Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

 

∆υ_в = ΣР_в' / S_кор ∙ α_в, где                                                                  (147)

 

ΣР_в' – сумма потерь, отводимый в воздух внутри двигателя, Вт;

α_в – коэффициент подогрева воздуха, Вт / ( м² ∙ ⁰С);

S_кор – эквивалентная поверхность охлаждения корпуса, м².

 

∆υ_в = 926,512 / 0,964 ∙ 20 = 48,05 ⁰С

 

 

Находим среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды по формуле:

 

∆υ₁ = ∆υ₁' + ∆υ_в                                                                                (148)

 

∆υ₁ = 20,799 + 48,05 = 68,849 ⁰С

 

57) Рассчитываем вентиляцию, требуемую для охлаждения расхода  воздуха по формуле:

 

Q_в = К_m ∙ ΣР_в' / 1100 ∙ ∆υ_в, где                                                         (149)

 

К_m – коэффициент, учитывающий изменения условий охлаждения по длине поверхности корпуса обдуваемого наружным вентилятором.

 

Q_в = 4,272 ∙ 926,512 / 1100 ∙ 48,05 = 0,0748 м³/с

 

Находим расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором по формуле:

 

Q_в' = 0,6 ∙ Д_а³ ∙ n / 100                                                                      (150)

 

Q_в' = 0,6 ∙ 0,272³ ∙750 / 100 = 0,0905 м³/с

 

Q_в' > Q_в

 

 

 

М_*      I_1*

 

 

 

 

2,31

 

1,99   

1,72     6

            5

1,59

            3

1,52

            0       0,1     0,2        0,5     0,8    1                                          S

 

3.Конструкторская  часть.

 

3.1Особенности работы  двигателя при отклонениях обусловленных отклонениями в регулировании частоты вращения асинхронного двигателя.

 

 

    Регулирование  частоты вращения изменением  подводимого напряжения.

При неизменной нагрузке на валу двигателя увеличение подводимого  к двигателю напряжения вызывает рост частоты вращения. Однако диапазон регулирования частоты вращения получается набольшим, что объясняется узкой зоной устойчивой работы двигателя, ограниченным значением критического скольжения и недопустимостью значительного превышения номинального значения выражения. Последнее объясняется тем, что с превышением номинального напряжения возникает опасность чрезмерного перегрева двигателя, вызванного резким увеличением электрических и магнитных потерь. В то же время с уменьшением напряжения U₁ двигатель утрачивает перегрузочную способность, которая, как известно, пропорциональна квадрату напряжения сети. Подводимое к двигателю напряжение изменяют либо регулировочным автотрансформатором, либо реакторами, включаемыми в разрыв линейных проводов. Узкий диапазон регулирования и неэкономичность ограничивают область применения этого способа регулирования частоты вращения.

       Регулирование  частоты вращения нарушением  симметрии подводимого напряжения.

При нарушении симметрии  подводимой к двигателю трехфазной системы напряжения вращающееся поле статора становится эллиптическим. При этом поле приобретает обратную составляющую, которая создает момент, направленный встречно вращающему моменту. В итоге результирующий электромагнитный момент двигателя уменьшается. Механические характеристики двигателя при этом способе регулирования располагаются в зоне между характеристикой при симметричном напряжении и характеристикой при однофазном питании двигателя – пределом несимметрии трехфазного напряжения. Для регулировки несимметрии подводимого напряжения можно в цепь одной из фаз включить однофазный регулировочный автотрансформатор. При уменьшении напряжения на выходе автотрансформатора несимметрия увеличивается и частота вращения ротора уменьшается. Недостатками этого способа регулирования являются узкая зона регулирования и уменьшение КПД двигателя по мере увеличения несимметрии напряжения. Обычно этот способ регулирования частоты вращения применяют лишь в двигателях малой мощности.

 

      Регулирование  частоты вращения изменением активного сопротивления в цепи ротора.

Механические характеристики асинхронного двигателя, построенные  для различных значений активного  сопротивления цепи ротора показывают, что с увеличением активного  сопротивления ротора возрастает скольжение, соответствующее заданному нагрузочному моменту. Частота вращения двигателя при этом уменьшается. Практически изменение активного сопротивления цепи ротора достигается включением в цепь ротора регулировочного реостата, подобного пусковому реостату, но рассчитанный на длительный режим работы. Электрические потери в роторе пропорциональны скольжению, поэтому уменьшение частоты вращения сопровождается ростом электрических потерь в цепи ротора и снижением КПД двигателя. Так, если при неизменном нагрузочном моменте на валу двигателя увеличить скольжение от 0,02 до 0,5, что соответствует уменьшению частоты вращения примерно вдвое, то потери в цепи ротора составят почти половину электромагнитной мощности двигателя. Это свидетельствует о неэкономичности рассматриваемого способа регулирования. К тому же необходимо иметь в виду, что рост потерь в роторе сопровождается ухудшением условий вентиляции из-за снижения частоты вращения, что приводит к перегреву двигателя. Рассматриваемый способ регулирования имеет еще и тот недостаток, что участок механической характеристики, соответствующий устойчивой работе двигателя. При введении в цепь ротора добавочного сопротивления становиться более пологим и колебания нагрузочного момента на валу двигателя сопровождаются значительными изменении частоты вращения ротора.

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

 

1. Алиев И.И Справочник  по электротехнике и электрооборудованию. – М. – Высшая школа, 2000 – 255с., ил.

 

2. Гемке Р.Г Неисправности  электрических машин – М.: Энергоиздат, 1981 – 255с.

 

3. Кацман М.М  Электрические  машины. Учебник для профессиональных  средних учебных заведений. –  3 – е изд. испр. – М.: Высшая школа.,  Издательский центр “Академия”; 2001 – 463с. Ил.

 

4. Под редакцией Копылова  И.П. Проектирование электрических машин 

М: Энергия 1980

 

5. Курбатов А.С. Проектирование  тяговых электродвигателей

М: Транспорт, 1987 – 536 с.

 

6. Лифшиц – Гарик  М. Обмотки машин постоянного  тока.  Госэнергоиздат, 1988 – 766с.

 

7. Смоленский А.В. Электрические  машины

Учебник для ВУЗов. – М.: Энергия, 1980 – 928с ил.

 

8. Юферов Ф.М. Электрические  машины автоматических устройств.  М.: 1976 – 416c.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

      Разработанный мною асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет параметры: Р₂ = 11 кВт; n₁ = 750 об/мин; U = 220/380 В.

Исполнение по способу  защиты от воздействия окружающей среды IР 44; категория климатического исполнения У3.