Курсовая работа: Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Оглавление

Введение. 3

Техническое задание. 5

1. Методика проектирования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. 6

1.1Выбор главных размеров двигателя. 6

1.2Расчёт параметров обмотки статора. 8

1.3Расчёт параметров воздушного зазора. 12

1.4Расчёт параметров обмотки ротора. 14

1.5Расчёт тока намагничивания. 18

1.6Расчёт параметров рабочего режима двигателя. 21

1.7Расчёт активных потерь в двигателе. 27

1.8Расчет рабочих характеристик двигателя. 30

1.9Расчет пусковых характеристик. 34

Заключение. 42

Список использованной литературы.. 43

Приложение. 44

Введение.

Асинхронная машина – бесколлекторная машина переменного тока, у которой отношение частоты вращения ротора к частоте тока в цепи, к которой машина подключена, зависит от нагрузок. Как любая электрическая машина, асинхронная машина обладает свойством обратимости, т.е. может работать как в двигательном, так и генераторном режимах. Однако на практике наибольшее распространение получил двигательный режим работы машины. На сегодняшний день асинхронный двигатель является основным двигателем большинства механизмов и машин. Более 60 % всей вырабатываемой электрической энергии потребляется электрическими машинами, при этом значительную долю в этом потреблении (примерно 75 %) составляют асинхронные двигатели. Достаточно широкое распространение асинхронные двигатели получили благодаря следующим своим достоинствам: небольшие габаритные размеры, простота конструкции, высокая надёжность, высокое значение КПД, относительно низкая стоимость. К недостаткам асинхронного двигателя относят: трудности при регулировании скорости вращения, большие пусковые токи, низкое значение коэффициента мощности при работе машины в режиме близком к холостому ходу. Первый и второй из недостатков могут быть компенсированы применением преобразователей частоты, использование которых расширило область применения асинхронных машин. Благодаря преобразователям частоты асинхронный двигатель широко внедряется в области, где традиционно использовались другие виды электрических машин, прежде всего машины постоянного тока.

Поскольку существующим асинхронным двигателям свойственны ряд недостатков со временем постоянно разрабатываются новые серии асинхронных двигателей, имеющих более высокие технико-экономические показатели по сравнению с предыдущими сериями асинхронных двигателей, лучшие по качественным показателям рабочие и механические характеристики. Кроме этого, часто возникают потребности в разработке и модернизации асинхронных двигателей специального исполнения. К таким двигателям можно отнести:

- погружные асинхронные двигатели (ПЭД) применяемые для привода установок электроцентробежных насосов (УЭЦН). Особенность конструкции таких двигателей – ограниченность в размерах наружного диаметра, размеры которого заданы диаметром насосно-компрессорной трубы, в которой двигатель располагается. Кроме этого, двигатель эксплуатируется при достаточно высоких температурах, что приводит к снижению его развиваемой мощности. Указанные обстоятельства требуют разработки специальной конструкции асинхронных двигателей;

- двигатели, работающие совместно с частотными преобразователями, которые выполняют функции их регулирования. Поскольку преобразователи частоты приводят к генерации целого спектра гармонических составляющих в кривой напряжения питания двигателя, наличие гармонических составляющих приводит к появлению дополнительных потерь в двигателе и снижению его КПД ниже номинального. Конструкция асинхронного двигателя, работающего совместно с преобразователями частоты должна учитывать данную особенность и наличие в кривой напряжения питания высших гармоник не должно приводить к дополнительным потерям мощности.

Указанный список асинхронных двигателей специального исполнения может быть продолжен, и отсюда можно сделать следующие выводы:

- существует необходимость в разработке новых серий асинхронных двигателей;

- существует необходимость в освоении существующих методик проектирования асинхронных двигателей для решения указанной выше задачи;

- существует необходимость в разработке новых методик проектирования асинхронных двигателей, позволяющих при меньших затратах времени на проектирование разрабатывать новую серию асинхронных двигателей с лучшими технико-экономическими показателями.

Цель выполнения задания на курсовое проектирование – разработка асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, имеющего заданные параметры, на основе существующей и широко применяемой на практике методике проектирования асинхронных двигателей.

Техническое задание.

Спроектировать трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором со следующими номинальными параметрами:

Разрабатываемый асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором должен иметь следующие паспортные данные:

Напряжение питания (фазное значение) U_1фн, В – 220;

Частота питающего напряжения f₁, Гц – 50;

Число фаз напряжения питания m₁ – 3;

Конструктивное исполнение IM1001;

Исполнение по способу защиты от воздействия окружающей среды IP44;

Категория климатического исполнения У3

В ходе выполнение курсового проектирования необходимо спроектировать асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеющий указанные паспортные данные, и сравнить основные показатели полученного асинхронного двигателя с показателями аналогичного двигателя, выпускаемого промышленностью (в качестве аналогов рассматривать асинхронные двигатели серии АИР, паспортные данные которых приводятся в ПРИЛОЖЕНИИ 1)

Результаты расчёта оформить в виде пояснительной записки.

Выполнить чертёж разработанного асинхронного двигателя и представить его на формате А3.