Расчёт трёхфазного асинхронного двигателя при ремонтно-восстановительных работах

         D – внутренний диаметр сердечника статора, мм (по заданию);

         l₀₁ – длина активной стали сердечника статора, мм ;

         n₁ – синхронная частота вращения, об/мин (по заданию);

         k_об1 – обмоточный коэффициент по первой гармонике.

5.2 Линейный и  фазный токи обмотки статора,  А

                                                                                                (5.2)

где  U₁ – линейное напряжение для схемы соединения обмоток звездой или треугольником, В (по заданию).

Фазный ток  обмотки статора, А:

• при соединении звездой   I_ф = I_л= 57,3 А

5.3 Определены  зависимости допустимой плотности  тока в обмотках различных машин. Она повышается с уменьшением габаритов двигателя и с повышением интенсивности охлаждения (например, в машинах защищенного исполнения по сравнению с закрытыми обдуваемыми). С учетом изложенного следует принять:

• для двигателей защищенного исполнения (IP23) нормально вентилируемых: 
  J₁=6,0÷4,5=6 А/мм²;

5.4 Определяем  расчетное сечение эффективных  проводников обмоточного провода,  мм², при условии, что параллельные ветви в обмотке отсутствуют ( a = 1):

                                                                                                                   (5.3)

5.5 После  выбора марки провода и определения  расчетного диаметра обмоточного  провода с изоляцией  d_из, необходимо проверить возможность прохода провода через шлиц (входную щель) паза по условию:

                                                               (5.4)

где d_из.доп – допустимый диаметра изолированного обмоточного провода,  
            который может пройти в паз, мм;

      b_ш1 – ширина шлица паза статора, мм (по заданию);

∑δ_из.ПК – сумма толщин материала изоляции пазовой коробки, мм

      Принимаем d_из.доп = 2,22 мм 

5.6Зная диаметр изолированного провода, который проходит в шлиц паза  d_из.доп по таблице 5.1 определяем площадь его поперечного сечения q_п.доп, мм²

 

5.7Находим сечение эффективных проводов (q_эф1) и количество элементарных проводников в эффективном (n_эл): 

5.8Окончательный выбор обмоточного провода по условию возможности размещения проводов в пазу

   Окончательный выбор сечения эффективных проводов, количества элементарных проводников в эффективном и число параллельных ветвей фазы производится после размещения в пазу проводников обмотки и пазовой изоляции.

   Задача  решается в следующем порядке.

5.9 Вычерчивается  паз статора в масштабе  10:1

5.10 В  контуре паза вычерчивается в масштабе пазовая изоляционная коробка и прокладка на дно паза

5.11 Рассчитывается количество проводов, которое необходимо разместить в пазу:

                                                                                          (5.5)

      где w_к – соответственно числа витков катушки и фазы обмотки  
       5.12 В масштабе вычерчивают, начиная с дна паза, изолированные проводники, размещая их плотно друг к другу. При двухслойных обмотках после укладки половины проводов, которые нужно разместить в пазу, вычерчивается в масштабе междуслойная прокладка 

   5.13 Критерием удовлетворительного  заполнения паза является степень  использования объема паза для  размещения меди обмотки, которая  называется коэффициентом заполнения  паза медью:

                                                                                                                                 (5.6)

  Плотность укладки проводников в пазу оценивается  технологическим коэффициентом  заполнения проводниками свободной от изоляции площади поперечного сечения паза:

                                                                                                                        (5.7)

Заполнение  считается удовлетворительным при:

           K_м = 0,28÷0,35

           K_З = 0,68÷0,73

      Таким образом, в результате выполнения раздела  5 определены окончательный диаметр  и площадь поперечного сечения  провода, количество элементарных проводников  и параллельных ветвей, которые используются в дальнейших расчетах. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Определение номинальной мощности двигателя 

  Номинальная мощность двигателя, кВт:

    P_н = √3·U_1н·I_1н·cosφ_н·η_н·10^-3=1,73·380·77,5·0,88·0,92·10^-3=41.2                         (6.1)

  где U_1н – номинальное линейное напряжение, В (по заданию);

I_1н – номинальный линейный ток, А. Рассчитывается по фазному с учетом схемы соединения обмотки статора;

Номинальный фазный ток обмотки статора, А:

     I_1фн= q_эл∙n_эл∙a∙J₁=3,23∙4∙1∙6=77,5                                                                     (6.2)

   где  q_эл, n_эл, a, J₁ – принимаются по окончательному заполнению паза;

cosφ_н  и η_н – приближенные значения коэффициента мощности и КПД асинхронных двигателей.

        Следует отметить, что  полученное выше значение номинальной  мощности двигателя является приближенным и при реальном проектировании уточняется в процессе теплового расчета и испытаний отремонтированного по конкретному проекту двигателя на нагрев. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Литература 

Основная  литература

1. Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов/ И.П.Копылов, Б.К.Клоков, В.П.Морозкин, Б.Ф.Токарев; Под ред. И.П.Копылова. – 3-е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк., 2002. – 757 с.: ил.
2. Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин: Учебник для вузов/ под ред. О.Д. Гольдберга. – М. Высш. шк.,1984. – 431 с., ил.
3. Жерве Г.К. Обмотки электрических машин. – Л.: Энергоатомиздат, 1989. – 400 с.: ил.
4. Комолов В.Г. Ремонт электрических машин. – М.: "Энергия", 1975. – 170 с.: ил.
5. Винников И.М. Технология и расчеты при ремонте двигателей переменного тока. –  М.: "Энергия", 1970. – 224 с.: ил.
6. Жерве Г.К. Расчет асинхронного двигателя при перемотке.–Л.:"Энергия", 1967.– 148 с.: ил.
7. М. Лившиц-Гарик. Обмотки машин переменного тока, Перевод с англ. – М.: Госэнергоиздат, 1959. – 766с.: ил.

 

      Дополнительная  литература

1.  Д.  Пешков И.Б. Обмоточные провода. – М.: Энергоатомиздат, 1995. – 416 с.

2. Д.  Справочник по электрическим машинам: В 2т./ Под общей ред. 
      И.П. Копылова, Б.К. Клокова. – М.: Энергоатомиздат, 1988, 1989. 1т. 456с., 
      2т. 688с.

3.  Д.  Электротехнический справочник: В 4т. Т.2: Электротехнические изделия   и устройства/ Под общ. ред. профессора МЭИ В.Г. Герасимова и др. – М.:  
Издательство МЭИ, 1998. 516с.