Пояснения к курсовому проекту по курсу “Электрические машины и аппараты”

Пояснения к курсовому проекту по курсу
“Электрические машины и аппараты”
“Расчет асинхронного короткозамкнутого
двигателя с всыпной обмоткой статора”
Расчет пусковых характеристик
Тепловой и вентиляционный расчет
Ассистент каф. ЭКМ:
Падалко Дмитрий Андреевич
2015
Пусковые характеристики АД
Рабочими характеристиками называют зависимости M* =
f(s) и I*=f(s) для диапазона изминения скольжения,
соотвутствующего двигательному режиму работы АМ, при
U1=U1н, f1=fн. При расчете пусковых характеристик
учитывают изменения параметров схемы замещения АД,
вызванные эффектом вытеснения тока в стержнях обмотки
ротора и насыщением зубцовых зон магнитной цепи от
полей рассеяния, т.к. в момент пуска токи превышают
номинальные в 4-7,5 раз, см. таб. 9.31 стр. 436.
Для упрощения расчетов
Индуктивные сопротивления взаимной индукции, возрастающие с уменьшением
насыщения магнитопровода при пуске s>=0,1-0,15 рассчитывается по формуле X12п =
kμ*X12
Активное сопротивление ветви намагничивания не учитывается, т.к. потери в
обмотках многократно превышают потери в стали.
Для расчета необходимо:
Расчет проводится в последовательности указанной в таблице 9.32 стр. 438.
(ПОЯСНИТЬ)
Затем в последовательности указанной в таблице 9.33 стр. 440.
Данные вычисления проводятся до значения sкр . Данное значение предварительно
рассчитывают по формуле 9.286 стр. 439. Данное скольжение соответствует
максимальному моменту двигателя . После окончания данных рассчетов (заполнения
двух таблиц уточняют значения sкр и Mmax). Если получен не достаточный Mmax, то
необходимо внести коррективы в расчет путем увеличения плотности тока в стержне
обмотки, уменьшая высоту пазов, сечения стержней, замыкающих колец.
Если приведенная высота стержней обмотки ротора (ф. 9.244 или 9.245) менее 1, то
эффект вытеснения токов практически не влияет на сопротивление стержней. В
противном случае, используем рисунок 9.57 для нахождения φ и φкр.
Внимание!!! В книге ошибка φ=0,089*ξ^4 при ξ<1.
Плавный пуск
Необходимо произвести расчет пуска двигателя на пониженных
частотах, т.к. скорость вращения вала ротора непосредственно
связанна с частотой питающего напряжения через формулу:
n1 = 60*f1/p.
Фазное напряжение двигателя зависит от напряжения
компенсации и частоты: Uf = Uком+(U1-Uком)*f/50.
Индуктивность рассеяния: Lσ1=xσ1/ω1, Lσ2=xσ2/ω1,
Где ω1 – синхронная угловая скорость: ω1=2π*f1
Тогда критическое скольжение и критическая частота вращения:
Sкр=r2/sqrt(r1^2+(Lσ1+Lσ2)^2 * w1^2)
nкр=n1(1-sкр).
После
чего
строят
механическую
характеристику.
Для расчета требуется 5-7 точек.
Тепловой расчет
Достаточно достоверную оценку теплового режима
дает приближенный метод теплового расчета,
основанный на упрощенном представлении о
характере тепловых связей между элементами
электрической машины. Используя коэффициенты
теплоотдачи с поверхности и теплопроводности
изоляции.
Тепловой расчет необходимо провести только для
статора, используя потер, полученные для
номинального режима работы. Предпологая, что
обмотка может нагреваться до предельно
допустимой температуры принятого класса
изоляции проводников.
Тепловой расчет
Для этого требуется найти:
•Электрические потери в обмотке статора в пазовой части и лобовой
части катушек(стр. 449):
,где kp – коэффициент увеличения потерь
•Превышение температуры внутренней поверхности сердечника
статора над температурой воздуха внутри машины:
•Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора
(ф. 9.316):
•Перепад температур по толщине изоляции лобовых частей(ф.
Перепад температур не больше нескольких
9.319):
градусов
•Превышение температуры наружной части изоляции лобовых
частей обмотки над температурой внутри машины (ф. 9.320):
Тепловой расчет
• Среднее превышение температуры обмотки статора над
температурой воздуха (9.321)
• Эквивалентная поверхность охлаждения корпуса (9.327)
• Сумму всех потерь отводимых в воздух внутри
двигателя(9.326)
• Превышение температуры внутри машины над
температурой окружающей среды(9.322)
• Среднее превышение температуры обмотки статора над
темп. окружающей среды (9.328). Данная величина
должна быть меньше на 20% от допускаемого
превышения температуры. (см. таб. 7.1)
Вентиляционный расчет
Метод заключается в сопоставлении расхода воздуха
необходимого для охлаждения двигателя, при данной
конструкции и размерах.
Сначала находим коэффициент, учитывающий изменение
условий охлаждения по длине корпуса: кm=m*sqrt(n*Da/100)
Требуемый расход воздуха:Qв=(km*ΣP’в)/(1100*ΔΘв)
3
Обеспечиваемый расход воздуха:Q’в=0.6*Dа*n/100.
Должно выполнятся условие Q’в>Qв