Файл: Шубов, И. Г. Шум и вибрация электрических машин.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 72

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

3 . А м п л и т у д а гарм он и к и обм отк и р отора

4.Амплитуда удельной радиальной силы

175

620

6,2

^ =

 

= °-0024 кгсІсмК

5.Механический импеданс статора при г = —2 равен zM= —0,095 кгс-секісм.

6.Уровень вибрации

\У\ =

0,0024

= 0,017

 

см/сек;

0,095- / 2

 

 

 

L = 20 lg =

8730-0,017

=

74 дб.

 

 

3-ІО-3

 

 

Пример 2. Произведем

расчет

уровня

 

магнитной вибрации асин­

хронного электродвигателя мощностью 500 кет на напряжение 6000 “в, частоту

50 гц, число полюсов 2р =

4,

в котором выбрано благоприятное соотношение

чисел пазов статора и ротора.

 

Число пазов Zl = 60,

Z2 =

50; ток / j = 57,5 а, / 0 = 15,3 а, і'2 = 51,5 а;

фазовый угол Фі = 27°, фог =

90°; коэффициент Картера kcl = 1,45, kc2 =

1,1;

индукция в воздушном зазоре

ßg = 8075 гс;

насыщение магнитной цепи

kH=

= 1,28; номинальное скольжение s — 0,012;

сокращение шага обмотки статора

ß = 11/15; обмоточный коэффициент kwl — 0,873; средний радиус спинки статора

Rc =

38,3 см; радиус

расточки статора R £ =

25,5 см; толщина спинки статора

h =

8,5

см; активная

длина статора It = 34

см; масса статора, приведенная

к 1

см2

средней поверхности спинки статора,

тс — 12-ІО-6 кгс-сек?Ісм.

 

1. Число пар полюсов магнитных полей

обмоток статора и ротора: ѵ =

= (бд' +

1) р =

+ 2 , —10, +14, —22, + 26, —34, +38, —46, +50, (—58, + 6 2 )...

р, =

q"Z2 + р =

+ 2 ,

—48, +52, —98, +102. . .

2. Порядок

колебаний г = ѵ + р (табл.

4-3).

Как видно из таблицы, пазовые гармоники не могут вызвать большие вибра­ ции, так как порядок колебаний, возбуждаемый ими, равен —6, +10. Поэтому произведем расчет вибраций, возбуждаемых обмоточными гармониками, с числом

волн г *= 2 и основным полем г =

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4-3

 

<?'

1 о

—1

+ і

—2

+2

—3

+3

—4

+4

- 5

+S

я”

 

V

-10

+ 14

—22

4-26

-34

+38

—46

+50

-58

+62

 

М-

+2

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

+ 2

(4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— 1

—48

 

 

 

 

 

 

 

+ 2

 

 

+ і

+52

 

 

 

 

 

 

+ 6

—2

—6

+ 10

—2

—98

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 2

+ 102

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46


1. Частота возбуждающих сил:

а) для гармоник ѵ = —46 и |х = —48:

= 51) ~ . ( 1 — 0,012)J = 1235 гц\

w = 2 я -1230 = 7720 Нсек;

б) для основной волны V = 2; |х = 2; г = 4:

f =

2-50 =

100 гц;

со =

2 л -100 =

628 Нсек.

2. Амплитуда магнитных

полей:

 

а) гармоник обмоток статора и ротора:

Вѵ = —0,0728 •

57 5

 

• 1,28• 8075 = — 284 sc;

О

1

 

С7С

= ^48 ‘

 

•1-28 • Ж ! •8075 = ~ 167

б) основной волны

ßj = 8075 гс.

3. Амплитуда удельной радиальной силы: а) для гармоник ѵ = —46 и pi = —48

 

 

рѵ^

5000 ‘ 5000 ‘ 38,3

’26' 10 кгс/см •

б)

для

основной

волны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ( 8075 \2

25,5

п 0_

, „

 

 

 

Рі= гЛбббо)

‘ зад = 0 ,8 7 ^ /^ .

4. Механический импеданс статора:

 

 

 

а)

для

порядка

колебаний

при

г = 2:

 

 

 

 

.

 

12-38,34

22 + 1

 

о 0 1П_,

,

 

 

^

2,1 • 10е-8,53 ’ 22 (22 — I)2

2-8,1°

 

 

 

z0 =

7720-12.10-6

 

1

 

: 0,884 кгс-сек/см}

 

 

7720-2,8-10-8

 

 

 

 

 

 

 

б)

для

порядка

колебаний при т= 4:

 

 

 

 

1 =

12-38.34

 

42 +

1

= 0,95-10~*см/кгс;

 

 

2,1 ■10е • 8,53

‘ 42 (42 — I)2

1

г0 = 62812Г- 10н = 16,8 кгс-сек/см. 628-0,95-ІО'4

5. Уровень вибрации:


а) п р и ч астоте

1230 гц:

 

 

 

 

 

 

 

1,26-ІО-2

=

ІО"2

см/секі

 

 

l / l - 0,884

 

 

 

Е =

20 lg

10-2.7720

68 Ö6j

 

g

iQ-i'1~

б) при частоте 100 гц:

 

 

 

 

 

 

 

0,87

: 0,036

см/сек;

 

 

Y 2-16,8

 

 

 

 

 

 

,

n n ,

628-0,036

57 дб.

 

L =

20 lg

 

t ’ 2

=

4-6. ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ НА УРОВЕНЬ

ГРОМКОСТИ

МАГНИТНОГО

ШУМА

 

 

На стадии

проектирования

часто

возникает необходимость

в расчетной оценке уровней громкости магнитного шума при ра­ боте машины как под нагрузкой, так и при холостом ходе. Выз­ вано это тем, что в большинстве случаев существующая методика оценки виброакустических характеристик предусматривает испытания машины только при холостом ходе. Испытание машины под нагрузкой требует сочленения испытуемой машины с нагрузоч­ ным устройством, что связано с созданием специального виброакустического стенда, обеспечивающего полное отсутствие помех, вносимых нагрузочным устройством и элементами сочленения.

Так как такие испытания не всегда желательны и возможны, то произведем расчетную оценку величины снижения магнитной вибрации при переходе от нагрузки к холостому ходу.

Расчет радиальных сил при холостом ходе может быть про­ изведен по формулам (4-35) и (4-37). Из них видно следующее.

1.Основная волна магнитного поля при переходе от нагрузки

кхолостому ходу практически не меняет свою величину. Имеющиеся случаи изменения уровня вибрации, возбужда­

емой основной волной, при обмотках с целым числом q, можно

объяснить плохим креплением пакета железа в корпусе.

меняют

2. Высшие гармоники обмотки статора Вѵ и ротора

свою величину пропорционально h/Ior и 1У1ог соответственно. Поэтому уровень вибрации, возбуждаемой этими гармониками поля, при переходе от нагрузки к холостому ходу должен сни­ зиться на величину

д і = 20'8т І ^ = 20|г ц Г

<4'45»

Гармоники зубцового порядка, как видно из формул, имеют две составляющие, Одна из этих составляющих — обмоточная •—

48


зависит от тока нагрузки, так же как и гармоники (п. 2); вторая составляющая обусловлена зубчатостью и практически не меняет своего значения от тока нагрузки.

При работе машины под нагрузкой обе составляющие имеют различные фазы, поэтому складываются геометрически. При хо­ лостом ходе обе составляющие имеют фазу тока холостого хода, поэтому их результирующая равна алгебраической сумме.

Ниже на примере показано, как изменяются магнитная виб­ рация при переходе от нагрузки к холостому ходу.

Пример. Определить вибрацию при холостом ходе электродвигателя мощ­ ностью 6 кет, напряжением 220 в, с числом полюсов 2р = 6 , уровни вибрации которого при работе под нагрузкой рассчитаны в § 4-5.

1. Для пазовых гармоник: а) статора:

 

Вѵго = Вѵгн А - =

1450 •

=

880 ас;

 

В21о — ^ 2 ін — 1110 zc\

 

4

Bv = Bzl0 + Bvz0 =

1110 +

880 =

1990 гс;

б)

ротора:

 

 

 

 

 

 

B»zо = Bßza А- =

1 2 9

0 . =

910 гс;

 

Bzzо — Bz2 Н— 132 гс',

 

 

 

В» = Вцго + Bz20 =

910 +

132 =

1042 гс\

в) величина снижения вибрации:

 

 

 

 

 

 

2150

1300

 

 

 

AL = 20 lg 1990

1042

3

дб.

2. Для обмоточных гармоник по формуле (4-45) величина снижения вибра­

ции составляет

 

 

 

 

 

 

AL = 20 lg

 

= 7 ,5

дб.

4-7. ВЫБОР ЧИСЛА ПАЗОВ КОРОТКОЗАМКНУТОГО РОТОРА

Благоприятное соотношение чисел пазов статора и ротора оказывает решающее влияние на снижение магнитного шума электродвигателя. Однако надо иметь в виду, что от выбора тех или иных соотношений чисел пазов зависит не только малошумность, но пусковые, двигательные и тормозные свойства асинхрон­ ных двигателей. Поэтому при выборе чисел пазов необходимо учесть все указанные факторы.

Рассмотрим основные условия, которыми необходимо руко­ водствоваться при выборе чисел пазов короткозамкнутого ротора, имея в виду, что число пазов статора выбирается, как указывалось выше, из условий применения обмотки с наибольшим целым q.

49