Курсовой. Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине Электрические машины

• Название: Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине Электрические машины
• Анкор: Курсовой
• Дата: 10.02.2020
• Размер: 2.14 Mb.
• Имя файла: 4-3600-400Т.doc
• Тип: Пояснительная записка; #107810
• страница: 5 из 16

4. ВЫБОР ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА. РАСЧЕТ КОРОТКОЗАМКНУТОГО РОТОРА

Рис. 4. Зубцовая зона ротора.

№ п/п	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения	Обозна­чение	Вели­чина	Размер­ность
39.	Внешний диаметр ротора D2 = D – 2·δ = 0,094 – 2·0,4·10-3 = 0,0932 м, где δ = 0,4 мм − воздушный зазор по [4, рис. 3.1].	D2	0,0932	м
40.	Длина магнитопровода ротора l2 = l1 = 0,085 м.	l2	0,085	м
41.	Зубцовое деление ротора  мм.	t2	15,4	мм
42.	Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник непосредственно насажен на вал Dj = Dв = kвDa = 0,23·0,168 = 0,0386 м = 39 мм, где kв = 0,23 - по [4, табл. 3.1].	Dj	39	мм
43.	Ток в обмотке ротора I2н.пред = kiI1н.предνi = 0,91·7,57·45,98 = 316,7 А, где ki = 0,2 + 0,8∙cosφн.пред = 0,2 + 0,8∙0,89 = 0,91 − коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания на отношение I1/I2;  − коэффициент приведения токов.	I2н.пред	316,7	А
44.	Площадь поперечного сечения стержня , где плотность тока в стержне литой клетке принимаем J2 = 3,5·106 А/м2.	qп	90,49	мм2
45.	Допустимая ширина зубца  мм, где Bz2пред = 1,8 Тл − индукция зубцов ротора (BZ1.min = 1,7 Тл – минимальное значение, BZ1.max = 1,95 Тл – максимальное значение) по [4, табл. 3.2].	bz(2)доп	6,41	мм
46.	Размер паза  мм, где размеры шлица bш(2) = 1,0 мм; hш(2) = 0,5 мм; высота перемычки над пазом hш(2)' = 0 мм. Принимаем b1(2) = 7,6 мм.	b1(2)	7,6	мм
47.	Размер паза  мм, Принимаем b2(2) = 4,2 мм.	b2(2)	4,2	мм
48.	Размер паза  мм. Принимаем h1(2) = 10,3 мм.	h1(2)	10,3	мм
49.	Полная высота паза hп(2) = hш(2)' + hш(2) + + h1 + = = 0 + 0,5 + + 10,3 + = 16,7 мм.	hп(2)	16,7	мм
50.	Уточняем ширину зубцов ротора  мм;  мм; bz(2)` ≈ bz(2)`` = 6,38 мм. Δbz(2) = bz(2)’’ – bz(2)’ = 6,39 – 6,38 = 0,01 < 0,5 мм.	bz(2)`	6,38	мм
51.	Площадь поперечного сечение стержня qс = (b1(2)2 + b2(2)2) + (b1(2) + b2(2))h1(2) = = (7,62 + 4,22) + (7,6 + 4,2)·10,3 = 90,36 мм2.	qс	90,36	мм2
52.	Плотность тока в стержне  А/м2.	J2	3,5·106	А/м2
53.	Короткозамыкающие кольца. Площадь поперечного сечения кольца , где ток в кольце  А, где Δ = 2 sin = 2 sin = 0,649; плотность тока в замыкающих кольцах Jкл = 0,85J2 = 0,85·3,5·106 = 2,98·106 А/м2.	qкл	163,76	мм2
54.	Высота сечения кольца hкл = 1,25hп(2) = 1,25·16,7 = 20,88 мм.	hкл	20,88	мм
55.	Ширина замыкающих колец  мм.	bкл	7,8	мм
56.	Площадь поперечного сечения замыкающих колец qкл = hклbкл = 20,88·7,8 = 162,86 мм2.	qкл	162,86	мм2
57.	Средний диаметр замыкающих колец Dк.ср = D2 – hкл = 93,2 – 20,88 = 72,32 мм. Проверка правильности расчёта геометрических размеров зубцовой зоны  мм; t2пр’’ = b’z(2) + b1(2) = 6,38 + 7,6 = 13,98 мм; Δt2пр = t2пр’ – t2пр’’ = 13,98 – 13,98 = 0. Количество и размеры вентиляционных лопаток по [4, табл. 3.3]. Количество вентиляционных лопаток Nвл = 7. Длина вентиляционной лопатки lв.л. = 35 мм. Ширина конца вентиляционной лопатки hв.л. = 12 мм. Толщина конца вентиляционной лопатки bв.л. = 3 мм. Паз ротора показан на рис. 6.	Dк.ср	72,32	мм

Правильный выбор воздушного зазора во многом определяет энергетические показатели АД. Чем меньше воздушный зазор, тем меньше его магнитное сопротивление и магнитное напряжение, составляющее основную часть МДС магнитной цепи всей машины. Поэтому уменьшение зазора приводит к уменьшению МДС магнитной цепи и намагничивающего тока двигателя, благодаря чему возрастает его cosφ, и уменьшаются потери в меди обмотки статора. Но чрезмерное уменьшение воздушного зазора приводит к возрастанию амплитуды пульсаций индукции в зазоре и, как следствие этого, к увеличению поверхностных и пульсационных потерь. Поэтому КПД двигателей с очень малыми зазорами не улучшаются, а часто даже становится меньше.

В современных АД зазор выбирают, исходя из минимума суммарных потерь. Так как при увеличении зазора потери в меди возрастают, а пульсационные и поверхностные уменьшаются, то существует оптимальное соотношение параметрами, при котором сумма потерь будет наименьшей.

Параметры расчетов :

• 
  2p = 2 - Число полюсов
  
• 
  h = 100 мм - Высота оси вращения двигателя
  
• 
  D = 0,094 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора
  
• 
  Z₂ = 19 - Число пазов ротора
  
• 
  D_а = 0,168  м - Наружный диаметр магнитопровода статора
  
• 
  IP54 - Степень защиты
  
• 
  cosφ_н.пред = 0,89 - Предварительное значение коэффициента мощности
  
• 
  m₁ = 3 - Число фаз обмотки статора
  
• 
  W₁= 152 - Число витков в фазе статора
  
• 
  k_об1 = 0,958 - Обмоточный коэффициент
  
• 
  I_1н.пред = 7,57 А - Предварительное значение фазного тока статора
  
• 
  B_δ = 0,727 Тл - Расчетное значение индукции в воздушном зазоре
  
• 
  t₂ = 15,4 мм - Зубцовое деление ротора
  
• 
  k_c = 0,97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0,5 мм и изоляции путем оксидирования
  
• 
  D₂ = 0,0932 м - Внешний диаметр ротора
  
• 
  b_Z(2)пред = 6,38 мм - Предварительное значение ширины зубца ротора
  
• 
  q_с.пред = 90,49 А/мм² - Предварительное значение сечения стержня обмотки ротора
  
• 
  b₁₍₂₎ = 7,6 мм - Диаметр закругления верхней части ротора
  
• 
  b₂₍₂₎ = 4,2 мм - Диаметр закругления нижней части паза ротора
  
• 
  h_ш(2) = 0,5 мм - Глубина прорези паза ротора
  
• 
  h'_ш(2) = 0 мм - Высота перемычки над пазом ротора
  
• 
  b'_Z(2) = 6,39 мм - Первое проверочное число параллельности граней зубцов ротора
  
• 
  b''_Z(2) = 6,38 мм - Второе проверочное число параллельности граней зубцов ротора
  
• 
  h_п(2) = 16,7 мм - Высота паза ротора
  
• 
  B_δ = 0,727 Тл - Расчетное значение индукции в воздушном зазоре
  
• 
  Φ = 5,81∙10^-3 Вб - Расчетное значение магнитного потока
  
• 
  l_δ = 0,085 м - Расчетная длина воздушного зазора
  
• 
  I_2н.пред = 316,7 А - Предварительное значение номинального фазного тока ротора
  
• 
  q_с = 90,36 мм² - Площадь сечения стержня ротора
  
• 
  J₂ = 3,5·10⁶ А/м² - Плотность тока в стержне ротора