Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Согласно заданию необходимо спроектировать трехфазный асинхронный электродвигатель мощностью 5,5 кВт, с частотой вращения поля 3000 об/мин, напряжением 220/380 В при частоте 50 Гц; ротор – короткозамкнутый, исполнение двигателя по степени защиты IP44

Введение 7
1. Выбор главных размеров двигателя 8
1.1. Число пар полюсов 8
1.2 Высота оси вращения h, значение наружного диаметра 8
1.3 Внутренний диаметр статора 8
1.4 Полюсное деление 8
1.5 Расчетная мощность 8
1.6 Расчетная длина воздушного зазора 9
1.7 Критерий правильности выбора главных размеров D и 9
2.1 Возможные числа пазов статора находятся в диапазоне 10
2.2 Окончательное значение зубцового деления статора 10
2.3 Номинальный фазный ток статора 10
2.4 Число эффективных проводников в пазу 10
2.5 Окончательные значения величин: 11
2.6 Шаг двухслойной обмотки статора 11
2.7 Коэффициенты укорочения, распределения и обмоточный 11
2.8 Магнитный поток 12
2.9 Предварительное значение плотности тока в обмотке статора 12
2.10 Сечение эффективного проводника 12
2.11 Окончательное значение плотности тока в обмотке статора 12
3. Расчет размеров зубцевой зоны статора и воздушного зазора 13
3.1 Предварительные значения ширины зубца 13
3.2 Паз статора. Размеры паза в штампе: 13
3.3 Некоторые размеры заполненного паза: 14
3.4 Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников обмотки 14
3.5 Коэффициент заполнения паза 14
3.6 Воздушный зазор между статором и ротором: 15
для двигателя с внутренним диаметром статора D = 225 мм принимаем 15
4. Расчет короткозамкнутого ротора 16
4.1 Число пазов ротора: 16
4.2 Внешний и внутренний диаметры сердечника ротора 16
4.3 Длина сердечника ротора при принимаем равной 16
4.4 Зубцовое деление ротора 16
4.5 Ток стержня ротора 16
4.6 В двигателях при h = 100…250 мм выполняют на роторе закрытые грушевидные пазы и зубцы с параллельными гранями 17
4.7 Ширина зубца ротора 17
4.8 Основные размеры паза ротора 17
4.9 Окончательные значения сечения стержня 17
4.10 Полная высота паза и расчетная высота зубца ротора 18
4.11 Ток в короткозамыкающем кольце ротора 18
4.12 Короткозамыкающие кольца ротора имеют сечение в виде неправильной трапеции с площадью поперечного сечения 18
4.13 Средняя высота кольца 18
4.14 Средний диаметр короткозамыкающего кольца 19
5. Расчет намагничивающего тока 19
5.1 Окончательные значения индукций: 19
5.2 Коэффициент воздушного зазора , учитывающий влияние неравномерности воздушного зазора из-за наличия пазов на статоре и роторе на магнитную проводимость зазора 19
5.3 Магнитное напряжение воздушного зазора 20
5.4 Магнитное напряжение зубцовых зон статора и ротора 20
5.5 Коэффициент насыщения зубцовой зоны 20
5.6 Длина средней магнитной линии ярм статора и ротора 20
5.7 Магнитное напряжение ярм статора и ротора 20
5.8 Магнитное напряжение на пару полюсов 21
5.10 Намагничивающий ток 21
5.11 Относительное значение намагничивающего тока 21
6. Параметры рабочего режима 22
6.1 Средняя ширина катушки 22
6.2 Активное сопротивление фазы обмотки статора 22
6.3 Относительное значение активного сопротивления статора 23
6.4 Активное сопротивление фазы короткозамкнутого ротора 23
6.5 Относительное значение активного сопротивления ротора 23
6.6 Коэффициенты магнитной проводимости обмотки статора: 23
6.7 Индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора 24
6.8 Коэффициенты магнитной проводимости короткозамкнутой обмотки ротора: 25
6.9 Индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки ротора 25
7. Расчет потерь 26
7.1 Масса ярма статора и зубцов статора и ротора 26
7.2 Основные потери в стали статора 26
7.3 Удельные поверхностные потери в коронках зубцов ротора 27
7.4 Поверхностные потери в роторе возникающие в поверхностном слое коронок зубцов ротора от пульсаций индукции в воздушном зазоре из-за наличия зубцов на статоре 27
7.5 Пульсационные потери в зубцах ротора вызванные пульсацией индукции в зубцах ротора вследствие изменения взаимного расположения зубцов статора и ротора 27
7.6 Полные потери в стали 27
7.7 Механические потери 28
7.8 Добавочные потери в номинальном режиме 28
7.9 Расчет режима холостого хода: 28
8. Расчет рабочих характеристик 29
8.1 Потери в стали и механические 29
8.2 Активная и реактивная составляющие тока синхронного холостого хода 29
8.3 Активная и реактивная составляющие сопротивления намагничивающей ветви схемы замещения 29
8.4 Постоянные величины 29
8.5 Предварительно принимаем скольжение в номинальном режиме 29
8.6 Номинальные данные спроектированного двигателя 29
9. Расчет пусковых характеристик 32
9.1 Безразмерная приведенная высота стержня ротора при расчетной температуре 115оС 32
9.2 Глубина проникновения тока в стержень 32
9.3 Площадь сечения части стержня, ограниченной высотой 32
9.4 Отношение площади всего сечения стержня к площади 32
9.5 Коэффициент увеличения сопротивления фазы ротора под влиянием эффекта вытеснения тока 32
9.6 Приведенное активное сопротивление обмотки ротора с учетом действия эффекта вытеснения тока 33
9.7 Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ротора с учетом вытеснения тока 33
9.8 Коэффициент изменения индуктивного сопротивления фазы обмотки ротора от действия эффекта вытеснения тока 33
9.9 Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом вытеснения тока 33
9.10 Ток ротора без учета влияния насыщения коронок зубцов полями пазового рассеяния 33
9.11 Предполагаемую кратность увеличения тока обусловленную уменьшением индуктивных сопротивлений из-за насыщения зубцовых зон принимаем равной 34
34
9.12 Предварительное значение тока фазы статора с учетом насыщения 34
9.13 Средняя м.д.с. обмотки статора, отнесенная к одному пазу 34
9.14 Фиктивная индукция магнитного поля рассеивания в воздушном зазоре 34
9.15 Коэффициент равный отношению потока рассеивания при насыщении к потоку рассеяния ненасыщенной машины 35
9.16 Дополнительное раскрытие пазов статора и ротора, учитывающее уменьшен