Расчет конструкции асинхронного двигателя, выбор технических параметров рабочего режима. Расчет обмоток статора и ротора магнитной цепи. Определение пусковых характеристик с учетом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния; тепловой расчет.
Аннотация к работе
Более 90% преобразователей электрической энергии в механическую, применяемых в промышленности, сельском хозяйстве и быту - это асинхронные двигатели. Электрические машины в общем объеме производства электротехнической промышленности занимают основное место, поэтому эксплуатационные свойства новых электрических машин имеют важное значение для экономики страны. На базе серии выпускаются модификации машин, что накладывает определенные требования на выполнение проекта новой электрической машины. Серия 4А является последней из внедренных в производство серий асинхронных двигателей, выгодной по многим параметрам, таким как повышение мощности на 2/3 по сравнению с серией 2А, улучшение виброшумовых характеристик, экономия материалов, что достигается благодаря применению новых конструкций, большое внимание уделено повышению надежности и экономичности. В данном курсовом проекте рассматривается следующий двигатель: Исполнение по степени защиты: IP44 - по первой цифре соответствует защите от возможности соприкосновения инструмента, проволоки или других подобных предметов, толщина которых превышает 1 мм, с токоведущими или движущимися частями внутри машины; по второй цифре - защите от водяных брызг любого направления, попадающих на оболочку.Высота оси вращения двигателя по таблице 9.1 для 2p = 4 и P = 11 КВТ h=132мм. Принимается для 2p = 4 = 0,67. Внутренний диаметр статора D, м: (1) где - отношение внутреннего и внешнего диаметра сердечника статора. Принимается 0,927, Da=0,225, = 0,87. Электромагнитные нагрузки предварительно принимаются: , Обмоточный коэффициент предварительно для однослойной обмотки.Число пазов статора: (7) где - максимальное значение зубцового деления статора, м. Из полученного диапазона значений выбирается число пазов статора Z1=36 Число проводников в пазу, округленное до целого: (13) uп = Сечение эффективного проводника (окончательно): Принимается nэл = 1, тогда: (20) мм2, Принимается обмоточный провод марки ПЭТМ. dэл = 1,4 мм, dизол = 1,485 мм, qэл =1,359 qэ.ср = nэл•qэл,(21) qэ.ср =2•1,539 = 3,078 мм2 Для статора выбираем трапецеидальные пазы (рисунок 1).Для 2p = 4 и Z1 = 36 выбирается число пазов ротора Z2=27. D2 = м, Длина магнитопровода ротора l2 = l1 = 0,15 м., Зубцовое деление ротора , м: ,(36) мм, Для 2p = 4 и h = 132 мм принимается . Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник ротора непосредственно насаживается на вал А, Площадь поперечного сечения стержня предварительно: ,(44) м2, где плотность тока в стержне литой клетки принимается: J2 = 3,3·106 А/м2 Для ротора выбирается грушевидные полузакрытые пазы.Выбирается магнитопровод из стали 2013, толщина листов 0,5 мм Для 1,9 Тл принимается , индукция в зубце: ,(62) Тл, для BZ2 = 1,72 Тл выбирается HZ2 = 1220 А/м, ,(63) где т.к. радиальные вентиляционные каналы в статоре отсутствуют. (64) для Bj = 1,1 Тл принимается Hj = 221 А/м, Расчетная высота ярма ротора: (65) где dk2 = 0 т.к. сердечник ротора непосредственно насажен на вал. Принимается Данный коэффициент находится в допустимых пределах.удельное сопротивление материала обмотки при расчетной температуре, ; Для класса нагревостойкости изоляции F расчетная температура vрасч = 1150С, для медных проводников принимается Ом•м, Средняя ширина катушки всыпной обмотки статора: (84) где - укорочение шага обмотки статора, ? = 0,8 т.к. обмотка выполнена без укорочения шага м; Приводим r2 к числу витков обмотки статора: ,(93) Для выбранной конфигурации пазов статора: (95) где - скос пазов, выраженный в долях зубцового деления ротора =1,6 по /2/ Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмоток статора: (100) где h1 = 0, так как проводники закреплены пазовой крышкой, , Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора: (101)Масса стали зубцов статора: (112) кг, где - удельная масса стали, . Масса стали ярма статора: (113) кг, Для стали 2013 принимается . Для машин мощностью меньше 250 КВТ принимают . Вт, где - удельные потери в стали, Вт/кг. для принимается 0,36 Где - коэффициент, учитывающий влияние обработки поверхности головок зубцов ротора на удельные потери.Активная составляющая тока холостого хода: (134) Потери, не изменяющиеся при изменении скольжения: Вт, Рассчитываются рабочие характеристики для скольжений s = 0,005; 0,015; 0,020; 0,025; 0,032; 0,035.№ Расчетные формулы Размерность Скольжение s7.1 Расчет токов с учетом изменения параметров под влиянием эффекта вытеснения тока (без учета влияния насыщения от полей рассеяния) Высота стержня в пазу ротора: ,(138) м, Расчет проводится в целях определения токов в пусковых режимах для дальнейшего учета влияния насыщения на пусковые характеристики двигателя. Данные расчета остальных точек сведены в таблице 2. Глубина проникновения тока в стержень: ,(140) мм, Ширина паза ротора на расчетной глубине проникновения тока в стержень: (141) Площадь поперечного сечения стержня на расчетной глубине проникновения тока: ,(142)Средняя МДС обмотки, отнесенная к одному пазу обмотки статора: (150) где - ток в обмотке статора при пуске
План
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Выбор основных размеров двигателя
2. Расчет оботок статора и ротора
2.1 Определение Z1, w1 и площади поперечного сечения провода обмотки статора
2.3 Расчет ротора
3. Расчет магнитной цепи
4. Параметры рабочего режима
5. Расчет потерь
6. Расчет рабочих характеристик
7. Расчет пусковых характеристик
7.1 Расчет токов с учетом изменения параметров под влиянием эффекта вытеснения тока (без учета влияния насыщения от полей рассеяния)
7.2 Расчет пусковых характеристик с учетом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния
8. Тепловой расчет
9. Определение расходов активных материалов и показателей их использования