Разработка асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором - Курсовая работа

Асинхронные двигатели являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу электропривода большинства механизмов, используемых во всех производствах. При проектировании необходимо учитывать соответствие технико-экономических показателей современному мировому уровню при соблюдении требований государственных и отраслевых стандартов. Приходится также учитывать назначение и условия эксплуатации, стоимость активных и конструктивных материалов КПД, технологию производства, надежность в работе и патентную частоту.Опираясь на исходные данные, заданные в задании на проектирование, можно произвести анализ конструкции электродвигателя. По условию курсовой работы заданы: исполнение по защите, монтажное исполнение и способ охлаждения. Это подразумевает, что двигатель защищен от возможности соприкосновения инструмента с токоведущими частями попадания внутрь двигателя твердых тел диаметром более 1 мм, а также двигатель защищен от брызг, вода, разбрызгиваемая на оболочку в любом направлении, не должна оказывать вредного действия на изделие, т.е. двигатель выполнен в закрытом исполнении.По условиям курсового проекта заданы следующие параметры проектируемого двигателя: - мощность двигателя Р2= 47800 Вт; линейное напряжение питания 380/220В;Первым шагом при выборе главных размеров асинхронного двигателя является выбор высоты оси вращения h, которая предварительно выбирается по рисунку 8.17 [1,c.274] для двигателя Р2=47,8КВТ, IP=44, 2р=10. Внешний диаметр Da магнитопровода статора выбирается из таблицы 8.6 [1, c.275] для h=280 мм. Внутренний диаметр D магнитопровода статора вычисляется по формуле [1, c. D=KD?Da, (1) где KD - коэффициент характеризующий отклонение внутреннего и внешнего диаметров сердечников статора асинхронных двигателей серий 4А и АИ, таблица 8.7 [1, c. 279]: (5) где - коэффициент формы поля; - обмоточный коэффициент (выбирается в зависимости от типа обмотки статора); А - электромагнитная нагрузка, А/м; - индукция магнитного поля в воздушном зазоре, Тл. принимается равным 1,11.Следующий этап расчета включает определение числа пазов статора Z1 и числа витков в фазе обмотки статора W1. Значения TZ1min, TZ1max определяются по графику на рисунке 8.26 [1, c. Окончательное число пазов статора Z1 выбирается в полученных пределах с учетом условий симметрии: q1 есть целое число. Окончательное значение TZ1 вычисляется по формуле: (9) входит в выбранный диапазон. Далее предварительно определяется число эффективных проводников в пазу u’п по формуле 8.17 [1, c.По выбранным значениям Ва и kc1 рассчитывается высота ярма статора по формуле 8.28 [1, c. Размеры паза вначале определяются без учета размеров и числа проводников обмотки, исходя из допустимых значений индукции в зубцах и ярме статора. 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. Размеры паза в свету определяются с учетом припусков на шихтовку и сборку сердечников Dbп и Dhп: (30) Площадь занимаемая корпусной изоляцией в пазу, м2: (32) где - односторонняя толщина изоляции в пазу, м.На следующем этапе выбирается воздушный зазор по рис. После выбора величины воздушного зазора выполняется расчет короткозамкнутого ротора. Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник ротора непосредственно насаживается на вал, по формуле 8.102 [1, c.319]: ; (37) где - находим из таблицы 8.17 [1, c.319]. Пазы ротора со скосом пазов вычисляем по формулам.Приведенные расчеты выполнены для трапецеидального закрытого паза. Форма паза ротора представлена в графической части проекта. Определяем допустимое значение индукции по таблице 8.10 [1, c.289] =1.85.Токи в кольце по формуле 8.70 [1, c.309] Площадь поперечного сечения кольца по формуле 8.72 [1, c.309]: (58)Магнитное напряжение воздушного зазора определяется по формуле: (62) где - коэффициент воздушного зазора; - магнитная постоянная. Коэффициент воздушного зазора рассчитывается по следующей формуле: (63) Далее рассматривается магнитное напряжение зубцовой зоны статора. После расчета магнитной цепи статора рассчитывается магнитная цепь ротора. На следующем этапе рассматривается магнитное напряжение ярма статора по формуле 8.116 [1, c.329]: (75) где - длина средней магнитной силовой линии в ярме статора, м; - напряженность поля при индукции по кривой намагничивания стали ярма, А/м.Относительное значение намагничивающего тока определяется по формуле 8.131 [1, c.331]: (86)Для номинального режима АД активное сопротивление обмотки статора определяется по формуле 8.132 [1, c.332]: (87) где - общая длинна эффективных проводников фазы обмотки, м; - площадь поперечного сечения эффективного проводника, м2; - удельное сопротивление материала обмотки при расчетной температуре,Ом?м;-коэффициент увеличения активного сопротивления фазы обмотки от действия эффекта вытеснения тока. Общая длина проводников фазы обмотки определяется по формуле: (88) где - средняя длина ви

Содержание

Введение

1. Описание конструкции асинхронного двигателя

2. Выбор главных размеров

2.1 Расчет высоты вращения и длины железа статора

2.2 Определение числа пазов, витков и сечения провода обмотки статора

2.3 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

2.4 Расчет ротора

2.5 Расчет паза ротора

2.6 Расчет короткозамыкающих колец

3. Электромагнитный расчет

3.1 Расчет магнитной цепи

3.2 Расчет намагничивающего тока

3.3 Параметры рабочего режима

3.4 Расчет потерь

3.5 Расчет рабочих характеристик

3.6 Расчет пусковых характеристик

4. Круговая диаграмма

5. Тепловой и вентиляционный расчеты

5.1 Тепловой расчет

5.2 Вентиляционный расчет

6. Механичский расчет

6.1 Расчет вала

6.2 Расчет подшипников

7. Экономический расчет

8. Описание технологии сборки

Заключение

Список литературы

Асинхронные двигатели являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу электропривода большинства механизмов, используемых во всех производствах.

Асинхронные двигатели общего назначения мощностью от 0,06 до 400КВТ на напряжение до 1140В - наиболее широко применяемые электрические машины. В парке всех производств Республики Беларусь они составляют по количеству 90%, по мощности - примерно 55%, а по потреблению электроэнергии более 40%.

При проектировании необходимо учитывать соответствие технико-экономических показателей современному мировому уровню при соблюдении требований государственных и отраслевых стандартов. Приходится также учитывать назначение и условия эксплуатации, стоимость активных и конструктивных материалов КПД, технологию производства, надежность в работе и патентную частоту.

Расчет и конструирование неотделимы от технологии их изготовления. Поэтому при проектировании необходимо учитывать возможности электротехнических заводов, стремиться к максимальному снижению трудоемкости изготовления электрических машин.

Выбрать оптимальный вариант можно, сопоставив многие варианты расчета. Поэтому без применения ЭВМ не обходится ни один серьезный расчет электрических машин.

В данном курсовом проекте все расчеты ведутся на ЭВМ, включая и построение рабочих и пусковых характеристик.