150724 (Разработка асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором)

2016-07-30СтудИзба

Описание файла

Документ из архива "Разработка асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физика" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "физика" в общих файлах.

Онлайн просмотр документа "150724"

Текст из документа "150724"

Содержание

Введение

1. Описание конструкции асинхронного двигателя

2. Выбор главных размеров

2.1 Расчёт высоты вращения и длины железа статора

2.2 Определение числа пазов, витков и сечения провода обмотки статора

2.3 Расчёт размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

2.4 Расчёт ротора

2.5 Расчёт паза ротора

2.6 Расчёт короткозамыкающих колец

3. Электромагнитный расчёт

3.1 Расчёт магнитной цепи

3.2 Расчёт намагничивающего тока

3.3 Параметры рабочего режима

3.4 Расчёт потерь

3.5 Расчёт рабочих характеристик

3.6 Расчёт пусковых характеристик

4. Круговая диаграмма

5. Тепловой и вентиляционный расчёты

5.1 Тепловой расчёт

5.2 Вентиляционный расчёт

6. Механичский расчёт

6.1 Расчёт вала

6.2 Расчёт подшипников

7. Экономический расчёт

8. Описание технологии сборки

Заключение

Список литературы

Введение

Асинхронные двигатели являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу электропривода большинства механизмов, используемых во всех производствах.

Асинхронные двигатели общего назначения мощностью от 0,06 до 400кВт на напряжение до 1140В - наиболее широко применяемые электрические машины. В парке всех производств Республики Беларусь они составляют по количеству 90%, по мощности - примерно 55%, а по потреблению электроэнергии более 40%.

При проектировании необходимо учитывать соответствие технико-экономических показателей современному мировому уровню при соблюдении требований государственных и отраслевых стандартов. Приходится также учитывать назначение и условия эксплуатации, стоимость активных и конструктивных материалов КПД, технологию производства, надежность в работе и патентную частоту.

Расчет и конструирование неотделимы от технологии их изготовления. Поэтому при проектировании необходимо учитывать возможности электротехнических заводов, стремиться к максимальному снижению трудоемкости изготовления электрических машин.

Выбрать оптимальный вариант можно, сопоставив многие варианты расчета. Поэтому без применения ЭВМ не обходится ни один серьезный расчет электрических машин.

В данном курсовом проекте все расчеты ведутся на ЭВМ, включая и построение рабочих и пусковых характеристик.

1. Описание конструкции асинхронного двигателя

Опираясь на исходные данные, заданные в задании на проектирование, можно произвести анализ конструкции электродвигателя.

По условию курсовой работы заданы: исполнение по защите, монтажное исполнение и способ охлаждения. Исполнение по защите проектируемого двигателя IP44. Это подразумевает, что двигатель защищен от возможности соприкосновения инструмента с токоведущими частями попадания внутрь двигателя твердых тел диаметром более 1 мм, а также двигатель защищен от брызг, вода, разбрызгиваемая на оболочку в любом направлении, не должна оказывать вредного действия на изделие, т.е. двигатель выполнен в закрытом исполнении.

Способ охлаждения IС0А141 подразумевает, что охлаждение осуществляется воздухом, а машина с ребристой станиной, обдуваемая внешним вентилятором, расположенным на валу двигателя.

Монтажное исполнение IМ2001 говорит о том, что двигатель выполнен на лапах с двумя подшипниковыми щитами и фланцем на одном щите, имеет горизонтальное расположение и один выходной конец вала.

Обмотка короткозамкнутого ротора не имеет изоляции, выполняется заливкой пазов алюминием, одновременно со стержнями отливается замыкающие кольца с вентиляционными лопатками.

В связи с тем, что мощность двигателя 50 кВт, в статор укладываем двухслойную обмотку с укороченным шагом.

Магнитопровод статора выполняют шихтованным из целых листов электротехнической стали 2312 толщиной 0,5 мм.

2. Выбор главных размеров

По условиям курсового проекта заданы следующие параметры проектируемого двигателя:

- мощность двигателя Р2= 47800 Вт;

- линейное напряжение питания 380/220В;

- исполнение по способу защиты IP44;

- число пар полюсов 2р=10

- частота питающей сети 50 Гц;

- конструктивное исполнение IM2001;

2.1 Расчёты высоты вращения и длины железа статора

Первым шагом при выборе главных размеров асинхронного двигателя является выбор высоты оси вращения h, которая предварительно выбирается по рисунку 8.17 [1,c.274] для двигателя P2=47,8кВт, IP=44, 2р=10. Принимается h=280 мм.

Внешний диаметр Da магнитопровода статора выбирается из таблицы 8.6 [1, c.275] для h=280 мм. Принимается Da=520 мм.

Внутренний диаметр D магнитопровода статора вычисляется по формуле [1, c. 275]

D=kDDa, (1)

где kD – коэффициент характеризующий отклонение внутреннего и внешнего диаметров сердечников статора асинхронных двигателей серий 4А и АИ, таблица 8.7 [1, c. 276].Принимается для 2р=10 kD=0,76.

D=0,760,52=0,395 м

Полюсное деление , мм определяется по формуле8.3 [1, c. 276]:

(2)

где р – число пар полюсов.

Расчётная мощность ,ВА:

, (3)

где - номинальная мощность двигателя, Вт; - отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению; - номинальный расчётный КПД; соs - номинальный расчётный коэффициент мощности.

Из рисунка 8.20 [1, c. 276] =0,945. Из рисунка 8.21 [1, c. 277] принимается =0,91, соs =0,78.

(Вт)

Синхронная угловая скорость движения , рад/с, рассчитывается по формуле:

(4)

где f1 – частота питающей сети, Гц.

Расчётная длина магнитопровода определяется по формуле 8.6 [1, c. 279]:

(5)

где - коэффициент формы поля; - обмоточный коэффициент (выбирается в зависимости от типа обмотки статора); А - электромагнитная нагрузка, А/м; - индукция магнитного поля в воздушном зазоре, Тл.

принимается равным 1,11.

При мощности АД больше 15 кВт используется двухслойная обмотка, поэтому принимается =0,91. Из рисунка 8.23 [1, c. 279] находим: А=36103 А/м, =0,8 Тл.

Для определения правильности выбора главных размеров D и l используется значение:

(6)

Полученное значение находится в пределах указанных на рисунке 8.25 [1, c. 280].

2.2 Определение числа пазов, витков и сечения провода обмотки статора

Следующий этап расчёта включает определение числа пазов статора Z1 и числа витков в фазе обмотки статора W1.

(7)

Значения tZ1min, tZ1max определяются по графику на рисунке 8.26 [1, c. 282]. Для h=280 мм, 2p=10, =124 мм, tZ1min=0.0138 м, tZ1max=0.016 м.

Окончательное число пазов статора Z1 выбирается в полученных пределах с учётом условий симметрии: q1 есть целое число.

(8)

где m – число фаз, m=3.

Принимается Z1=90, q1=3. Окончательное значение tZ1 вычисляется по формуле:

(9)

входит в выбранный диапазон.

Далее предварительно определяется число эффективных проводников в пазу u’п по формуле 8.17 [1, c. 284]при условии, что параллельных ветвей в обмотке 4 (a=4).

(10)

где I1ном – номинальный ток АД, А по формуле 8.18 [1, c. 279].

(11)

Окончательно принимается a=5.

Число эффективных проводников в пазу равно:

(12)

Для двухслойной обмотки принимаем . Относительное число витков в фазе обмотки по формуле 8.20 [1, c. 279]:

(13)

Окончательное значение линейной нагрузки по формуле 8.21 [1, c. 279]:

(14)

(15)

Пусть шаг обмотки y=7 зубцовых делений, тогда относительный шаг равен:

(16)

Коэффициент укорочения:

(17)

Коэффициент распределения определяется по таблице 3.16 [1, c. 113]. Принимается =0,943.

Обмоточный коэффициент определяется следующим образом:

(18)

Далее определяется значение потока по формуле 8.22 [1, c. 285]:

(19)

Индукция в воздушном зазоре определяется по формуле 8.23 [1, c. 285]:

(20)

Выбор допустимой плотности тока производится с учётом линейной нагрузки двигателя:

(21)

Значение (A·J) для АД различных исполнений приведены на рисунке 8.27 [1, c. 286]. Для проектируемого двигателя выбирается (A·J)=150·109 A22.

Сечение эффективных проводников определяется исходя из тока одной параллельной ветви и допустимой плотности тока в обмотке по формуле 8.24 [1, c. 285]:

(22)

Принимается число эффективных проводников nэл=3, qэл=1.227 мм2 (таблица П-28 [2, c. 470]), тогда qэф1=3•1.227=3.68 мм2, dиз=1,33 мм. Обмотка выполняется круглым проводом.

Далее уточняется плотность тока в обмотке:

(23)

2.3 Расчёт размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

По таблице 8.10 [1, c. 289] Ba=1.1 Тл и BZср=1.6 Тл. По таблице 8.11 [1, c. 290] выбирается коэффициент заполнения сталью магнитопровода kc1=0,95. По выбранным значениям Bа и kc1 рассчитывается высота ярма статора по формуле 8.28 [1, c. 288]:

(24)

Минимальная ширина зубца статора:

(25)

Размеры паза вначале определяются без учёта размеров и числа проводников обмотки, исходя из допустимых значений индукции в зубцах и ярме статора.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее