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: 6 из 16

5. РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Рис. 7. Расчётная схема магнитной цепи.

Поле в машине подразделяют на главное поле и поле рассеяния. Под главным понимают поле, магнитные линии которого сцеплены с витками как первичной, так и вторичной обмотки. Полем рассея­ния называют поле, линии которого сцеплены с витками какой-либо одной из обмоток — статора или ротора (соответственно поле рас­сеяния статора и поле рассеяния ротора).

Магнитные линии главного поля замыкаются по магнитопроводам статора и ротора и пересекают воздушный зазор. Элементы магнитопроводов и зазоры, по которым проходит главный поток каждой пары полюсов, называют магнитной цепью машины. Расчёт магнитной цепи заключается в определении суммарного магнитно­го напряжения всех её участков, соответствующего определённому значению потока. Суть расчёта заключается в том, чтобы по известному магнитному потоку и известным геометрическим размерам всех участков магнитной цепи определить МДС и затем намагничивающий ток (реактивную составляющую тока холостого хода).

№ п/п	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения	Обозна­чение	Вели­чина	Размер­ность
58.	Магнитное напряжение воздушного зазора Fδ = Bδkδδ = = 1,59·106·0,727·1,248·0,4·10-3 = 577,0 А, где коэффициент воздушного зазора – kδ = kδ1∙kδ2 = 1,221∙1,022 = 1,248. , , где , .	Fδ	577	А
59.	Магнитные напряжения зубцовой зоны статора Fz(1) = 2hz(1)Hz(1) = 2·15·10-3·1400 = 42,0  А, где hz(1) = hп(1) = 15 мм; расчетная индукция в зубцах  Тл; по [4, табл. 4.2], напряженности поля в зубцах для стали 2013 Hz(1) = 1400 А/м при Bz(1) = 1,77 Тл. Проверка допустимого значения индукции ΔBz(1) = Bz1max – Bz(1) = 1,9 – 1,77 = 0,13 Тл > 0.	Fz(1)	42	мм
60.	Магнитные напряжения зубцовой зоны ротора Fz(2) = 2hz(2)Hz(2) = 2·16,3·10-3·1520 = 49,55 А, где hz(2) = hп(2) – 0,1·b2(2) = 16,7 – 0,1·4,2 = 16,3 мм; индукция в зубце  Тл, по [4, табл. 4.2] Hz(2) = 1520 А/м при Bz(2) = 1,8 Тл. Проверка допустимого значения индукции ΔBz(2) = Bz2max – Bz(2) = 1,95 – 1,8 = 0,15 Тл > 0	Fz(2)	49,55	мм
61.	Коэффициент насыщения зубцовой зоны .	kz	1,16
62.	Магнитное напряжение ярма статора Fa = LaHa = 0,229·750 = 171,75 А, где длина средней магнитной линии ярма статора −  м;  Тл; по [4, табл. 4.4] напряженность поля ярма Hа = 750 А/м при Ba = 1,6 Тл.	Fa	171,75	А
63.	Магнитное напряжение ярма ротора Fj = LjHj = 0,0208·295 =  6,14 А, где длина средней магнитной линии потока в ярме ротора −  м; где высота спинки ротора  мм; индукция в ярме ротора −  = Тл, где расчетная высота ярма ротора , по [4, табл. 4.4] напряженность поля ярма Hj = 295 А/м при Bj = 1,26 Тл. Условная высота ярма ротора  = 22,43 мм.	Fj	6,14		А
64.	Магнитное напряжение на пару полюсов Fц = Fδ + Fz(1) + Fz(2) + Fa + Fj = = 577 + 42 + 49,55 + 171,75 + 6,14 = 846,4 А.	Fц	846,4		А
65.	Коэффициент насыщения магнитной цепи . Значение находится в рекомендуемых пределах 1,3–1,5.	kμ	1,47
66.	Намагничивающий ток 2,15 А; относительное значение . Значение находится выше рекомендуемых пределов 0,18–0,2, что для машин малой мощности допустимо.	Iμ*	0,284

Полученное значение k_z позволяет предварительно оценить правильность выбранных размерных соотношений и обмоточных данных рассчитываемого асинхронного двигателя. Если k_z<1,2, то зубцовая зона мало использована или зазор взят слишком большим. Если k_z>1,6, то имеет место чрезмерное насыщение зубцовой зоны или зазор взят слишком малым.

Для рационально спроектированных асинхронных двигателей коэффициент насыщения магнитной цепи лежит в пределах: 1,3≤kμ≤1,5

Если kμ<1,3, то в двигателе избыток стали. Если kμ>1,5, то в двигателе сильное насыщение (недостаток стали).

Относительное значение I_μ* служит определенным критерием правильности выбора воздушного зазора и расчета размеров магнитопровода и параметров обмотки статора двигателя. В рационально спроектированных двигателях относительное значение намагничивающего тока находится в пределах I_μ*=0,18÷0,2 (если 2р=2).

Параметры расчетов :

• 
  h = 100 мм - Высота оси вращения двигателя
  
• 
  b_ш(1) = 3,5 мм - Значение ширины шлица паза статора
  
• 
  δ = 0,4 мм - Величина воздушного зазора
  
• 
  t₁ = 0,0123 м - Значение зубцового деления статора
  
• 
  μ₀ = 1.256×10^-6 Гн/м - Магнитная проницаемость воздуха
  
• 
  B_δ = 0,727 Тл - Расчетное значение индукции в воздушном зазоре
  
• 
  b₁₍₁₎ = 7,8 мм - Ширина паза статора в штампе, соответствующая углу β=45°
  
• 
  b₂₍₁₎ = 11 мм - Ширина паза статора в штампе
  
• 
  k_c = 0,97 - Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0,5 мм и изоляции путем оксидирования
  
• 
  b_Z(1) = 5,2 мм - Ширина зубца статора
  
• 
  h_Z(1) = 15 мм - Высота зубца статора
  
• 
  H_Z(1) = 1400 А/м - Напряженность магнитного поля
  
• 
  b₁₍₂₎ = 7,6 мм - Диаметр закругления верхней части ротора
  
• 
  b'_Z(2) = 6,39 мм - Первое проверочное число параллельности граней зубцов ротора
  
• 
  b₂₍₂₎ = 4,2 мм - Диаметр закругления нижней части паза ротора
  
• 
  b''_Z(2) = 6,38 мм - Второе проверочное число параллельности граней зубцов ротора
  
• 
  b_Z(2) = 6,38 мм - Ширина зубца ротора
  
• 
  B_δ = 0,727 Тл - Расчетное значение индукции в воздушном зазоре
  
• 
  t₂ = 15,4 мм - Зубцовое деление ротора
  
• 
  2013 - Марка электротехнической стали
  
• 
  B'_Z(2)ср = 1,8 Тл - Расчетное значение индукции в среднем сечении зубца ротора
  
• 
  H_Z(2)ср = 1400 А/м - Напряженность магнитного поля в среднем сечении зубца ротора
  
• 
  h_Z(2) = 16,3 мм - Расчетная высота зубца ротора
  
• 
  F_Z(1) = 42 А - Магнитное напряжение (МДС) зубцовой зоны статора
  
• 
  F_δ = 577 А - Магнитное напряжение (МДС)воздушного зазора
  
• 
  D_а = 0,168  м - Наружный диаметр магнитопровода статора
  
• 
  D = 0,094 м - Внутренний диаметр магнитопровода статора
  
• 
  h_п(1) = 15 мм - Высота паза статора в штампе
  
• 
  2p = 2 - Число полюсов
  
• 
  Φ = 5,81∙10^-3 Вб - Расчетное значение магнитного потока
  
• 
  l_δ = 0,085 м - Расчетная длина воздушного зазора
  
• 
  B_a = 1,6 Тл - Индукция в ярме статора
  
• 
  L_a = 0,229 м - Длина средней магнитной силовой линии в ярме статора
  
• 
  D₂ = 0,0932 м - Внешний диаметр ротора
  
• 
  D_j = 1,26 м - Внутренний диаметр сердечника ротора
  
• 
  h_п(2) = 16,7 мм - Высота паза ротора
  
• 
  B_j = 1,26 Тл - Индукция в ярме ротора
  
• 
  L_j = 0,0208 м - Длина средней магнитной силовой линии в ярме ротора
  
• 
  F_δ = 42 А - Магнитное напряжение (МДС)воздушного зазора
  
• 
  F_Z(1) = 49,55 А - Магнитное напряжение (МДС) зубцовой зоны статора
  
• 
  F_Z(2) = 171,75 А - Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора
  
• 
  F_a = 6,14 А - Магнитное напряжение (МДС) ярма 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