Алексеев В.В. Методические указания к расчету асинхронного двигателя
Подождите немного. Документ загружается.
Среднее превышение температуры обмотки статора над
температурой воздуха внутри машины:
;7,16
8,0
209,022,1282,0
8,0
192,0265,22,12
22
1
111
1
11
1
C
l
l
l
l
o
cp
лповлизл
cp
изпnob
(9.7)
Превышение температуры воздуха внутри машины над
температурой окружающей среды:
C
S
P
o
вкор
в
в
13,75
2159,1
2514
, где (9.8)
сумма потерь, отводимые в воздух внутри двигателя:
мехocnстпэв
PPPKPP 9,0)1(
.1.
(9.9)
Вт25146,1869,03,633901)19,01(3865
, где
21
)1(
ЭЭ
PPkPP
(9.10)
Вт4,38653,6336,1611)107,1(3,3690
, где
P
- сумма всех потерь в двигателе при номинальном режиме
работы и расчётной температуре (таблица 1);
эквивалентная поверхность охлаждения корпуса:
11
28
вылРaкор
llПDS
(9.11)
2
м59,10775,02192,042,08392,0
,
где
м42,0
Р
П
- среднее значение периметра поперечного сечения
рёбер АД
]}..[636,239.{ КопыловПИрисунокстр
;
см
Вт
21
2
в
- среднее значение коэффициента подогрева
воздуха
]}..[)(596,235.{ КопыловПИaрисунокстр
.
91
Среднее превышение температуры обмотки статора над
температурой окружающей среды :
C
o
d
83,9113,757,16
11
. (9.12)
Полученное значение температуры удовлетворяет ГОСТ 183-74
60. Расчет вентиляции.
Требуемый для охлаждения расход воздуха:
/cм15,0
13,751100
251495,4
1100
3
в
вm
в
Pk
Q
, где
(9.13)
95,4392,0
100
1000
5,2
100
am
D
n
mk
-
коэффициент, учитывающий изменение условий охлаждения по
длине поверхности корпуса, обдуваемого наружным вентилятором,
коэффициент
5,2m
- для двигателей с
62 p
и
мм225h
.
Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором:
/cм3614,0
100
1000
392,06,0
100
6,0
333
n
DQ
aB
.
(9.14)
Расход воздуха
B
Q
больше требуемого для охлаждения
машины
в
Q
:
BB
QQ
.
92
Таблица №1. Данные расчёта рабочих характеристик АДКЗР
Р
н
= 37 кВт;V2р = 6;VU
1н
= 380/660 В;VI
0a
=0,66 А;VI
0р
≈ I
μ
= 11,13 А;
Р
ст
+ Р
мех
= 0,981 кВт;V r
1
= 0,314 Ом; r
/
2
= 0,205 Ом; с
1
= 1,024;
a
/
= 1,049; a = 0,32 Ом; b
/
= 0 Ом; b = 2,0 Ом.
№
п/п
Расчётная
Формула
Ед.
изм
Скольжение
0,005
0,010 0,015 0,020 0,025 0,03
s
н
=
0,022
1.
sra /
2
Ом
43,04 21,5 14,35 10,8 8,6 7,17 9,72
2.
srb /
2
Ом
0 0 0 0 0 0 0
3.
sraaR /
2
Ом
43,36 21,84 14,67 10,08 8,93 7,5 10,0
4.
srbbX /
2
Ом
2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00
5.
22
XRZ
Ом
43,41 21,93 14,8 11,26 9,15 7,76 10,24
6.
ZUI
н
/
12
А
8,75 17,33 25,67 33,74 41,51 48,98 37,1
7.
ZR /cos
2
-
0,999 0,996 0,992 0,984 0,976 0,966 0,981
8.
ZX /sin
'
2
-
0,046 0,091 0,135 0,178 0,219 0,258 0,196
9
221
cos
III
Oaa
А
9,40 17,91 26,09 33,86 41,17 47,97 37,03
10.
221
sin
III
Opp
А
11,54 12,72 14,61 17,14 20,23 23,8 18,4
11.
2
1
2
11 pa
III
А
14,88 21,97 29,9 37,95 45,87 53,55 41,35
12.
212
IcI
А
8,97 17,75 26,29 34,56 42,53 50,17 38
13.
3
111
103
aH
IUP
кВт
10,72 20,42 29,74 38,60 46,93 54,69 42,22
14.
3
1
2
11
103
rIP
Э
кВт
0,209 0,455 0,843 1,36 1,98 2,7 1,611
15.
3
2
2
22
103
rIP
Э
кВт
0,049 0,194 0,425 0,735 1,11 1,55 0,89
16.
2
11,
/
HНдобдоб
IIPP
кВт
0,027 0,059 0,109 0,176 0,257 0,351 0,209
17.
добЭЭ
мехст
PPP
PPP
21
кВт
1,267 1,689 2,36 3,25 4,33 5,58 3,69
18.
PPP
12
кВт
9,45 18,7 27,38 35,35 42,6 49,1 38,5
19.
1
/1 PP
-
0,882 0,917 0,92 0,916 0,908 0,898 0,91
20.
11
/cos II
a
-
0,63 0,81 0,872 0,892 0,897 0,896 0,896
93
Таблица №2. Данные расчёта пусковых характеристик АД. I
1н
= 41,35VA;
I'
2н
= 38 А; х
1
= 0,81 Ом; х'
2
= 1,1 Ом; х
12п
= 44 Ом; s
н
= 0,022.
№
п/п
Расчётная формула
Ед.
Изм
Скольжение
1 0,8 0,5 0,2 0,1 0,122
1.
- 1,781 1,593 1,259 0,8 0,562 0,62
2.
- 0,61 0,423 0,09 0,04 0,009 0,013
3.
rCr
qqk /
- 1,49 1,33 1,05 1,012 1 1
4.
11
2
r
C
R
k
r
r
k
- 1,36 1,24 1,04 1 1 1
5.
1
2
1
2
rKr
R
Ом 0,279 0,255 0,213 0,207 0,205 0,205
6.
Д
k
- 0,80 0,885 0,95 0,98 1 1
7.
22
/
x
K
- 0,945 0,967 0,986 0,994 0,999 0,997
8.
1
2
1
2
xKx
x
Ом 1,06 1,08 1,1 1,114 1,119 1,117
9.
22
1
2
1
2
/
наснас
xx
Ом 0,808 0,847 0,886 0,957 1,12 1,08
10.
111
/
наснас
x
Ом 0,662 0,673 0,686 0,729 0,81 0,797
11.
ПнаснасП
xxc
121,1
/1
- 1,015 1,015 1,016 1,017 1,018 1,018
12.
srcra
насПП
/
1
2,11
Ом 0,597 0,638 0,748 1,37 2,4 2,03
13.
11
2,11
/ srcxb
насПнасП
Ом 1,483 1,533 1,586 1,702 1,95 1,897
14.
22
1
1
2
/
ППH
baUI
А 237,7 228,9 216,7 174,1 122,8 136,9
15.
ПП
ППП
xc
xba
II
121
2
12
2
1
21
А 242,1 233,3 221,1 178 126,1 140,4
16.
H
III
11*1
/
- 5,9 5,69 5,39 4,34 3,07 3,43
17.
1
2
1
2
1
2
*
s
s
K
I
I
M
H
R
H
- 1,18 1,247 1,5 2,34 2,31 2,35
94
Рис.Т.1. Пусковые характеристики спроектированного двигателя
95
Заключение
Расчёт асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
проведен в учёбных целях, в соответствии с заданными
дополнительными требованиями по предельным значениям
пускового тока и наименьшего значения пускового момента.
В ходе расчёта электрической машины были получены заданные
относительные значения момента и начального пускового тока
соответственно 1,18 и 5,9. (У прототипа – двигателя 4A226M6У3
относительные значения момента и начального пускового тока
соответственно 1,2 и 6,5 [3]).
Кроме того, имеется запас по превышению температуры
обмотки статора над температурой окружающей среды для изоляции
класса F. Таким образом, имеем запас надёжности электрической
машины.
Получившееся значение коэффициента заполнения подходит для
технологии современного машиностроения; значения коэффициента
насыщения зубцовой зоны и намагничивающего тока находятся в
допустимых пределах. Значит, выбранные размерные соотношения
и обмоточные данные машины верны.
Коэффициент мощности и коэффициент полезного действия
номинального режима у спроектированной машины не меньше чем
у базового двигателя.
Основная задача проектирования выполнена – получена
электрическая машина с заданными параметрами.
96
Список использованной литературы
1. Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов / И.П.
Копылов, Ф.А. Горяинов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев; Под
ред. И.П. Копыло-ва. М.: Энергия, 1980. 496 с.
2. Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов / И.П.
Копылов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев; Под ред. И.П.
Копылова. – 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 2002. 757 с
3. Справочник. Асинхронные двигатели серии 4АV/А.Э.VКравчик,
М.М.VШлаф, В.И.VАфонин, Е.А.VСоболенская. М: Энергоиздат, 1982. 504 с.
4. “Проектирование электрических машин “; П.С.Сергеев,
Н.В.Виноградов., Ф.А.Горяинов. М.: Энергия, 1969. 632 с.
4. Электрические машины. Программа, методические указания,
контрольные работы и курсовой проект/. Сост.: В.В. Алексеев
П.В.VАлексеев, Ю.П.VПавлов. СПб, СПГГИ. 2002.
Найденные в литературе [1, Копылов. 1980] опечатки
1. Копылов, стр. 243, пункт 33 расчета, формула 6-75, под
знаком «корень квадратный» вместо q
c
/4 ставить 4q
c.
2. Копылов, стр.235, рис.6-59,в, по оси ординат значения
в
надо умножить на 10.
3. Копылов, стр. 216, рис.6-46 (внизу) следует читать 4
4/45
.
4. Копылов, стр.217, формула 6-243, условие для вычисления
«Площадь сечения q
r
при» следует читать
h
r
h
1
b
1
b
2
2
97
СОДЕРЖАНИЕ
1.Методические указания по выполнению проекта................................3
1.1. Введение................................................................................................3
1.2. Состав курсового проекта и общие указания по выполнению.........3
1.3. Методические указания к разделам курсового проекта....................6
1.4. Выполнение графической части проекта.........................................20
2. Основная учебная литература .............................................................21
Приложение 1. Пример расчета АД 15 кВт.............................................22
Приложение 2. Пример расчета АД 37 кВт.............................................49
Найденные в литературе [1, Копылов. 1980] опечатки..........................91
Приложение 3. Технические данные двигателей 4A…….……………93
98
Приложение 3. Технические данные двигателей 4А (IP44)
Типоразмер
двигателя
P
кВт
B
Тл
А
А/см
j
А/м
м
2
КПД
%
cos
X
m
R'
1
X'
1
R"
2
X"
2
Синхронная частота вращения 3000 об/мин
4А71В2УЗ
1,1
0,72
200
8.5
77,5
0,87
2,8
0,13
0,054
0,069
0,084
4А80А2УЗ
1.5
0,72
194
6,1
81,0
0,83
2,5
0,084
0,051
0,049
0,081
4А80В2УЗ
2,2
0,73
218
6,5
83.0
0,87
2.7
0,076
0,060
0,049
0,087
4А100L2УЗ
5,5
0,68
247
5,6
87,5
0,91
3,8
0,050
0.054
0,036
0,11
4А132М2УЗ
11,0
0,71
248
5,9
88,0
0,90
4,2
0,040
0,061
0,025
0,12
4А160S2УЗ
15,0
0,72
335
6,3
88.0
0,91
4,0
0,052
0.092
0,022
0.12.
4А160М2УЗ
18,5
0,70
355
6,5
88,5
0.92
4.5
0,049
0,092
0,022
0,12
4A180S2У3
22,0
0,78
387
5,6
88,5
0,91
3,6
0,035
0,091
0,020
0,11
4А180М2УЗ
30,0
0,79
366
5,2
90,5
0,90
3,8
0,033
0,073
0,018
0,11
4А200М2УЗ
37,0
0.82
403
4,8
90.0
0,89
4,1
0,029
0,094
0,021
0,12
4А200L2УЗ
45,0
0,79
407
4,9
91,0
0,90
4.9
0,027
0,088
0,020
0,13
4А225М2УЗ
55,0
0,74
405
5,0
91.0
0,92
5.6
0,026
0.092
0.019
0,12
4А250S2УЗ
75,0
0,77
409
4,4
91,0
0.89
4,8
0,021
0.080
0,015
0,13
4А250М2УЗ 90,0 0,76 419 4,0 92.0 0,90 5,2 0.026 0,078 0,016 0,13
4A280S2У3 110 0,79 457 3,3 91,0 0,89 3,8 0,017 0,097 0,013 0,10
4A280М2УЗ
132
0.77
474
3,6
91,5
0,89
4,2
0,017
0,095
0,013
0,10
Типоразмер
двигателя
P
кВт
B
Тл
А
А/см
j
А/м
м
2
КПД
%
cos
X
m
R'
1
X'
1
R"
2
X"
2
Синхронная частота вращения 1500 об/мин
4А90L4УЗ
2,2
0.88
233
7,6
83,0
0,83
2,1
0,098
0,076
0,06
0.13
4А112М4УЗ
5,5
0,85
248
7,1
85.5
0,85
2,8
0,034
0,078
0,041
0,13
4А132М4УЗ
11,0
0,89
264
6,1
87,5
0,87
3,2
0,043
0,085
0,032
0,13
4A160S4У3
15,0
0.72
314
5,7
88,5
0,88
4,0
0,047
0,086
0,025
0,13
4А160М4УЗ
18,5
0,69
310
5.5
89,5
0,88
4,3
0,042
0,085
0,024
0,13
4А180S4УЗ
22,0
0,74
333
5,4
90,0
0,90
4,0
0,041
0,080
0,021
0,12
4А180М4УЗ
30,0
0.79
335
5,5
91,0
0,89
3,9
0.034
0,088
0,018
0,12
4А200М4УЗ
37,0
0,76
368
5,9
91,0
0,90
4,4
0,039
0,086
0,018
0,14
4A200L4У3
45,0
0,73
382
5,6
92,0
0,90
4,6
0,034
0,082
0,017
0,14
4А225М4УЗ
55,0
0.76
370
5,3
92,5
0,90
4,2
0,027
0,086
0,015
0,14
4А250S4УЗ
75,0
0.74
334
4,3
93,0
0,90
4,4
0,025
0,089
0.014
0,11
4А250М4УЗ
90,0
0,70
413
4,4
93,0
0,91
5,0
0,024
0,093
0,014
0,12
4A280S4У3
110
0.75
446
3,8
92,5
0,90
4,9
0,023
0,122
0,019
0,16
4А280М4УЗ
132
0.79
473
3,9
93,0
0,93
4,5
0,021
0,115
0,018
0,15
99
Продолжение приложения 3
Типоразмер
двигателя
P
кВт
B
Тл
А
А/см
j
А/мм
2
КПД
%
cos
X
m
R'
1
X'
1
R"
2
X"
2
Синхронная частота вращения 1000 об/мин
4А80В6УЗ 1.1 0,80 223 7,3 74,0 0,74 1,6 0,12 0,11 0,11 0,19
4А90L6УЗ 1,5 0,85 223 7,1 75,0 0,74 1,8 0,11 0,11 0,088 0,21
4А100L6УЗ 2,2 0,81 231 6,3 81,0 0,73 1,9 0,090 0,11 0,067 0,21
4А132S6УЗ 5,5 0,90 258 7,0 85,0 0,80 1.9 0,037 0,072 0,041 0,11
4A160S6У3 11,0 0,75 293 6,9 84,0 0,86 3,0 0,073 0,11 0,030 0,15
4А160М6УЗ 15,0 0,74 292 6,9 87,5 0,87 3,0 0,062 0,10 0,028 0,16
4А180М6УЗ 18,5 0,82 377 6,3 88,0 0,87 2,9 0,056 0,11 0,026 0,13
4А200М6УЗ 22,0 0,70 350 5,5 90,0 0,90 4,1 0,050 0,11 0,024 0,14
4А200L6УЗ 30,0 0,77 375 6,0 90,5 0,90 3.7 0,046 0,12 0,022 0,13
4А225М6УЗ 37,0 0 78 369 5,7 91,0 0,89 3,7 0,042 0,10 0,019 0,13
4А250S6УЗ 45,0 0,76 356 5,1 91,5 0,89 3,8 0,037 0,090 0,015 0,14
4А250М6УЗ 55,0 0,82 364 5,5 91,5 0,89 3,4 0,034 0,083 0,014 0,13
4A280S6У3
75,0
0,79
401
4,6
92,0
0,89
3,7
0,032
0,12
0,021
0.13
4А280М6УЗ
90,0
0,81
393
5.0
92,5
0,89
3,5
0,0З
0,11
0,019
0,12
4А315S6УЗ
11О
0,81
391
4,7
93,0
0,93
3,9
0,026
0,10
0,018
0,12
4А315М6УЗ
132
0,81
398
4,6
93,5
0,90
3,5
0,023
0,099
0,018
0.12
Типоразмер
двигателя
P
кВт
B
Тл
А
А/см
j
А/мм
2
КПД
%
cos
X
m
R'
1
X'
1
R"
2
X"
2
Синхронная частота вращения 750 об/мин
4A90LB8У3
1.1 0,81 225 7,3 70,0 0,68 1,4 0,13 0,15 0,11 0,30
4А100L8УЗ 1,5 0,87 248 6,4 74,0 0,65 1,5 0.11 0.16 0,093 0,32
4А112МА8УЗ 2,2 0.91 263 6,9 76,5 0,71 1,5 0,093 0.11 0,083 0.17
4А132М8УЗ 5,5 0,88 263 7,1 83,0 0,74 1,8 0,070 0,11 0,061 0,19
4А160М8УЗ 11,0 0,79 284 6,7 87,0 0,75 2,0 0,066 0,13 0,031 0,18
4А180М8УЗ 15,0 0,81 378 6,4 87,0 0,82 2,4 0,034 0,13 0,030 0,17
4А200М8УЗ 18,5 0,79 379 8,1 88,5 0,84 2,6 0,057 0,13 0,028 0,16
4А200L8УЗ 22,0 0,75 404 6,7 88,5 0,84 3,1 0,062 0,14 0,029 0,18
4А226М8УЗ 30,0 0,87. 397 5,8 90,5 0,81 2,3 0,045 0,12 0,022 0,17
4А250S8УЗ 37,0 0,81 395 5,9 90,0 0,83 2.8 0,047 0,11 0,017 0,18
4А250М8УЗ 45,0 0,83 382 5,4 91,0 0,84 2,6 0.037 0.099 0,016 0.17
4A280S8У3 55,0 0.83 385 4,3 92,0 0,84 2,5 0,035 0,12 0,022 0,14
4А280М8УЗ 75,0 0,82 387 4,0 92,5 0,85 2,6 0,028 0,12 0,021 0,13
4A315S8У3 90,0 0,79 360 3,8 93,0 0,85 2,6 0,023 0,11 0,019 0,13
4А315М8УЗ 110 0,83 376 4,2 93,0 0,85 2,4 0,023 0,10 0,019 0,12
4A355S8У3 132 0,82 399 4,3 93,5 0,85 2,9 0,023 0,12 0,017 0,16
100