Выбор основных размеров двигателя. Расчет обмоток статора и ротора, размеров зубцовой зоны, магнитной цепи, потерь, КПД, параметров двигателя и построения рабочих характеристик. Определение расходов активных материалов и показателей их использования.
Аннотация к работе
В асинхронных машинах преобразование энергии происходит при несинхронном (асинхронном) вращении ротора и магнитного поля статора. Машины переменного тока широко используются во всех отраслях народного хозяйства. В частности машины переменного тока применяют в электроприводах, требующих широкого, плавного и экономичного регулирования частоты вращения, высоких перегрузочных пусковых и тормозных моментов. Двигатели небольшой мощности применяют во многих системах автоматики. Данный двигатель имеет следующие параметры: Номинальная мощность РН=5,5 КВТ.Определяем предварительно высоту оси вращения по рис. из[1]: h=112мм. Определяем внутренний диаметр статора: , где =0,68 берется из табл. Определяем полюсное деление: Определяем расчетную мощность: , где Р2-мощность на валу двигателя, Вт; Определяем расчетную длину воздушного зазора: ,(1.1) где ?-синхронная угловая скорость двигателя, рад/с рад/с., где об/мин.Определяем предварительно зубцовое деление t1 в зависимости от типа обмотки, номинального напряжения и полюсного деления машины. Диапазон возможных значений определяем по [1]: t1min=0,01 м, t1max=0,0123 м. Определяем диапазон возможных чисел пазов статора: . Определяем число пазов на полюс и фазу: , где m-число фаз (m=3). Для дальнейших расчетов определим номинальный ток обмотки статора: Определяем число эффективных проводников в пазу: Определяем число витков в фазе обмотки: , где а=1 - число параллельных ветвей.По выбранным значениям индукции определяем высоту ярма статора: , Ва - индукция в ярме статора по табл. Определяем размеры паза в штампе: Высота паза: мм; hш-высота шлица паза, hш=0,5мм. при ?=45? b2 определяется по формуле: мм; Для расчета коэффициента заполнения паза необходимо определить площадь паза «в свету» и учесть площадь сечения паза, занимаемую корпусной изоляцией Sиз и прокладками в пазу Sпр. Определяем площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу: Sиз=bиз(2hп b1 b2), где bиз-односторонняя толщина изоляции в пазу; (по [1]: bиз=0,25мм). мм2;Определяем число пазов ротора по [1]: Z2=28. Определяем внутренний диаметр ротора Dj (при непосредственной посадке на вал Dj равен диаметру вала Dв): , где KB-определяется из табл. Определяем ток в стержне ротора: , где ki-коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания и сопротивления обмоток на отношение I1 /I2; принимаем ki=0,91; ?i-коэффициент приведения токов, определенный по формуле: Ток в стержне: А. Определяем площадь поперечного сечения стержня: , где J2-плотность тока в стержнях ротора при заливке пазов алюминием выбираем J2=6,5·106А/м2.Расчет магнитной цепи проводится для режима холостого хода двигателя, при котором для асинхронных машин характерно относительно сильное насыщение стали зубцов статора и ротора. Определим индукцию в зубцах статора: Тл. Определим индукцию в зубцах ротора: Тл,. Определяем индукцию в ярме статора: Тл. Определяем магнитное напряжение воздушного зазора: , (3.2) где k?-коэффициент воздушного зазора: , (3.3) где ? определяется: ;В асинхронных машинах имеют место потери в стали, электрические потери, вентиляционные, механические и добавочные потери при нагрузке. Основные потери в стали в АД рассчитывают только в сердечнике статора, так как частота перемагничивания ротора в режимах близких к номинальному, очень мала и потери в стали ротора при больших индукциях незначительны. Определяем основные потери в стали: ;(3.4) в данной формуле ?, р1,0/50-удельные потери, Вт/кг, берутся из [1]: р1,0/50=2,5 Вт/кг; ?=1,5; КДА, KДZ-коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали неравномерности распределения потока по сечениям участков магнитопровода и технологических факторов. Определяем поверхностные потери в роторе: ;(3.6) где рпов2-удельные поверхностные потери, которые расчитываются: ;(3.7) где k02-коэффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головок зубцов ротора на удельные потери (k02=1,5);где Квыл=0,4 - коэффициент, значение которого выбирается из таблицы [1] при условии, что лобовые части не изолированы. Активное сопротивление фазы обмотки ротора r2 определяется для короткозамкнутых роторов по формуле: ; Активное сопротивление фазы короткозамкнутой обмотки ротора, приведенное к обмотке статора по формуле: ; Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния LЛ определяется по формуле: , где - относительное укорочение шага обмотки: ; Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния LП2 определяется по формуле приведенной в таблице [1] для рисунка из [1], и где h1 = 4мм; b1 = 6,5мм; qc = 53мм2; bш = 1,5; hш = 0,75; КД = 1, получаем: Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния LЛ2: Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния LД2 определяется по формуле: , где , определяем из [1]: .Расчет базируется на системе уравнений токов и напряжений асинхронного двигателя, которой соответствует Г-образная схема замещения. Рисунок 4.1 - Г-образная схема замещения асинхронного двигателя. Так как условие не выполняется, то необходим точный расчет с выделением активной и реактивной
План
Содержание
Введение
1. Выбор основных размеров двигателя
2. Расчет обмоток статора и ротора
2.1 Расчет обмотки статора
2.2 Расчет размеров зубцовой зоны статора
2.3 Расчет ротора
3. Расчет магнитной цепи, потерь, КПД
3.1 Расчет магнитной цепи
3.2 Расчет потерь
4. Расчет параметров двигателя и построение рабочих и пусковых характеристик
4.1 Расчет параметров рабочего режима
4.2 Расчет и построение рабочих характеристик и КПД
4.3 Расчет и построение пусковых характеристик
5. Тепловой расчет
6. Определение расходов активных материалов и показателей их использования
Литература
Введение
В асинхронных машинах преобразование энергии происходит при несинхронном (асинхронном) вращении ротора и магнитного поля статора.
Машины переменного тока широко используются во всех отраслях народного хозяйства. В частности машины переменного тока применяют в электроприводах, требующих широкого, плавного и экономичного регулирования частоты вращения, высоких перегрузочных пусковых и тормозных моментов. Двигатели небольшой мощности применяют во многих системах автоматики.
В данном курсовом проекте рассчитывается асинхронный двигатель. Он является аналогом существующего двигателя АИР112М4. Данный двигатель имеет следующие параметры: Номинальная мощность РН=5,5 КВТ.