3. Расчетная часть

3.1 Техническое задание:

Спроектировать трехфазный асинхронный электродвигатель в соответствии со следующими данными:

номинальная мощность, P2=45 кВт;

номинальное линейное напряжение, U_Л = 380 В;

схема соединения обмоток статора, Y;

степень защиты, IP44;

кратность момента М_КР/М_Н = 2,1;

синхронная угловая скорость, n₁ = 3000 об/мин.

число пар полюсов:

3.2 Выбор главных размеров

1. По рис. 9.18 [1, с. 343] определяем высоту оси вращения (предварительно), h=0,175 м. Принимаем ближайшее стандартное значение высоты оси вращения h=180 мм; и внешнего диаметра статора , согласно таб. 9.8[1, с. 344].

Рис. 9.18, а

2. При определении внутреннего диаметра статора D, принимая, что размеры пазов не зависят от числа полюсов машины, получаем приближенное выражение: , (1) где k_D – коэффициент, характеризующий отношение внутренних и внешних диаметров сердечников асинхронных двигателей.

По таб. 9.9 [1, с. 344] принимаем k_D = 0,55.

Внутренний диаметр статора м.

3. Полюсное деление (2)

где р – число пар полюсов.

м

4. Расчетная мощность по формуле (9.4) [1, с.344]:

, (3)

где Р₂ – мощность на валу двигателя, кВт;

k_E = 0,985 – отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, значение которого принимаем по рис. 9.20 [1, с. 345],

Предварительные значения и , находятся по ГОСТ. Приближенные значения =0,89 и = 0,8 - по рис. 9.21 а [1, с. 345].

Рис. 9.20

Рис. 9.21, а

5. Электромагнитные нагрузки (предварительно по рис. 9.22, б [1, с. 346])

Тл.

6. Обмоточный коэффициент (предварительно для однослойной обмотки)

7. Расчетная длина магнитопровода по формуле 9.6 [1, с. 348]

, (4)

где - синхронная угловая скорость двигателя по формуле 9.5 [1, с. 348];

- коэффициент формы поля.

8. Критерием правильности выбора D и служит отношение: .

Значение находится в допустимых пределах (см. рис. 9.25 [1, с.348]).

На этом выбор главных размеров заканчивается.

3.3 Расчет обмотки статора

Определение , и площади поперечного сечении провода обмотки статора

1. Принимаем зубцовое деление (по рис. 9.26 [1, с. 351]): мм; мм.

2. Число пазов статора по формуле (9.16) [1, с. 351]

; (5)

.

3. Принимаем окончательное число пазов статора из выбранного диапазона =50, тогда . Обмотка однослойная.

Рис. 9.25

4. Зубцовое деление статора (окончательное)

м.

5. Число эффективных проводников в пазу [предварительно, при условии, а=1 по формуле (9.17) [1, с. 352]]

(6)

где А – принятое ранее значение линейной нагрузки , А/м;

I_1ном. - номинальный ток обмотки статора, А;

, по формуле 9.18 [1, с. 352] (7)

Тогда:

Принимаем а=1, тогда по формуле 9.19 [1, с.352]12,92проводников.

Полученное число округляем до четного целого: = 13

6. Окончательное число витков в фазе обмотки по 9.20 [1, с.352]:

; (8)

Имеем:

7. Окончательное значение линейной нагрузки по 9.21 [1, с. 353]:

; (9)

Получим:

8. Определяем магнитный поток по формуле 9.22 [1, с. 353]

(10)

(для однослойной обмотки с по табл.3.16 [1, с. 112], ;

Получим:

9. Определяем индукцию в воздушном зазоре по формуле 9.23 [1, с. 353]:

(11)

Имеем:

10. Определяем плотность тока в обмотке статора, значения А и находятся в допустимых пределах (см. рис. 9.22, б [1, с.346]).

(12)

где по рис. 9.27, б [1, с.355]).

Рис. 9.27, б

11. Площадь поперечного сечения эффективных проводников, определяют, исходя из тока одной параллельной ветви и допустимой плотности тока в обмотке по формуле 9.24 [1, с.353]): .

(13)

12.Сечение эффективного проводника (окончательно):

принимаем число элементарных проводников , тогда Принимаем обмоточный провод марки ПЭТВ (см. приложение 3 [1, с.713]),

13. Плотность тока в обмотке статора (окончательно) по формуле 9.27 [1, с. 356]:

. (14)