7.4. Величина В (6.68)

В = 2Л + й = 2-13,12 + 89,2= 115,44.

7.5. Скольжение (6.66)

Shom =[л - V -с\гв]1 В= [l3,12 -1/13,122 - 1,022 0,37-115.44 ]/

/115,44 = 0.016. где Ci = 1 + Xilxm = 1 + 1,74/85,2 = 1,02.

7.6. Эквивалентные сопротивления рабочей цепи схемы замещения: активное (6.72)

экв = 1 i+i 2/5= 1.02-1,1 + 1.022-0,37/0,016 = 25,12 Ом; индуктивное (6.73)

кв = + = 1,02-1,74 + 1,022-3,8 = 5,72 Ом-, полное (6.71)

экв = V 4в + 4в = К25.122 + 5.722 = 25,7 Ом.

7.7. Коэффициент мощности в рабочей цепи схемы размещения (6.76)

cos = зкв /2экв = 25,12/25.7 = 0,977.

7.8. Ток в рабочей цепи схемы замещения: полный (6.75)

2 = f/l 0M/

гном экв

>380/25,7= 14,78 А; активная составляющая тока (6.77)

/2а = /2С08ф2= 14,78-0,977= 14,44 Л; реактрвиая составляющая тока (6.78)

/2р=/2 81пф2= 14,78-0,214 = 3,16 А.

7.9. Ток статора:

активная составляющая (6.79)

Ла = /оа + 4 = 0-392 + 14,44 = 14,80 А;

реактивная составляющая (6.80)

/1р = 4 + 4 = 4,28 + 3,16 = 7.44 А;

полный ток (6.83)

/:ном = 14 + 4 = 1/ 14.802 + 7,442 = 16,6 А.

7.10. Коэффициент мощности (6.84)

cos Ф1Н0М =/ia iH0M = 14.80/16,6 = 0.89.

7.11. Потребляемая двигателем мощность (6.85)

iHoM = mii/i oM /ia = 3.380-14,80 = 16870 Вт.

7.12. Электромагнитная мощность (6.11)

/эн = /1-(/э1 + /м)-103= 16 870 -(909 +264,6). 10-3= 15.7 кВт.

7.13. Частота вращения ротора (6.86)

ном = 1(1 - Shom) = 1500 (1 -0,016) = 1476 об/мии.

7.14 Электромагнитный момент (6.87)

М ом = 9,55Рэ . 103/п ом = 9,55 15,7 -103/1476 = 101 Н- м.

7.15. КПД двигателя

ц = Рном/Ршом = 15,0/16.87 = 0.89.

В табл. 6.3 приведены результаты расчета рабочих характеристик двигателя рабочие характеристики двигателя представлены на рис. 6.4.

7.16. Критическое скольжение (6.89)

кр ~ с, з/СхЧ- Cj 4) = 1,02-0,37/(1,74 + 1,02-3,8) = 0.067.

7.17. Перегрузочная способность двигателя (6.88)

Мтах (Shom/skp) + (Skp/shom) + Яку Л1ном ~ 2 + /? р

(0.016/0,067) + (0,067/0.016) +0,39 2 + 0,39

= 2,01,

где i?Kp=2riSKp/ci-2=2-1,1-0,067/1,02-0,37=0,39 Ом. 8. Пусковые параметры двигателя

8.1. Активное сопротивление короткого замыкания при s = l (6.46)

к,п = 1 П +1 4= 1.02-1,1 + 1,022.0,765 = 1,92 Ом.

где г 2п =0.765 (см. п. 4.10).

8.2. Составляющая коэффициента пазового рассеяния статора, зависящая от насыщения (6.47),

ninep -

Р V 7.38+ 2-3 3

0,8,

+ -Г- -1 = 0,686.

8.3. Переменная составляющая коэффициента проводимости рассеяния статора (6.50)

Wp = пер + Д1 = 0,686 + 1,47 = 2,16,

где Я,д1 см. в п. 3.22.

8.4. Составляющая коэффициента пазового рассеяния ротора, зависящая or насыщения (6.52),

>пгпер= 1,12-103/г 2 2= 1.12-103.0,6/432,6= 1,55.

8.5. Перемеиная составляющая коэффициента проводимости рассеяния ротора (6.54)

2пер = П2 пер + Д2 - 1 ,55 + 2,13 = 3,68, где Хд2 см. в п. 4.12.

8.6. Переменная составляющая индуктивного сопротивления короткого замыкания (6.55)

*пер = (i Х\ Я-inep/i) + + Н4пер Аг) = (1.02-1,74-2,16/4,08) + (1,022.3,5-3,68/7,08) = 2,84 Ом, где 1 см. в п. 3.24, Яз- в п. 4.15.

Расчетная формула

Относительная иощяоогь

р =рв0чр2*. Вт

ркоб= ряоб р1* Вт

р2 = р2+ рдоб + мех + Ямех. щ.

А=щии{2р;)-п

B=2a + R

[А - У А-сгвув г яя = ctrl+ с\гУз, Ом

лвив = CiXl + C 2 О Кк + эквОм

С08ф2= Гэкв/гэкв /2 = {/i/ZaKB. А

Аа = /оа+ /га А Ар=/ор + /2р> А

=Vp. А cos 9i = /ia i pi = mivilu, Вт

Яэ1 = т1/1Г1, Вт

Яэм = Pi-(Яэl+ ).10- кВт /i2 = rti(l-s), об/мин Ж=9,55-10 Рэ /па/Н-м 136

8.7. Постоянная составляющая индуктивного сопротивления короткого замы, каиия (6.57)

*поот - i 1

1 ~ tnep , 2 ~ 2пер

= ..02.,.74i?f+1,022.3,5°; = 2,66

4,08

7,08

8.8 Индуктивное сопротивление короткого замыкания для пускового режима (6.59)

*к,п пост + к *пер = 266 -f 0,25.2,84 = 3,37 Ом, где д; = 0,25.

8.9. Начальный пусковой ток (6.91)

IHOM / V Vn + <п = 380/ l/l ,92 -f 3,37 = 97.6 А, кратность пускового тока

/in iH0M = 97,4/16.6 = 5.86. 8.10. Начальный пусковой момент (6.92а)

м = рт /-272/1 =2-3-97.б2.0.765/2я.50= 139 Н-м, кратность пускового тока

Лп/Л1ном= 139/101 = 1.37. 5. тепловой расчет (см. § 6.7)

9.1. Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя (6.93)

Авпов! = k

>вРМ1сп) + рм

-О - 07-909.(2-14Q/697)-f264.6 3.14-185.140-11,5.10-5

где ai=ll,2-I0-5 Вт/(мм2.С); k=4,2 и ©=1.07.

9.2. Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора (6.94)

Двнз1 =

вЯэ1(2/Лр1) (сиг , 1+&;Л

8КВ 16Я,1

ЭКВ 7

1,07-909 (2-140/697) / 0,4 9.62-f 7,38 - 48-50-140 ( 16-10-6 16-130-10-

= 3,8°С,

где П1=2/гп1-Ь&п1-Ьби1=2-16,4-ь7,44-9,6=50 мм; по рис. 6.7 при d/d = l,32/ /1,405=0,94

Jskb = 130-10-5 Вт/(мм.°С).

9.3. Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей обмотки статора над температурой воздуха внутри двигателя (6.97)

kkвPэЛnl/cyl) 0,2-1.07-909 (2-208,5/697) р вл1~ 2nDi/Biai 2-3,14-185-66,5-11,5-10-6

9.4. Перепад температуры в изоляции лобовой части обмотки статора (6.98). Так как лобовая часть обмотки статора не имеет дополнительной изоляции, то первое слагаемое в скобках выражения (6.98) равно нулю:

221Ял1/л1 12V 1,07-909(2-208,5/697) 16,4 2-48-50,3-208,5

экв = 6°С.

1,2-130-10-5

9.5. Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри двигателя (6.101)

4в;=рвпо..+ Ош,) Х7++**..>) 1

(,.H.3,s,2l + (J, + 6,0,=,8,.-C.

9.6. Условная поверхность охлаждения двигателя (6.109)

5дв = (яОхн + 8пр hp)(/i + 2U = (л-272 -f 8-310)(140 -J- 2.66,5) = 9,1 -105 мм2.

По рис. 7.2, а при высоте оси вращения 160 мм Пр?1р = 310 мм.

9.7. Суммарные потери, отводимые в воздух внутри двигателя (6.104),

2Рв = 2Р - (1 - k){Pa,m + Рм) - 0,9Рмех =

г = 1595-(1 - 0,2)(391 +264,6)-0,9-123 = 960 Вт,

с pi

2-140

= 1,07.909 = 391 Вт;

2Р= SP - (fee-1)(Рд + Рзз)= 1680-(1,07 -1)(909 +299)= 1595 Вт.

9.8. Среднее превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой охлаждающей среды (6.102)

Двв = 2Рв/5дв=ав = 960/9,1-10-2,5-10-6 = 42,2 X.

По рис. 6.8 при DiH=272 мм ав=2,5-10-

9.9. Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой охлаждающей среды (6.110)

Лв1= Дв; + Дв= 18,4 +42,2 = 60,6 X.

Полученное значение превышения температуры не превосходит допустимого значения для класса нагревостойкости F по ГОСТ 183-74 (см. табл. 3.1). 10. Расчет вентиляции (см. § 3.3)

10.1. Наружный диаметр центробежного вентилятора принимаем Dh=280 мм.

10.2. Окружная скорость лопаток по наружному диаметру вентилятора (3.6)

у = пОа Пном/60.103 = л.280.1476/60-10 = 20,7 м/с.

10.3. Требуемый расход охлаждающего воздуха при способе охлаждения 1С0141 (3.5)

Qb = 0,9-10-3 2Рв /Пном-10-зО .10-?/Двв = = 0,9-10-3-2.5.960 V 1476.10-3.280.10-2 /42.2 = 0,105 мз/с.

10.4. Поперечное сечение межлопаточного канала на выходе воздуха (3.7) Sb = 2-10 qb/0,45t;h = 2-10 .0,105/0,45.20,7 = 22,5.10з мм*.

10.5. Аэродинамическое сопротивление (3.)

2=I2.3( hom-l0-)K-10-2)2/Q2 = = 12,3(1476.10-3)2(272-10-2)2/0.1052= 18.10з Па.с2/мв.

(3.8)

Ш.6. Окружная скорость лопаток по виутреинему диаметру вентилятора

вя= Кн-1>85ZQb =]/ 20.7- 1,85.18-10*.0,105 =10,2 м/с.

10.7. Внутренний диаметр вентилятора (3.10)

Dbh = 60.103 Увн/япном = 60.103.10,2/я -1476 = 133 мм.

10.8. Число, лопаток вентилятора (3.11)

= 6Dh/(Z)h - Dbh) = 6-280/(280 - 133) = 11.

10.9. Площадь одной лопатки вентилятора (3.12)

5л = Sb (Z?h - 1)вн)/2яОн = 22.5. ЮЗ (280 - 133)/2л-280 = 1,9.10? мм2.

Глава седьмая

КОНСТРУИРОВАНИЕ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 7.1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ

После электромагнитного расчета электрической машины приступают к следующему этапу ее проектирования -конструированию. Конструирование начинается с разработки чертежей общего вида машины (продольного и поперечного разрезов). При этом выполняют некоторые механические расчеты, например расчет вала, подшипников.

В процессе конструирования необходимо учитывать технико-экономические требования к проектируемой машине. На конструкцию влияют исполнение машины по степени защиты, способ охлаждения и способ монтажа (см. гл. 1). Кроме того, необходимо иметь в виду условия эксплуатации машины: климатические воздействия внешней среды (температура, влажность воздуха, высота над уровнем моря, солнечная радиация, дождь, ветер, резкие смены температуры, соляной туман, иней, действие плесневых грибов, содержание в воздухе коррозионно-активных веществ.) Исполнения двигателей для различных климатических районов определены ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70; механические воздействия - вибрации, удары.