Проектирование двухскоростного двигателя - Дипломная работа

Асинхронные двигатели в силу ряда достоинств (относительная дешевизна, высокие энергетические показатели, простота обслуживания) являются наиболее распространенными среди всех электрических машин. Многоскоростные двигатели обычно выполняются с короткозамкнутым ротором. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором проще по устройству и обслуживанию, а так де дешевле и легче в работе, относительно двигателей с фазным ротором. Многоскоростные двигатели применяются в металлорежущих и деревообрабатывающих станках, в грузовых и пассажирских лифтах, для приводов вентиляторов и насосов, и в ряде других случаев. Деревообрабатывающие производства относятся к помещениям II класса по огнестойкости категории В (К категории В относятся производства связанные с обработкой твердых сгораемых веществ и материалов, а так же жидкостей с температурой возгорания выше 120?С.), поэтому двигатель имеет закрытое исполнение IP44.Отношение немного превышает рекомендуемое значение. 1.2 Определение Z1, W и площади поперечного сечения провода обмотки статора Число пазов статора: Принимаем Z1=24, тогда q1=Z1/2pm=24/2*1*3=4 Зубцовое деление статора (окончательно): Число эффективных проводников в пазу (предварительно, при условии а=1): Принимаем а=2, Uп=2*22=44 Значения А и B? находятся в допустимых пределах (см. рис.Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку: площадь поперечного сечения паза для размещения проводников обмотки: Коэффициент заполнения пазаТок в обмотке ротора. где пазы выполняются со скосом bck-скос пазов = TZ2 Уточняем ширину зубцов ротора b//2 = ? - b2 = ? - 6,8 = 7,8 мм hn2= hш2 h1 = 0,75 6,6 = 15,3 мм b//Z2 = b/Z2 = 7,8 мм Полученная точность расчета удовлетворяет требованиям, поэтому принимаем HZX = 1950А/м. Полученная точность расчета удовлетворяет требованиям, поэтому принимаем HZX = 1950 А/м. Приводим Х2 к числу витков статораПревышение температуры внутренней поверхности сердечника над температурой воздуха внутри двигателя. Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора: ??из.n1= = •10-3= 2,860С Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри двигателя: ??пов.л1= = = 8,550С Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри двигателя. Превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой окружающей среды: ??В = = = 54,80ССамым нагруженным в механическом отношении элементом проектируемого асинхронного двигателя является вал. Ниже представлены результаты механического расчета вала на прочность и жесткость, проведенные по методике, изложенной в §8.3 [1] На рисунке представлен эскиз рассматриваемого вала. Расчет параметров участков вала, входящих в формулу 8.16 /1/, выполнен в соответствии с табл. Установившийся прогиб вала от одностороннего магнитного притяжения fm = = = 0,00334172•10-2 м где m = FT/e0 = 0,00215666• 10-2/0,0060815•10-2 = 0,35462633К ним принадлежат: порезка рулонов изоляционного материала на ролики для последующего изготовления из них пазовых коробов, крышек и других деталей; изготовление междуфазных прокладок; порезка трубчатых изоляционных материалов; изготовление выводов обмотки из монтажных проводов. Первая операция - изолирование пазов статора осуществляется на станках полуавтоматах моделей ИПС-3-4; ИПС-5М; ИПС-8; ИПС-4 отечественного производства конструкции ВНИИТЭЛЕКТРОМАШ. В рассматриваемой конструкции изоляции пазовая крышка одновременно с функциями изоляционной детали выполняет роль клина, крепящего катушку в пазу, поэтому ее называют крышкой-клином, а процесс установки - заклиниванием обмотки. Станки для укладки обмотки работают по двум различным схемам: 1) непосредственная укладка проводников в паз; 2) раздельная намотка секции и пересыпка их в пазы статора. Проводоводитель совершает сложные возвратно-поступательные движения вдоль оси (провод проводится через паз) и вращательные вокруг оси статора (образуется лобовая часть).Стандартизацией решаются задачи уменьшения затрат на производство и эксплуатацию электрических машин, а также задачи минимизации затрат общественного труда на генерирование, передачу электрической энергии и ее преобразование в механическую. С позиций производителя желательно в максимальной мере сохранить номенклатуру выпускаемых электрических машин и получить минимум затрат труда при их производстве, а также эксплуатационном обслуживании и ремонте. Потребителю стандартизация должна обеспечить возможность получения электрических машин с необходимыми электромеханическими характеристиками, возможность подключения электрической машины к электрическим сетям, ее сопрягаемость с производственными механизмами и возможность ее замены при необходимости другой однотипной машиной, изготовленной другими фирмами или заводами. Производителю электрических машин стандартизация должна обеспечить возможность выпуска большего разнообразия машин при минимальной перестройке технологии и оснащения для сохранения при этом массового или крупносерийного характера производства. В гру

Содержание

Введение

1. Электромагнитный расчет

1.1 Выбор главных размеров

1.2 Определение числа пазов, числа витков и провода обмотки статора

1.3 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

1.4 Расчет ротора

1.5 Расчет магнитной цепи для 2р=2

1.6 Параметры рабочего режима для 2р=2

1.7 Расчет потерь для 2р=2

1.8 Расчет магнитной цепи для 2р=4

1.9 Параметры рабочего режима для 2р=4

1.10 Расчет потерь для 2р=4

1.11 Расчет рабочих характеристик для 2р=4

1.12 Расчет пусковых характеристик для 2р=2 без учета эффекта вытеснения тока и насыщения

1.13 Расчет пусковых характеристик для 2р=2 с учетом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения

1.14 Расчет пусковых характеристик для 2р=4 без учета эффекта вытеснения тока и насыщения

1.15 Расчет пусковых характеристик для 2р=4 с учетом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения

2. Тепловой расчет

3. Механический расчет вала

4. Технологический процесс изготовления обмотки статора

4.1 Основные технологические операции

4.2 Стандартизация

5. Шум и вибрация электрических машин

6. Техника безопасности

6.1 Вопросы обеспечения техники безопасности при изготовлении обмотки статора

6.2 Электробезопасность при эксплуатации электродвигателя

6.3 Пожарная безопасность при эксплуатации электродвигателя

7. Экономический расчет

7.1 Описание конструкции

7.2 Структурно-функциональный анализ асинхронного двигателя

7.3 Определение себестоимости и оптовой цены спроектированного двигателя

7.4 Определение экономической эффективности

7.5 Определение экономического эффекта

Заключение

Литература

Приложение

Асинхронные двигатели в силу ряда достоинств (относительная дешевизна, высокие энергетические показатели, простота обслуживания) являются наиболее распространенными среди всех электрических машин. Они - основные двигатели в электроприводах практически всех промышленных предприятий.

Рассматриваемый в данной дипломной работе двигатель - многоскоростной, а именно - двухскоростной. Многоскоростные двигатели обычно выполняются с короткозамкнутым ротором. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором проще по устройству и обслуживанию, а так де дешевле и легче в работе, относительно двигателей с фазным ротором.

Многоскоростные двигатели применяются в металлорежущих и деревообрабатывающих станках, в грузовых и пассажирских лифтах, для приводов вентиляторов и насосов, и в ряде других случаев. Область применения таких двигателей очень широка. Проектируемый двигатель используется в деревообрабатывающем производстве в приводах деревообрабатывающих станков. Деревообрабатывающие производства относятся к помещениям II класса по огнестойкости категории В (К категории В относятся производства связанные с обработкой твердых сгораемых веществ и материалов, а так же жидкостей с температурой возгорания выше 120?С.), поэтому двигатель имеет закрытое исполнение IP44.

Наиболее часто применяются на практике полюснопереключаемые обмотки соотношением числа полюсов 1:2. Полюснопереключаемая обмотка для скоростей 1:2 выполняется, как правило, в виде двухслойной петлевой обмотки, так как однослойная обмотка дает менее благоприятные кривые полей.

Каждая фаза обмотки с переключением числа пар полюсов в отношении 1:2 состоит из двух частей, или половин, с одинаковым количеством катушечных групп в каждой части.

Шаг обмотки при 2p1 полюсах, как правило, выбирается равным полюсному делению при 2p2 полюсах.

Удвоенное число полюсов получается при изменении направления тока в одной из двух частей каждой фазы, что делается путем переключения этих частей. Полюсное деление при этом будет равно половине полюсного деления при меньшем числе полюсов.

При переключении многоскоростной обмотки магнитные индукции на отдельных участках магнитной цепи в общем случае изменяются, что необходимо иметь ввиду при проектировании двигателя, чтобы, с одной стороны, добиться по возможности более полного использования материалов двигателя, а с другой стороны - не допустить чрезмерного насыщения цепи.

Масса и стоимость многоскоростных двигателей несколько больше, чем масса и стоимость обычных односкоростных асинхронных двигателей.