Создание серии высокоэкономичных асинхронных двигателей. Выбор главных размеров. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора, ротора и магнитной цепи. Параметры рабочего режима. Составление коллекторного электродвигателя постоянного тока.
Аннотация к работе
Электрическая машина (ЭМ) - электромеханический преобразователь электрической энергии в механическую энергию и обратно, имеющий техническое применение. Особенности асинхронной машины заключены в принципе работы, который основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора с наведенными в обмотке ротора токами. Электрическая энергия имеет большое преимущество перед другими видами энергии: ее можно передавать на большие расстояния, удобно распределять между потребителями, сравнительно просто и с высоким коэффициентом полезного действия преобразовывать в другие виды энергии. В настоящее время асинхронные двигатели потребляют более 40% вырабатываемой электрической энергии, на их изготовление расходуется большое количество дефицитных материалов: обмоточные меди, изоляции, электрической стали и других затрат. В серии 4А за счет применения новых электротехнических материалов и рациональной конструкции, мощность двигателей при данных высотах оси вращения повышена на 2-3 ступени по сравнения с мощностью двигателей серии А2, что дает большую экономию дефицитных материалов.Число пазов ротора Z2 = 38. Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник ротора непосредственно насаживается на вал; (пазы ротора выполняем без скоса - кск = 1) (плотность тока в стержне литой клетки принимаем J2 = 25 • 106 А/м2). Уточняем ширину зубцов ротора по формулам: (38)Магнитное напряжение воздушного зазора Магнитное напряжение зубцовой зоны статора Принимаем Bz1 = 1,9 Тл, проверяем соотношение BZ1 и B"z1: 1,9 = 1,91 - 1,256 • 10-6 • 2070 • 1,35 = 1,9, где для Bz1 = 1,9 Тл HZ1 = 2070 А/м. Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора Коэффициент насыщения зубцовой зоныАктивное сопротивление обмотки статора (дня класса нагревостойкости изоляции F расчетная температура vрасч = 115° С; для медных проводников ?115 = 10-6/41 Ом м). Относительное значение r1 r1 = r1 (76) r1 =0,362 . Приводим r2 к числу витков обмотки статора: (80) (83) h2 = НП.К - 2ВИЗ = 22 - 2 • 0,4 = 21,2 мм; b1 = 8,5 мм; hk = 0,5(b1 - bш) = 0,5(8,5 - 3,7) = 2,4 мм; h1 = 0 (проводники закреплены пазовой крышкой); k? = 1; k"? = 1; l"? = l? = 0,14м;Потери в стали основные [p1,0/5,0 = 2,5 Вт/кг для стали 2013]; Поверхностные потери в роторе Пульсационные потери в зубцах ротора(112) используем приближенную формулу, так как |у | <1°: (113) Активная составляющая тока синхронного холостого хода: (114) а" = (115) а = с1 r1 (116) b = c1(x1 с1 x"2) (117) b = 1,037(2,194 1,037•2,565) = 5,03 Ом. Рассчитываем рабочие характеристики для скольжений s = 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,025; 0,03, принимая предварительно, что sном ? = 0,023. Результаты расчета сведены в табл.1.а) Расчет токов с учетом влияния изменения параметров под влиянием эффекта вытеснения тока (без учета влияния насыщения от полей рассеяния) Расчет проводится в целях определения токов в пусковых режимах для дальнейшего учета влияния насыщения на пусковые характеристики двигателя. При отсутствии необходимости учитывать влияние насыщения от полей рассеяния расчет пусковых характеристик проводится аналогично, включая последние пункты формуляра (см. табл. Данные расчета остальных точек сведены в табл. Расчет проводим для точек характеристик, соответствующих s = 1; 0,8; 0,5; 0,1, при этом используем значения токов и сопротивлений для тех же скольжений с учетом влияния вытеснения тока (см. табл.2).Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя [Пп1 = 2hпк b1 b2 = 2 • 22 8,5 11,8 = 64,3 мм = 0,064 м; для изоляции класса нагревостойкости F?экв = 0,16 Вт/м2, для d/dиз = 1,5/1,585 = 0,95 находим ?"экв = 1,4 Вт/(м2 °С)].
План
Содержание
Введение
1. Выбор главных размеров электродвигателя
2 .Расчет зубцовой зоны статора и воздушного зазора
3. Расчет ротора
4. Расчет магнитной цепи
5. Параметры рабочего режима
6. Расчет потерь
7. Расчет рабочих характеристик
8. Расчет пусковых характеристик
9. Тепловой расчет
Список используемой литературы
Введение
Электрическая машина (ЭМ) - электромеханический преобразователь электрической энергии в механическую энергию и обратно, имеющий техническое применение. Особенности асинхронной машины заключены в принципе работы, который основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора с наведенными в обмотке ротора токами.
Электрическая энергия имеет большое преимущество перед другими видами энергии: ее можно передавать на большие расстояния, удобно распределять между потребителями, сравнительно просто и с высоким коэффициентом полезного действия преобразовывать в другие виды энергии. Процессом преобразования электрической энергии легко управлять и при этом автоматически получать необходимые характеристики преобразованной энергии.
Около 70% всей электрической энергии на месте потребления преобразуется в механическую энергию с помощью электродвигателей.
На первом этапе развития электропривода его основу составляли коллекторные электродвигатели постоянного тока. Однако с начала девяностых годов позапрошлого столетия в промышленности широко применяется изобретенный М.О. Доливо-Добровольским трехфазный асинхронный бесколлекторный двигатель.
Асинхронный двигатель является преобразователем электрической энергии в механическую и составляет основу большинства механизмов использующихся во всех отраслях народного хозяйства.
В настоящее время асинхронные двигатели потребляют более 40% вырабатываемой электрической энергии, на их изготовление расходуется большое количество дефицитных материалов: обмоточные меди, изоляции, электрической стали и других затрат.
На ремонт и обслуживание асинхронных двигателей в эксплуатации средства составляют более 5% затрат из обслуживания всего оборудования.
Поэтому создание серии высокоэкономичных и надежных асинхронных двигателей является важнейшей народно-хозяйственной задачей, а правильный выбор двигателей, их эксплуатации и высококачественный ремонт играют первоочередную роль в экономике материалов и трудовых ресурсов.
В серии 4А за счет применения новых электротехнических материалов и рациональной конструкции, мощность двигателей при данных высотах оси вращения повышена на 2-3 ступени по сравнения с мощностью двигателей серии А2, что дает большую экономию дефицитных материалов.
Серия имеет широкий ряд модификации, специализированных исполнений на максимальных удовлетворительных нужд электропривода.
Темой проекта является расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым и фазным ротором.
Целью данной работы является формирование и закрепление комплекса знаний по расчету и эксплуатации наиболее распространенных асинхронных двигателей и схем управления ими, а также воспитание и развитие навыков самостоятельной работы и самостоятельного принятия решений. двигатель асинхронный электродвигатель ток
1.
Выбор главных размеров
1. Высота оси вращения (предварительно) h = 0,18 м. Принимаем ближайшее стандартное значение h = 180 мм; Da = 0,322 м.