Proiect Motor Pasca Ioan

Univesitatea de Nord Baia Mare Masini Electrice

FACULTATEA DE INGINERIE CATEDRA DE ELECTROTEHNICA

MOTORUL ASINCRONTRIFAZAT

INDRUMATOR PROIECT: STUDENT: Prof. dr. ing. CHIVER OLIVIAN Pasca Ioan Vasile III EM

~ 1 ~


CUPRINS

Temă de proiect.............................................................................................2

1. Mărimile principale.....................................................................................3

2. Dimensiunile principale..............................................................................5

3. Lăţimea întrefierului...................................................................................6

4. Înfăşurarea şi crestăturile statorului...........................................................7

5. Crestăturile rotorului în scurtcircuit..........................................................10

6. Tensiunea magnetomotoare pe o pereche de poli şi curentul de magnetizare................................................................................................. 12

7. Parametrii înfăşurarilor maşinii asincrone.................................................15

8. Calculul pierderilor şi a randamentului maşinii..........................................21

9. Caracteristicile maşinii asincrone cu rotor în scurtcircuit cu bare înalte.....25

10. Caracteristicile motorului asincron în valori raportate.............................28

~ 2 ~


TEMĂ DE PROIECT

Să se proiecteze un motor asincron trifazat cu rotorul in scurticircuit, având următoarele date:

a) Datele nominale: putarea nominală, PN=11 kW; tensiunea nominală de alimentare, UN=400 V; frecvenţa tensiunii de alimentare, f1=50 Hz; turaţia sincronă, n1=1500 rot/min;

b) Datele funcţionale şi constructive: tipul motorului: cu rotor în scurtcircuit; caracteristicile de funcţionare Mm/MN=2.4, Mp/MN=2, Ip/IN=6,5.

tipul de protecţie IP 23, conform STAS 625-71; serviciul de funcţionare S1;

~ 3 ~


1. Mărimile principale

1.1. Numărul de poli

(perechi de poli)

(perechi de poli)

1.2. Puterea aparentă nominală

(kVA)

(kVA)

randamentul estimat din figură.

1.3. Curentul nominal pe fază

(A)

(A)

1.4. Tensiunea electromotoare de fază

(V)

~ 4 ~


(V)

coeficient în funcţie de numărul de poli din figură.

1.5. Puterea aparentă interioară

(kVA)

(kVA)

1.6. Factorul de înfăşurare, de formă şi coeficientul de acoperire ideală a pasului polar

factorul de înfăşurare.

factorul de formă al tensiunii electromotoare din figură.

coeficientul de saturaţie magnetică parţială între 1.2 şi 1.35.

coeficientul de acoperire ideală din figură.

~ 5 ~


2. Dimensiunile principale

2.1. Diamentrul interior al statorului

(mm)

(mm)

coeficientul de utilizare al maşinii din figură. (J/dm3)

raportul de formă al maşinii din figură.

~ 6 ~


2.2. Diametrul exterior al statorului

(mm)

(mm)

din tabel. (mm)

(mm)

(mm)

2.3. Lungimea şi pasul polar al maşinii

(mm)

(mm)

pătura de current din figură. (A/cm)

inducţia maximă în întrefier din figură. (T)

~ 7 ~


pasul polar. (mm)

(mm)

care se află între limitele stabilite. (mm)

(mm)

pentru miez compact (fără canale de ventilaţie). (mm)

(mm)

3. Lăţimea întrefierului

(mm)

(mm)

(mm)

4. Înfăşurarea şi crestăturile statorului

Se vor alege conductoare rotunde din sârmă izolate cu email;

Crestătura statorului va fi de formă trapezoidală;

Înfăşurarea va fi în două starturi cu bobine cu capetele frontale rotunjite;

4.1. Numărul de crestături ale statorului şi pasul dentar

~ 8 ~


numărul de crestături pe pol şi fază pentru 2p=x.

pasul dentar. (mm)

(mm)

4.2. Elementele înfăşurării statorului

numărul de spire pe fază.

fluxul magnetic. (Wb)

(Wb)

numărul de conductoare efective.

numărul de căi în paralel pentru o fază.

pasul scurtat principal.

pasul diametral.

factorul de înfăşurare al statorului.

4.3. Verificarea păturii, inducţiei şi numărul definitive de spire pe fază

~ 9 ~


(A/cm)

(A/cm)

numărul total de conductoare ale înfăşurării.

curentul printr-un conductor (A)

(A)

(T)

(T)

(Wb)

(Wb)

4.4. Tipul înfăşurării şi dimensiunile crestăturii

secţiunea conductorului efectiv. (mm2)

(mm2)

densitatea de curent pentru clasa de izolaţie F. (A/mm2)

lăţimea constant a dintelui. (mm)

(mm)

coeficientul de împachetare pentru tablă de 0.5 mm laminată la

rece izolată cu peliculă fină de lac cu cristale neorientate.

amplitudinea inducţiei admisibile în dinte. (T)

~ 10 ~


secţiunea conductorului rotund din cupru ales conform STAS 685-

75. (mm2)

diametrul conductorului rotund din cupru ales conform STAS 685-

75. (mm)

numărul de fire în paralel.

(A/mm2)

(A/mm2)

diametrul izolat al conductorului. (mm)

(mm)

deschiderea crestăturii. (mm)

(mm)

secţiunea netă a crestăturii. (mm2)

136.9 (mm2)

numărul total de conductoare elementare în crestătură.

coeficientul de umplere a crestăturii.

lăţimea bazei mici a crestăturii. (mm)

(mm)

înălţimea penei, a izolaţiei sub pană şi a istmului

crestăturii. (mm)

(mm)

~ 11 ~


lăţimea bazei mari a crestăturii. (mm)

(mm)

înălţimea trapezului. (mm)

verificarea secţiunii crestăturii. (mm2)

(mm)

înălţimea crestăturii. (mm)

(mm)

4.5. Înălţimea şi inducţia în jug

inducţia în jugul statoric. (T)

(T)

înălţimea jugului statoric fără canale axiale de

ventilaţie. (mm)

(mm)

5. Crestăturile rotorului în scurtcircuit

Se va executa un rotor în scurtcircuit cu bare înalte drepte şi inel de scurtcircuitare din aluminiu.

Colivie cu bare inalte drepte

~ 12 ~


5.1. Numărul de crestaturi al rotorului, pasul dentar şi diametrul exterior

cu dinţi drepţi

unghiul electric între două faze ale rotorului. (o electrice)

electrice)

pasul dentar al rotorului. (mm)

(mm)

diametrul exterior al rotorului. (mm)

(mm)

5.2. Curentul pe fază în bară şi inelul de scurtcircuitare a coliviei

curentul pe fază al rotorului. (A)

(A)

coeficientul ce ţine seama de influenţa curentului de magnetizare al

maşinii.

curentul prin inelul de scurtcircuitare a coliviei. (A)

(A)

5.3. Dimensiunile crestăturii şi a conductorului rotorului

secţiunea barei. (mm2)

mm2)

densitatea de curent în bare de Al. (A/mm2)

~ 13 ~


secţiunea inelului de scurtcircuitare. (mm2)

(mm2)

densitatea de curent în inelul de Al. (A/mm2)

deschiderea crestăturii rotorului. (mm)

înălţimea deschiderii crestăturii rotorului. (mm)

lăţimea barei de Al conform STAS 6499/1-74. (mm)

înălţimea barei de Al conform STAS 6499/1-74. (mm)

verificarea secţiunii barei. (mm2)

înălţimea crestăturii rotorului. (mm)

(mm)

lăţimea crestăturii rotorului. (mm)

(mm)

lăţimea inelului de Al conform STAS 6499/1-74. (mm)

înălţimea inelului de Al conform STAS 6499/1-74. (mm)

5.4. Inducţia aparentă în dinte şi densitatea de curent definitivă

inducţia aparentă maximă în dinte. (T)

(T)

lăţimea minimă a dintelui rotoric. (mm)

(mm)

valoarea definitivă a densităţii de curent în bară. (A/mm2)

(A/mm2)

~ 14 ~


valoarea definitivă a densităţii de curent în inelul de scurtcircuitare.

(A/mm2)

(A/mm2)

5.5. Jugul şi diametrul interior ale rotorului

înălţimea jugului rotoric fără canale axiale de

ventilaţie. (mm)

(mm)

diametrul interior al rotorului. (mm)

(mm)

inducţia în jugul rotoric. (T)

(T)

6. Tensiunea magnetomotoare pe o pereche de poli şi curentul de magnetizare

6.1. Tensiunea magnetomotoare în întrefier

(A)

(A)

permeabilitatea vidului. (H/m)

coeficientul lui Carter.

coeficientul lui Carter pentru stator.

~ 15 ~


coeficientul lui Carter pentru rotor.

6.2. Tensiunea magnetomotoare în dinţii statorului

(A)

(A)

intensitatea câmpului magnetic în dintele statorului din anexe.

(A/cm)

6.3. Tensiunea magnetomotoare în dinţii rotorului

(A)

(A)

intensitatea câmpului magnetic în

dintele rotorului din anexe. (A/cm)

(A/cm)

intensitatea câmpului magnetic pentru . (A/cm)



~ 16 ~


inducţia aparentă maximă în dintele rotorului. (T)

(T)

inducţia aparentă medie în dintele rotorului. (T)

(T)

inducţia aparentă minimă în dintele rotorului. (T)

(T)

lăţimea minimă a dintelui rotorului. (mm)

(mm)

lăţimea medie a dintelui rotorului. (mm)

(mm)

lăţimea maximă a dintelui rotorului. (mm)

(mm)

6.4. Tensiunea magnetomotoare în jugul statoric

(A)

(A)

lungimea medie a liniei de câmp în jugul statorului. (mm)

(mm)

intensitatea câmpului magnetic în jugul statorului din anexe. (A/cm)

~ 17 ~


coeficient ce ţine seama de inconsistenţa inducţiei în jugul statoric.

6.5. Tensiunea magnetomotoare în jugul rotoric

(A)

(A)

lungimea medie a liniei de câmp în jugul rotoric. (mm)

(mm)

intensitatea câmpului magnetic în jugul rotoric din anexe. (A/cm)

coeficient ce ţine seama de inconsistenţa inducţiei în jugul rotoric.

6.6. Tensiunea magnetomotoare a circuitului magnetic

(A)

(A)

coeficientul total de saturaţie magnetică.

6.7. Curentul de magnetizare

(A)

(A)

între 25% şi 50%. (%)

(%)

~ 18 ~


7. Parametrii înfăşurarilor maşinii asincrone

Înfăşurarea va fi în două starturi cu bobine cu capetele frontale rotunjite;

Înfăşurarea statorului

7.1. Tipul de bobine şi dimensiunile lor

lungimea medie frontală. (mm)

(mm)

raza medie. (mm)

(mm)

pasul dentar mediu. (mm)

(mm)

poziţia razei medii faţă de extremitatea pachetului de tole. (mm)

7.2. Rezistenţele înfăşurărilor

rezistenţa înfăşurării statorice. ( ) Ω

( )Ω

rezistivitatea materialului conductorului pentru clasa de izolaţie F

pentru cupru electrolitic. ( mmΩ 2/m)

~ 19 ~


lungimea totală a conductoarelor unei faze şi a unei căi

de curent în paralel. (m)

(m)

lungimea medie a unei jumătăţi de spiră a statorului.

(mm)

(mm)

rezistenţa pe fază a rotorului în scurtcircuit. ( )Ω

( )Ω

rezistenţa unei bări de Al. ( )Ω

rezistenţa inelului de scurtcircuitare de Al. ( )Ω

( )Ω

rezistivitatea materialelor barei şi a inelului pentru clasa de

izloaţie F pentru aluminiu. ( mmΩ 2/m)

lungimea barei pentru inel lipit de miezul magnetic. (m)

lungimea porţiunii de inel de scurtcircuitare. (m)

(m)

7.3. Reactanţele înfăşurărilor

reactanţa de scăpări a statorului. ( )Ω

( )Ω

permeanţa specifică totală a statorului.

~ 20 ~


permeanţa specifică a scăpărilor în

crestătura trapezoidală a statorului.

pasul relativ al înfăşurării.

permeanţa specifică a scăpărilor

diferenţiale a statorului.

coeficient ce depinde de deschiderea crestăturii.

coeficientul de amortizare al statorului.

coeficientul de scăpări diferenţiale al statorului.

permeanţa specifică a scăpărilor în

părţile frontale ale statorului.

~ 21 ~


reactanţa de scăpări a rotorului. ( )Ω

( )Ω

permeanţa specifică totală a rotorului.

permeanţa specifică a scăpărilor în crestătura

rotorului.

permeanţa specifică a scăpărilor

diferenţiale a rotorului.

coeficient ce depinde de deschiderea crestăturii.

coeficientul de amortizare al rotorului.

coeficientul de scăpări diferenţiale al rotorului.

permeanţa specifică a scăpărilor în părţile

frontale ale rotorului când inelul de scurcircuitare este lipit de miezul magnetic.

reactanţa utilă de magnetizaţie. ( )Ω

( )Ω

7.4. Parametrii rotorului cu influenţa refulării curentului

~ 22 ~


rezistenţa rotorului cu influenţa refulării

curentului. ( )Ω

( )Ω

coeficientul de majorare a rezistenţei barei rotorului.

reactanţa rotorului cu influenţa

refulării curentului. ( )Ω

( )Ω

permeanţa specifică totală a rotorului

cu influenţa refulării curentului.

coeficientul de micşorare a reactanţei de scăpări a rotorului.

permeanţa specifică a fluxului de scăpări în crestătură numai pe

porţiunea ocupată de bară.

permeanţa specifică a fluxului de scăpări în crestătură pentru

celelalte porţiuni ale crestăturii.

7.5. Influenţa saturaţiei magnetice asupra parametrilor

reactanţa de scăpări a statorului cu influenţa saturaţiei. ( )Ω

( )Ω

permeanţa specifică totală a fluxului de scăpări a

statorului cu influenţa saturaţiei.

~ 23 ~


permeanţa specifică a fluxului de

scăpări cu influenţa saturaţiei pentru stator.

majorarea deschiderii crestăturii statorului datorită

influenţei saturaţiei. (mm)

(mm)

permeabilitatea magnetică relativă.

curentul de pornire raportat la cel nominal.

valoarea critică a inducţiei magnetice. (T)

valoarea critică a intensităţii câmpului magnetic. (A/m)

valoarea saturată a permeanţei specifice de scăpări diferenţiale a

statorului.

reactanţa de scăpări a rotorului cu influenţa

saturaţiei şi a refulării curentului. ( )Ω

( )Ω

permeanţa specifică totală a fluxului de

scăpări a rotorului cu influenţa saturaţiei şi a refulării curentului.

~ 24 ~


permeanţa specifică a fluxului de scăpări

cu influenţa saturaţiei şi a refulării curentului pentru rotor.

7.6. Raportarea parametrilor rotorului la stator

rezistenţa raportată a rotorului. ( )Ω

( )Ω

reactanţa de scăpări raportată a rotorului. ( )Ω

( )Ω

reactanţa de scăpări a rotorului cu

influenţa refulării crentului raportată. ( )Ω

( )Ω

reactanţa de scăpări a rotorului cu

influenţa refulării crentului şi a saturaţiei raportată. ( )Ω

( )Ω

7.7. Parametrii maşinii asincrone în unităţi relative

impedanţa niminală. ( )Ω

( )Ω

rezistenţa relativă a statorului.

reactanţa relativă a statorului.

~ 25 ~


reactanţa de magnetizare relativă.

rezistenţa raportată relativă a rotorului.

reactanţa raportată relativă a rotorului.

rezistenţa raportată relativă a rotorului cu influenţa refulării

curentului.

reactanţa raportată relativă a rotorului cu influenţa refulării

curentului.

reactanţa raportată relativă a statorului cu influenţa saturaţiei.

reactanţa relativă a rotorului cu influenţa refulării

curentului şi a saturaţiei.

~ 26 ~


8. Calculul pierderilor şi a randamentului maşinii

8.1. Pierderile în fierul jugului statoric

(W)

W)

coeficientul de majorare a pierderilor în fierul jugului datorate

prelucrărilor.

masa fierului jugului

stator. (kg)

(kg)

densitatea fierului. (kg/m3)

pierderi specific în jugul stator. (W/kg)

(W/kg)

8.2. Pierderile în fierul jugului rotoricSe neglijează deoarece f2 = (1-3) Hz.

8.3. Pierderi principale în fierul dinţilor statorici

(W)

(W)

coeficientul de majorare a pierderilor în dinţi datorită prelucrărilor

mecanice.

~ 27 ~


masa fierului dinţilor

statorului. (Kg)

(Kg)

pierderi specific în dinţii statorului. (W/Kg)

(W/Kg)

8.4. Pierderi principale în fierul dinţilor rotoriciSe neglijează deoarece f2 = (1-3) Hz.

8.5. Pierderi principale totale în fier

(W)

(W)

8.6. Pierderi pe suprafaţa dinţilor statorici

(W)

(W)

pierderi pe suprafaţa dinţilor

statorului produse de crestătura rotorului. (W/m2)

(W/m2)

coeficient de material al tablei silicioasă laminată la rece prelucrată

superficial.

amplitudinea oscilaţiei inducţiei magnetice la suprafaţa

statorului. (T)

(T)

~ 28 ~


8.7. Pierderi pe suprafaţa dinţilor rotorici

(W)

(W)

pierderi pe suprafaţa dinţilor

rotorului produse de crestătura statorului. (W/m2)

(W/m2)

coeficient de material al tablei silicioasă laminată la rece prelucrată.

amplitudinea oscilaţiei inducţiei magnetice la suprafaţa

rotorului. (T)

(T)

8.8. Pierderi de pulsaţie în dinţii statorului

(W)

(W)

amplitudinea pulsaţiei inducţiei magnetice în

dinţi. (T)

(T)

~ 29 ~


8.9. Pierderi de pulsaţie în dinţii rotorului

(W)

(W)

amplitudinea pulsaţiei inducţiei magnetice în

dinţi. (T)

(T)

masa fierului dinţilor

rotorului. (Kg)

(Kg)

8.10. Pierderi totale în fier la funcţionarea în gol

+ (W)

(W)

8.11. Pierderi electrice principale în înfăşurarea statorului

(W)

(W)

8.12. Pierderi electrice principale în barele rotorului

(W)

(W)

8.13. Pierderi electrice principale totale

(W)

(W)

8.14. Pierderi mecanice prin frecare şi de ventilaţie

pentru maşina cu ventilaţie axială. (W)

~ 30 ~


W)

pierderi datorate ventilatorului. (W)

(W)

randamentul ventilatorului axial.

debitul de aer care trece prin maşină. (m3/s)

(m3/s)

încălzirea aerului la trecerea prin maşină pentru clasa de izolaţie F.

(oC)

(Pa)

(Pa)

randamentul aerodinamic al ventilatorului.

viteza periferică la exteriorul ventilatorului. (m/s)

(m/s)

viteza periferică la interiorul ventilatorului. (m/s)

(m/s)

diametrul exterior al ventilatorului. (mm)

(mm)

diametrul interior al ventilatorului. (mm)

(mm)

înălţimea paletei ventilatorului. (mm)

~ 31 ~


8.15. Pierderi suplimentare în fier la funcţionarea în sarcină

(W)

(W)

8.16. Pierderi totale şi randamentul maşinii

(W)

(W)

randamentul maşinii.

eroarea relativă a randamentului final faţă de valoarea

estimată. (%)

(%)

9. Caracteristicile maşinii asincrone cu rotor în scurtcircuit cu bare înalte

9.1. Curentul de scurtcircuit (la pornire)

(A)

(A)

componenta activă a curentul de scurtcircuit raportat.

(A)

(A)

componenta reactivă a curentul de scurtcircuit

raportat. (A)

(A)

~ 32 ~


rezistenţa de scurtcircuit cu efectul refulării

curentului. ( )Ω

( )Ω

reactanţa de scurtcircuit cu efectul refulării

curentului şi a saturaţiei magnetice. ( )Ω

( )Ω

impedanţa de scurtcircuit. ( )Ω

( )Ω

9.2. Factorul de putere la scurtcircuit

9.3. Curentul de mers în gol

(A)

(A)

componenta activă a curentului de mers în gol. (A)

(A)

pierderile electrice la mers în gol. (W)

~ 33 ~


(W)

9.4. Factorul de putere la mers în gol

9.5. Alunecarea nominală

curentul secundar raportat la primar. (A)

(A)

9.6. Curentul nominal

(A)

(A)

partea activă a curentului nominal. (A)

(A)

partea reactivă a curentului nominal. (A)

(A)

~ 34 ~


9.7. Factorul de putere nominal

9.8. Cuplul nominal

(Nm)

(Nm)

9.9. Cuplul maxim

(Nm)

(Nm)

9.10. Cuplul de pornire

(Nm)

(Nm)

9.11. Alunecarea critică

9.12. Turaţia nominală

(rot/min)

(rot/min)

~ 35 ~


10. Caracteristicile motorului asincron în valori raportate

10.1. Cuplul maxim raportat

(%)

(%)

10.2. Cuplul de pornire raportat

(%)

(%)

10.3. Curentul de pornire raportat

(%)

(%)

10.4. Factorul de putere nominal (verificare)

(%)

~ 36 ~


Bibliografie

1. Ion Cioc, Boros, I, Cristea, N, Masini electrice, Indrumator de proiectare. Craiova, Editur Scrisul romanesc, 1976.

2. Ion Vlad, Decebal Alexandru, Masina asincrona. Constructie si Proiectare Asistata. Indrumar de Proiectare. Craiova, Tipografia Universitatii din Craiova, 2004.

3. Internet

~ 37 ~


~ 38 ~

Date post:	01-Dec-2015
Category:	Documents
Upload:	ghita0606
View:	144 times
Download:	10 times

Proiect Motor Pasca Ioan

Documents