Каталог

Помощь

Корзина

Электрические машины. Проектирование трехфазного двигателя

Оригинальный документ?

Исходные данные:

1. Номинальная механическая мощность 450 кВт;

2. Номинальное линейное напряжение 6 кВ;

3. Число фаз и схема соединения обмотки статора (звезда или треугольник);

4. Номинальная частота вращения 1000 об/мин;

5. Частота 50 Гц;

6. Коэффициент мощности cos j 0,8;


СОДЕРЖАНИЕ

1 ВЫБОР ГЛАВНЫХ РАЗМЕРОВ ДВИГАТЕЛЯ

1.1 Число пар полюсов

1.2 Высота оси вращения h, значение наружного диаметра Формула

1.3 Внутренний диаметр статора

1.4 Полюсное деление

1.5 Расчетная мощность

1.6 Расчетная длина воздушного зазора

1.7 Критерий правильности выбора главных размеров D и Формула

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ПАЗОВ, ВИТКОВ И СЕЧЕНИЯ ПРОВОДА ОБМОТКИ СТАТОРА

2.1 Возможные числа пазов статора находятся в диапазоне

2.2 Окончательное значение зубцового деления статора

2.3 Номинальный фазный ток статора

2.4 Число эффективных проводников в пазу

2.5 Окончательные значения величин:

2.6 Шаг двухслойной обмотки статора

2.7 Коэффициенты укорочения, распределения и обмоточный

2.8 Магнитный поток

2.9 Предварительное значение плотности тока в обмотке статора

2.10 Сечение эффективного проводника

2.11 Окончательное значение плотности тока в обмотке статора

3 РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ ЗУБЦОВОЙ ЗОНЫ СТАТОРА И ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА

3.1 Предварительные значения ширины зубца

3.2 Паз статора. Размеры паза в штампе:

3.3 Некоторые размеры заполненного паза:

3.4 Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников обмотки

3.5 Коэффициент заполнения паза

3.6 Воздушный зазор между статором и ротором:

4 РАСЧЕТ КОРОТКОЗАМКНУТОГО РОТОРА

4.1 Число пазов ротора:

4.2 Внешний Формула и внутренний Формула диаметры сердечника ротора

4.3 Длина сердечника ротора при Формула принимаем равной

4.4 Зубцовое деление ротора

4.5 Ток стержня ротора

4.6 Принятие ширины

4.7 Ширина зубца ротора

4.8 Основные размеры паза ротора

4.9 Окончательные значения сечения стержня

4.10 Полная высота паза и расчетная высота зубца ротора

4.11 Ток в короткозамыкающем кольце ротора

4.12 Короткозамыкающие кольца ротора имеют сечение в виде неправильной трапеции с площадью поперечного сечения

4.13 Средняя высота кольца

4.14 Средний диаметр короткозамыкающего кольца

5 РАСЧЕТ НАМАГНИЧИВАЮЩЕГО ТОКА

5.1 Окончательные значения индукций:

5.2 Коэффициент воздушного зазора Формула,

5.3 Магнитное напряжение воздушного зазора

5.4 Магнитное напряжение зубцовых зон статора и ротора

5.5 Коэффициент насыщения зубцовой зоны

5.6 Длина средней магнитной линии ярм статора и ротора

5.7 Магнитное напряжение ярм статора и ротора

5.8 Магнитное напряжение на пару полюсов

5.9 Коэффициент насыщения магнитной цепи

5.10 Намагничивающий ток

5.11 Относительное значение намагничивающего тока

6 ПАРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО РЕЖИМА

6.1 Средняя ширина катушки

6.2 Активное сопротивление фазы обмотки статора

6.3 Относительное значение активного сопротивления статора

6.4 Активное сопротивление фазы короткозамкнутого ротора

6.5 Относительное значение активного сопротивления ротора

6.6 Коэффициенты магнитной проводимости обмотки статора:

6.7 Индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора

6.8 Коэффициенты магнитной проводимости короткозамкнутой обмотки ротора:

6.9 Индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки ротора

7 РАСЧЕТ ПОТЕРЬ

7.1 Масса ярма статора и зубцов статора и ротора

7.2 Основные потери в стали статора

7.3 Удельные поверхностные потери в коронках зубцов ротора

7.4 Поверхностные потери в роторе

7.5 Пульсационные потери в зубцах ротора

7.6 Полные потери в стали

7.7 Механические потери

7.8 Добавочные потери в номинальном режиме

7.9 Расчет режима холостого хода:

8 РАСЧЕТ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК

8.1 Потери в стали и механические

8.2 Активная и реактивная составляющие тока синхронного холостого хода

8.3 Активная и реактивная составляющие сопротивления намагничивающей ветви схемы замещения

8.4 Постоянные величины

8.5 Предварительно принимаем скольжение в номинальном режиме

8.6 Номинальные данные спроектированного двигателя

9 РАСЧЕТ ПУСКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

9.1 Безразмерная приведенная высота стержня ротора при расчетной температуре 115оС

9.2 Глубина проникновения тока в стержень

9.3 Площадь сечения части стержня, ограниченной высотой Формула

9.4 Отношение площади всего сечения стержня Формула к площади Формула

9.5 Коэффициент увеличения сопротивления фазы ротора под влиянием эффекта вытеснения тока

9.6 Приведенное активное сопротивление обмотки ротора с учетом действия эффекта вытеснения тока

9.7 Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ротора с учетом вытеснения тока

9.8 Коэффициент изменения индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока

9.9 Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом 9.10 Ток ротора без учета влияния насыщения коронок зубцов полями пазового рассеяния

9.11 Предполагаемую кратность увеличения тока

9.12 Предварительное значение тока фазы статора с учетом насыщения

9.13 Средняя м.д.с. обмотки статора, отнесенная к одному пазу

9.14 Фиктивная индукция магнитного поля рассеивания в воздушном зазоре

9.15 Коэффициент Формула

9.16 Дополнительное раскрытие пазов статора и ротора, учитывающее уменьшение потока пазового рассеивания из-за насыщения

9.17 Уменьшение коэффициента магнитной проводимости пазового рассеивания статора и ротора

9.18 Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния статора и ротора при насыщении зубцов

9.19 Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния статора и ротора при насыщении зубцов

9.20 Индуктивное сопротивление обмотки статора с учётом насыщения и обмотки ротора с учётом влияния насыщения и вытеснения тока

9.21 Коэффициент связи параметров Г-образной и Т-образной схем замещения

9.22 Расчетные активное и индуктивное сопротивления

9.23 Ток обмотки ротора, приведенный в обмотке статора

9.24 Ток обмотки статора

9.25 Расхождение полученных значений и принятых первоначально

9.26 Относительные значения тока статора и электромагнитного момента

9.27 Расчет пусковых характеристик для критического скольжения

9.27.1 Безразмерная приведенная высота стержня ротора при

9.27.2 Глубина проникновения тока в стержень

9.27.3 Площадь сечения части стержня, ограниченной высотой Формула

9.27.4 Отношение площади всего сечения стержня Формула к площади Формула

9.27.5 Коэффициент увеличения сопротивления фазы ротора под влиянием эффекта вытеснения тока

9.27.6 Приведенное активное сопротивление обмотки ротора с учетом действия эффекта вытеснения тока

9.27.7 Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ротора с учетом вытеснения тока

9.27.8 Коэффициент изменения индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока

9.27.9 Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом вытеснения тока

9.27.10 Ток ротора без учета влияния насыщения коронок зубцов полями пазового рассеяния

9.27.11 Предполагаемую кратность увеличения тока

9.27.12 Предварительное значение тока фазы статора с учетом насыщения

9.27.13 Средняя м.д.с. обмотки статора, отнесенная к одному пазу

9.27.14 Фиктивная индукция магнитного поля рассеивания в воздушном зазоре

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1 ВЫБОР ГЛАВНЫХ РАЗМЕРОВ ДВИГАТЕЛЯ

 

1.1 Число пар полюсов

1.1 Число пар полюсов

Формула

где Формула - частота напряжения, Формула

Формула - синхронная частота вращения, Формула

 

1.2 Высота оси вращения h, значение наружного диаметра Формула

Принимаем для двигателя с Формула= 450 кВт.

Принимаем по высоту оси вращения таблица 9-1 [1] h = 400 мм, соответствующее стандартное значение наружного диаметра Формула= 740 мм.

 

 

1.3 Внутренний диаметр статора

1.3 Внутренний диаметр статора принимаем D = 533 мм,

где Формула - отношение диаметров статора, зависящее от числа полюсов 2p: при 2p = 6 значение Формула лежит в пределах Формула, выбираем значение Формула.

 

 

1.4 Полюсное деление

1.4 Полюсное деление 


 

1.5 Расчетная мощность

1.5 Расчетная мощность

где Формула- номинальная мощность, Формула

Формула- отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, Формула= 0,968;

Формула и cos Формула- КПД и коэффициент мощности двигателя в номинальном режиме, для серийного двигателя с P = 450 кВт принимаем Формула= 0,8, cos Формула = 0,8.

 

 

1.6 Расчетная длина воздушного зазора

1.6 Расчетная длина воздушного зазора

где Формула- синхронная угловая скорость вращения двигателя;

Формула- коэффициент формы поля, предварительно принимаем Формула

Формула- индукция в воздушном зазоре, предварительно принимаем Формула

А – линейная нагрузка, предварительно принимаем Формула

Формула- обмоточный коэффициент обмотки статора, зависящий от типа обмотки и параметров. Для статоров двигателей мощностью 350…750 кВт рекомендуется применять двухслойную всыпную петлевую обмотку из круглого провода, выполняемую распределенной по пазам, с укорочением шага. Для таких обмоток при 2р = 6 предварительно принимаем Формула

При Формула двигатели выполняют без радиальных и аксиальных вентиляционных каналов, при этом сердечники статора и ротора представляют собой пакеты из листовой стали, для которой принимаем Формула

 

1.7 Критерий правильности выбора главных размеров D и Формула

 

Формула

Данное значение лежит в пределах допустимой зоны для двигателей со степенью защиты IP44.


4 РАСЧЕТ КОРОТКОЗАМКНУТОГО РОТОРА

 

 

4.1 Число пазов ротора:

в двигателях при 4.1 Число пазов ротора пазы ротора выполняют без скоса и обычно принимают 4.1 Число пазов ротора; при 2р = 6 и при 4.1 Число пазов ротора= 45 принимаем 4.1 Число пазов ротора= 54.

 

4.2 Внешний Формула и внутренний Формула диаметры сердечника ротора

 

Формула,

Формула,

 

4.3 Длина сердечника ротора при Формула принимаем равной

 

Формула.

 

 

4.4 Зубцовое деление ротора

4.4 Зубцовое деление ротора.

 

 

4.5 Ток стержня ротора

4.5 Ток стержня ротора,

где Формула - коэффициент, учитывающий влияние намагничивающего тока и сопротивление обмоток;

Формула - коэффициент приведения тока ротора к обмотке статора;

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Проектирование электрических машин. / Под редакцией И.П. Копылова. – М.: Энергия, 1980. – 494 с.

2. Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин. М. 2001. – 470 с.