Пересчет на другую частоту вращения

В данном пункте требуется пересчитать двухслойную обмотку трехфазного асинхронного двигателя Р_н =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 n_н > n_с, то:

, (64)

, (65)

где К_П - поправочный коэффициент перерасчета К_П=0,65…0,85, принимаем К_П=0,8;

шт.

шт.

Округляем . Следовательно, у двухслойной обмотки в пазу будет 236 активных проводников (N_ПН=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; d_гост=0,224 мм; П_Ргост=0,0394 мм².

Отсюда принимаем новый провод в соответствии с ГОСТ:

.

Проверка возможности прохода провода через шлиц паза:

d^’_гост <b_ш-(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:

y_н’=y_c’ , (67)

y_н’=6 ;

- укороченный шаг y_н=0,8y_н’=0,8·12±ε=10.

b) число пазов на полюс и фазу:

q_н=q_c , (68)

q_н= ;

c) число катушечных групп:

;

5. Рассчитаем длину витка секции новой обмотки.

Длина активной части витка равна l_a=0,0447 м.

Средняя ширина секции по формуле (50):

м;

Длина лобовой части витка по формуле (50):

l_Л=k·T+l’;

где k – поправочный коэффициент, принимаем k=1,3;

l’ – коэффициент запаса, принимаем l’=0,03.

l_Л=1,3·0,0848+0,03=0,1402 м.

Длина витка секции из формулы (48):

l_В.Н.=2·( l_а + l_Л)= 2·(0,0447+0,1402)=0,3698 м.

6. Найдем массу провода новой обмотки:

G = mγ·П_гост·а·а’·l_в·W_ф =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 U_ф=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.