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”
Параметры рабочего режима
Ассистент каф. ЭКМ:
Падалко Дмитрий Андреевич
2015
Параметры рабочего режима
Параметрами асинхронной машины называют активные и индуктивные сопротивления
обмоток статора и ротора, сопротивление взаимной индуктивности и расчетное
сопротивление, введение которого учитывают влияние потерь в стали ротора на
характеристики двигателя.
Модель сводится к приведению вращающийся машины в неподвижные системы
координат. При этом схема замещения выглядит следующим образом.
С увеличением нагрузки увеличивается поток рассеяния и в связи с этим из-за
возрастания насыщения отдельных участков магнитопровода полями рассеяния
уменьшаются индуктивные сопротивления.
Увеличение скольжения в двигателях с КЗ ротором приводит к возрастанию действия
эффекта вытеснения тока, что вызывает изменение сопротивлений обмотки ротора. Но
при расчете диапазона от ХХ до номинального пренебрегают этими изменениями.
Однако в пусковом режиме, приходится учитывать изменение параметров от насыщения
участков магнитопровода полями рассеяния и от вытеснения тока, из-за высокой частоты
тока в роторе, что близка к частоте тока в статоре.
Расчет активного сопротивления
Активное сопротивление фазы обмотки статора рассчитывается
по формуле 9.132:
, где L – общая длина эффективных проводников фазы обмотки,
м;
qэф – сечение эффективного проводника;
qэл – сечение элементарного проводника
nэл – число элементарных проводников в одном эффективном;
a – число парралельных ветвей обмотки;
ρθ – удельное сопротивление материала обмотки при расчетной
температуре (данное значение определяем по таблице стр. 187
кн. Копылова);
Kr – коэффициент увеличения активного сопротивления фазы
обмотки от действия эффекта вытеснения тока.
Расчет активного сопротивления
Так для медных проводников ρ115 = 1/41*10^-6
Ом*м(расчетная температура может быть взята 75 или 115
град. в зависимости от класса нагревостойкости B или F).
Из-за незначительного эффекта вытеснения тока, т.к. малые
размеры проводников. Коэффициент kr = 1.
Сначала определяют среднюю ширину катушки из
выражения:
β1 – укорочение шага обмотки, если обмотка однослойная
без укорочения шага принимаем равным 1.
Исходя из этого средняя ширина катушки: bкт = 0.173 м.
Далее из таблицы 9.23 стр. 399 определяем коэффициенты
Кл и Квыл по числу пар полюсов.
И рассчитываем длину и длину вылета лобовой части. Для
машин малой и средней мощности достаточно точные для
применения эмпирические формулы 9.136-9.137.
Вылет прямолинейной части катушки из паза от торца
сердечника до начала отгиба лобовой части,
укладываемых в пазы до заприсовки сердечника в
станину берут В = 0.01м, укладываемые после
заприсовки в станину В = 0.015м.
Таким образом длина лобовой части всыпной
обмотки: lл = Кл*bкт+2В = 0.228м
Вылет лобовой части обмотки: lвыл = Квыл*bкт+В =
0,065м при Квыл = 0,26.
Средняя длина витка обмотки:
При длине пазовой части равной длине сердечника
машины. lср = 0.79 м.
Длина проводников фазы обмотки: L1 = lср * w1 =
111.96 м. При числе витков w1 = 180.
По приведенной формуле на стр.3 найдем активное сопротивление фазы
обмотки статора, при t = 115 град. Цельсия: r1 = 2.917 Ом.
Относительное значение активного сопротивления:
r1’=r1*(I1n/U1n) = 0.082.
Сопротивление стержня и участка замыкающего кольца рассчитываются
см. по формулам 9.169-9.170, в этих выражениях lc – полная длина
стрержня, равная расстоянию между замыкающими кольцами, м. Dкл.ср.
- средний диаметр замыкающих колец, а qc – сечение стержня.
Получаем следующие рассчитанные значения:
При литой алюминиевой обмотки ротора: ρ115 = 1/22*10^-6 Ом/м,
Dкл.ср. = 0.07 м.
rc = 1,42*10^-4 Ом – сопротивление стержня
rкл = 1,955*10^-6 Ом– сопротивление участка замыкающего кольца.
И тогда по формуле 9.168 сопротивление фазы коротко замкнутого
ротора:
r2 = 1,994*10^-4 Ом.
Приведем r2 к числу витков обмотки статора по
формуле 9.172: r2’= 2.82 Ом.
Относительное значение активного сопротивления
фазы обмотки ротора: r2*’ = 0,061
Индуктивные сопротивления рассчитывается по
формуле 9.152:
Для которой требуется значения коэффициента
магнитной проводимости лобового рассеяния,
дифференциального рассеяния, рассеяния пазов
обмотки статора для их нахождения используем таб.
9.26, ф.9.159, ф.9.160.
Рассчитанные величины магнитных проводимостей
составили: λп=1.379 λл=1.35 λд=1.06(с учетом скоса)
Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора:
x1 = 3.25 Ом, а относительное значение x1* = 0.09.
Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора по ф.
9.177:
Находим коэффициенты магнитной проводимости пазового
рассеяния, лобового рассеяния, дифференциального
рассеяния ротора:
λп=1.52 λл=0.52 λд=1.88(при закрытых пазах Δz=0)
Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора: x2 =
2.6*10^-4 Ом
Приводим к числу витков обмотки статора: x2’=3.27 Ом
Относительное значение: x2*’=0.1
Перевод абсолютных величин в относительные делается
для удобства сопоставления параметров машин и
упрощения расчета характеристик.
Относительные значения индуктивности должны находится
в диапазоне: х1*’ = 0.08-0.14 и х2*’=0.1-0.16
Рассчитанные значения находятся в рекомендуемых
пределах, а значения активных сопротивлений составляют
адекватную величину, что позволяет сказать о верном