Пересчет на другую частоту вращения
В данном пункте требуется пересчитать двухслойную обмотку трехфазного асинхронного двигателя Рн =0,12 кВт; В; f=50 Гц;
А; схема соединения D/Y; η=0,72 с частоты вращения n=1500 мин-1 на частоту n’=3000 мин-1.
Перед началом расчета необходимо проверить допустимость проведения перерасчета старой обмотки на новое число оборотов 3000 мин-1, т. е. произвести проверку на «залипание» и «застревание» ротора, на шум. Так как данных по ротору нет, условно принимаем, что перерасчет старой обмотки на новое число оборотов 3000 мин-1 допустим.
1.Количество пар полюсов:
шт.
2. Проведем расчет параметров новой обмотки
Так как nн > nс, то:
, (64)
, (65)
где КП - поправочный коэффициент перерасчета КП=0,65…0,85, принимаем КП=0,8;
шт.
шт.
Округляем . Следовательно, у двухслойной обмотки в пазу будет 236 активных проводников (NПН=236). Тогда
.
3. Рассчитаем данные нового обмоточного провода, и выберем его.
- находим сечение провода:
, (66)
мм2.
По заданию, условия работы остаются неизменными, поэтому марку провода оставляем неизменной ПЭВ–2.
- находим диаметр провода по формуле (46):
мм.
Отсюда d’гост=0,27 мм; dгост=0,224 мм; ПРгост=0,0394 мм2.
Отсюда принимаем новый провод в соответствии с ГОСТ:
.
Проверка возможности прохода провода через шлиц паза:
d’гост <bш-(1,5-2);
0,27 мм < (1,8–1,5) мм.
Условия укладки активных проводников в паз соблюдается.
4. Определение новых обмоточных данных
a) шаг обмотки:
- полный:
yн’=yc’ , (67)
yн’=6 ;
- укороченный шаг yн=0,8yн’=0,8·12±ε=10.
b) число пазов на полюс и фазу:
qн=qc , (68)
qн= ;
c) число катушечных групп:
;
5. Рассчитаем длину витка секции новой обмотки.
Длина активной части витка равна la=0,0447 м.
Средняя ширина секции по формуле (50):
м;
Длина лобовой части витка по формуле (50):
lЛ=k·T+l’;
где k – поправочный коэффициент, принимаем k=1,3;
l’ – коэффициент запаса, принимаем l’=0,03.
lЛ=1,3·0,0848+0,03=0,1402 м.
Длина витка секции из формулы (48):
lВ.Н.=2·( lа + lЛ)= 2·(0,0447+0,1402)=0,3698 м.
6. Найдем массу провода новой обмотки:
G = mγ·Пгост·а·а’·lв·Wф =3·8900·0,0394·1·1·0,3698·944·10-6=0,367 кг.
С учетом изоляции и «срезок»:
G’=1,05·G=1,05·0,367=0,385 кг.
7. Определим сопротивление новой обмотки одной фазы постоянному току в холодном состоянии.
Ом.
8. Новая мощность АД после пересчета обмотки на частоту вращения в роторе статора равную 3000 мин-1:
, (69)
кВт.
16 Расчёт однослойной обмотки
1. Число пар полюсов:
.
2. Шаг обмотки:
.
3. Число пазов на полюс и фазу:
.
4. Число катушечных групп:
.
.
5. Число электрических градусов на один паз:
о.
6. Число параллельных ветвей принимаем а=1.
7. Полный шаг однослойной обмотки определяем из соотношения:
;
;
;
;
.
Следовательно, вторую активную сторону секции первой катушечной группы фазы «А» помещаем через пятнадцать зубцов в шестнадцатый паз.
В однослойной обмотке первая катушечная группа участвует в создании первой пары полюсов, вторая – должна создавать вторую пару полюсов, следовательно, расстояние между ними должно быть равно одной паре полюсов, т. е. 360 электрических градусов. Но в данном случае у нас только одна катушечная группа и она участвует в создании только одной пары полюсов.
Обмотки фаз «В» и «С» выполняется аналогично, но они сдвинуты на 120 и 240 электрических градусов соответственно относительно обмотки фазы «А», т. е. в пазах это будет:
;
.
Заключение
В данной курсовой работе произведен расчет обмотки асинхронного электродвигателя, расчет шага обмотки, расчет числа пазов на полюс и фазу, расчет числа катушечных групп, расчет числа параллельных ветвей, расчет числа витков на фазу и в одной секции обмотки, расчет оптимального числа витков в обмотке одной фазы, выбор изоляции паза и лобовых частей обмотки, выбор марки и расчет сечения обмоточного провода, расчет размеров секции (длины витка), расчет массы обмотки, расчет электрического сопротивления обмотки одной фазы постоянному току в холодном состоянии, определение номинального тока и номинальной мощности, был выполнен пересчет асинхронного двигателя на другое напряжение и на другую частоту вращения, рассчитана однослойная концентрическая обмотка.
При увеличении частоты вращения магнитного поля статора, при одном и том же числе витков, приходящихся на одну фазу, а, следовательно, и постоянном магнитном потоке происходит уменьшение магнитной индукции. Это объясняется тем, что с уменьшением числа полюсов р происходит увеличение площади в расточке статора, приходящейся на один полюс, а, как известно, магнитная индукция обратно пропорциональна площади полюса: В=Ф/S. Но уменьшение магнитной индукции ниже оптимальных пределов приводит к недогрузке магнитной системы машины, что крайне нежелательно. Поэтому её увеличение (до оптимальных значений) производят увеличением магнитного потока, что достигается уменьшением числа витков, приходящихся на одну фазу, что и видно из полученных результатов.
Уменьшение (увеличение) фазного напряжения отражается на: числе витков, приходящихся на одну фазу; общем весе обмотки; числе активных проводников в пазу; её сопротивлении, - происходит уменьшение всех параметров обмотки, кроме сечения проводов и весе обмотки – они увеличиваются. Плотность тока в обмотке статора также имеет несколько меньшее значение, мощность двигателя уменьшается.
На основе произведённых расчётов:
а) выбираем двухслойную обмотку с укороченным шагом, исходя из ранее приведённых сравнений её достоинств и недостатков по отношению к другим обмоткам.
б) принимаем Uф=220 В.
в) наиболее рациональной для данного магнитопровода считается обмотка на синхронную частоту вращения n=3000 мин-1, т.к. электродвигатель имеет максимальную мощность, что для заказчика немаловажно, а также имеет меньшее сопротивление постоянному току в холодном состоянии.
Литература
1. Сердешнов А. П. Ремонт электрооборудования. Часть 1. Ремонт электрических машин: учеб. пособие для студентов энергетических специальностей учреждений, обеспечивающих получение высшего образования.— Мн: ИВЦ Минфина, 2006 г.
2. Сердешнов А.П., Шевчик Н.Е. Расчёт обмотки статора трёхфазного асинхронного двигателя при наличии магнитопровода.-М.: БАТУ, 1997.
3. http://electronpo.ru.