Проектирование и исследование асинхронных двигателей малой мощности - Контрольная работа

бесплатно 0
4.5 128
Общая характеристика асинхронных микродвигателей с короткозамкнутым ротором, анализ преимуществ: низкая стоимость производства, малая шумность, надежность в эксплуатации. Рассмотрение тапы расчета размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора.

Скачать работу Скачать уникальную работу

Чтобы скачать работу, Вы должны пройти проверку:


Аннотация к работе
Электрические машины, в то числе и асинхронные двигатели, принято разделять по мощности на три группы: большой, средней и малой мощности. Данная работа посвящен методике расчет асинхронного двигателя малой мощности с короткозамкнутым ротором, а также методам исследования и определения параметров и характеристик этих двигателей. Для того чтобы коэффициент заполнения кз находился в допустимых пределах выбираем обмоточный провод со следующими параметрами: обмоточный провод ПЭТВ по таблице П.7 [1] , , . Принимаем предварительно по таблице 1.6 [1] ; , тогда , где принимаем равным , тогда . Высоту шлица паза принимаем .

Введение
Электрические машины, в то числе и асинхронные двигатели, принято разделять по мощности на три группы: большой, средней и малой мощности. В общем случае представители разных групп, кроме мощности отличаются также конструктивными, функциональными, эксплуатационными и прочими особенностями. Деление на три группы является условным и не имеет четких границ. Верхняя граница мощности асинхронных микромашин обычно не превышает 1КВТ.

Асинхронные микродвигатели с короткозамкнутым ротором, как трехфазные, так и однофазные являются самыми распространенными типами двигателей переменного тока. Они применяются для привода огромного числа механизмов в промышленности, сельском хозяйстве в системах автоматики и в электроприводах бытовой техники.

Асинхронные микродвигатели имеют ряд преимуществ по сравнению с другими типами машин, в частности с коллекторными: 1. простота конструкции и низкая стоимость производства;

2. отсутствие источника радиопомех;

3. малая шумность двигателя;

4. простота и надежность в эксплуатации.

К недостаткам асинхронных двигателей следует отнести относительно плохие регулировочные характеристики.

Однако этот недостаток относится лишь к машинам нормального исполнения с короткозамкнутым ротором. Специальные асинхронные двигатели с массивным ротором допускают регулировочные скорости в широких пределах.

Данная работа посвящен методике расчет асинхронного двигателя малой мощности с короткозамкнутым ротором, а также методам исследования и определения параметров и характеристик этих двигателей.

1.Определение главных размеров

1. Число пар полюсов: .

2. Выбор главных размеров: По таблице 1.1 [1] для мощности находим внешний диаметр статора , высота оси вращения

3. Внутренний диаметр статора:

где по таблице 1.2 [1].

4. Полюсное деление:

5. Расчетная мощность: . где , значения параметров , , из таблицы П.2 [1], а и из таблицы П.1 [1].

6. Электромагнитные нагрузки по таблице П.1. [1]: ; .

7. Обмоточный коэффициент для однослойной концентрической обмотки по таблице 1.3 [1]: . Обмотка по рис.1.1.

8. Расчетная длина воздушного зазора: , ,

9. Отношение , что находится в рекомендуемых пределах (таблица 1.4).

9.1 ?=0,2 D/2000=0.2 мм.

10. Предельные значения t , по рис. 1.6 [1]: ; .

11. Число пазов статора по [1]:

.

Принимаем Z = 24, тогда по табл.1.5 [1].

12. Зубцовое деление статора (окончательно): .

13. Число эффективных проводников в пазу (предварительно), при условии : , где .

14. Принимаем , тогда .

15. Окончательные значения: , , , .

Значения А и В находятся в допустимых пределах (по табл. П.1 [1]).

16. Плотность тока в обмотке статора (предварительно) по П.1 .

17. Сечение эффективного проводника (предварительно): , принимаем , тогда .

Для того чтобы коэффициент заполнения кз находился в допустимых пределах выбираем обмоточный провод со следующими параметрами: обмоточный провод ПЭТВ по таблице П.7 [1] , , .

18. Плотность тока в обмотке статора (окончательно): .

2.Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора асинхронный микродвигатель воздушный зазор

Паз статора по рис.1.5,б с соотношением размеров, обеспечивающих параллельность боковых граней зубцов. 6

19. Принимаем предварительно по таблице 1.6 [1] ; , тогда , где принимаем равным , тогда .

20. Размеры полуовального паза. Ширина шлица паза

.

Высоту шлица паза принимаем .

, , , .

Рис.

21. Площадь паза

.

22. Принимаем коэффициент уменьшения полезной площади паза .

23. Площадь паза в свету:

.

Структура изоляции паза для наиболее распространенных однослойных обмоток показана на рисунке. Пазовую изоляцию выполняют преимущественно в виде коробочки из лавсановой пленки толщиной 0,19 мм. Пазовый клин тоже выполняют из лавсана толщиной 0,35 мм или 0,25 мм.

Рис.

24. Коэффициент заполнения паза: , что входит в диапазон допустимых значений

3.Расчет ротора

25. Воздушный зазор: .

Принимаем .

26. Число пазов ротора по табл. 1.7 [1] , со скосом на 0,5 зубцового деления.

27. Внешний диаметр: .

28. Длина .

29. Зубцовое деление: .

30. Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник непосредственно насажен на вал: .

31. Ток в стержне ротора: , , .

32. Площадь поперечного сечения стержня: .

33. Паз ротора по [1], принимаем , .

Допустимая ширина зубца при : .

Размеры паза: .

Принимаем .

.

Принимаем .

.

Принимаем .

Высота зубца ротора: .

Площадь паза, равная сечению стержня:

.

34. Плотность тока в стержне: .

35. Короткозамыкающие кольца. Площадь поперечного сечения: , здесь, где , .

Размеры замыкающих колец: .

Принимаем .

, .

4.Расчет намагничивающего тока

36. Значения индукций: , , , , где расчетная высота ярма ротора

.

37. Магнитное напряжение воздушного зазора: , здесь , где .

38. Магнитные напряжения зубцовых зон статора: ,

ротора

, где по табл. П.6 [1] для стали 2013 при , при ; , .

39. Коэффициент насыщения зубцовой зоны:

40. Магнитные напряжения ярм статора и ротора: , , где по табл. П.6 [1] при , при , , , где .

41. Магнитное напряжение на пару полюсов:

.

42. Коэффициент насыщения магнитной цепи:

43. Намагничивающий ток: , относительное значение: .

5.Параметры рабочего режима

44. Активное сопротивление фазы обмотки статора

.

Для класса нагревостойкости изоляции F расчетная . Для меди .

Длина проводников фазы обмотки

,

, где , , где ; по табл. 1.9 [1], ;

.

Длина вылета лобовой части катушки: , где по табл. 1.9 [1]

Относительное значение:

45. Активное сопротивление фазы обмотки ротора: , где

Для литой алюминиевой обмотки ротора .

Приводим Z к числу обмотки статора

.

Относительное значение: .

46. Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора:

где

, ;

, - относительное укорочение шага обмотки.

,

, для и по рис. 1.9. [1] .

Относительное значение: .

47. Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора:

для рабочего режима .

, , , так как .

Приводим x2 к числу витков статора:

.

Относительное значение: .

Принимая во внимание небольшую величину скоса пазов ротора, учитывать влияние скоса на параметров не будем.

6.Расчет потерь

48. Основные потери в стали:

где и для стали 2013.

, .

49. Сумма добавочных потерь в стали: .

50. Полные потери в стали:

.

51. Механические потери: , для двигателей коэффициент .

52. Добавочные потери при номинальном режиме: .

53. Ток холостого хода двигателя : .

54. Электрические потери в обмотках статора: .

Электрические потери в обмотках ротора: , 55. Сумма всех потерь в двигателе в номинальном режиме:

7.Расчет рабочих и пусковых характеристик

56. Для расчета характеристик асинхронного двигателя составляем схему замещения: здесь , .

Рис.

Таким образом, исходные данные для расчета пусковых и рабочих характеристик двигателя с учетом изменения параметров ротора от насыщения и поверхностного эффекта и с учетом насыщения основного магнитного потока следующие:

Результаты расчета характеристик на ЭВМ приведены в таблице [1], из которых получаем параметры двигателя в номинальном режиме (при Р2н = 0,78 КВТ).

Исходные данные

X1= 13.174 R1= 11.450 X2= 3.910 R2= 6.430

X12= 132.52 R12= 2.020 P= 2.0 F= 50.0

U3= 220.0 H3= 0.012500 MR= 1.0 R02=.0000000440

Таблица

9.Тепловой расчет

57. Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя:

где при по [1]: , где по табл. 1.11 [1] по табл. 1.12 [1] - .

58. Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора:

где , - толщина пазовой изоляции;

для изоляции класса нагревостойкости F: , из рис. 1.12 [1] для

59. Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей: , где , , .

Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри машины: .

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины:

Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды: ,

здесь где

, , по табл. 1.13 [1]

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды: .

60. Расчет вентиляции

Требуемый для охлаждения расход воздуха: , , при 2

Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором:

, что соответствует требованиям, т.к. .

10.Динамические параметры

61. Момент инерции ротора: , где при .

62. Допустимое число пусков асинхронного двигателя в час на холостом ходу: .

63. Допустимое число реверсов в час на холостом ходу двигателя: .

64. Скорость нарастания температуры при пуске: , где для холодного состояния двигателя перед пуском.

Список литературы
1. Дмитриев В.Н. Проектирование и исследование асинхронных двигателей малой мощности: Учеб. пособие. - Ульяновск, 1996. - 88 с.: ил.

2. Токарев Б.Ф. Электрические машины: Учеб. пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 624 с.: ил.

3. И.П. Электрические машины: Учеб. для вузов. - 2-е изд., перераб. - М.: Высш. шк.; Логос; 2000. - 607 с.

4. Вольдек А.И. Электрические машины. Учебник для студентов высш. техн. учебных заведений. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - Л.: Энергия, 1974.

5. Дмитриев В.Н., Кислицын А.Л. Испытание электрических машин: Учебное пособие. - Ульяновск, 1998. - 100 с.

1. Размещено на

Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность
своей работы


Новые загруженные работы

Дисциплины научных работ





Хотите, перезвоним вам?