,1.
Sкр=0,078/((0,36/1,011)+0,255)=0,127
№ |
Параметр |
|
Скольжение | |||||
1 |
0,8 |
0,5 |
0,2 |
0,1 |
0,127 | |||
1 |
Ɛ |
_ |
1,898 |
1,697 |
1,34 |
0,849 |
0,6 |
0,676 |
2 |
φ |
_ |
0,77 |
0,52 |
0,22 |
0,04 |
0,01 |
0,02 |
3 |
kr=qc/qr |
_ |
2,122 |
1,721 |
1,261 |
1 |
1 |
1 |
4 |
Kr=1+rc(kr-1)/r2 |
_ |
1,641 |
1,412 |
1,149 |
1 |
1 |
1 |
5 |
Ом |
0,129 |
0,111 |
0,09 |
0,078 |
0,076 |
0,077 | |
6 |
Kд |
_ |
0,755 |
0,85 |
0,91 |
0,96 |
0,98 |
0,97 |
7 |
_ |
0,929 |
0,956 |
0,977 |
0,988 |
0,994 |
0,991 | |
8 |
Ом |
0,335 |
0,345 |
0,352 |
0,356 |
0,358 |
0,357 | |
9 |
Ом |
0,256 |
0,266 |
0,267 |
0,273 |
0,289 |
0,28 | |
10 |
Ом |
0,364 |
0,372 |
0,377 |
0,383 |
0,4 |
0,39 | |
11 |
_ |
1,011 |
1,011 |
1,011 |
1,011 |
1,012 |
1,011 | |
12 |
Ом |
0,269 |
0,279 |
0,321 |
0,536 |
0,914 |
0,754 | |
13 |
Ом |
0,623 |
0,644 |
0,646 |
0,659 |
0,693 |
0,674 | |
14 |
А |
324,29 |
313,5 |
306,87 |
258,96 |
191,7 |
217,4 | |
15 |
А |
326,84 |
316 |
309,377 |
261,16 |
193,48 |
219,33 | |
16 |
_ |
6,053 |
5,85 |
5,729 |
4,836 |
3,58 |
4,06 | |
17 |
_ |
1,263 |
1,269 |
1,584 |
2,45 |
2,624 |
2,67 |
Таблица 2