|
|
Расчет асинхронного двигателя. Курсовой проект По электрическим машинам Пал. Н. Проверил Дарий И. Бельцы 2020
Министерство Образования, Культуры и Исследований Республики Молдова
Бельцкий Политехнический Колледж
Курсовой проект
По электрическим машинам
Выполнил: Пал. Н.
Проверил: Дарий И.
Бельцы 2020
Введение
Электротехническая промышленность, несмотря на все трудности послеперестроечного периода, остается ведущей отраслью промышленности. Электрические машины используются во всех промышленных, сельскохозяйственных, военных и бытовых установках. Поэтому качество электротехнических изделий во многом определяет технический уровень продукции других отраслей. Электрические машины в общем объеме производства электротехнической промышленности занимают основное место, поэтому их технико-экономические показатели и эксплуатационные свойства имеют важное значение для экономики нашей страны. Проектирование электрических машин это искусство, соединяющее знание процессов электромеханического преобразования энергии с опытом, накопленным поколениями инженеров-электромехаников, умение применять вычислительную технику и талантом инженера, создающего новую или улучшающего уже выпускаемую машину. При создании электрической машины рассчитываются размеры статора и ротора, выбираются типы обмоток, обмоточные провода, изоляция, материалы активных и конструктивных частей машины. Отдельные части машины должны быть так сконструированы и рассчитаны, чтобы при ее изготовлении трудоемкость и расход материалов были наименьшими, а при эксплуатации машина обладала высокой надежностью и наилучшими энергетическими показателями, при этом электрическая машина должна соответствовать условиям применения ее в электроприводе. При проектировании электрических машин необходимо учитывать соответствие их технико-экономических показателей современному уровню при соблюдении требований государственных и отраслевых стандартов, а также назначение и условия эксплуатации, стоимость активных и конструктивных материалов, КПД, технологию производства, надежность в работе и патентную чистоту. Расчет и конструирование электрических машин неотделимы от технологии их изготовления. Поэтому при проектировании необходимо учитывать возможности электротехнических заводов, стремиться к максимальному снижению трудоемкости изготовления электрических машин. Электрические машины массового производства выпускают едиными сериями. Только асинхронных двигателей единых серий изготовляют несколько миллионов штук в год. 5 Серии электрических машин сменялись в течение 7—12 лет. Проектирование новых серии — ответственная задача, решаемая с учетом новейших мировых достижений ведущих электротехнических фирм. Это накладывает особые требования на проектирование базовых машин серий и их модификаций. При проектировании необходимо учитывать возможные изменения стоимости материалов и электроэнергии, спрос на международном рынке, затраты на технологическое оборудование и другие факторы.
|
|
|
|
|
|
71320.015.КП.01
|
|
|
|
|
|
Mod
|
Coala
|
Nr.document
|
Semnat
|
Data
|
Elaborat
|
Палатайков Н.
|
|
|
|
Lit.
|
Coala
|
Coli
|
Verificat
|
Дарий Иван
|
|
|
|
|
|
3
|
21
|
|
|
|
|
Е- 327
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если раньше на одном заводе выпускались машины двух-трех высот оси вращения и была высокая автоматизация производства, то в последние годы электромашиностроительные заводы нашей страны освоили широкую номенклатуру машин и принимают заказы практически на любые машины, соответствующие возможностям производства.
Все это потребовало новых подходов к проектированию электрических машин — значительно сократить сроки предпроизводственной подготовки и несколько изменить технологию. Критерий оптимизации электрических машин определяется, как правило, минимумом суммарных затрат, т.е. минимумом стоимости материалов, затрат на изготовление и эксплуатацию. Стоимость эксплуатации зависит от КПД, коэффициента мощности, качества машины, ремонтоспособности и ряда других факторов. При проектировании индивидуальной машины или небольшой серии критерий оптимизации согласовывается с заказчиком.
Выбрать оптимальный вариант производства электрической машины можно, сопоставив многие варианты расчета, поэтому без вычислительных машин не обходится ни один серьезный расчет электрических машин.
В настоящее время ЭВМ применяют для выполнения полного оптимизационного расчета электрической машины, ведутся работы по созданию системы автоматизированного проектирования электрических машин, которая должна не только выполнять расчет машины, но и выдавать рабочие чертежи. Предполагается, что в будущем автоматизированные системы проектирования будут выполнять работу от приема заказа на проектирование до испытания без ее изготовления (прогнозирование геометрии, надежности и характеристик). Сопоставление программ расчетов, накопление банков данных, решение вопросов создания автоматизированной системы проектирования электрических машин — одни из трудных и важных задач электротехнической науки. Но прежде чем заниматься этими вопросами, необходимо научиться проектировать машину.
|
|
|
|
|
|
71320.015.КП.01
|
Coala
|
|
|
|
|
|
4
|
Mod
|
Coala
|
Nr.document
|
Semnat
|
Data
|
1.Главные размеры двигателя
1.1. Наружный и внутренний диаметры сердечника статора.
По таблице 5.1 при h= 180 мм, 2p= 4 и исполнении по способу защиты IP44 принимаем D1н =313 мм, D1 =211 мм.
1.2. Предварительные значения КПД (см. рис.5.1) и коэффициент мощности (см. рис. 5.1)
 ’ =0,88 cos 1’ = 0,89
1.3. Расчетная мощность (5.2)
Pi = Pном  E / ’ cos 1’ =28*0,96/0,89*0,88 = 34,3 кВ*А
где E =0,96
1.4. Предварительные значения максимальной магнитной индукции в воздушном зазоре и линейной нагрузки (см. рис. 5.2) при D1н =313 мм принимаем Bδ ’ = 0,95 Тл; A 1’ = 445*102 А/м.
1.5. Предварительное значение обмоточного коэффициента: принимаем обмотку статора однослойной (табл. 5.9), тогда kоб1’ = 0,925
1.6. Расчетная длина сердечника статора (5.4)
Принимаем  120 мм.
1.7. Коэффициент длины (5.5)
что указывается в диапазон рекомендуемых значений  .
2. Размеры активной части двигателя (см. & 5.3)
2.1. Воздушный зазор (см. рис. 5.5) при h = 180 мм принимаем  .
2.2. Наружный диаметр сердечника ротора (5.6)
2.3 Внутренний диаметр сердечника ротора (5.7)
принимаем 
2.4. Конструктивная длина сердечника статора
2.5. Число пазов на статоре и роторе (табл. 5.8)
 
На роторе применяем скос пазов на одно зубцовое деление статора.
2.6. Форма пазов на статоре (см. табл. 5.9): трапецеидальные полузакрытые (см. рис. 5.6, а).
Форма пазов на роторе (см. табл. 5.10): закрытые овальные (см. рис. 5.7, б).
2.7. Размер полузакрытого паза статора:
зубцовое деление статора (5.10)
Ширина зубца статора (5.9)
где  = 1,75 Тл по табл. 5.9;
высота спинки статора (5.12)
где 
Высота зубца статора (5.11)
|
|
|
|
|
|
71320.015.КП.01
|
Coala
|
|
|
|
|
|
5
|
Mod
|
Coala
|
Nr.document
|
Semnat
|
Data
|
Наименьшая ширина паза в штампе (5.13)
где 
Принимаем ширину шлица  высоту  угол  .
Высота клиновой части паза (5.17)
Высота паза, занимаемая обмоткой (см. рис. 5.6, а),
2.8. Размеры закрытого овального паза ротора:
Зубцовое деление ротора (5.25)
Ширина зубца ротора (5.24)
где  по табл. 5.10;
Высота спинки ротора (5.27)
где  по табл. 5.10;
Высота зубца ротора (5.26)
Диаметр в верхней части паза ротора (5.28)
где высота мостика  мм. Принимаем 
Диаметр в нижней части паза (5.29)
Принимаем 
Расстояние между центрами окружностей овального паза ротора (5.30)
Площадь овального паза в штампе (5.32)
3. Обмотка статора (см. & 5.4)
3.1. Тип обмотки статора (табл. 5.9) – однослойная всыпная, число параллельных ветвей
3.2. Число пазов на полюс и фазу (5.40)
Обмоточный коэффициент (5.42) (см. табл. 5.16)
3.3. Шаг по пазам
 ;
48 пазов.
|
|
|
|
|
|
71320.015.КП.01
|
Coala
|
|
|
|
|
|
6
|
Mod
|
Coala
|
Nr.document
|
Semnat
|
Data
|
3.4. Ток статора в номинальном режиме работы двигателя (5.47)
3.5. Число эффективных проводников в пазу статора (5.46)
принимаем  проводника.
3.6. Число последовательных витков в обмотке фазы статора (5.48)
p = 2
3.7. Плотность тока в обмотке статора принимаем по рис. 5.11
3.8. Сечение эффективного проводника обмотки статора (5.49)
По табл. П.1.1 принимаем провод с сечением  мм2 , диаметром  В соответствии с классом нагревостойкости изоляции F выбираем обмоточный провод марки ПЭТ-155, 
3.9. Толщина изоляции для полузакрытого паза при однослойной обмотке и классе нагревостойкости F (см. табл. 5.12): по высоте  ; по ширине 
3.10. Площадь изоляции в пазу (см. табл. 5.12)
3.11. Площадь паза в свету, занимаемая обмоткой (5.52),
3.12. Коэффициент заполнения паза статора изолированными проводниками (5.51)
3.13. Уточненное значение плотности тока в обмотке статора (5.55)
3.14. Уточненные значения электромагнитных нагрузок (5.56) и (5.57)
где  - основной магнитный поток (5.58):
3.15. Размеры катушек статора:
среднее зубцовое деление (5.59)
средняя ширина катушки (5.60)
3.16. Средняя длина лобовой части катушки (5.61)
|
|
|
|
|
|
71320.015.КП.01
|
Coala
|
|
|
|
|
|
7
|
Mod
|
Coala
|
Nr.document
|
Semnat
|
Data
|
3.17. Средняя длина витка обмотки статора (5.62)
3.18. Длина вылета лобовой части обмотки (5.64)
3.19. Активное сопротивление одной фазы обмотки статора, приведенное к рабочей температуре (5.67),
3.20. Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния (5.69)
где  , так как обмотка с диаметральным шагом; значение  определяем по рис. 5.12, а с помощью табл. 5.12:
3.21. Коэффициент воздушного зазора (5.74) и (5.75)
3.22. Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния (5.72)
где при  по табл. 5.18  ; по табл. 5.19 при  для однослойной обмотки 
3.23. Коэффициент магнитной проводимости рассеяния лобовых частей обмотки статора (5.77)
3.24. Коэффициент магнитной проводимости рассеяния обмотки статора (5.78)
3.25. Индуктивное сопротивление рассеяния одной фазы обмотки статора (5.79)
4. Обмотка короткозамкнутого ротора (см. & 5.5)
4.1 Рабочий ток в стержне ротора (5.82)
4.2 Плотность тока в стержне ротора (5.83)
где 
4.3 Размеры короткозамыкающего кольца (рис. 5.14):
Поперечное сечение (5.84)
|
|
|
|
|
|
71320.015.КП.01
|
Coala
|
|
|
|
|
|
8
|
Mod
|
Coala
|
Nr.document
|
Semnat
|
Data
| |
|
|
Скачать 0.62 Mb.