Проектирование электродвигателя асинхронного с короткозамкнутым ротором мощностью 37 кВт - Курсовая работа

Значение электрической энергии в народном хозяйстве и в быту непрерывно возрастает. Промышленность, транспорт, сельское хозяйство и быт населения обусловливает необходимость применения разнообразного электротехнического оборудования. По мере развития силовой полупроводниковой техники и микропроцессорных систем управления двигатели постоянного тока в замкнутых системах электропривода постепенно вытесняются более надежными и дешевыми асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором. Серия охватывает диапазон мощностей от 0,6 до 400 КВТ и построена на 17 стандартных высотах вращения от 50 до 355 мм.8.6 [1, c.275] принимаем внешний диаметр статора . При определении внутреннего диаметра статора , принимая, что размеры пазов не зависят от числа полюсов машины, получаем приближенное выражение: , где - коэффициент, характеризующий отношение внутренних и внешних диаметров сердечников статоров асинхронных двигателей. Находим полюсное деление по формуле: , где - число пар полюсов. Определяем расчетную мощность по формуле: где - мощность на валу двигателя, КВТ; отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, значение которого принимаем по рис.Принимаем зубцовое деление по рис. Тогда возможность числа пазов статора, соответствующих выбранному диапазону , . Число эффективных проводников в пазу (при условии наличия параллельных ветвей ): где - принятое ранее значение линейной нагрузки, ; Далее определяем обмоточный коэффициент исходя из того, что общим аналитическим выражением для расчета большинства современных симметричных обмоток с фазной зоной, равной электрическому углу радиан, и с целым числом пазов на полюс и фазу является: , где - номер гармоники ЭДС (для основной гармоники ); Площадь поперечного сечения эффективных проводников, определяют, исходя из тока одной параллельной ветви и допустимой плотности тока в обмотке: .Принимаем размеры паза в штампе: ширина шлица паза -; Сумма размеров по высоте и ширине паза всех проводников и изоляции с учетом необходимых допусков на разбухание изоляции и на укладку обмотки определяет размеры части паза, занятой обмоткой. Полученные при расчете заполнения паза его размеры являются размерами паза “в свету”, т.е размерами реального паза в собранном шихтованном сердечнике с учетом неизбежной при этом “гребенки”, образующейся за счет допусков при штамповке листов и шихтовке магнитопроводов. Площадь поперечного сечения трапецеидального паза, в которой размещаются обмотка, корпусная изоляция и прокладки: , где - площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу, ; Площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу находим по формуле: , где - односторонняя толщина изоляции в пазу по табл.Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник ротора непосредственно насаживается на вал: , где - коэффициент по табл. Ток в обмотке ротора: , где - коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания на отношение ; Коэффициент приведения токов определяем следующим образом: , где - коэффициент, учитывающий влияние скоса пазов, так как пазы ротора выполняем без скоса, то . По допустимой индукции определяем ширину зубца ротора: . Условия высококачественной заливки пазов алюминием требуют, чтобы диаметр закругления нижней части паза в двигателях с - не менее 2,5 - 3 мм.Марку электротехнической стали выбираем по рекомендациям [1, с320] в зависимости от оси вращения проектируемого асинхронного двигателя - сталь 2212, с толщиной листов 0,5 мм. , где - индукция в воздушном зазоре, Тл, рассчитанная по ф. по окончательно принятому числу витков в фазе обмотки и обмоточному коэффициенту , определенному для принятой в машине обмотки; Магнитное напряжение зубцовой зоны статора: , где - расчетная высота зубца статора, м; расчетная напряженность поля в зубце статора, А, принимаем по приложению 1 [1], при условии, что . расчетная напряженность поля в зубце ротора, А, принимаем по приложению 1 [1], при условии, что .Активное сопротивление обмотки статора: , где - коэффициент увеличения активного сопротивления фазы обмотки от действия эффекта вытеснения тока (в проводниках обмотки статора асинхронных машин эффект вытеснения тока проявляется незначительно изза малых размеров элементарных проводников, поэтому ); общая длина эффективных проводников фазы обмотки, м: , где - средняя длина витка обмотки, м; Среднюю длину витка находят как сумму прямолинейных пазовых и изогнутых лобовых частей катушки: . В этих формулах - средняя ширина катушки, м, определяемая по дуге окружности, проходящей по серединам высоты пазов: , где - укорочение шага обмотки, для двухслойной обмотки выполненной без укорочения шага, принимаем ; Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния определяем по формуле: , в которой находим следующим образом, учитывая, что при полузакрытых или полуоткрытых пазах статора с учетом скоса пазов: , ОкончательноПотери в асинхронных машинах подразделяют на потери в стали (основные и добавочные), электрические, вентиляционные, механические о добавочные при нагрузк

Содержание

Введение

1. Расчет и конструирование двигателя

1.1 Выбор главных размеров

1.2 Расчет обмотки статора

1.3 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

1.4 Расчет ротора

1.5 Расчет магнитной цепи

1.6 Расчет параметров рабочего режима

1.7 Расчет потерь

1.8 Расчет рабочих характеристик

1.9 Расчет пусковых характеристик

1.10 Тепловой и вентиляционный расчет

1.11 Механический расчет

2. Моделирование двигателя

3. Исследовательская часть

4. Выбор схемы управления двигателем

Заключение

Список литературы

Значение электрической энергии в народном хозяйстве и в быту непрерывно возрастает.

Промышленность, транспорт, сельское хозяйство и быт населения обусловливает необходимость применения разнообразного электротехнического оборудования.

Основой автоматизированного электропривода являются электрические двигатели. По мере развития силовой полупроводниковой техники и микропроцессорных систем управления двигатели постоянного тока в замкнутых системах электропривода постепенно вытесняются более надежными и дешевыми асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором.

Двигатели серии 4А выпускались в 80-х годах в массовом количестве и в настоящее время эксплуатируются практически на всех промышленных предприятиях. Серия охватывает диапазон мощностей от 0,6 до 400 КВТ и построена на 17 стандартных высотах вращения от 50 до 355 мм. Серия включает основное исполнение двигателей, ряд модификаций и специализированное исполнение.

В данной курсовой работе будет произведено проектирование асинхронного двигателя, номинальные данные которого и указания о режиме его работы приведены в техническом задании. Проектирование новой машины начинаем с выбора базовой модели, на которую ориентируемся при проведении всех расчетов, начиная с выбора главных размеров, и при разработке конструкций отдельных узлов. За базовую выберем конструкцию двигателя серии 4А - 4А200М2У3, основные технические данные которого сведены в таблицу:

37 0,82 40,3 4,3 90 0,89 1,4 2,5

4,1 0,028 0,094 0,021 0,12 0,031 0,060 0,16 1,9 11,5

Полностью учесть все требования технического задания к характеристикам двигателя, не ориентируясь на данные выпущенных машин, невозможно. Поэтому перед началом расчета детально изучим конструкцию базового двигателя.

1.