Технічне завдання на навчальний проектування асинхронно-го двигуна містить номінальні дані проектованої ма-шини і вказівки про режим її роботи, виконанні за способом монтажу, ступенем захисту від впливу навколишнього середовища і системі охолодження. Крім того, можуть бути задані також до-полнітельние вимоги до проектованого двигуна, напри-заходів найменші допустимі значення кратності максимального і мінімального моментів, а для двигунів з короткозамкненим ротором також граничні значення пускового струму і найменші значення пускових моментів. Щодо вимог, не обумовлених в завданні, спроектована машина повинна задовольняти відповідним ГОСТам.
Розрахунок асинхронних машин починають з визначення головних роз-рів: внутрішнього діаметра статора D і розрахункової довжини магнітоп-ровода. Розміри D і пов'язані з потужністю, кутовий швидкістю і електромагнітними навантаженнями виразом машинної постійного-ної:
На початку розрахунку двигуна все величини, що входять в (3.1), кро-ме синхронної кутовий швидкості, невідомі. Тому розрахунок про-водять, здався на підставі наявних рекомендацій значення-ми електромагнітних навантажень (А і), коефіцієнтів (. І), і приблизно визначають розрахункову потужність. Залишаються два невідомих (D і), однозначне визначення яких без до-виконавчими умов неможливо. Такою умовою є відно-шення або більш вживані в розрахунковій практиці відно-шення. Це відношення в значній мірі визначає економічні дані машин, а також впливає на харак-теристики і умови охолодження двигунів.
Висоту осі обертання попередньо визначають по рис. 3.1, а чи б для заданих і в залежності від виконання двигуна.
Зовнішні діаметри сердечників статорів двигунів серій в за-лежно від висоти осі обертання при навчальному проектуванні можуть бути прийняті за даними табл. 3.1.
Таблиця 3.1. Зовнішні діаметри статоров асинхронних двигунів
різних висот осі обертання
Мал. 3.1. Висота осі обертання h двигунів різних потужностей і частоти обертання:
а - зі ступенем захисту IP44; б - зі ступенем захисту IP23
Внутрішній діаметр статора D в загальному випадку можна визна-лити по зовнішньому діаметру, висот ярма () і зубців () статора:
На даному етапі розрахунку розміри і невідомі. Тому для визначення D використовують емпіричні залежності. При одному і тому ж рівні індукції на ділянках магнітопроводу в махай-нах з однаковим D висота ярма статора буде пропорційна потоку, а отже, обернено пропорційна числу полюсів машини (прямо пропорційна полюсного поділу). Беручи, що розміри пазів не залежить від числа полюсів машини, отримуємо наближене вираження
Значення коефіцієнтів. наведені в табл. 3.2, характе-різуют відносини внутрішніх і зовнішніх діаметрів сердечників статорів асинхронних двигунів серій 4А і АІ при різних числах полюсів і можуть бути використані для попереднього визначення D знову проектованої машини.
Таблиця 3.2. Ставлення в асинхронних двигунах
в залежності від числа полюсів
Далі знаходять полюсное розподіл # 964 ;, м:
і розрахункову потужність P '. В · А:
де - потужність на валу двигуна, Вт;
- відношення ЕРС об-мотки статора до номінальної напруги, яке може бути наближено визначено по рис. 3.2.
Мал. 3.2. значення коефіцієнта
попередні значення # 951; і. якщо вони не вказані в за-данії на проектування, знахо-дяться по ГОСТу. наближені значення # 951; і можуть бути прийняті за кривими рис. 3.3.
Коефіцієнт полюсного пере-ку і коефіцієнт форми поля в асинхронних машинах визначаються ступенем уплощенія кривої поля в за-зоре, що виникає при насиченні зубців статора і ротора, і можуть бути досить достовірно визначені то-тілько після розрахунку магнітного ланцюга. Тому для розрахунку магнітного ланцюга зручніше розглядати сінусоідаль-ве поле, а вплив уплощенія врахувати при розрахунку магнітної напруги окремих ділянок магнітного ланцюга.
Мал. 3.3. Зразкові значення ККД і cos # 966; асинхронних двигунів:
а - зі ступенем захисту IP44 і потужністю 30 кВт; б - зі ступенем захисту IP44 і потужністю до 400кВт;
Грунтуючись на цьому, значення коефіцієнтів попередньо приймають рівними:
Попереднє значення обмоточного коефіцієнта ви-відбирають в залежності від типу обмотки статора. Для одношарових обмоток. Для двошарових і одне-двошарових про-моток при 2р = 2 слід приймати і при більшій полюсності.
Синхронна кутова частота двигуна # 937 ;, рад / с, розраховується за формулою
де - синхронна частота обертання, об / хв;
- частота пита-ня, Гц.
З (9.1), з урахуванням значення. розрахункова довжина муздрамтеатру, м,
Мал. 3.4. Електромагнітні навантаження асинхронних двигунів із ступенем захисту IP44 при висоті осі обертання:
а - h≥132мм; б - h = 150 ... 250 мм; в - h≥280мм (з продувається ротором)
Критерієм правильності вибору головних розмірів D і служить відношення. яке зазвичай знаходиться в межах, поки-занних на рис. 3.5 для прийнятого виконання машини. якщо # 955; ока-ни опиняються надмірно великим, то слід повторити розрахунок для найближчої зі стандартного ряду більшої висоти осі обертання А. Якщо # 955; занадто мало, то розрахунок повторюють для наступної в стандартному ряду меншої висоти А.
Мал. 3.5. Ставлення у двигунів виконання за ступенем захисту IP44
Наступний етап розрахунку включає визначення числа пазів статора і числа витків в фазі обмотки статора. При цьому число витків фази обмотки статора має бути таким, щоб лінійне навантаження двигуна і індукція в повітряному зазорі якомога бо-леї близько збігалися з їх значеннями, прийнятими попередньо при виборі головних розмірів, а число пазів статора забезпечувало досить рівномірний розподіл котушок обмотки.
Щоб виконати ці умови, спочатку вибирають попередню оплату-но зубцеву розподіл. в залежності від типу обмотки, номінальної-ного напруги і полюсного поділу машини. Для більш одно-мірного розподілу котушок обмотки по довжині кола зазору необхідна велика кількість пазів, а отже, малень-кі зубцеві ділення. У той же час ширина паза, що становить приблизно половину зубцевого поділу, не повинна бути занадто малою, так як в цьому випадку погіршується заповнення паза міддю об-мотки, а в машинах невеликої потужності може також неприпустимий-мо зменшитися механічна міцність зубців. Крім того, треба мати на увазі, що вартість машини зі збільшенням числа пазів віз-розтане, так як збільшуються складність штампа і трудомісткість виготовлення і укладання обмоток.
Значення Зубцову поділів статора асинхронних двигунів з обмоткою з круглого дроти, необхідні для попереднього вибору числа пазів, наведені на рис. 3.6. Менші значення в кожній з показаних на малюнку областей можливих значень характерні для машин меншої потужності для кожного з діапазону-нів висот осей обертання. Слід зазначити, що двигуни з h ≥280мм зазвичай виконують з обмоткою з прямокутного проводу, але в багатополюсному виконанні при 2p ≥10 (в двигунах з h = 280 і 315 мм) через малу висоту спинки статора розміщення лобових частин котушок з прямокутного проводу утруднене, поет-ому такі машини виконують з обмоткою з круглого дроти, що має м'які, легко піддаються формуванню лобові частини.
Мал. 3.6. Зубцеві поділу статоров асинхронних двигунів з обмоткою з круглого дроти з висотами осі обертання:
1 - h≤90мм; 2 - 90 Для машин з обмоткою з прямокутного проводу при і в високовольтних машинах залежить від потужності і номінальної напруги і може бути взято відповідно до даних табл. 3.3. Таблиця 3.3. Зубцеву розподіл статора. м, при прямокутних пазах полюсное розподіл # 964 ;. м В обмотках з круглого дроти число елементарних провідників може бути взято до 8-10, але при великому зростають тих-технологічного труднощі намотування котушок, тому в сучасних машинах прагнуть зменшити число елементарних провідників в одному ефективному до 6-8, для чого збільшують число паралел-льних гілок. У двополюсних двигунах збільшують, ПОСК-льку число паралельних гілок в них не може бути більше двох. При проектуванні машин з обмоткою з прямокутного проводу перетин кожного провідника не повинно бути взято більше 17. 20 мм 2. так як в цьому випадку стає помітним зростання втрат на вихрові струми. Якщо розрахункове значення. то прямокутні провід-ники поділяють на елементарні так, щоб. В обмотках з прямокутного проводу, що укладаються в відкритому-ті пази, зазвичай не більше 2. За однією і тією ж площі поперечного перерізу прямокутних провідників їх лінійні розміри a × b можуть бути різні, тому остаточний вибір обмотувального дроту проводять одночасно з розрахунком розмірів зубцеву зони. Після остаточного вибору. і a слід уточнити пліт-ність струму в обмотці, яка може дещо змінитися по срав-рівняно з попередньо прийнятої при підборі перетинів елементарних провідників: На цьому розрахунок обмотки статора закінчується. Деяка кор-ректіровка, яка може знадобитися в ході подальшого розрахунку, як правило, не вносить суттєвих змін в отриманий-ні дані.Схожі статті