Розрахунок електричної машини постійного струму

Надіслати свою хорошу роботу в базу знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.

Дано: P2ном = 550 кВт, U1 = 650 В.

Число пар полюсів обмотки статора визначається співвідношенням:

де - число полюсів обмотки статора;

- максимальна частота обертання ротора;

Приймемо число пар полюсів обмотки статора рівній 2.

Струм фази обмотки статора I1 визначається за формулою:

де - повна потужність трифазного двигуна;

- напруга фази обмотки статора.

Повна потужність на вході двигуна визначається за формулою:

де - механічна потужність;

- коефіцієнт корисної дії ();

- коефіцієнта потужності двигуна.

Скільки шарів u1 повинна мати обмотка статора асинхронного двигуна з числом пар полюсів р, номінальним значенням фазного напруги U1ном. номінальному значенням частоти f1ном і номінальним значенням магнітного потоку Фном. якщо максимальне число пазів, яке можна розмістити на статорі, Z1 max.

Число шарів обмотки статора визначається за формулою:

де - число пазів;

- число витків однієї фази;

Число витків однієї фази визначається за формулою:

де орієнтовні значення номінального магнітного потоку машини і обмоточного коефіцієнта фази обмотки статора.

ток полюс асинхронний електричний

Розрахувати Зубцову крок статора асинхронного двигуна з примусовою системою охолодження, якщо число витків фази обмотки статора w1. Зовнішній діаметр ярма статора Da. внутрішній діаметр ярма статора D1.

Параметри номінального режиму роботи двигуна: ток фази I1НОМ. напруга фази U1 НОМ.

Зубцову крок визначається за формулою:

де - ширина паза;

- ширина зубця статора.

Досвід проектування електричних машин показує, що її вагогабаритні показники будуть найкращими, якщо ширина паза bП1 і ширина зубця bZ1 мають приблизно однакові значення, тобто

де при одношарової обмотці

Струм в фазі короткозамкненою обмотки ротора асинхронного двигуна становить I2. число стрижнів обмотки ротора Z2. Яку мінімальну площу може мати стержень обмотки ротора: а) при примусової системі охолодження двигуна; б) при самовентиляції двигуна, коли вентилятор розташований на його роторі? Дано: I2 = 850A, Z2 = 74.

Номінальне значення струму визначається за формулою:

Мінімально можливе перетин стрижня розраховується за формулою:

Залежно від системи охолодження j1 <4А/мм 2 или j1 <8А/мм 2 .

Тоді при примусової системі охолодження двигуна перетин стрижня одно

При самовентиляція двигуна перетин стрижня одно

Розрахувати переріз магнітопровода в повітряному проміжку асинхронного двигуна, якщо відомі активна довжина електродвигуна la. внутрішній діаметр статора D1, зовнішній діаметр ротора D2. Двигун має р пар полюсів.

Перетин для потоку в повітряному зазорі визначається за формулою:

де D2 -Зовнішній діаметр ротора,

д - повітряний зазор.

Відповідь: S = 0,134 м 2.

Розрахувати реактивний опір фази обмотки ротора при його нерухомому стані, якщо задані активна довжина la і геометричні розміри паза грушоподібної форми. Номінальна частота напруги f1.

Реактивний опір обмотки ротора для синхронної частоти визначається за формулою:

де ЛП2. ЛД2. лЛ2 - провідності розсіювання відповідно пазової і лобової частин обмотки і по коронкам зубців.

Провідність пазової розсіювання обмотки ротора при грушовидних пазах визначається за формулою:

Для обмотки ротора

Тоді реактивний опір обмотки ротора одно

Відповідь: x2 = 4,6 · 10 -4 Ом.

Розрахувати значення постійної Арнольда для електродвигуна з системою примусового охолодження і використанні для обмотки якоря ізоляції класу нагрівостійкості F.

Орієнтовна довжина активної частини електродвигуна визначається з значення постійної Арнольда з урахуванням прийнятих значень допустимих навантажень:

де - коефіцієнт полюсного перекриття (для машин з ненасиченим магнитопроводом);

- розрахункове значення індукції в повітряному зазорі, відповідне (за рахунок того, що ширина зубця і паза якоря приблизно рівні);

- коефіцієнт форми поля (відношення діючого значення індукції до її середньому за 1/2 періоду значенням), для синусоїдальної функції зміни індукції;

- коефіцієнт розподілу першої гармонійної ЕРС обмотки статора (визначається відношенням геометричній суми ЕРС в активних сторонах котушок статора від одного полюса з урахуванням їх зсуву по фазі і ЕРС зосередженої обмотки з тим же числом витків);

- максимальне значення теплового фактора, для ізоляції класу нагрівостійкості F для електродвигуна з системою примусового охолодження.

Розрахувати довжину витка двошарової простий петлевий обмотки якоря електричної машини, що працює в режимі двигуна і генератора, якщо відомо значення номінального напруги UHOM. число пар полюсів р, номер габариту ярма машини N і довжина її активної частини la

Дано: N = 10, PHOM = 390 кВт, UHOM = 900 В, р = 3, la = 0.55 м.

Зовнішні діаметри пакетів ярма якоря одно Da = 458 мм, при N = 10.

Як правило, для електродвигунів PHOM <450 кВт, число параллельных ветвей обмотки якоря а=4.

Довжина половини витка котушки визначається за формулою:

де а - прямолінійний ділянку секції при виході її з паза, який залежить від напруги щодо корпусу a = 19 мм;

b - прямолінійна ділянка провідників при підході до колектора b = 18 мм;

з - прямолінійний ділянку у головки секції з = 4 мм;

d - розмір головки котушки.

Крок по пазах визначається за загальною для всіх обмоток формулою:

де - число ефективних провідників в пазу (або число колекторних пластин на паз); для електродвигунів потужністю PHOM> 300 кВт приймається значення;

Зубцову крок обмотки якоря

Для електродвигунів потужністю PHOM> 300 кВт.

Довжини косих ділянок лобових частин визначаються орієнтовно в залежності від кута їх нахилу з боку приводу:

де - товщина корпусної ізоляції, залежить від максимальної напруги електродвигуна.

Для електродвигунів, що працюють у важких умовах пуску число пазів ротора має задовольняти нерівності 0,82Z2

Довжини косих ділянок лобових частин з боку приводу

Розрахувати повітряний зазор під краєм полюса електродвигуна, якщо відома його потужність РНОМ і номер габариту якоря N?

Дано: N = 10, PHOM = 390 кВт.

Зовнішні діаметри пакетів ярма якоря одно Da = 458 мм, при N = 10.

Значення повітряного зазору під віссю полюса одно:

Повітряний зазор під краєм полюса дорівнює

Розрахувати струм збудження електродвигуна потужністю РНОМ з петлевою обмоткою якоря, який розрахований на напругу UНОМ. якщо відомі число пар полюсів двигуна р, число ефективних провідників на поверхні якоря N, число витків обмотки збудження wB і намага-нічівающая сила холостого ходу F0; індукція в зубцях якоря ВZ1 / 3 = 2,2 Тл.

Струм обмотки збудження електродвигуна визначається за формулою:

де - основна сила, що намагнічує електродвигуна, яка визначається як

де - коефіцієнт реакції якоря, який визначається для різних значень величини ВZ.

Розмагнічує сила якоря по поперечної осі на геометричної нейтрали визначається:

Коефіцієнт реакції якоря визначається з графіка 1.

Малюнок 1 - Залежність коефіцієнта реакції якоря від відносного значення розмагнічуючої сили якоря.

Чому має дорівнювати число витків обмотки збудження електродвигуна послідовного збудження, якщо результуюча сила намагнічування з урахуванням розмагнічуючого дії реакції якоря FB?

Число витків обмотки збудження визначається за формулою:

Яке призначення додаткових полюсів в електричній машині постійного струму?

Додаткові полюси покращують комутацію і забезпечують зменшення іскріння, що виникає при роботі машини. За своїми розмірами вони менші головних. Число додаткових полюсів зазвичай дорівнює числу головних.

Розрахувати параметри щіток і їх кількість, яке необхідно встановити в щіткотримачі електродвигун потужністю Pном c р - пар полюсами при значенні номінальної напруги UНОМ. якщо повітряний зазор на осі додаткового полюса дорівнює. Якір двигуна має петлеву обмотку, габарит N, число пазів на поверхні якоря - Z, число ефективних провідників Nеф.

Дано: PHOM = 390 кВт, UHOM = 900 В, р = 3, NЕФ = 792, N = 10, Z = 66.

де - щільність струму під щіткою; для двигунів середньо потужності. тоді

При N = 10 зовнішні діаметри пакетів ярма якоря одно Da = 458 мм.

Ширина контактної поверхні щіток визначається за формулою:

де - полюсное розподіл двигуна; - коллекторное розподіл, - число колекторних пластин на паз, = 0,63, а = 15 - довжина ділянки обмотки.

число ефективних провідників в пазу (або число колекторних пластин на паз); для електродвигунів потужністю PHOM> 300 кВт приймається значення.

Число щіток в щіткотримачі

Проектування двигуна постійного струму з потужністю 4,5 кВт, ступенем захисту IP44. Вибір електромагнітних навантажень. Розрахунок обмотки якоря, магнітного ланцюга, обмотки додаткових полюсів. Робочі характеристики двигуна із стабілізуючою обмоткою і без неї.

Розрахунки головних розмірів двигуна. Вибір і визначення параметрів обмотки якоря. Перевірка магнітного ланцюга машини, також розрахунок паралельної обмотки збудження, щітково-колекторного вузла та додаткових полюсів. Конструкція двигуна постійного струму.

Розрахунок машини постійного струму. Розміри і конфігурація магнітного ланцюга двигуна. Тип і кроки обмотки якоря. Характеристика намагнічування машини, розрахунок магнітного потоку. Розміщення обмоток головних і додаткових полюсів. Тепловий і вентиляційний розрахунки.

Розміри, конфігурація і матеріал магнітного ланцюга машини. Вибір розмірів сердечників якоря, головних і додаткових полюсів. Визначення необхідної кількості витків обмотки якоря, колекторних пластин та пазів з метою розробки двигуна постійного струму.

Вивчення процесу пуску електричної машини постійного струму при різних режимах роботи і схемах включення обмотки збудження і додаткових реостатів в ланцюзі. Дослідження пускових характеристик двигуна. Осцилограми для схеми і електродвигуна.

Складання розгорнутої схеми неперекрещівающіеся простий петлевий обмотки, знаходження полюсів і щіток. Визначення значення струму обмотки якоря. Порядок обчислення коефіцієнта корисної дії генератора, що обертає момент і суму втрат двигуна.

Номінальні швидкість і потужність, індуктивність обмотки якоря, номінальний момент. Електромагнітна постійна часу. Складання моделі двигуна постійного струму. Завдання параметрів електричної частини двигуна, механічної частини моменту інерції.

Розрахунок двигуна постійного струму: головні розміри машини; параметри обмотки якоря, колектор і щітковий апарат; геометрія зубцеву зони. Магнітна система машини: розрахунок паралельної обмотки збудження; втрати і коефіцієнт корисної дії.

Основні етапи проектування електричного двигуна: розрахунок параметрів якоря і магнітної системи машини постійного струму, щітково-колекторного вузла і обмотки додаткового полюса. Визначення втрати потужності, вентиляційних і теплових характеристик.

Розробка конструкції двигуна постійного струму. Число ефективних провідників в пазу. Щільність струму в обмотці якоря. Індукція в розрахункових перетинах магнітної ланцюга. Магнітне напруга повітряного зазору. Розрахунок характеристики намагнічування машини.

Схожі статті