Техническое задание: Спроектировать асинхронный трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором; конструктивное исполнение im1001

Расчет потерь

48. Потери в стали основные по (9.187)

Р_1.0/50=2,5 Вт/кг для стали 2013 по табл. 9.28;
по (9.188)
m_a=(D_a-h_a)h_al_ст1k_c1_c=(0,139-0,01)0,010,060,977,810³=2,56 кг.
по (9.189)
m_z1=h_z1b_z1cpZ₁l_ст1k_c1_c=10,110^-33,610^-3340,060,977800=0,813 кг.
k_Да=1,6; k_Дz=1,8 (см. §9.11)
49. Поверхностные потери в роторе по (9.194)
Р_пов2=р_пов2(t_z2-b_ш2)Z₂l_cт2=67,22(6,25-1,5)10^-3500,06=1,021 Вт
по (9.192)
р_пов2=0,5k_0,2(Z₁n₁/10000)^1.5(B_0,2t_z110³)²=0,51,6(501000/10000)^1,5(0,4615,81)²=
=67,22 Вт/м²
где k_0,2=1,6
по (9.190)
В_0,2=_0,2k_B_=0,4251,460,81=0,46 Тл;
для b_ш/=14,075 по рис. 9.53 _0,2=0,38
50. Пульсационные потери в зубцах ротора по (9.200)

по (9.196)

B_Z2ср=1,95 Тл из п.37 расчета; ₁=6,12 из п. 35 расчета;
по (9.201)
m_Z2=Z₂h_Z2b_Z2cpl_ст2k_c2_c=501310^-32,72510^-30,060,977800=0,88 кг;
h_Z2=15 мм из п. 37 расчета; b_Z2=3,8 мм из п. 33 расчета.
51. Сумма добавочных потерь в стали по (9.202)
Р_ст.доб=Р_пов1+Р_пул1+Р_пов2+Р_пул2=1,206+22,1=23,121 Вт
(Р_пов1 и Р_пул10, см. §9.11).
52. Полные потери в стали по (9.203)
Р_ст=Р_ст.осн+Р_ст.доб=42,94+23,121=66 Вт.

53. Механические потери по (9.210)

для двигателей с 2р=6 коэффициент K_=1,1063
54. Холостой ход двигателя:
по (9.217)

по (9.218)

где по (2.219)

по (9.221)
cos_х.х=I_x.x.a/I_x.x.=0,28/2,33=0,12.
Расчет рабочих характеристик
55. Параметры:
по (9.184)
;
по (9.185)
;
по (9.224)


по (9.225)

используем формулу для более точных расчетов, так как ||>1:

Активная составляющая тока синхронного холостого хода:
;
по (9.228)
;
a=7,76 Ом;
b=1,03(2,82+1,035,64)=8,88 Ом.
Потери, не изменяющиеся при изменении скольжения,
Р_ст+Р_мех=66+5,45=71,45 Вт.
56. Рассчитываем рабочие характеристики для скольжений s=0;0,005;0,01;0,015;0,02;0,025;0,03;0,07, принимая предварительно, что s_ном =0,06. результаты расчета сведены в табл.1. После построения рабочих характеристик (рис.2) уточняем значение номинального скольжения: s_ном=0,07.
Расчет рабочих характеристик см.§9.12.
Номинальные данные спроектированного двигателя:
Р_2ном=1,1 кВт, U_1ном=220/380 В, I_1ном=2,8 А, cos_ном=0,8, _ном=0,75
Т а б л и ц а 1.Рабочие характеристики асинхронного двигателя (см. табл.9.30)
Р_2ном=1,1 кВт; U₁=220/380 В; 2р=6; I_0a=0,24 A;
I_0p=I_=2,32 A; Р_ст+Р_мех=0,071545 кВт;
r₁=7,31 Ом; r’₂=4,97 Ом; с₁=1,03;
а’=1,062; а=7,76 Ом; b’=0; b=8,88 Ом

Расчет пусковых характеристик
57. Активное сопротивление обмотки ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока _расч=115С, ₁₁₅=10^-6/20,5 Омм; b_c/b_П=1; ₁=50 Гц;
по рис 9.73 (рис пазов ротора и статора) h_c=h_п-(h_ш+h’_ш)=13,62 -(0,7+0,3)=12,62=0,01м;
;
по рис. 9.57 для =0,93 находим =0,09;
по (9.246)
;
по (9.253), так как (0,56)<13,3<(11,2+0,56) (см. рис. 9.73)

где

по (9.247)
K_r=q_c/q_r=30,85/30,77=1,002
(q_c – по п.34 расчета);
по (9.257)

Приведенное сопротивление ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока
r’_2=K_Rr’₂=1,0014,97=4,97Ом.
58. Индуктивное сопротивление обмотки ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока по рис. 9.58 для =0,93 (см. п.57 расчета) ’=k_д=0,96; по табл. 9.27, рис. 9.52, а,ж (см. также п. 47 расчета) и по (9.262)

где
по п. 47 расчета _п2=_п2-_п2=4,97-0,04=4,86

по (9.261) – см. также п. 47 расчета
x’_2=x’₂K_x=5,640,99=5,58 Ом.
59. Пусковые параметры по (9.277) и (9.278)
x_12п=k_x₁₂=1,00292=92,2 Ом;
с_1п=1+x₁/x_12п=1+2,82/92,2=1,03.
60. Расчет токов с учетом влияния эффекта вытеснения тока:
по (9.280) для s=1
R_п=r₁+c_1пr’_2/s=7,31+1,034,97=12,42Ом;
X_п=x₁+c_1пx’_2=2,82+1,035,58=8,57 Ом;
по (9.281)
;
по (9.283)
.
Расчет пусковых характеристик с учетом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния
61. Индуктивные сопротивления обмоток. Принимаем k_нас=1,3:
по (9.263)
;
по (9.265)
;
по (9.264)
.
находим k_=0,8.
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения:
по (9.266)
c₁=(t_z1-b_ш1)(1-k_)=(5,81-2,815)(1-0,8)=0,6;
по (9.269)

_п1нас=_п1-_п1нас=1,284-0,033 =1,251.
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения по (9.274)
_д1нас=_д1k_=1,027.
Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учетом влияния насыщения по (9.275)
.
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора с учетом влияния насыщения и вытеснения тока:
по (9.271) (см. п. 48 и 59 расчета)

где по (9.270)
с_э2=(t_z2-b_ш2)(1-k_)=(6,25-1,5)(1-0,8)=0,95
(для закрытых пазов ротора h_ш2=h’_ш+h_ш=1мм);
по (9.273)
_п2нас=_п2-_п2нас=4,86-0,19=4,67
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора с учетом влияния насыщения по (9.274)
_д2нас=_д2k_=1,190,8=0,952
Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения по (9.276)
;
по (9.278)
с_1п.нас=1+x_1нас/x_12п=1+2,77/92,2=1,03
здесь x_12п по (9.277)

62. Расчет токов и моментов:

по (9.280)
;
X_п.нас=X_1нас+с_1п.насx’_2нас=2,77+1,035,2=8,19 Ом;
по (9.281)
;
по (9.283)
.
Кратность пускового тока с учетом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения
I_п=I_1п.нас/I_1ном=15,7/3,17=4,95
Кратность пускового момента с учетом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения по (9.284)
.
Полученный в расчете коэффициент насыщения
K’_нас=I_1п.нас/I_1п=16/15,6=1,2
отличается от принятого k_нас=1,3 около 14%, что допустимо (10-15%)
Для расчета других точек характеристики задаются k_нас, уменьшенным в зависимости от тока I₁(см. табл. 9.37)

Спроектированный асинхронный двигатель удовлетворяет требованиям ГОСТ как по энергетическим показателям (КПД и cos), так и по пусковым характеристикам.