B_сп1 = 0.5 Ф_δ k_σп/h_сп1πD_сп1k_смk_зсп , (1.37)

где k_σп =1,2 – коэффициент рассеяния потока;

k_зсп=0,9 - коэффициент, учитывающий конструкцию индуктора ЛАД и зависящий от количества сердечников в индукторе;

D_сп1 – средний диаметр спинки индуктора:

D_сп1 = D₁+2h_п1+h_сп1 , (1.38)

D_сп1= 21,3 см.

B_сп1 = 0,92 Тл.

Определяется напряжённость магнитного поля в спинке индуктора для B_сп1=0,92 Tл: Н_сп1=210 А/м

Вычисляется МДС спинки индуктора:

F_сп1 = Н_сп1τ₁ , (1.39)

F_сп1 = 18,9 A.

Находится индукция в зубцах бегуна:

B_з2 = B_бt₂/b_з2k_ст , (1.40)

B_з2= 6,675 Тл.

Определяется напряжённость магнитного поля в зубце бегуна для стали 2013 при B_з2=6,675 Т: Н_з2=241 А/м.

Определяется МДС зубцов бегуна:

F_з2 = 2Н_з2h_з2 , (1.41)

где h_з2= h_п2;

F_з2 = 12,05 А.

Вычисляется индукция в спинке бегуна:

В_сп2 = 2Ф_б/π(D_в²D₀²) , (1.42)

где

D_в = D₂ – h_з2, (1.43)

D_в = 3 см.

D₀ примем равным 0 м, т.е. сердечник бегуна – цельный;

В_сп2 = 18,224 Тл.

Определяется напряжённость магнитного поля в спинке бегуна для литой стали при В_сп2=2,223 Тл: Н_сп2=232 А/м

Вычисляется МДС спинки бегуна:

F_сп2 = H_сп2τ₁ , (1.44)

F_сп2 = 20,88 А.

Находится суммарная МДС:

F_μ = F_б+F_з1+F_сп1+F_з2+F_сп2, (1.45)

F_μ = 8,922х10³ А.

Определяется коэффициент насыщения:

k_нас = F _μ /F_б , (1.46)

k_нас = 1,008.

Таблица 1.4 – Расчет массы зубцов и сердечника

Наименование	Формулы	Ответ
Масса зубцов индуктора, кг	mз1 = Z1b1h1lксрρст	29,332
Масса зубцов бегуна, кг	mз2 = Z2πbз2 (D22-Dв2)ρст/4	5,054
Масса сердечника индуктора, кг	mсп1 = hсп1πl1Dсп1ρстkзап	76,099
Масса сердечника бегуна (в пределах активной зоны), кг	mсп2 = π(Dв2– D02)l1ρстkст	2,977

---

где ρ_ст = 7800 кг/м³ - удельная масса стали;

k_ст=1 – т.к. сердечник бегуна цельнометаллический (не шихтованный).




Таблица 1.5 – Расчет потерь в стали

Наименование	Формулы	Ответ
Потери в стали спинки индуктора, Вт	Рстс1 = Р1.0/50(f1/50)1,5kдсBсп12mсп1	0,164
Потери в стали сердечника бегуна, Вт	Рстс2 = Р1.0/50 (f1/50)1,5kдс Bсп22mсп2	2,521
Потери в стали в зубцах индуктора, Вт	Рстз1 = Р1.0/50 (f1/50)1,5kдзBз12mз1	2,604
Потери в стали зубцов бегуна, Вт	Рстз2 = Р1.0/50 (f1/50)1,5kдсBз22mз2	0,646
Основные потери в стали	Рст = Рстз1+Рстс1+Рстз2+Рстс2	5,936

где Р_1.0/50 =2,5 Вт/кг - удельные потери в стали 2013 толщиной 0,5 мм при индукции В=1Тл и частоте перемагничивания f=50 Гц;

k_д- коэффициент, учитывающий влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участков магнитопровода и технологических факторов. Для машин мощностью меньше 250 кВт можно принять k_дз=1,8 (для зубцов) и k_дс=1,6 (для сердечников). Для расчёта потерь в стали учитывается масса тех зубцов бегуна, которые находятся в пределах активной зоны индуктора.

Вычисляется намагничивающий ток:

I_μ = pF_μ/F_б , (1.47)

I_μ = 42,758 А.

Находится активная составляющая тока холостого хода:

I_0а = Р_ст/m₁E₁ , (1.48)

I_0а = 0,201 А.

Рассчитываются параметры схемы замещения:

r₁₂= P_cm/m₁I_0а² , (1.49)

r₁₂ = 48,76 Ом.

I_0р = I_μ.

x₁₂ = E₁/ I_0р , (1.50)

x₁₂ = 0,23 Ом.

z₁₂ =

---

, (1.51)

z₁₂ = 48,76 Ом.

r₀ = r₁₂x₁₂²/z₁₂² , (1.52)

r₀ = 1.08210^-3Ом.

x₀ = x₁₂r₁₂²/z₁²₂ , (1.53)

x₀ = 0,23 Ом.

Комплексный коэффициент C`<sub>1</sub> рассчитывается приближённо: C`₁=C₁:

C₁ = 1+x₁/x₀ , (1.54)

C₁ = 1,22.

Находится ток в фазе обмотки индуктора:

I₁ = , (1.55)

где

I_1dпр = I_0а+I_2ппрcosѰ₂ , (1.56)

I_1dпр = 40,021 А.

I_1qпр = I_0p+I_2ппрsinѰ₂ , (1.57)

I_1qпр = 46,404 А.

sinѰ₂ = x_2пр/z_2пр , (1.58)

sinѰ₂ = 0,091.

I₁ = 61,278 А.

Вычисляются электрические потери в обмотке индуктора

Р_э1= m₁I₁²r₁ , (1.59)

Р_э1=5,025х10³ Вт.

Вычисляются электрические потери в короткозамкнутой обмотке бегуна:

Р_э2 = m₁I_2ппр²r_2пр , (1.60)

Р_э2 = 1,173х10³ Вт.

Определяется потребляемая мощность:

P₁ = P₁₂ + P_э1+P_э2 , (1.61)

где P₁₂ = Р_ст

P₁ = 6,205х10³ Вт.

Вычисляется фазное напряжение обмотки индуктора:

_{, (1.62)}

U₁ = 35,358 В.

Определяется пусковая сила:

, (1.63)

F_п = 2,455x10⁴ Н.

Определяется cos :

cos = Р₁/m₁U₁I₁ , (1.64)

cos = 0,955.

Расчёт механической характеристики:

, Н (1.65)

Таблица 1.6 – Механические характеристики

F1	F0,9	F0,8	F0,7	F0,6	F0,5	F0,4	F0,3	F0,2	F0,1
2,455х104	2,503х104	2,54х104	2,562х104	2,559х104	2,516х104	2,41х104	2,203х104	1,828х104	1,168х104

---

Номинальное скольжение определяется по механической характеристике двигателя:

S_н=0,5.

Находится номинальная сила:

, (1.66)

F_ном = 2,516х10⁴ Н.

Определяется электромагнитная мощность, передающаяся из индуктора в бегун в номинальном режиме:

Р_12ном = F_номV₁ , (1.67)

Р_12ном = 1,667х10⁴ Н.

Вычисляется номинальный приведённый ток короткозамкнутой обмотки бегуна:

I_2нпр = , (1.68)

I_2нпр = 33,804 А.

Находится номинальное полное приведенное сопротивление:

z_2нпр = , (1.69)

z_2нпр = 0,49 Ом.

cosѰ_2н = r_2пр/S_нz_2нпр , (1.70)

cosѰ_2н= 0,999.

sinѰ_2н = x_2пр/z_{2нпр , (1.71)}

sinѰ_2н= 0,046.

Находится номинальный ток в фазе индуктора:

I_1н = , (1.72)

I_1н = 55,828 А.

Определяются электрические потери в обмотке индуктора в номинальном режиме:

Р_э1н = m₁I_1н²r_2пр , (1.73)

Р_э1н = 2,287х10³ Вт.

Находятся электрические потери в короткозамкнутой обмотке бегуна:

Р_э2н = m₁I_нпр²r_2пр, (1.74)

Р_э2н = 838,555Вт.

Определяется номинальная потребляемая мощность:

Р_1н = Р_12ном+Р_э1н+Р_ст , (1.75)

Р_1н = 3,97х10³ Вт.

Находится полезная механическая мощность в номинальном режиме:

Р_2н = F_номV_{ср , (1.76)}

Р_2н = 1,677х10³ Вт.

Вычисляется коэффициент полезного действия:

η_н = (Р_2н/Р_1н) 100 , (1.77)

η_н = 42,242.

_{Находится} cos_н:

cos_н = Р_1н/m₁U₁I_1н , (1.78)

cos_н = 0,67.

Определяется плотность тока в обмотке индуктора в номинальном режиме:

j_н = I_н²/q_пр , (1.79)

j_н = 5,803 А/мм²

Тепловой расчёт линейного двигателя:

<sub>Выбирается изоляция нагревостойкости класса F.

Определяется необходимая площадь радиатора:</sub>

---

S_р ≥ Р_э1н/(t_доп-t_окр.ср)σ_рас , (1.80)

где σ_рас=0,15– коэффициент теплоотдачи от радиатора в окружающую среду;

t_доп=180˚С – допустимая температура изоляции нагревостойкости класса F;

t_окр.ср = 30˚С – температура окружающей среды.

S_р ≥ 913,2 см².

Вывод: расчётный КПД вышел низкий, значит управление за счёт изменения скольжения неэффективно, следовательно, целесообразно использование статического преобразователя частоты.

Развиваемое усилие соответствует необходимой силе тяги станка.

Выделяемая тепловая энергия отводится за счёт ребристой поверхности двигателя, чтобы двигатель не перегревался.

Плотность тока не превышает рекомендуемой величины 10 А/мм².

Коэффициент заполнения паза удовлетворяет технологическим требования и не превышает величины 0.8, то есть обмотка укладывается в пазы.

Если в результате расчёта, какой-то из этих вышеперечисленных значимых пунктов не выполняется, то расчёт необходимо повторить, изменив конструктивные особенности магнитопровода и обмотки, то есть взять магнитопровод с другими размерами пазов и провод другого сечения/диаметра.

В результате был получен линейный асинхронный двигатель, удовлетворяющий необходимые требования, который конструктивно умещается в станок

---

Смотрите также файлы

• Отчет по лабораторной работе 14 Вариант 9 Выполнил студент гр. Ээ4122 Прусаков Матвей.docx

• Президент Белоруссии Александр Лукашенко рассказал, что переболел аденовирусом Дума приняла закон.docx

• Бухгалтерский учет и анализ движения денежных средств в организации "пао сбербанк".pptx

• Главное Главные новости. Коротко.docx

• Тесты для самоконтроля Задание Какое из этих аналитических выражений является законом Дарси.pdf