Магнитная цепь машины. Размеры, конфигурация, материалы

Магнитная цепь машины. Размеры, конфигурация, материалы

 

Конфигурация

 

Принимаем изоляцию класса нагревостойкости F

 

2.1.1 Количество пар полюсов [9-1]

 

р=60∙ f/n₁=60∙ 50/1500=2

 

2.1.2 Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора [рис. 11-1]

 

х'_{σ *}=0, 08 o.e.

 

2.1.3 Коэффициент мощности нагрузки [11-1]

 

к_н=

 

2.1.4 Предварительное значение КПД [рис. 11-2]

 

η '=0, 92

 

Главные размеры

 

2.2.1 Расчетная мощность [1-12]

 

Р'=к_нР₂/cosφ =1.05∙ 132/0.8=173, 25 кВт

 

2.2.2 Высота оси вращения [табл. 11-1]

 

h=315 мм

 

2.2.3 Допустимое расстояние от корпуса до опорной поверхности [табл. 9-2]

 

h₁=7 мм

 

2.2.4 Наружный диаметр корпуса [1-27]

 

D_корп=2(h-h₁)=2(315-7)=616 мм

 

2.2.5 Максимально допустимый наружный диаметр сердечника статора [таб­л. 9-2]

 

D_н1max=590 мм

 

2.2.6 Выбираемый наружный диаметр сердечника статора [§ 11-3]

 

D_н1=590 мм

 

 

2.2.7 Внутренний диаметр сердечника статора [§ 11-3]

 

D₁=6+0.69D_н1=6+0.69*590=413 мм

 

2.2.8 Предварительное зн-ние линейной нагрузки статора [рис. 11-3]

 

А'₁=390 А/см

 

2.2.9 Предварительное значение магнитной индукции в воздушном зазоре в но­минальном режиме, [рис. 11-4]

 

В'_б=0, 83 Тл

 

2.2.10 Предварительное значение максимальной магнитной индукции в воздуш­ном зазоре машины при х.х. [11-3]

 

В'_б0=В'_б/к_н=0, 83/1, 05=0, 79 Тлφ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ ∙ ∙ φ φ

 

2.2.11 Полюсное деление статора [1-5]

 

мм

 

2.2.12 Индуктивное сопротивление машины по продольной оси [рис. 11-5]

 

х_d*=2.4 о. е.

 

2.2.13 Индуктивное сопротивление реакции якоря по продольной оси [11-4]

 

х_ad*=х_d* - х_{σ *}=2, 4-0, 08=2.32 о. е.

 

2.2.14 Коэффициент, учитывающий наличие зазоров в стыке полюса и сердеч­ника ротора или полюсного наконечника и полюса [§ 11-3]

 

к'=1, 07

 

2.2.15 Расчетная величина воздушного зазора между полюсным наконечником и сердечником статора [11-2]

 

мм

 

2.2.16 Уточненная величина воздушного зазора [§ 11-3]

 

б=2.3 мм

 

2.2.17. В машинах с h=315-450 мм по [§ 11-3] применяем эксцентричную форму воздушного зазора по [рис. 11-8]

 

 

2.2.18 Отношение максимальной величины зазора к минимальной [§ 11-3]

 

б''/б'=1, 5

 

2.2.19 Воздушный зазор по оси полюса [11-13]

 

б'=б/1, 125=2.3/1, 125=2.05 мм

 

2.2.20 Воздушный зазор под краем полюсного наконечника [11-14]

 

б''=б/0, 75=2.3/0, 75=3.1 мм

 

2.2.21 Коэффициент полюсной дуги действительный [§ 11-3]

 

α =0, 73-8.57∙ 10­^-5∙ D_н1=0, 73-8.57∙ 10^-5∙ 590=0.67

 

2.2.22 Коэффициент полюсной дуги расчетный [рис. 11-9]

 

­α '=0, 66

 

Сердечник статора

 

Марка стали 2312, изолировка листов лакировка, толщина стали 0, 5 мм

 

2.3.1 Коэффициент заполнения сердечника статора сталью [§ 9-3]

 

к_с=0, 95

 

2.3.2 Коэффициент формы поля возбуждения [рис. 11-9]

 

к_в=1, 16

 

2.3.3 Обмоточный коэффициент [§ 9-3, стр. 119]

 

к_об1=0, 91

2.3.4 Расчетная длина сердечника статора [1-31]

 

мм

 

2.3.5 Количество пакетов стали в сердечнике статора [11-16]

 

n_n1=1

 

2.3.6 Конструктивная длина сердечника статора [1-33, § 9-3]

 

ℓ ₁=ℓ '₁=140 мм

 

2.3.7 Отношение конструктивной длины к внутреннему диаметру сердечника статора [9-2]

 

λ =ℓ ₁/D₁=140/413=0, 34

 

2.3.8 Проверка по условию λ < λ _max [рис. 11-10]

 

λ _max=1, 1> 0, 34= λ

 

2.3.9 Количество пазов на полюс и фазу [§ 11-3]

 

q₁=5

 

2.3.10 Количество пазов сердечника статора [9-3]

 

z₁=2∙ р∙ m₁∙ q₁=2∙ 2∙ 3∙ 5=60

 

2.3.11 Проверка правильности выбора значения z₁ [11-15]

 

z₁/g∙ m₁=K,

где К – целое число,

g – общий делитель чисел z₁ и p

 

60/2∙ 3=10 – целое число

 

Сердечник ротора

 

Марка стали Ст3, толщина листов 1, 5 мм, листы без изоляции, коэффици­ент заполнения сердечника ротора сталью к_с=0, 98

 

2.4.1 Длина сердечник ротора [11-20]

 

ℓ ₂=ℓ ₁+15=140+15=155 мм

 

 

2.5 Сердечник полюса и полюсный наконечник

 

 

Марка стали Ст3, толщина листов 1, 5 мм, листы без изоляции, коэффици­ент заполнения сердечника полюса и полюсного наконечника сталью к_с=0, 98

 

2.5.1 Длина шихтованного сердечника полюса [11-19]

 

ℓ _п=ℓ ₁+15=140+15=155 мм

 

2.5.2 Магнитная индукция в основании сердечника полюса [§ 11-3]

 

В'_п=1, 45 Тл

 

2.5.3 Предварительное значение магнитного потока [9-14]

 

Ф'=В'_б∙ D₁∙ ℓ '₁∙ 10^-6/р=0, 83∙ 413∙ 140∙ 10^-6/2=0, 024 Вб

 

 

2.5.4 Ширина дуги полюсного наконечника [11-25]

 

b_н.п=α ∙ =0.67∙ 324.2=217 мм

 

2.5.5 Радиус очертания полюсного наконечника при эксцентричном воздушном зазоре [11-26]

 

мм

 

2.5.6 Ширина полюсного наконечника, определяемая хордой [11-28]

 

b'_н.п=2R_н.пsin(0.5b_н.п/R_н.п)=2∙ 199∙ sin(0, 5∙ 217/199)=206.6 мм

 

2.5.7 Высота полюсного наконечника у его края [§ 11-3]

 

h'_н.п=11 мм

 

2.5.8 Высота полюсного наконечника по оси полюса для машин с эксцентрич­ным зазором [11-29]

 

h_н.п=h'_н.п+R_н.п - мм

 

2.5.9 Поправочный коэффициент [11-24]

 

к_σ =1, 25∙ h_н.п+25=1, 25∙ 32+25=75

 

2.5.10 Предварительное значение коэффициента магнитного рассеяния полюсов [11-22]

 

 

σ '=1+к_σ ∙ 35∙ б/ ²=1+75∙ 35∙ 2, 3/324, 2²=1, 06

 

2.5.11 Ширина сердечника полюса [11-21]

 

b_п=σ '∙ Ф'∙ 10⁶/(к_с∙ ℓ _п∙ В'_п)=1, 06∙ 0, 024∙ 10⁶/(0, 98∙ 155∙ 1, 45)=115, 2 мм

 

2.5.12 Высота выступа у основания сердечника [11-32]

 

h'_п=10, 5∙ б'+0, 18∙ D₁=10, 5∙ 2, 05+0, 18∙ 413=95, 8 мм

 

2.5.13 Предварительный внутренний диаметр сердечника ротора [11-33]

 

D'₂=d_в=к_в∙ мм

 

 

2.5.14 Высота спинки ротора [11-34]

 

h_с2=0, 5∙ D₁-б-h'_п- h_н.п -0, 5∙ D'₂=0, 5∙ 413-2, 3-40-95, 8-0, 5∙ 101, 4=17, 7 м

 

2.5.15 Расчетная высота спинки ротора с учетом прохождения части магнитного потока по валу [11-35]

 

h'_с2=h_с2+0, 5∙ D'₂=17, 7+0.5∙ 101, 4=68, 4 мм

 

2.5.16 Магнитная индукция в спинке ротора [11-36]

 

В_с2= Тл

3 Обмотка статора

 

3.1 По [табл. 9-4, § 9-4] принимаем двухслойную петлевую обмотку с жесткими секциями из про­вода марки ПЭТП-155, укладываемую в прямоугольные полуоткрытые пазы.

 

3.2 Коэффициент распределения [9-9]

 

к_р1= ,

где α =60/q₁

 

3.3 Укорочение шага [§ 9-4]

 

при 2p≥ 4 принимаем β '₁=0, 8

 

3.4 Шаг обмотки [9-11]

 

у_п1=β ₁∙ z₁/(2∙ p)=0, 8∙ 60/(2∙ 2)=12

 

3.5 Укорочение шага обмотки статора по пазам [11-37]

 

β ₁=2∙ р∙ у_п1/z₁=2∙ 2∙ 12/60=0, 8

 

3.6 Коэффициент укорочения [9-12]

 

к_у1=sin(β ₁∙ 90˚ )=sin(0, 8∙ 90)=0, 951

 

3.7 Обмоточный коэффициент [9-13]

 

к_об1=к_р1∙ к_у1=0, 96∙ 0, 951=0, 913

 

3.8 Предварительное количество витков в обмотке фазы [9-15]

w'₁=

 

3.9 Количество параллельных ветвей обмотки статора [§ 9-3]

 

а₁=2

 

3.10 Предварительное количество эффективных проводников в пазу [9-16]

 

N'_п1=

 

Принимаем N_п1=10

 

3.11 Уточненное количество витков [9-17]

 

 

3.12 Количество эффективных проводников дополнительной обмотки в пазу [§ 11-4]

N_д=1

 

3.13 Количество параллельных ветвей фазы дополнит-ной обмотки [§ 11-4]

 

а_д=2

 

3.14 Количество витков дополнительной обмотки статора [11-38]

 

 

3.15 Уточненное значение магнитного потока [9-18]

 

Ф=Ф'(w'₁/w₁)=0, 024(49, 8/50)=0, 0239 Вб

 

3.16 Уточненное значение индукции в воздушном зазоре [9-19]

 

В_б=В'_б(w'₁/w₁)=0, 83∙ (49, 8/50)=0, 828 Тл

 

3.17 Предварительное значение номинального фазного тока [11-40]

 

А

 

3.18 Уточненная линейная нагрузка статора [9-21]

 

А/см

 

3.19 Среднее значение магнит. индукции в спинке статора [табл.9-13]

 

В_с1=1, 65 Тл

 

 

3.20 Обмотка статора с прямоугольными открытыми пазами [табл. 9-16]

 

В'_з1max=1, 7∙ 0, 95=1, 615 Тл

 

3.21 Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора [9-22]

 

t₁=π ∙ D₁/z₁=3.14∙ 413/60=21, 6 мм

 

 

3.22 Предельная ширина зубца в наиболее узком месте [9-47]

 

b'_з1min= мм

 

3.23 Предварительная ширина полуокрытого паза в штампе [9-48]

 

b'_п1=t_1min-b'_з1min=21, 6-11, 7=9, 9 мм

 

3.24 Высота спинки статора [9-24]

 

h_c1= мм

 

3.25 Высота паза [9-25]

 

h_n1=(D_н1-D₁)/2-h_c1=(590-413)/2-49, 3=39, 2 мм

 

3.26 Общая толщина изоляции обмотки в пазу по высоте [прил. 28]

 

h_и=6, 5 мм

 

3.27 Общая толщина изоляции обмотки в пазу по щирине [прил. 28]

 

2b_и=2, 2 мм

 

3.28 Высота шлица [§ 9-4]

 

h_ш=1, 0 мм

 

3.29 Высота клина [§ 9-4]

 

h_к=3, 5 мм

 

3.30 Ширина зубца в наиболее узком месте [§ 9-4]

 

b'_з1min=10 мм

 

3.31 Предварительная ширина паза в штампе [9-48]

 

b'_п1=t_1min-b'_з1min=21, 6-10=11, 6 мм

 

3.32 Припуск на сборку сердечника по ширине [§ 9-4]

 

b_c=0, 3 мм

 

3.33 Припуск на сборку сердечника по высоте [§ 9-4]

 

h_c=0, 3 мм

 

3.34 Количество эффективных проводников по ширине паза [§ 9-4]

 

N_ш=2

 

3.35 Допустимая ширина эффективного проводника с витковой изоляцией [9-50]

 

b'_эф=(b'_n1-2b_и1-b_c)/N_ш=(11, 6-2, 2-0, 3)/2=4, 56 мм

 

3.36 Количество эффективных проводников по высоте паза [9-52]

 

N_в=N_п1/N_ш=10/2=5

 

3.37 Допустимая высота эффективного проводника [11-49] (с₀=0, 9)

 

а'_эф=(с₀∙ h_n1-h_и-h_k-h_ш-h_с)/N_в=(0, 9∙ 39, 2-6, 5-3, 5-1-0, 3)/5=4, 8 мм

 

3.38 Площадь эффективного проводника [9-53]

 

S'_эф=а'_эф∙ b'_эф=4, 8∙ 4, 56=21, 9 мм²

 

3.39 Количество элементарных проводников в одном эффективном [§ 9-4]

 

с=3

 

3.40 Меньший размер неизолированного элементарного провода [9-54]

 

а'=(а'_эф/с_а)-Δ _и=4, 8/3-0, 15=1, 45 мм

 

где Δ _и=0, 15 мм – двухсторонняя толщина изоляции провода [прил. 3]

 

3.41 Больший размер неизолированного элементарного провода [9-55]

 

b'=(b'_эф/с_b)-Δ _и=4, 56/1-0, 15=4, 41 мм

 

3.42 Размеры провода [прил. 2]

 

а × b=1, 4 × 4, 5 мм

S=6 мм²

 

3.43Размер по ширине паза в штампе [9-57]

 

b_n1=N_ш∙ с_b(b+Δ _и)+2∙ b_и1+b_с=2∙ 1(4, 5+0.15)+2, 2+0, 3=11, 8 мм

 

3.44 Уточненная ширина зубца в наиболее узкой части [9-58]

 

b_з1min=t_1min -b_n1=21, 6-11, 8=9, 8 мм

 

3.45 Уточненная магнитная индукция в узкой части зубца статора [9-59]

 

В_з1max=t₁∙ B_б/(b_з1mink_c)=21, 6∙ 0, 828/(9, 8∙ 0, 95)=1, 92 Тл

 

3.46 Размер основной обмотки статора по высоте паза [11-50]

 

h_п.о=N_в.ос_о.в(а+Δ _и.а)+h_и.о=5∙ 3(1, 4+0, 15)+4, 5=27, 75 мм

 

3.47 Изоляция обмотки статора [прил. 28]

 

h_и.д=2 мм

 

3.48 Размер даполнительной обмотки статора по высоте паза [11-51]

 

h_п.д=N_в.дс_д.в(а+Δ _и.а)+h_и.д=1∙ 3(1, 4+0, 15)+2=6, 65 мм

 

3.49 Уточненная высота паза статора в штампе [11-52]

 

h_п1=h_п.о+h_п.д+h_к+h_ш+h_с=27, 75+6, 65+3, 5+1, 0+0, 3=39, 2 мм

 

3.50 Среднее зубцовое деление статора [9-40]

 

t_ср1=π (D₁+h_п1)/z₁=3, 14(413+39, 2)/60=23, 8 мм

 

3.51 Средняя ширина катушки обмотки статора [9-41]

 

b_ср1=t_ср1∙ у_п1=23, 8∙ 12=284, 1 мм

 

3.52Средняя длина одной лобовой части обмотки [9-60]

 

ℓ _л1=1, 3∙ b_ср1+h_п1+50=1, 3∙ 284, 1+39, 2+50=458, 6 мм

 

3.53 Средняя длина витка обмотки [9-43]

 

ℓ _ср1=2∙ (ℓ ₁+ℓ _л1)=2∙ (140+458, 1)=1197 мм

 

3.54 Длина вылета лобовой части обмотки [9-63]

 

ℓ _в1=0, 4∙ b_ср1+h_п1/2+25=0, 4∙ 284, 1+39, 2/2+25=158, 3 мм

 

3.55 Плотность тока в обмотке статора [9-39]

 

J₁=I₁/(S∙ c∙ a₁)=180, 4/(6∙ 3∙ 2)=5, 0 А/мм²

 

3.56 Определяем значение А₁*J₁

 

А₁*J₁=417, 2∙ 5, 0=2090, 7 A²/(cм∙ мм²)

 

3.57 Допустимое значение (А₁*J₁)_доп [рис. 11-12]

 

(А₁*J₁)_доп=3100> 2090, 7=А₁*J₁

4 Демпферная (пусковая) обмотка

 

4.1 Суммарная площадь поперечного сечения стержней демпферной обмотки на один по­люс [11-53]

 

S_2Σ =0, 015∙ τ ∙ А₁/J₁=0, 015∙ 324, 2∙ 417, 2/5=405, 0 мм²

 

4.2 Зубцовое деление полюсного наконечника ротора [§ 11-5]

 

t'₂=21, 6 мм

 

4.3 Предварительное количество стержней демпферной обмотки на один по­люс [11-54]

 

N'₂=1+(b_н.п-20)/t'₂=1+(217-20)/21, 6=11

 

4.4 Предварительный диаметр стержня демпферной обмотки [11-55]

 

d'_с=1, 13 мм

 

4.5 Диаметр и сечение стержня [§ 11-5]

 

d_с=6 мм; S=28, 3 мм²

4.6 Определяем отношение h'_н.п/d [§ 11-5]

 

h'_н.п/d_с=11/6=1, 83≥ 1, 7

 

4.7 Минимальная ширина крайнего зубца полюсного наконечника [§ 11-5]

 

b_з2min=8 мм

 

4.8 Уточненное значение зубцового деления полюсного наконечника [11-56]

 

t₂=(b_н.п – d_c – 2b_з2min)/(N₂-1)=(217-6-2∙ 8)/(11-1)=19, 5 мм

 

4.9 Диаметр круглой части паза полюсного наконечника [11-57]

 

d_п2=d_с+0, 1=6+0, 1=6, 1 мм

 

4.10 Размеры шлица паза демпферной обмотки [§ 11-5]

 

b_ш2× h_ш2=3× 3 мм

 

4.11 Предварительная длина стержня демпферной обмотки [11-58]

 

ℓ '_ст=ℓ ₁+0, 2∙ τ =140+0, 2∙ 324, 2=205 мм

 

 

4.12 Площадь поперечного сечения [11-59]

S'_с=0, 5S_2Σ =0, 5∙ 405, 0=202, 5 мм²

 

4.13 Высота короткозамыкающего сегмента [§ 11-5]

 

h'_с≥ 2∙ d_с=2∙ 6=12 мм

 

4.14 Ширина короткозамыкающего сегмента [§ 11-5]

 

ℓ '_с≥ 0, 7∙ d_с=0, 7∙ 6=4, 2 мм

4.15 Уточненные размеры и сечение короткозамыкающего сегмента [прил. 2]

 

h_c× ℓ _с=12, 5× 4, 25 мм

S_с= 52, 27 мм².

5 Расчет магнитной цепи

Воздушный зазор

 

5.1.1 Расчетная площадь поперечного сечения возд-ного зазора [11-60]

 

S_б=α '∙ τ (ℓ '₁+2∙ б)=0, 66∙ 324, 2∙ (140+2∙ 2, 3)=30960 мм²

 

5.1.2 Уточненное значение магн. индукции в воздушном зазоре [11-61]

 

В_б=Ф∙ 10⁶/S_б=0, 024∙ 10⁶/30960=0, 773 Тл

 

5.1.3 Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения статора [9-116]

 

к_б1=1+

 

5.1.4 Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения ротора [9-117]

 

к_б2=1+

 

5.1.5 Коэффициент, учитывающий уменьшение магнитного сопротивления воздушного
зазора при наличии радиальных каналов [§ 9-7]

 

к_к=1

 

5.1.6 Общий коэффициент воздушного зазора [9-120]

 

к_б=к_б1∙ к_б2∙ к_к=1, 14∙ 1, 033∙ 1=1, 18

 

5.1.7 МДС для воздушного зазора [9-121]

 

F_б=0, 8∙ б∙ к_б∙ В_б∙ 10³=0, 8∙ 1, 18∙ 2, 3∙ 0, 773 ∙ 10³=1678 А

 

Зубцы статора

 

5.2.1 Зубцовое деление статора в минимальном сечении зубца [9-46]

 

t_1min=π ∙ (D₁+2∙ h_ш1+2∙ h_k)/z₁=3, 14∙ (413+2∙ 1+2∙ 3, 5)/60=22, 08 мм

 

 

5.2.2 Зубцовое деление статора в максимальном сечении зубца [9-128]

 

t_1max=π ∙ (D₁+2∙ h_п)/z₁=3, 14∙ (413+2∙ 39, 2)/60=25, 72 мм

 

5.2.3 Ширина зубца в наиболее узкой части [9-58]

 

b_з1min= t_1min – b_п1=22, 08-11, 8=10, 28 мм

 

5.2.4 Ширина зубца в наиболее широкой части [9-129]

 

b_з1max= t_1max – b_п1=25, 72-11, 8=13, 92 мм

 

5.2.5 Ширина зубца в средней части [9-130]

 

b_з1ср=( b_з1min + b_з1max)/2=(10, 28+13, 92)/2=12, 1 мм

 

5.2.6Магнитная индукция зубца статора в наиболее узкой части [9-59]

 

В_з1max=t₁∙ B_б/(b_з1mink_c)=21, 6∙ 0, 773/(10, 28∙ 0, 95)=1, 72 Тл

 

5.2.7Маг-ная индукция зубца статора в наиболее широкой части [9-131]

 

В_з1max=t₁∙ B_б/(b_з1maxk_c)=21, 6∙ 0, 773/(13, 92∙ 0, 95)=1, 27 Тл

 

5.2.8Магнитная индукция зубца статора в средней части [9-132]

 

В_з1ср=t₁∙ B_б/(b_з1срk_c)=21, 6∙ 0, 773/(12, 1∙ 0, 95)=1, 46 Тл

 

5.2.9Коэффициент зубцов в наиболее узкой части [9-133]

 

k_з1max=[t_1min/(b_з1mink_c)]-1=[25, 72/(10, 28∙ 0, 95)]-1=1, 26

 

5.2.10 Коэффициент зубцов в наиболее широкой части [9-134]

 

k_з1min=[t_1max/(b_з1maxk_c)]-1=[22, 08/(13, 92∙ 0, 95)]-1=0, 94

 

5.2.11 Напряженность магн-ного поля в наиболее узкой части [прил. 9]

 

H_з1max= 20 А/см

 

5.2.12 Напряженность магнитного поля в наиболее широкой части [прил. 8, прил. 15]

 

H_з1min= 6, 77 А/см

 

5.2.13 Напряженность магнитного поля в средней части

[прил. 8, прил. 15]

 

H_з1ср= 10, 2 А/см

 

5.2.14 Среднее значение напряж-ти магнитного поля в зубцах [9-136]

 

H_з1 = (H_з1max + 4∙ H_з1ср+ H_з1min)/6=(20+4∙ 10, 2+6, 77)/6=11, 3 А/см

 

5.2.15 Средняя длина пути магнитного потока [9-124]

L_з1=h_п1=39, 2 мм

5.2.16 МДС для зубцов [9-125]

 

F_з1=0, 1∙ Н_з1∙ L_з1=0, 1∙ 39, 2∙ 11, 3=44, 3 А

 

Спинка статора

 

5.3.1 Расчетная площадь поперечного сечения спинки статора [11-66]

 

S_c1=h_c1∙ ℓ _c1∙ k_c=49, 3∙ 140∙ 0, 95=6557 мм²

 

5.3.2 Расчетная магнитная индукция [11-67]

 

В_с1=Ф∙ 10⁶/2(S_c1)=0, 024∙ 10⁶/(2∙ 6557)=1, 82 Тл

 

5.3.3 Напряженность магнитного поля [прил. 12]

 

Н_с1=38, 0 А/см

5.3.4 Средняя длина пути магнитного потока [9-166]

 

L_с1=π (D_н1-h_с1)/(4р)=3, 14(590-49, 3)/(2∙ 4)=212, 3 мм

 

5.3.5 МДС для спинки статора [11-68]

 

F_с1=0, 1∙ Н_с1L_с1=0, 1∙ 38∙ 212, 3=807 А

 

Зубцы полюсного наконечника

 

5.4.1 Магнитная индукция в зубцах полюсного наконечника [11-69]

 

В_з2= Тл

 

5.4.2 Напряженность магнитного поля в зубцах полюсного наконечника [при­л. 21]

 

Н_з2=11, 3 А/см

 

5.4.3 Средняя длина пути магнитного потока в зубцах полюсного наконечника [11-70]

 

L_з2=h_ш2+d_п2=3+6, 1=9, 1 мм

 

5.4.4 МДС для зубцов полюсного наконечника [11-71]

 

F_з2=0, 1H_з2L_з2=0, 1∙ 11, 3∙ 9, 1=10, 3 А

 

Полюсы

 

5.5.1 Величина выступа полюсного наконечника [11-72]

 

b''_п=0, 5(b'_н.п – b_п)=0, 5(206, 6-115, 1)=45, 7 мм

 

5.5.2 Высота полюсного наконечника [11-83]

 

h_н=(2h_н.п+h'_н.п)/3=(2∙ 40+11)/3=30, 3 мм

 

5.5.3 Расстояние между боковыми поверхностями смежных полюсных наконеч­ников [11-84]

 

а_н.п=[π (D₁-2б''-h'_н.п)/2р]-b'_н.п=[3, 14(413-2∙ 2, 3-11)/(2∙ 2)]-206, 6=104, 3 мм

 

5.5.4 Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния [11-85]

 

λ _н.п= =

=

 

5.5.5 Длина пути магнитного потока в полюсе [11-87]

 

L_н=h'_п+0, 5h_н.п – L_з2=95, 8+0, 2∙ 40-9, 1=106, 7 мм

 

5.5.6 Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния по сердечникам полюсов
[11-88]

 

λ _п.с= =

5.5.7 Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния по торцам полю­сов [11-89]

 

λ _п.в=37∙ b_п/ℓ _п=37∙ 115, 1/155=27, 5

 

5.5.8 Коэф-нт магнитной проводимости потока рассеяния полюсов [11-90]

 

λ _п=λ _н.п+λ _п.с+λ _п.в=40, 6+78+27, 5=146, 2

 

5.5.9 МДС для статора и воздушного зазора [11-91]

 

F_бзс=F_б+F_з1+F_с1=1678+44, 3+807=2530 А

 

5.5.10 Магнитный поток рассеяния полюсов [11-92]

 

Ф_σ =4∙ λ _п∙ ℓ _н.п∙ F_бзс∙ 10^-11=4∙ 146, 2∙ 155∙ 2530 ∙ 10^-11=0, 0023 Вб

 

5.5.11 Коэффициент рассеяния магнитного потока [11-93]

 

σ =1+Ф_σ /Ф=1+0, 0023/0, 024=1, 096

 

5.5.12 Расчетная площадь попер-го сечения сердечника полюса [11-94]

 

S_п=к_сℓ _пb_п=0, 98∙ 115, 1∙ 155=17500 мм²

 

5.5.13 Магнитный поток в сердечнике полюса [11-95]

 

Ф_п=Ф+Ф_σ =0, 024+0, 0023=0, 0262 Вб

 

5.5.14 Магнитная индукция в сердечнике полюса [11-96]

 

В_п=Ф_п/(S_п∙ 10^-6)=0, 0262/(17500 ∙ 10^-6)=1, 5 Тл

 

5.5.15 Напряженность магн-ного поля в сердечнике полюса [прил. 21]

 

Н_п=28, 9 А/см

 

5.5.16 Длина пути магнитного потока в полюсе

L_п=L_н=106, 7 мм

 

5.5.17 МДС для полюса [11-104]

 

F_п=0, 1∙ L_п∙ Н_п=0, 1∙ 106, 7∙ 28, 9=308, 4 А

 

Спинка ротора

 

5.6.1 Расчетная площадь поперечного сечения спинки ротора [11-105]

 

S_с2=ℓ ₂ ∙ h'_с2 ∙ к_с=155∙ 68, 4∙ 0, 98=10390 мм²

 

5.6.2 Среднее значение индукции в спинке ротора [11-106]

 

В_c2=σ ∙ Ф∙ 10⁶/(2∙ S_с2)=1, 096∙ 0, 024∙ 10⁶/(2∙ 10390)=1, 26 Тл

 

5.6.3 Напряженность магнитного поля в спинке ротора [прил. 21]

 

Н_c2=14, 6 А/см

 

5.6.4 Средняя длина пути магнитного потока в спинке ротора [11-107]

 

L_с2=[π (D₂+2h_c2)/(4p)]+0, 5h'_с2=[3, 14(101, 4+2∙ 17, 7)/(4∙ 2)+0, 5∙ 68, 4=87, 9 мм

 

5.6.5 МДС для спинки ротора [9-170]

 

F_c2=0, 1∙ L_c2∙ H_c2=0, 1∙ 87, 9∙ 14, 6=128, 4 А

 

Вентиляционный расчет

 

Принята система вентиляции аксиальная [§ 11-13]

 

12.3.1 Необходимый расход воздуха [5-28]

 

V_в= = м³/с

 

12.3.2 Эквивалентное аэродинамическое сопр-ние воздухопровода [§ 11-13]

 

z₁=200 Па∙ с²/м

 

12.3.3 Наружный диаметр вентилятора [10-382]

 

D_вен2=0, 85D₁=0, 85∙ 413=351 мм

 

12.3.4 Внутренний диаметр колеса вентилятора [10-383]

 

D_вен1=0, 65D₁=0, 65∙ 413=268, 5 мм

 

12.3.5 Длина лопатки вентилятора [10-384]

 

l_л=0, 13D₁=0, 13∙ 413=53, 7 мм

 

12.3.6 Количество лопаток вентилятора [10-385]

 

N_л= D_вен2/20=351/20≈ 18

 

12.3.7 Линейная скорость вентилятора по наружному диаметру [5-34]

V_вен2= π ∙ D_вен2∙ n/(6∙ 10⁴)=3, 14∙ 351∙ 1500/60000=27, 6 м/с

 

12.3.8 Линейная скорость вентилятора по внутреннему диаметру [5-35]

 

V_вен1= π ∙ D_вен1∙ n/(6∙ 10⁴)=3, 14∙ 268, 5∙ 1500/60000=21, 1 м/с

 

12.3.9 Напор вентилятора [5-33]

 

H₀=η _а.о∙ γ (V²_вен2-V²_вен1)=0, 6∙ 1, 23(27, 6²-21, 1²)=233, 6 Па,

 

где η _а.о=0, 6 – аэродинамический КПД вентилятора [§ 5-6];

γ = 1.23 кг/м³ – плотность воздуха.

 

12.3.10 Площадь поперечного сечения входных отверстий вентилятора [5-37]

 

S_вен=0, 92π ∙ D_вен2∙ l_л∙ 10^-6=0, 92∙ 3, 14∙ 351∙ 53, 7∙ 10^-6=0, 0545 м²

 

12.3.11 Максимальный расход воздуха [5-36]

 

V_{в max}=0, 42∙ V_вен2∙ S_вен =0, 42∙ 27, 6∙ 0, 0545=0, 631 м³/с

 

12.3.12 Действительный расход воздуха [5-38]

 

V_в =V_{в max} м³/с

 

12.3.13 Действительный напор вентилятора [5-38]

 

Па

13 Масса и динамический момент инерции

 

Масса

 

13.1.1 Масса стали сердечника статора [11-255]

 

m_с1Σ =m_з1+m_с1=29+86, 9=115, 9 кг

 

13.1.2 Масса стали полюсов [11-256]

 

m_сп=7, 8∙ 10^-6к_сℓ _п(b_пh'_п+к_кb_нпh_нп)2р=

=7, 8∙ 10^-6∙ 0, 98∙ 155(115, 2∙ 95, 8+0, 8∙ 217, 1∙ 40)∙ 4=85, 2 кг

 

13.1.3 Масса стали сердечника ротора [11-257]

 

m_с2=6, 12к_с10^-6ℓ ₁[(2, 05h_с2+D₂)²-D₂]=

=6, 12∙ 0, 98∙ 10^-6∙ 155[(2, 05∙ 17, 7+101, 4)-101, 4]=17, 5 кг

 

13.1.4 Суммарная масса активной стали статора и ротора [11-258]

 

m_сΣ =m_с1Σ +m_сп+m_с2=115, 9+85, 2+17, 5 =218, 6 кг

 

13.1.5 Масса меди обмотки статора [11-259]

 

m_м1=8, 9∙ 10^-6m₁(a₁w₁ℓ _ср1S₀+a_dw_dℓ _срдS_эфд)=

=8, 9∙ 10^-6∙ 3(3∙ 32∙ 1282, 2∙ 4, 075+4∙ 3∙ 1282, 2∙ 4, 0375∙ 2)=17, 3 кг

 

13.1.6 Масса меди демпферной обмотки [11-260]

 

m_м.д=8, 9∙ 10^-62р(N'₂Sℓ '_ст+b'_н.пS_с+0, 6S_сС_п)=

=8, 9∙ 10^-6∙ 4(11∙ 28, 3∙ 204, 9+206, 6∙ 52, 27+0, 6∙ 52, 27∙ 2)=2, 66 кг

 

13.1.7 Суммарная масса меди [11-261]

 

m_мΣ = m_м1+ m_м.п +m_мд =17, 3+97+2, 66=120, 7 кг

 

13.1.8 Суммарная масса изоляции [11-262]

 

m_и=(3, 8D^{1, 5}_н1+0, 2D_н1ℓ ₁)10^-4=(3, 8∙ 590^{1, 5}+0, 2∙ 590∙ 140)∙ 10^-4=7, 1 кг

 

13.1.9 Масса конструкционных материалов [11-264]

 

m_к=АD_н1+В=0, 32∙ 590+400=588, 8 кг

 

 

13.1.10 Масса машины [11-265]

 

m_маш=m_сΣ +m_мΣ +m_и+m_к=218, 6+120, 7+7, 1+588, 8=935, 2 кг

Магнитная цепь машины. Размеры, конфигурация, материалы

 

Конфигурация

 

Принимаем изоляцию класса нагревостойкости F

 

2.1.1 Количество пар полюсов [9-1]

 

р=60∙ f/n₁=60∙ 50/1500=2

 

2.1.2 Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора [рис. 11-1]

 

х'_{σ *}=0, 08 o.e.

 

2.1.3 Коэффициент мощности нагрузки [11-1]

 

к_н=

 

2.1.4 Предварительное значение КПД [рис. 11-2]

 

η '=0, 92

 

Главные размеры

 

2.2.1 Расчетная мощность [1-12]

 

Р'=к_нР₂/cosφ =1.05∙ 132/0.8=173, 25 кВт

 

2.2.2 Высота оси вращения [табл. 11-1]

 

h=315 мм

 

2.2.3 Допустимое расстояние от корпуса до опорной поверхности [табл. 9-2]

 

h₁=7 мм

 

2.2.4 Наружный диаметр корпуса [1-27]

 

D_корп=2(h-h₁)=2(315-7)=616 мм

 

2.2.5 Максимально допустимый наружный диаметр сердечника статора [таб­л. 9-2]

 

D_н1max=590 мм

 

2.2.6 Выбираемый наружный диаметр сердечника статора [§ 11-3]

 

D_н1=590 мм

 

 

2.2.7 Внутренний диаметр сердечника статора [§ 11-3]

 

D₁=6+0.69D_н1=6+0.69*590=413 мм

 

2.2.8 Предварительное зн-ние линейной нагрузки статора [рис. 11-3]

 

А'₁=390 А/см

 

2.2.9 Предварительное значение магнитной индукции в воздушном зазоре в но­минальном режиме, [рис. 11-4]

 

В'_б=0, 83 Тл

 

2.2.10 Предварительное значение максимальной магнитной индукции в воздуш­ном зазоре машины при х.х. [11-3]

 

В'_б0=В'_б/к_н=0, 83/1, 05=0, 79 Тлφ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ ∙ ∙ φ φ

 

2.2.11 Полюсное деление статора [1-5]

 

мм

 

2.2.12 Индуктивное сопротивление машины по продольной оси [рис. 11-5]

 

х_d*=2.4 о. е.

 

2.2.13 Индуктивное сопротивление реакции якоря по продольной оси [11-4]

 

х_ad*=х_d* - х_{σ *}=2, 4-0, 08=2.32 о. е.

 

2.2.14 Коэффициент, учитывающий наличие зазоров в стыке полюса и сердеч­ника ротора или полюсного наконечника и полюса [§ 11-3]

 

к'=1, 07

 

2.2.15 Расчетная величина воздушного зазора между полюсным наконечником и сердечником статора [11-2]

 

мм

 

2.2.16 Уточненная величина воздушного зазора [§ 11-3]

 

б=2.3 мм

 

2.2.17. В машинах с h=315-450 мм по [§ 11-3] применяем эксцентричную форму воздушного зазора по [рис. 11-8]

 

 

2.2.18 Отношение максимальной величины зазора к минимальной [§ 11-3]

 

б''/б'=1, 5

 

2.2.19 Воздушный зазор по оси полюса [11-13]

 

б'=б/1, 125=2.3/1, 125=2.05 мм

 

2.2.20 Воздушный зазор под краем полюсного наконечника [11-14]

 

б''=б/0, 75=2.3/0, 75=3.1 мм

 

2.2.21 Коэффициент полюсной дуги действительный [§ 11-3]

 

α =0, 73-8.57∙ 10­^-5∙ D_н1=0, 73-8.57∙ 10^-5∙ 590=0.67

 

2.2.22 Коэффициент полюсной дуги расчетный [рис. 11-9]

 

­α '=0, 66

 

Сердечник статора

 

Марка стали 2312, изолировка листов лакировка, толщина стали 0, 5 мм

 

2.3.1 Коэффициент заполнения сердечника статора сталью [§ 9-3]

 

к_с=0, 95

 

2.3.2 Коэффициент формы поля возбуждения [рис. 11-9]

 

к_в=1, 16

 

2.3.3 Обмоточный коэффициент [§ 9-3, стр. 119]

 

к_об1=0, 91

2.3.4 Расчетная длина сердечника статора [1-31]

 

мм

 

2.3.5 Количество пакетов стали в сердечнике статора [11-16]

 

n_n1=1

 

2.3.6 Конструктивная длина сердечника статора [1-33, § 9-3]

 

ℓ ₁=ℓ '₁=140 мм

 

2.3.7 Отношение конструктивной длины к внутреннему диаметру сердечника статора [9-2]

 

λ =ℓ ₁/D₁=140/413=0, 34

 

2.3.8 Проверка по условию λ < λ _max [рис. 11-10]

 

λ _max=1, 1> 0, 34= λ

 

2.3.9 Количество пазов на полюс и фазу [§ 11-3]

 

q₁=5

 

2.3.10 Количество пазов сердечника статора [9-3]

 

z₁=2∙ р∙ m₁∙ q₁=2∙ 2∙ 3∙ 5=60

 

2.3.11 Проверка правильности выбора значения z₁ [11-15]

 

z₁/g∙ m₁=K,

где К – целое число,

g – общий делитель чисел z₁ и p

 

60/2∙ 3=10 – целое число

 

Сердечник ротора

 

Марка стали Ст3, толщина листов 1, 5 мм, листы без изоляции, коэффици­ент заполнения сердечника ротора сталью к_с=0, 98

 

2.4.1 Длина сердечник ротора [11-20]

 

ℓ ₂=ℓ ₁+15=140+15=155 мм

 

 

2.5 Сердечник полюса и полюсный наконечник

 

 

Марка стали Ст3, толщина листов 1, 5 мм, листы без изоляции, коэффици­ент заполнения сердечника полюса и полюсного наконечника сталью к_с=0, 98

 

2.5.1 Длина шихтованного сердечника полюса [11-19]

 

ℓ _п=ℓ ₁+15=140+15=155 мм

123Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. IV. ЗАЧЕТНО – ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2. В ночь на 28 апреля по приказанию Святослава вокруг Доростола был выкопан глубокий ров, чтобы осаждающие не могли близко подойти к крепостной стене и установить свои осадные машины.
3. Выданные запасные части и материалы
4. Для теории и практики эл.привода большое значение имеют понятия механической характеристики рабочей машины.
5. Для теории и практики электропривода большое значение имеют понятия механической характеристики рабочей машины.
6. Другие строительные материалы
7. Затраты на основные материалы (сталь листовая, профильная)
8. Издержки на топливо, сырье и материалы.
9. Изоляционные материалы и их обработка.
10. Информационно-аналитические материалы
11. Искробезопасная электрическая цепь
12. Как следует поступить судье, если материалы дела об административном правонарушении направлены в суд за несколько дней до истечения срока давности привлечения к административной ответственности?