Асинхронный двигатель: сущность и принцип действия. Электромагнитный, тепловой, вентиляционный и механический расчет двигателя. Увеличение срока службы токопроводящих щеток фазного ротора. Технология изготовления статорной обмотки асинхронного двигателя.
При низкой оригинальности работы "Проектирование трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором серии 4А со степенью защиты IP44", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Одним из основных видов этого оборудования являются электрические машины, которые служат для преобразования механической энергии в электрическую и обратно - электрической энергии в механическую, а также для преобразования одного рода электрической энергии в другой. В настоящее время асинхронные двигатели потребляют около половины всей вырабатываемой в мире электроэнергии и широко применяются в качестве электропривода большинства механизмов. Наибольшее распространение получили асинхронные двигатели напряжением до 1000 В. При этом машины мощностью от 0,75 до 100 КВТ потребляют более 90% от общего потребления электроэнергии асинхронными двигателями. Тесла независимо друг от друга в 1888 г. предложили способ получения вращающегося магнитного поля при двухфазном токе и создали первые асинхронные машины.Асинхронный электродвигатель, содержащий статор, два аксиально разнесенных одинаковых короткозамкнутых ротора с оппозитно расположенными выходными валами, установленными посредством подшипников в корпусе двигателя, отличающийся тем, что статор выполнен с одним сердечником, охватывающим оба ротора, а обмотка статора выполнена трехфазной, с вращающимся полем одного следования в пределах длины статора. Изобретение решается задача упрощения технологии изготовления и снижения радиальных размеров асинхронного двигателя с регулируемой частотой вращения и улучшенными пусковыми характеристиками. Магнитопровод статора имеет пазы, расположенные соответственно на его внутренней и внешней цилиндрических поверхностях с трехфазной тороидальной обмоткой, магнитный шунт, размещенный на внешней цилиндрической поверхности пакета статора, имеющий пазы на внутренней поверхности, выполненные напротив пазов статора с размещенной в ней тороидальной обмоткой подмагничивания. Первый ротор, короткозамкнутый, имеет на внешней поверхности пазы, в которых уложена обмотка из меди. Асинхронный двигатель, состоящий из статора, включающего магнитопровод и обмотку, ротора, соединенного с рабочим механизмом, обеспечивающим постоянную, близкую к номинальной нагрузку на двигатель, отличающийся тем, что сечение магнитопровода статора ниже общепринятого расчетного на 5 - 15% за счет использования двигателя только в режиме номинальной нагрузки.Определим скорость вращения ротора По номинальной мощности Рн = 37 КВТ находим высоту оси вращения h = 225 мм и исходя из нее получаем наружный диаметр статора Da = 0,392 м. Внутренний диаметр статора (2.2) м. где KD - коэффициент характеризующий отношения внутренних и наружных диаметров сердечников статоров, KD = 0,71. Вт. где KE = 0,97 - коэффициент, [1];При определении числа эффективных проводников в пазу учитывают следующее: должно быть целым и при двухслойной обмотке кратным двум. Поэтому полученные в расчете округляют до ближайшего целого, четного числа, но чтобы округление не было слишком грубым, вначале определяют предварительное число эффективных проводников в пазу , при условии, что параллельные ветви в обмотке отсутствуют, а = 1. Предварительное число эффективных проводников в пазу при а = 1 Полученное значение не округляют до целого, а находят такое число а, при котором потребует лишь небольших изменений. Число а может быть взято только из соответствующего ряда возможных чисел для обмотки данного типа и заданного числа полюсов.Ширина зубца статора , (2.24) где kc - коэффициент заполнения сталью магнитопроводов статора и ротора асинхронных двигателей, [1], kc = 0,97. м. ; (2.25) м.Размеры паза в штампе принимаем: высота шлица паза мм, ширина шлица мм, [1]. Высота клиновой части паза при угле ? = 450 Площадь поперечного сечения паза, занимаемая корпусной изоляциейВоздушный зазор выберем исходя из графика и округлим до 0,05 мм, [1] м. Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник непосредственно насажен на вал , (2.47) где - коэффициент учитывающий влияние тока намагничивания и сопротивления обмоток на отношение I1/I2, [1]. Выбираем прямоугольную проволоку следующих геометрических размеров: м - ширина проволоки, м - высота проволоки, МІ - площадь поперечного сечения проволоки. Уточняем размер зубца ротора в наиболее узком сеченииУточняем индукцию в зубцах статора Уточняем индукцию в зубцах ротора Уточняем индукцию в ярме статора Уточняем индукцию в ярме ротора Магнитное напряжение воздушного зазора, (2.84) м. где - относительное укорочение шага обмотки статора; , [1]. Средняя длина витка обмотки Приводим r2 к числу витков обмотки статора Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния фазной обмотки kb и k?b-коэффициенты, для всех двухслойных обмоток принимают .кда - коэффициент, учитывающий влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участков магнитопровода, [1], кда = 1,6; kдz - коэффициент, учитывающий влияние на потери в стали технологических факторов, [1], kдz = 1,8. Амплитуда пульсации индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов статора и ротора Вт/м2. где k01 = 1,5 - коэффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головок зубцов на
План
Содержание
Введение
1 Патентное исследование
2 Электромагнитный расчет
2.1 Выбор главных размеров
2.2 Определение числа пазов статора, числа витков и сечения провода обмотки статора
2.3 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора
2.4 Расчет фазного ротора
2.5 Расчет намагничивающего тока
2.6 Параметры рабочего режима
2.7 Расчет потерь
2.8 Расчет рабочих характеристик
2.9 Расчет пусковых характеристик
3 Тепловой расчет
4 Вентиляционный расчет
5 Разработка конструкции и механический расчет
5.1 Разработка конструкции
5.2 Механический расчет
6 Специальная часть. Увеличение срока службы токопроводящих щеток фазного ротора
6.1 Технико-экономическое обоснование предлагаемой конструкции
6.2 Описание конструкции устройства для подъема щеток
7 Технологическая часть. Изготовление статорной обмотки асинхронного двигателя
7.1 Технологический анализ
7.2 Процесс изготовления двухслойной петлевой обмотки статора асинхронного двигателя
7.3 Технологическая инструкция на операцию 15 - намоточная
8 Организационно - экономическая часть
8.1 Расчет трудоемкости выполнения отдельных этапов и разработки в целом
8.2 Определение состава и численности исполнителей
8.3 Расчет пропускной способности КБ
8.4 Расчет затрат на разработку изделия и договорной цены темы
8.5 Расчет цены разработки
8.6 Анализ технической прогрессивности новой конструкции
8.8 Расчет полезного эффекта товара в эксплуатации
8.9 Определение цены нового изделия
8.10 Определение цены потребления
8.11 Определение конкурентоспособности нового изделия
9 Безопасность и экологичность
9.1 Безопасность производственной среды
9.2 Расчет заземления
9.3 Экологичность проекта
9.4 Чрезвычайные ситуации
Заключение
Список литературы
Введение
Электрификация промышленности, транспорта, сельского хозяйства и быта населения обусловливает необходимость применения разнообразного электротехнического оборудования. Одним из основных видов этого оборудования являются электрические машины, которые служат для преобразования механической энергии в электрическую и обратно - электрической энергии в механическую, а также для преобразования одного рода электрической энергии в другой.
Асинхронные машины - наиболее распространенные электричские машины. Особенно широко они используются в качестве электродвигателей и являются основными преобразователями электрической энергии в механическую. В настоящее время асинхронные двигатели потребляют около половины всей вырабатываемой в мире электроэнергии и широко применяются в качестве электропривода большинства механизмов. Это объясняется простотой конструкции, надежностью и высоким значением КПД этих электрических машин.
Наибольшее распространение получили асинхронные двигатели напряжением до 1000 В. При этом машины мощностью от 0,75 до 100 КВТ потребляют более 90% от общего потребления электроэнергии асинхронными двигателями.
Открытие асинхронных машин относится к 80-м годам прошлого столетия. Их создание связывают с именами итальянского ученого Г. Феррариса, югославского ученого Н. Тесла и русского ученого М. О. Доливо-Добровольского. Г. Феррарис и Н. Тесла независимо друг от друга в 1888 г. предложили способ получения вращающегося магнитного поля при двухфазном токе и создали первые асинхронные машины. Двигатель Г. Феррариса имел сплошной медный ротор, сосредоточенную двухфазную обмотку на статоре и развивал мощность в несколько ватт. Двигатель Н. Тесла имел также двухфазную сосредоточенную обмотку на статоре и такую же обмотку на роторе. Однако эти двигатели не получили широкого распространения.
Наибольшую роль в создании асинхронных двигателей сыграл М. О. Доливо-Добровольский. В 1889 г. он впервые использовал трехфазный ток для получения, вращающегося магнитного поля, применил на статоре распределенную трехфазную обмотку и обмотку ротора в виде беличьей клетки. Он также предложил трехфазную обмотку ротора, выведенную на контактные кольца, и использовал для пуска двигателя реостат, подключенный к обмотке ротора через контактные кольца.
Почти за 100 лет существования асинхронных двигателей в них совершенствовались применяемые материалы, конструкция отдельных узлов и деталей, технология их изготовления, однако принципиальные конструкторские решения, прехюженные М. О. Доливо-Добровольским, в основном остались неизменными.
В дальнейшем большое распространение получили также и однофазные асинхронные двигатели, в основном для электробытовых приборов. Появилось также большое количество разновидностей и модификаций асинхронных машин, в частности асинхронные исполнительные двигатели, тахогенераторы, сельсины, поворотные трансформаторы и др. Небольшое применение нашли и асинхронные генераторы.
В 1969 - 1972 гг. была разработана серия асинхронных двигателей общего назначения - серии 4А.
В серии 4А за счет применения новых электротехнических материалов и рациональной конструкции мощность двигателя при данных высотах оси вращения повышена на две - три ступени по сравнению с мощностью двигателей серии А2, что дало большую экономию дефицитных материалов. Существенно улучшились виброшумовые характеристики. При проектировании серии большое внимание было уделено повышению надежности машин. Впервые в мировой практике для асинхронных двигателей общего назначения были стандартизированы показатели надежности. Серия имеет широкий ряд модификаций и специализированных исполнений для максимального удовлетворения нужд электропривода. Благодаря высокому уровню унификации и стандартизации деталей и сборочных единиц это не создает существенных затруднений в производстве.
Наряду с развитием серий асинхронных двигателей общего назначения совершенствовались и методы проектирования.
В 80-х годах разработана новая унифицированная серия асинхронных двигателей АИ. Машины серии АИ, отличаются повышенными надежностью и перегрузочной способностью, расширенным диапазоном регулирования, лучшими массогабаритными и энергетическими показателями, а также улучшенными виброакустическими характеристиками по сравнению с машинами серии 4А.
Опыт разработки и внедрения крупных серий асинхронных двигателей показал необходимость совместной работы расчетчиков, конструкторов и технологов, начиная с момента разработки технического задания на серию. В настоящее время немыслимо проектирование серий каких-либо изделий без глубокой технологической проработки.
Создание высокоэкономичных, высоконадежных асинхронных двигателей единых серий - сложная научно-техническая задача, имеющая большое народнохозяйственное значение.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы