motor+25kw orlov leonid.doc

Cuprins

Cuprins......................................................................................................................2

Introducere.................................................................................................................3

1. Alegerea dimensiunilor de bază............................................................................4

2. Determinarea z1,W şi secţiunea înfăşurării statorice.............................................6

3. Calculul dimensiunilor zonei de crestături a statorului şi întrefierului.................8

4. Calculul rotorului.................................................................................................10

5. Calculul curentului de magnetizare.....................................................................13

6. Parametrii regimului de funcţionare....................................................................16

7. Calculul pierderilor..............................................................................................20

8. Caracteristicile de funcţionare.............................................................................23

9. Calculul termic....................................................................................................27

Concluzii..................................................................................................................30

Bibliografia..............................................................................................................32

Pagina

2Mod Coala Nr. document Semnăt. Data

Introducere

Proiectul de curs este dedicat calculului unui motor asincron trifazat cu rotorul

scurtcircuitat de P=25 kW , cu protecţia IP44 la turaţia nominală de n=1000 rot/min.

Motorul este de menire industrială generală.

Maşina electrică reprezintă în ansamblu un convertor electromecanic de energie,

care transformă energia electrică a curentului alternativ de alimentare în putere mecani-

-că la arbore.

Constructiv motorul conţine două părţi:

1.Statorul (partea imobilă ), compus din miezul feromagnetic, confecţionat din

tole de oţel electrotehnic, laminat la rece, în crestăturile izolate ale căruia este plasată

înfăşurarea trifazată monostrat; carcasa cu tălpile de fixare şi bulon de ridicare; scuturile

cu rulmenţi sau paliere; capacul ventilatorului.

2.Rotorul( partea rotativă), care conţine miezul rotoric, confecţionat din acelaşi

oţel, în crestăturile căruia este turnată înfăşurarea polifazată scurtcircuitată,

confecţionată din aluminiu; arborele (axul) cu rulmenţi şi ventilatorul.

Proiectarea acestui motor se efectuează conform metodei propusă de И.П.

Копылов şi conţine :determinarea mărimilor electrice de bază; calculul zonei de dantură

statorică şi rotorică; calculul parametrilor pentru regimul de funcţionare şi a curentului

la mersul în gol; calculul caracteristicilor de funcţionare , calculul termic simplificat

calculul ventilaţiei şi elaborarea părţii grafice.

Toate calculele se finalizează cu o verificare care constă în introducerea la

calculator a mărimilor de bază de unde obţinem valorile caracteristicilor de pornire şi de

funcţionare care trebuie să fie aproximativ egale cu cele calculate manual, dacă valorile

obţinute la calculator nu sunt egale cu cele calculate respectiv cu cele incluse în

standard rezultă că calculele nu sunt efectuate corect şi va trebui de verificat toate

calculele din nou.

Pagina


1. Alegerea dimensiunilor de bază

1.1. Numărul de perechi de poli

1.2. Înălţimea axei de rotaţie

(în prealabil) conform fig.1.7,a.Din tab.1.6 se acceptă valoarea mai apropiată şi mai

mică h=200 mm şi Da=0.349 m

1.3. Diametrul interior statoric

din tab.1.7

1.4. Pasul polar

1.5. Puterea de calcul

conform(1.4)

din fig.1.8 şi din fig.1.9

1.6. Solicitările electromagnetice

conform fig.1.11,a

1.7. Factorul de înfăşurare pentru înfăşurarea într-un strat (în

prealabil)

Pagina


1.8. Lungimea de calcul

(unde conform (1.5)

1.9. Raportul

Pagina


2. Determinarea z1,W şi secţiunea înfăşurării statorice.

2.1. Valorile prealabile ale pasului dentar t1

(după fig.1.15)

2.2. Numărul de crestături statorice

se determină cu relaţia (1.16)

Acceptăm , atunci

2.3. Pasul dentar statoric (definitiv)

2.4. Numărul de conductoare efective din crestătură (în prealabil)

din condiţia că a =2

conform (1.18)

= =21.2 22

Pagina


2.5. Definitivăm valoarea

conform expresiei (1.20)



2.6. Densitatea curentului în înfăşurarea statorică (în prealabil)


conform fig.1.16, b

2.7. Secţiunea efectivă a conductorului (în prealabil)

conform (1.24)

unde ; acceptăm ; atunci

2.8. Densitatea curentului din înfăşurarea statorică (definitiv)

conform (1.27)

Pagina


3. Calculul dimensiunilor zonei de crestături a statorului şi

întrefierului.

Crestătura statorică fig.1.19, a, cu corelarea dimensiunilor, asigură paralelismul

marginilor laterale ale dinţilor.

3.1. Acceptăm în prealabil conform tab.1.10

conform tab.1.11 pentru tole de oţel oxidate este conform formulei (1.28)

3.2. Dimensiunile crestăturii ştanţate

le acceptăm egale tab.1.12

conform (1.41)

conform(1.42)

conform expresiilor (1.45;1.46)

3.3. Dimensiunile crestăturii în lumină după împachetare

conform (1.47)

Pagina


Aria secţiunii transversale a crestăturii pentru dispunerea conductorilor conform(1.51)

Aria secţiunii transversale a garniturii izolante

Aria secţiunii transversale a izolaţiei de crestătură

unde grosimea relativă a izolaţiei din crestătură conform tab.A.1.8

3.4. Factorul de umplere a crestăturii

Pagina


4. Calculul rotorului.

4.1. Mărimea întrefierului

se ia după fig.1.21 şi este egală cu:

4.2. Numărul de crestături rotorice

conform tab.1.15

4.3. Calcularea diametrului exterior

4.4. Pasul dentar

4.5. Lungimea pachetului rotoric

4.6. Diametrul interior al rotorului

este egal cu diametrul arborelui, deoarece miezul este fixat direct pe arbore şi se

calculează cu relaţia

conform 1.16

4.7. Curentul barei rotorice

se calculează cu relaţia

unde conform fig.1.22. conform expresiei (1.68)

Pagina


de aici

4.8. Aria secţiunii transversale a barei

se calculează conform relaţiei (1.69)

densitatea curentului din bara coliviei turnate din aluminiu se ia egală cu

4.9. Crestătura rotorică

este arătată în fig.1.27,b,acceptăm

Lăţimea acceptată a dintelui se calculează cu relaţia

Dimensiunile crestăturii conform relaţiei (1.74)


după formula (1.76)

Acceptam b1=9.1mm; b2=7 mm; h1=14.4 mm;

Înălţimea totală a crestăturii

Pagina


Secţiunea barei se determină conform relaţiei (1.78)

4.10. Densitatea curentului

4.11. Inelele de scurtcircuitare

fig.(1.26).Aria secţiunii transversale se determină cu relaţia (1.73)

Conform expresiei (1.71) şi (1.72)

Dimensiunile inelelor de scurtcircuitare

Pagina


5. Calculul curentului de magnetizare.

5.1. Valoarea inducţiei

se calculează cu(1.104)

conform relaţiei (1.104)


în conformitate cu relaţia (1.107)

înălţimea de calcul a jugului rotoric în conformitate cu relaţia (1.109) avem

5.2. Tensiunea magnetică a întrefierului


unde conform relaţiei (1.110)

5.3. Tensiunea magnetică a zonei de dantură pentru stator

pentru rotor

Pagina


conform tab.A.11.7 pentru oţelul 2013 şi

iar pentru

5.4. Factorul de saturaţie a zonei de dantură

conform relaţiei

5.5. Tensiunea magnetică a jugului statoric şi rotoric

conform (1.121)

conform (1.123)

în conformitate cu tab.A.11.6

conform (1.124)

unde conform (1.125)

5.5. Tensiunea magnetică pentru o pereche de poli

conform relaţiei(1.127)

Pagina


5.6. Factorul de saturaţie a circuitului magnetic

conform (1.128)

5.7. Curentul de magnetizare

conform relaţiei(1.129)

valoarea relativă, în conformitate (1.130)

Pagina


6. Parametrii regimului de funcţionare.

6.1. Rezistenţa de fază a înfăşurării statorice.

în conformitate cu (1.31)

Pentru clasa durabilităţii termice a izolaţiei F, temperatura de calcul

pentru cupru

Lungimea conductorilor fazei înfăşurărilor în conformitate cu (1.133)

conform (1.134)

unde conform tab.1.19

Lungimea axială a capetelor de bobină

unde conform tab.1.19 Valoarea relativă

6.2. Rezistenţa înfăşurării fazice rotorice

în conformitate cu(1.164)

conform(1.165)

unde pentru înfăşurarea rotorică turnată din aluminiu

Pagina


Raportăm la numărul de spire al înfăşurării în conformitate cu (1.169)

Valoarea relativă

6.3. Reactanţa de fază a înfăşurării statorice


unde din tabelul 1.22 (fig.1.38,g) avem


şi conform relaţiei (1.170)

conform (1.172)

Pagina


Valoarea relativă

6.4. Reactanţa fazică a înfăşurării rotorice


unde conform tab.1.23 (fig.1.40,a,i)

unde

unde conform relaţiei (1.156)

în conformitate cu expresia (1.176)

în conformitate cu expresia (1.174)

conform (1.175)

Pagina


deoarece

Reactanţa se raportează la numărul de spire ale statorului, conform (1.176)

Valoarea relativă

Pagina


7. Calculul pierderilor.

7.1. Pierderile principale în fier.

în conformitate cu relaţia (1.183)

unde şi pentru oţelul 2013.conform tab.1.24 şi formulei (1.184)

unde


7.2. Pierderile de suprafaţă


conform

unde

conform (1.186)

Pagina


pentru conform fig. 1.41

7.3. Pierderile prin pulsaţie în dinţii rotorici

conform (1.196)

unde

conform (1.197)

7.4. Suma pierderilor suplimentare din oţel

conform (1.198)

7.5. Pierderile totale din oţel

conform (1.199)

7.6. Pierderile mecanice


7.7. Pierderile suplimentare în regim nominal

7.8. Mersul în gol.


Pagina


conform


conform (1.215)

Pagina


8. Caracteristicile de funcţionare.


conform (1.180)


utilizăm formula aproximativă, deoarece conform (1.217)

conform (1.22)

conform (1.223)

Pierderile constante ce nu se modifică la variaţia alunecării

Acceptăm şi calculăm caracteristicile de funcţionare, dându-se valori lui S:0.005, 0.01, 0.015, 0.02, 0.025, 0.03, 0.035,0.04,0.038Calculăm manual caracteristicile de funcţionare pentru S = 0.038

Coeficienţii folosiţi în calcule sunt următorii:

Pagina


Formulele de calcul

În continuare valorile coeficienţilor folosiţi în calculele de mai sus le introducem în calculator de unde obţinem valorile coeficienţilor de funcţionare pe care le introducem în următorul tabel

Pagina


Tabelul 1. Datele iniţiale pentru calculele caracteristicelor de funcţionare ale motorului asincron cu rotorul în scurtcircuit.

Nr. Formula de calcul Unităţi Alunecarea

0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.038

1 37.74 18.87 12.58 9.43 7.55 6.29 4.91

2 0 0 0 0 0 0 0

3 37.96 19.09 12.80 9.65 7.77 6.51 5.12

4 1.550 1.550 1.550 1.550 1.550 1.550 1.550

Pagina


5 37.99 19.15 12.89 9.78 7.92 6.69 5.35

6 A 5.71 11.48 17.06 22.5 27.77 32.87 40.65

7 - 0.999 0.997 0.993 0.987 0.981 0.973 0.958

8 - 0.041 0.081 0.120 0.159 0.196 0.232 0.286

9 A 6.817 12.48 17.97 23.246 28.269 33.014 39.978

10 A 11.51 12.2 13.32 14.84 16.71 18.89 22.91

11 A 13.374 17.452 22.37 27.57 32.83 38.034 46.078

12 A 5.96 11.83 17.57 23.17 28.61 33.86 41.87

13 kW 4.5 8.24 11.86 15.34 18.66 21.79 26.39

14 kW 0.118 0.2 0.329 0.5 0.708 0.95 1.395

15 kW 0.019 0.075 0.165 0.287 0.437 0.612 0.936

16 kW 0.011 0.018 0.03 0.045 0.064 0.086 0.126

17 kW 0.737 0.883 1.113 1.422 1.8 2.239 3.047

18 kW 3.762 7.354 10.74 13.92 16.85 19.551 24.33

19 - 0.836 0.893 0.906 0.907 0.904 0.897 0.885

20 - 0.51 0.715 0.803 0.843 0.861 0.868 0.868

Pagina


9. Calculul termic.

9.1. Depăşirea de temperatură a suprafeţei interioare a miezului

statoric în raport cu temperatura aerului din interiorul motorului.

se calculează (1.300)

din tab.1.30 conform (1.298)

unde din fig.1.59, b,

9.2. Căderea de temperatură în izolaţia crestăturii înfăşurării statorice

conform (1.301)

cu relaţia (1.302)

pentru izolaţia clasei din fig.1.62

pentru determinăm

Pagina


9.3. Căderea de temperatură în grosimea izolaţiei părţilor frontale ale

înfăşurării.

se calculează cu relaţia (1.305)

unde


9.4. Depăşirea medie a temperaturii înfăşurării statorice în raport cu

temperatura aerului din interiorul maşinii.

conform (1.307)

9.5. Depăşirea temperaturii aerului din interiorul maşinii în raport cu

temperatura mediului înconjurător.

se calculează cu (1.308)

cu (1.311)

unde

Pagina


conform (1.312)

unde din fig.1.63. pentru din fig.1.56, b

pentru

9.6. Depăşirea medie a temperaturii înfăşurării rotorice în raport cu

temperatura mediului înconjurător


9.7. Calculul ventilaţiei. Debitul necesar de aer de răcire.


cu (1.325)

9.8. Debitul de aer, asigurat de ventilatorul exterior

cu (1.326)

Deoarece ventilaţia este satisfăcută

Pagina


Concluzii

Acest proiect de curs a fost dedicat calculului unui motor asincron trifazat cu

rotorul scurtcircuiat cu puterea nominala de 25 kW si cu protecţia IP44 la turaţia

nominală de 1000 rot/min.

Toate calculele au fost efectuate conform cerinţelor înaintate, astfel fiecare

valoare obţinută am comparato cu cea necesară din standard.

Analizând “Alegerea dimensiunilor de bază a statorului şi a rotorului” putem

spune că au fost alese corect deoarece la stator diametrul exterior şi cel interior

formează raportul care este egal cu raportul inclus în standard; iar la

rotor le sunt egale cu care la fel corespunde cu cel din standard. Aceste

diametre corespund condiţiilor impuse de cerinţele la ştanţarea tolelor de oţel

electrotehnic pentru a micşora deşeurile, deasemeni ele sunt calculate reuşit fiindcă nu

există suprapunere sau lovire de către stator şi rotor.

Un alt element important în calculele este aflarea numărului de crestături

rotorice şi statorice care au valoarea de iar conform standardului avem

ceea ce înseamnă că numărul de crestături a fost determinat corect de unde

rezultă că ele asigură repartizarea suficientă a secţiilor înfăşurării.

Mai sunt încă alte mărimi importante care au fost obţinute şi care trebuie să

corespundă cerinţelor necesare. În calculul “Caracteristicilor de funcţionare” am

obţinut dar l-am ales de ceea ce înseamnă că calculele au fost

efectuate corect, deasemeni cu ajutorul calculatorului mai obţinem dar l-am

ales de iar standardul ne recomandă valoarea de ceea ce înseamnă

că şi aici am făcut alegerea corectă. O altă mărime din acest capitol este alunecarea care

am obţinuto de iar în standard o avem de ceea ce înseamnă că iarăşi

am obţinut alunecarea conform standardului.

Pagina


Ultimul capitol a proiectului a fost destinat “Calculului termic” unde am

determinat depăşirea medie a temperaturii înfăşurării rotorice în raport cu temperatura

mediului înconjurător care am obţinuto de . Tot în acest capitol am calculat

ventilaţia unde am obţinut debitul necesar de răcire egal cu iar debitul de

aer asigurat de ventilatorul exterior şi deoarece ventilaţia este

satisfăcută şi toate calculele au fost efectuate corect.

Pagina


Bibliografia

1.И.П.Копылов., Проектирование Электрических Машин, Учебник пособие для

вузов, Москва, Энергия, 1980.

2. Асинхронные двигатели серии 4А, Справочник, Москва, Энергоиздат, 1982

Pagina


motor+25kw orlov leonid.doc

Documents