Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором - файл 1.doc


Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
скачать (2746 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc2746kb.20.12.2011 13:39скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

  1   2   3
Реклама MarketGid:
Загрузка...
Аннотация
В пояснительной записке к курсовому проекту по дисциплине "Электромеханика" представлен электромагнитный, тепловой и вентиляционный расчет шестиполюсного трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором полезной мощности 45 кВт на напряжение сети 380/660 В.

Расчет асинхронного двигателя выполнялся вручную. В результате проектирования двигателя получен вариант проекта, удовлетворяющий требованиям технического задания.

Для спроектированного асинхронного двигателя выполнен механический расчет вала и выбраны подшипники. Определены размеры элементов конструкции двигателя.

Пояснительная записка содержит 75 листа машинописного текста, в том числе 11 рисунков, 5 таблиц и список использованных источников из 3 наименований.
Содержание
Введение………………………………………………………………………………...5

1 Электромагнитный расчет…………………………………………………………...7

1.1 Выбор главных размеров…………………………………………………………..7

1.2 Определение числа пазов, числа витков в фазе обмотки статора и сечения провода обмотки статора………………………………………………………………9

1.3 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора………………...15

1.4 Расчет ротора……………………………………………………………………...19

1.5 Расчет магнитной цепи…………………………………………………………...25

1.6 Параметры рабочего режима…………………………………………………….30

1.7 Расчет потерь……………………………………………………………………...36

1.8 Расчет рабочих характеристик…………………………………………………...40

1.9 Расчет пусковых характеристик………………………………………………….47

1.9.1 Расчет токов с учетом изменения параметров под влиянием эффекта вытеснения тока (без учета влияния насыщения от полей рассеяния)……………47

1.9.2 Расчет пусковых характеристик с учетом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния………………………………………………………53

2 Тепловой расчет……………………………………………………………………..61

3 Механический расчет вала………………………………………………………….66

4 Конструирование двигателя………………………………………………………..72

Заключение…………………………………………………………………………….77

Список использованных источников………………………………………………...78


Введение

Асинхронные двигатели являются основными двигателями в электроприводах практически всех промышленных предприятий. В СССР выпуск асинхронных двигателей превышал 10 млн. штук в год. Наиболее распространены двигатели на номинальное напряжение до 660 В, суммарная установленная мощность которых составляет около 200 млн. кВт.

Двигатели серии 4А выпускались в 80-х годах XX века в массовом количестве и в настоящее время эксплуатируются, практически на всех промышленных предприятиях России. Серия охватывает диапазон мощностей от 0,6 до 400 кВт и построена на 17 стандартных высотах оси вращения от 50 до 355 мм. Серия включает основное исполнение двигателей, ряд модификаций и специализированные исполнения. Двигатели основного исполнения предназначены для нормальных условий работы и являются двигателями общего назначения. Это трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, рассчитанные на частоту сети 50 Гц. Они имеют исполнение по степени защиты IP44 во всем диапазоне высот оси вращения и IP23 в диапазоне высот осей вращения 160…355 мм.

Модификации и специализированные исполнения двигателей построены на базе основного исполнения и имеют те же принципиальные конструктивные решения основных элементов. Такие двигатели выпускаются отдельными отрезками серии на определенные высоты оси вращения и предназначены для применения в качестве приводов механизмов, предъявляющих специфические требования к двигателю или работающих в условиях, отличных от нормальных по температуре или чистоте окружающей среды.

К электрическим модификациям двигателей серии 4А относятся двигатели с повышенным номинальным скольжением, повышенным пусковым моментом, многоскоростные, частотой питания 60 Гц. К конструктивным модификациям относятся двигатели с фазным ротором, со встроенным электромагнитным тормозом, малошумные, со встроенной температурной защитой.

По условиям окружающей среды различают модификации двигателей тропического исполнения, влагоморозостойкого, химостойкого, пылезащищенные и сельскохозяйственные.

Специализированное исполнение имеют лифтовые двигатели, частотно-управляемые, высокоточные.

Большинство двигателей серии 4А имеют степень защиты IP44 и выпущено в конструктивном исполнении, относящемся к группе IM1, т. е. с горизонтальным валом, на лапах, с двумя подшипниковыми щитами. Корпус двигателей выполнен с продольными радиальными ребрами, увеличивающими поверхность охлаждения и улучшающими отвод тепла от двигателя в окружающий воздух. На противоположном от рабочего конце вала укреплен вентилятор, прогоняющий охлаждающий воздух вдоль ребер корпуса. Вентилятор закрыт кожухом с отверстиями для прохода воздуха.

Магнитопровод двигателей – шихтованный из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, причем двигателей с h = 50…250 мм из стали марки 2013, а двигателей с h = 280…355 мм – из стали марки 2312.

Во всех двигателях серии с h < 280 мм и в двигателях с 2p = 10 и 12 всех высот оси вращения обмотка статора выполнена из круглого провода и пазы статора полузакрытые. При h = 280…355 мм, кроме двигателей с 2p = 10 и 12, катушки обмотки статора намотаны прямоугольным проводом, подразделенные и пазы статора полуоткрытые.

Обмотка короткозамкнутого ротора лопатки и кольца – литые из алюминия. Вентиляционные лопатки на кольцах ротора служат для перемещения воздуха, находящегося внутри машины.

Подшипниковые щиты крепят к корпусу с помощью четырех или шести болтов.

Коробка выводов расположена сверху станины, что облегчает монтажные работы при соединении двигателя с сетью.


1 Электромагнитный расчет


    1. Выбор главных размеров


Высота оси вращения двигателя по таблице 9.1 /1/ для 2p = 6 и P = 45 кВт .

Внешний диаметр статора по таблице 9.8 /1/ .

Принимаем = 0,72 по таблице 9.9 /1/ для 2p = 6.

Внутренний диаметр статора D, м:
(1)
где – отношение внутреннего и внешнего диаметра сердечника статора.

Полюсное деление , м:
(2)
где p – число пар полюсов.

Принимаем = 0.975 по рисунку 9.20 /1/ , = 0.91 по рисунку 9.21, б /1/ для = 45 кВт, = 0.89 по рисунку 9.21, б /1/ для = 45 кВт.

Расчетная мощность , Вт:
(3)
где ­– мощность на валу двигателя, Вт;

– отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению;

– коэффициент полезного действия двигателя;

– коэффициент мощности.

Электромагнитные нагрузки предварительно по рисунку 9.22, б /1/ принимаем .

Обмоточный коэффициент предварительно для двухслойной обмотки .

Синхронная угловая частота двигателя , рад/с:
(4)
где – частота питающей сети, Гц.

Коэффициент формы поля :
(5)
Расчетная длина магнитопровода , м:
(6)
где А – линейная токовая нагрузка, А/м;

– магнитная индукция в воздушном зазоре, Тл.

Отношение лежит в допустимых пределах согласно рисунку 9.25 /1/.


1.2 Определение числа пазов, числа витков в фазе обмотки статора и сечения провода обмотки статора
По рисунку 9.26 /1/ принимаем .

Число пазов статора:
(7)
где – минимальное значение зубцового деления статора, м;

– максимальное значение зубцового деления статора, м.

Из полученного диапазона значений выбираем число пазов статора .

Число пазов на полюс и фазу q:
(8)

где m – количество фаз.

Зубцовое деление статора окончательно , м:
(9)

Номинальный ток обмотки статора , А:
(10)
где - номинальное напряжение двигателя, В.

Принимаем число параллельных ветвей а = 3, тогда .

Число эффективных проводников в пазу :
(11)

Число витков в фазе :
(12)


Коэффициент распределения :
(13)

Шаг обмотки статора y:
(14)

Укорочение шага обмотки статора :
(15)
где – укороченный шаг обмотки статора.

Коэффициент укорочения :
(16)


Уточненный обмоточный коэффициент :
(17)

Уточненная линейная нагрузка А, А/м:
(18)


Магнитный поток Ф, Вб:
(19)

Уточненная магнитная индукция в воздушном зазоре , Тл:
(20)


Предварительно по рисунку 9.27, б /1/ для принимаем = = .

Плотность тока в обмотке статора , :
(21)

где – произведение линейной нагрузки на плотность тока, .

Площадь поперечного сечения эффективного проводника предварительно , :
(22)

Принимаем число элементарных проводников .
Площадь поперечного сечения неизолированного провода предварительно :
(23)

Принимаем обмоточный провод марки ПЭТВ: ,
Площадь поперечного сечения эффективного проводника окончательно , :
(24)

Плотность тока в обмотке статора окончательно , :
(25)






Рисунок 1 - Схема соединения обмотки статора


    1. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора


Для статора выбираем трапецеидальные пазы (рисунок 2).
Таблица 1 – Изоляция паза статора


Позиция

1

2

3

Материал

Имидофлекс

Класс

изоляции

F

F

F

Толщина материала, мм

0,4

0,4

0,5




Рисунок 2 – Паз статора спроектированного двигателя
Принимаем предварительно по таблице 9.12 /1/ для 2p = 6 и .

По таблице 9.13 /1/ для оксидированной стали марки 2013 принимаем .

Допустимая ширина зубца статора , м:
(26)
где – длина сердечника статора, м;

– коэффициент заполнения пакета сталью;

– допустимое значение магнитной индукции в зубцах статора, Тл.

Высота ярма статора , м:
(27)
где – допустимое значение магнитной индукции в ярме статора, Тл.

Размеры паза в штампе принимаем .

Высота паза , м:
(28)

Размеры паза статора:

(29)
где – высота шлица, м;

ширина шлица, м;


(30)



(31)

Уточняем размеры паза:

(32)

(33)

(34)

Принимаем .

По таблице 9.14 /1/ для h = 250 мм принимаем = 0,2 мм и = 0,2 мм.

Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку:
(35)
где – припуск по ширине паза, м.


(36)
где – припуск по высоте, м.

Площадь поперечного сечения корпусной изоляции , :
(37)
где – толщина изоляции (см. рисунок 2), м.

Площадь поперечного сечения прокладок , :
(38)

Площадь поперечного сечения паза , :
(39)



Коэффициент заполнения паза:
(40)
где – среднее значение диаметра изолированного провода, м.


Полученное значение коэффициента заполнения допустимо для механизированной укладки обмотки.
Воздушный зазор , мм:
(41)



    1. Расчет ротора


По таблице 9.18 /1/ для 2p = 6 и выбираем число пазов ротора .

Внешний диаметр ротора , м:
(42)

Зубцовое деление ротора , м:
(43)

По таблице 9.19 /1/ для 2p = 6 и h = 250 мм принимаем .

Внутренний диаметр ротора , м:
(44)

Коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания на отношение :
(45)

Принимаем , так как скос пазов выполняется в двигателях с высотой оси вращения .

Коэффициент приведения токов :
(46)
где – коэффициент скоса.

Ток в обмотке ротора , А:
(47)

Принимаем .

Площадь поперечного сечения стержня предварительно , :
(48)

Для ротора выбираем трапецеидальные закрытые пазы (рисунок 3). Размеры паза в штампе:


Рисунок 3 – Паз ротора спроектированного двигателя


По таблице 9.12 /1/ для 2p = 6 .

Допустимая ширина зубца ротора , м:
(49)
где – допустимое значение магнитной индукции в зубце ротора, Тл;

– длина сердечника ротора, м.

Размеры паза:
(50)
где – высота шлица, м;

– высота перемычки над пазом, м.

(51)

(52)

Высота паза , м:
(53)

Уточняем ширину зубцов ротора:
(54)

(55)



Принимаем .
Площадь поперечного сечения стержня , :
(56)

Плотность тока в стержне , :
(57)

Плотность тока в короткозамыкающих кольцах :
(58)

Ток в короткозамыкающих кольцах :
(59)


Площадь поперечного сечения короткозамыкающего кольца :
(60)


Высота короткозамыкающего кольца :
(61)


Ширина короткозамыкающего кольца :
(62)

Площадь поперечного сечения короткозамыкающего кольца :
(63)

Средний диаметр короткозамыкающих колец :
(64)

  1   2   3



Скачать файл (2746 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации