Выбор главных размеров асинхронного двигателя общего назначения. Расчёт обмотки статора, размеров зубцeвой зоны статора, ротора, магнитной цепи. Проверочный расчет подшипников качения на долговечность. Критическая частота вращения. Расчет прогиба ротора.
Аннотация к работе
АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, СТАТОР, РОТОР, ОБМОТКА, МАГНИТНАЯ ЦЕПЬ, ПОТЕРИ.Асинхронные двигатели являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу электропривода большинства механизмов, используемых во всех отраслях народного хозяйства. Асинхронные двигатели потребляют около 40% вырабатываемой в стране электроэнергии. При проектировании асинхронного двигателя должны быть учтены последние достижения, как в области проектирования, так и в области производства асинхронных двигателей. Широкое внедрение САПР позволяет спроектировать асинхронный двигатель, удовлетворяющий заданным критериям оптимизации: минимуму массы активных и конструктивных материалов; максимуму энергетического КПД; минимуму приведенных затрат на производство и эксплуатацию асинхронных двигателей. Двигатели этих серий составляют основу современного парка асинхронных двигателей в народном хозяйстве.Выбираем предварительно по табл.6.6, [1] для h = 90 мм внешний диаметр статора , где KD-коэффициент, характеризующий отношение внутренних и внешних диаметров сердечников статора. Находим полюсное деление по формуле Критерием правильности выбора главных размеров D и l? служит отношение l=ld/t, которое должно находится в пределах показанных на рис.6.14, [1] Для расчета магнитной цепи помимо длины воздушного зазора необходимо определить полную конструктивную длину и длину стали сердечников статора и ротора.При расчете обмотки статора определяется число пазов статора, число витков в фазе обмотки и сечение проводника. При этом число витков фазы обмотки статора должно быть таким, чтобы линейная нагрузка двигателя и индукция в воздушном зазоре как можно более близко совпадали с их значениями принятыми предварительно при выборе главных размеров, а число пазов статора обеспечивало достаточно равномерное распределение катушек обмотки. Окончательное число пазов статора выбираем с учетом условий, налагаемых требованиями симметрии обмотки, и желательно получения целого числа пазов на полюс и фазу. Число эффективных проводников в пазу (при, условии, что параллельные ветви отсутствуют а=1) по формуле Принимаем число параллельных ветвей а=1, тогда число эффективных проводников в пазу будет равно Окончательное число витков в фазе по формулеРазмеры пазов в электрических машинах должны быть выбраны таким образом, чтобы, во-первых, площадь паза соответствовала количеству и размерам размещаемых в нем проводников обмотки с учетом всей изоляции и во-вторых, чтобы значения индукции в зубцах и ярме статора находились в определенных пределах, зависящих от типа, мощности, исполнения машины и от марки электротехнической стали сердечника. В связи с тем, что обмоточный провод круглого сечения, то он может быть уложен в пазы произвольной конфигурации, поэтому размеры зубцовой зоны при всыпной обмотке выбираем таким образом, чтобы зубцы имели не параллельные грани. Такие зубцы имеют не постоянное, изменяющееся с высотой зубца поперечное сечение, индукция в них также меняется и магнитное напряжение зубцов с не параллельными гранями оказывается больше, чем магнитное напряжение не трапециидальных зубцов при том же среднем значении индукции в них. , где Bz1-индукция в зубцах статора по табл.6.10 [1]; принимаем Bz1=1,886Тл; Высота ярма статора [1, c.175] где Ва-индукция в ярме статора по табл.6.10 [1]; принимаем Ва=1.58 ТлВоздушный зазор следует выбирать, руководствуясь данными выпускаемых двигателей по рис.6.21 [1] Чем меньше воздушный зазор, тем меньше его магнитное сопротивление и магнитное напряжение, составляющее основную часть суммарной МДС магнитной цепи всей машины. Но чрезмерное уменьшение воздушного зазора приводит к возрастанию амплитуд пульсаций индукции в воздушном зазоре и, как следствие этого, к увеличению поверхностных и пульсационных потерь. В результате взаимодействия токов и полей высших гармоник возникают электромагнитные моменты, которые при неблагоприятном соотношении Z1 и Z2 могут существенно ухудшать механическую характеристику двигателя, так как момент на валу машины является суммой моментов, обусловленных всеми взаимодействующими гармониками. Исследования, проведенные для изучения влияния соотношений чисел зубцов на статоре и роторе на кривую момента, а также на шумы и вибрации, позволили определить наилучшие соотношения Z1 и Z2 для короткозамкнутых двигателей с различными числами 2р.Расчет намагничивающего тока будем проводить для режима холостого хода двигателя, при котором для асинхронных машин характерно сильное насыщение стали зубцов статора и ротора. В связи с тем, что поверхности статора и ротора ограничивающие воздушный зазор, не гладкие а имеют различные неравномерности: пазы, углубления для размещения бандажей и др. Наибольшая неравномерность возникает изза наличия зубцов на статоре и роторе. Магнитное сопротивление и магнитное напряжение воздушного зазора при неравномерной индукции возрастают.
План
Содержание
Введение
1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСЧЕТ
1.1. Выбор главных размеров
1.2. Расчет обмотки статора
1.3 Расчет размеров зубцевой зоны статора
1.4 Расчет ротора
1.5 Расчет магнитной цепи
1.6 Параметры рабочего режима
1.7 Расчет потерь
1.8 Расчет рабочих характеристик
1.9 Расчет пусковых характеристик
2. ТЕПЛОВОЙ И ВЕНТЕЛЯЦИОННЫЙ РАСЧЕТ
3. МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
3.1 Расчет прогиба ротора
3.2 Критическая частота вращения
3.3 Расчет вала на прочность
3.4 Проверочный расчет подшипников качения на долговечность