Расчет асинхронного двигателя по известным размерам сердечника при отсутствии паспортных данных

Размещено на http://www./

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ

ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ЧЕЛЯБИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АГРОИНЖЕНЕРНАЯ АКАДЕМИЯ

Факультет: Электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства

Кафедра: Электрические машины и эксплуатация электрооборудования в сельском хозяйстве





Курсовая работа

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА







Студент: Вайсенбург М.С.

Группа 401

Нормоконтролер:

уч. степень, звание: Банин Р.В.

Руководитель:

долж., уч. степень, звание: Банин Р.В.









Челябинск 2011


СОДЕРЖАНИЕ



Введение

1. Исходные данные

2. Расчетная часть

2.1 Обработка данных обмера сердечника

2.2 Выбор и определение магнитной индукции в элементах электродвигателя

2.3 Определение обмоточных данных

2.4 Определение номинальной мощности двигателя

2.5 Определение размера и массы обмотки

2.6 Расчет магнитной цепи

2.7 Построение зависимости Iμ = f(U) при постоянном числе витков

2.8 Построение зависимости  при номинальном напряжении

Список литературы




ВВЕДЕНИЕ

электрооборудование двигатель обмотка сердечник

Особенность ремонта электрооборудования заключается в том, что до ремонта это оборудование рассчитывают. Эта операция необходима для проверки, соответствует ли имеющиеся обмоточные данные электродвигателя или аппарата каталожным, не подвергался ли этот аппарат перемотке уже после его изготовления. Полученные обмоточные данные сравнивают с каталожными, а определенные расчетом электромагнитные нагрузки сопоставляют с табличными. Только в случае полного совпадения всех необходимых величин или при малых расхождениях между ними можно приступать к ремонту электрооборудования.

Резкое отклонение некоторых расчетных величин от табличных или каталожных указывает на допущенную ошибку при изготовлении оборудования на заводе, при его ремонте или при перемотке на новые параметры, то есть на несоответствие паспорта электрооборудования его обмоточным данным. Это электрооборудование не выдержит послеремонтных испытаний, и его необходимо будет ремонтировать повторно. Если такое электрооборудование выпустить с ремонтного предприятия, оно выйдет из строя сразу же после установки на рабочую машину.

Обязательного проверочного расчета требует, например, перевод электромашин на другие изоляционные материалы и обмоточный провод. Кроме того, заказчик часто требует изменить паспортные данные электрооборудования для использования его в новых условиях или на другой рабочей машине.




1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ



Наименование

Обозначение

Величина

Вариант №34

Двигатель

4A90

-

Число полюсов

2p

8

Внешний диаметр сердечника статора, мм

Da1

149

Внутренний диаметр сердечника статора, мм

Di1

100

Длина сердечника статора, мм

l1

130

Односторонний воздушный зазор, мм

δ

0,25

статор

Число пазов

Z2

36



Ширина паза в ближайшем к воздушному зазору сечении, мм

b1

4,7



Ширина паза в удалённом к воздушному зазору сечении, мм

b2

6,6



Высота паза, мм

h

13,8



Высота усика паза, мм

e

0,5



Ширина шлица паза, мм

mП

2,7

ротор

Число пазов

Z2

28



Ширина паза в ближайшем к воздушному зазору сечении, мм

b1

5



Ширина паза в удалённом к воздушному зазору сечении, мм

b2

2,1



Высота паза, мм

h

16,5



Высота усика паза, мм

e

0,5



Ширина шлица паза, мм

mП

1,0

Диаметр вала, мм

DB

32

Сталь 

-

2013




2. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ



2.1 Обработка данных обмера сердечника



Полюсное деление статора:







Чистая длина активной стали:







где kc - коэффициент заполнения сердечника сталью, kc=0,97.

Высота зубца статора:







Высота ярма статора:







Площадь ярма статора:







Средняя расчетная ширина зубца статора:








где









Площадь паза статора:







Полная высота зубца ротора:







Средняя расчетная ширина зубца ротора:











Высота спинки ротора:








где D’ – внешний диаметр сердечника ротора







2.2 Выбор и определение магнитной индукции в элементах электродвигателя



Задаёмся значением магнитной индукции в зазоре двигателя, руководствуясь приложением 2, - .

Определяем значение магнитного потока:







Магнитная индукция в зубцах статора:







где - зубцовое деление статора,







- чистая длина активной стали статора



Рекомендуемое значение магнитной индукции в зубцах статора: BZ1=1,75(Тл).

Магнитная индукция в ярме(спинке) статора:







Рекомендуемое значение магнитной индукции в ярме статора: BС=1,1(Тл).

Магнитная индукция в зубцах ротора:







где lp – длина сердечника ротора, lp = l1; t2 – зубцовое деление ротора, мм.







Магнитная индукция в ярме ротора:







где - площадь сечения ярма ротора; 



2.3 Определение обмоточных данных



Число витков в фазе:














Полученное число витков округляем до ближайшего числа, кратного числу катушек ; Число эффективных проводников в одном пазу:







где m – число фаз, m = 3; а – число параллельных витков, а = 1

Сечение изолированного провода:







где kз – коэффициент заполнения паза изолированными проводниками, kз=0,68…0,72; S’п – площадь паза, свободная от изоляции, (мм2)







Sиз – площадь пазовой изоляции, (мм2)






bиз – толщина изоляции, (мм); Sкр – площадь пазовой крышки, (мм2)



; bкр – толщина крышки, (мм)



2.4 Определение номинальной мощности двигателя



Фазный ток двигателя:







где gг – площадь поперечного сечения неизолированного провода, (мм2)







Выбираем стандартное сечение: gг = 0,442 (мм2).

Полная мощность электродвигателя:







Ориентировочная мощность на валу:







Выбираем двигатель 4A90LB8У3, P = 1,1(кВт), η = 0,77, cos φ = 0,7, Iн = 3,5(А). Линейная нагрузка электродвигателя:






где Iф.ном – номинальный ток двигателя, Iф.ном=3,5(А).

Каталожное значение линейной нагрузки электродвигателя: Атабл = 22,9(А/м).



2.5 Определение размера и массы обмотки



Средняя длина катушек:







Длина лобовой части обмотки статора:







Средняя длина полувитка обмотки:







Масса меди обмотки статора без изоляции:







2.6 Расчет магнитной цепи



Уточнить значение потока по принятому числу витков:






Магнитная индукция в зазоре:







Магнитное напряжение (магнитодвижущая сила - МДС) в воздушном зазоре:







 



МДС в зубцах статора:







МДС в зубцах ротора:







МДС в ярме статора:









МДС в ярме ротора:









Полная магнитодвижущая сила магнитной цепи двигателя на пару полюсов:







Намагничивающий ток:



.



2.7 Построение зависимости Iμ = f(U) при постоянном числе витков



Таблица 2.1 - Зависимость Iμ = f(U)

Величина

U/Uном



0,7

0,85

1

1,15

1,3

Ф

0,00209

0,002538

0,002986

0,003434

0,003882

Bδ

0,585245

0,710654

0,836064

0,961473

1,086883

Fδ

309,0092

375,2254

441,4417

507,6579

573,8742

BZ1

1,15666

1,404516

1,652372

1,900228

2,148084

FZ1

19,8198

24,0669

28,314

32,5611

36,8082

BZ2

1,222237

1,484145

1,746052

2,00796

2,269868

FZ2

30,702

37,281

43,86

50,439

57,018

BC

0,812593

0,98672

1,160848

1,334975

1,509102

FC

9,343149

11,34525

13,34736

15,34946

17,35156

BP

0,42702

0,518524

0,610028

0,701533

0,793037

FP

1,721503

2,090397

2,45929

2,828184

3,197077

F

370,5956

450,009

529,4223

608,8357

688,249

Iμ

1,700895

2,065373

2,429851

2,794328

3,158806



2.8 Построение зависимости  при номинальном напряжении



Аналогично для числа витков равного 0,7; 0,85; 1; 1,15; 1,3ωн рассчитаем намагничивающий ток и остальные величины.

Результаты расчета сводим в таблицу 2.2.



Таблица 2.2 - Зависимость Iμ = f(ω)

Величина

ω / ω ном



0,7

0,85

1

1,15

1,3

Ф

0,004266

0,003513

0,002986

0,002597

0,002297

Bδ

1,194377

0,983604

0,836064

0,727012

0,643126

Fδ

630,631

519,3431

441,4417

383,8623

339,5705

BZ1

2,360531

1,943967

1,652372

1,436845

1,271055

FZ1

40,44857

33,31059

28,314

24,62087

21,78

BZ2

2,494361

2,054179

1,746052

1,518306

1,343117

FZ2

62,65714

51,6

43,86

38,13913

33,73846

BC

1,658354

1,365703

1,160848

1,009433

0,89296

FC

19,06765

15,70277

13,34736

11,6064

10,2672

BP

0,871469

0,71768

0,610028

0,530459

0,469253

FP

3,513271

2,893282

2,45929

2,138513

1,891762

F

756,3176

622,8498

529,4223

460,3672

407,2479

Iμ

3,471215

2,858648

2,429851

2,112914

1,869116



Графики зависимостей тока намагничивания от напряжения при постоянном числе витков и от числа витков при постоянном напряжении.








	
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

	

		Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник/ А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Собленская – М.: Энергатомиздат, 1982, - 504с.

		Методические указания к контрольной работе «Расчет асинхронного двигателя по известным размерам сердечника при отсутствии паспортных данных»/ В.А. Буторин, - Челябинск, 2003, - 32с.

		Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Технология монтажа и ремонта электрооборудования»: расчет обмоточных данных асинхронного электродвигателя./ ЧГАУ; Сост. А.В. Частовский, В.А. Буторин. Челябинск, 1989, - 34с.