Курсовая работа: Расчёт асинхронного двигателя

ВАРИАНТ 28

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 2

Выбор главных размеров. 5

обмоточного коэффициента: 8

Расчет размеров зубцовой зоны статора. 13

Активные и индуктивные сопротивления обмоток статора и ротора. 18

Расчет потерь. 22

Расчет рабочих характеристик. 25

Расчет пускового тока и момента. 28

Список литературы.. 36

Введение

Асинхронный двигатель (АД) с короткозамкнутым ротором является наиболее широко применяемой, простой по конструкции и надёжной в эксплуатации электрической машиной. Проектирование АД позволит детально познакомиться с его конструкцией, реализовать процесс проектирования отдельного устройства, с учетом ограничений, налагаемых системой стандартизации в промышленности. АД является идеальным объектом для выполнения учебного проектирования: конструкция его умеренно сложна и основана на неоднозначных физических эффектах − электромагнитной индукции, эффекта вытеснения тока, эффекта магнитного насыщения, взаимодействия проводников с током и магнитных полей. Двигатель как устройство ограничен с двух сторон: со стороны вала (размеры, пусковой момент, динамика) и со стороны сети (пусковой ток, уровень напряжения, частота).

Асинхронный двигатель – это асинхронная электрическая машина переменного тока в двигательном режиме, у которой частота вращения магнитного поля статора больше чем частота вращения ротора. Принцип работы берет основу из создания вращающегося магнитного поля статора.

Асинхронная машина — представляет собой электрическую машину переменного тока, у которой частота вращения ротора не приравнивается (следует учесть, что в двигательном режиме работы немного меньше) частоте вращения электромагнитного поля, которое создаётся током медной обмотки статора. Асинхронные машины — являются довольно распространёнными электрическими машинами. Как правило, они широко применяются в роле электрических двигателей и служат основными преобразователями электричества (энергия электрическая) в механическую энергию.

Достоинства АДКЗ (АД с короткозамкнутым ротором):

• Простота изготовления;
• Относительная дешевизна;
• Высокая надёжность в эксплуатации;
• Невысокие эксплуатационные затраты;
• Возможность включения в сеть без каких-либо преобразователей (для нагрузок, не нуждающихся в регулировке скорости);

Все вышеперечисленные достоинства являются следствием отсутствия механических коммутаторов в цепи ротора и привели к тому, что большинство электродвигателей, используемых в промышленности — это асинхронные машины, в исполнении АДКЗ.

Недостатки АДКЗ (АД с короткозамкнутым ротором):

• Небольшой пусковой момент;
• Значительный пусковой ток;
• Низкий коэффициент мощности;
• Сложность регулирования скорости с необходимой точностью;
• Максимальная скорость двигателя ограничена частотой сети (для АДКЗ, питаемых непосредственно от трёхфазной сети 50 Гц — это 3000 об/мин);
• Сильная зависимость (квадратичная) электромагнитного момента от напряжения питающей сети (при изменении напряжения в 2 раза вращающий момент изменяется в 4 раза; у ДПТ вращающий момент зависит от напряжения питания якоря в первой степени, что более благоприятно) [1];

Принцип действия асинхронного двигателя. При подаче напряжения на неподвижные обмотки статора, оно создает магнитное в статоре. Если подается напряжение переменного тока, то магнитный поток, созданный им, изменяется. Так статор производит изменение магнитного поля, и ротор получает магнитные потоки. Таким образом, ротор электродвигателя принимает эти поток статора и, следовательно, вращается. Это основной принцип работы и скольжения в асинхронных машинах. Из вышеизложенного следует отметить, что магнитный поток статора (и его напряжение) должно быть равно переменному току для вращения ротора, так что асинхронная машина может работать только от сети переменного тока. Для повышения энергоэффективности в настоящее время используются сложные методы проектирования, ориентированные на использование мощных вычислительных комплексов. Детали конструкций, применяемые материалы и технологии представляют немалую ценность и являются коммерческой тайной.

В то же время, принципиально асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором изменились за последние 50 лет незначительно, их роль в промышленности нисколько не уменьшилась. В связи с этим для учебного проектирования используется серия 4А, которая является классикой асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, родоначальником множества ныне выпускаемых серий (в настоящее время снята с производства) [2].

Исходные данные для проектирования приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные для проектирования