Курсовой проект Расчет синхронного двигателя Введение

• Название: Курсовой проект Расчет синхронного двигателя Введение
• Дата: 31.01.2022
• Размер: 1.75 Mb.
• Имя файла: bibliofond.ru_870040.rtf
• Тип: Курсовой проект; #347169
• страница: 1 из 5

Курсовой проект

Расчет синхронного двигателя

Введение

статор ротор двигатель асинхронный

Прогресс современной науки и техники неразрывно связан с применением электроэнергии в различных производственных процессах и устройствах.

Электрические машины являются основными элементами энергетических установок, различных и механизмов, технологического оборудования, современных транспортных средств, связи. Они вырабатывают электроэнергию, осуществляют высокоэкономичное преобразование её в механическую.

Электрические машины широко применяются во всех отраслях народного хозяйства. Их преимущества - высокий КПД, достигающий в мощных машинах 95-99%, сравнительно малая масса и габариты, а так же экономичное использование материалов. Они характеризуются высокой надёжностью и долговечностью, простотой управления и обслуживания, удобством подвода и отвода электроэнергии, небольшой стоимостью при массовом и крупносерийном производстве и являются экологически чистыми.

Проектирование электрических машин - это искусство, соединяющее знание процессов и устройства электрических машин, преобразование энергии. Процесс проектирования электрических машин требует глубоких, профессиональных знаний не только в электромеханике, но и в теплофизике, механике и экономике.

При проектировании электрической машины рассчитываются размеры статора и ротора, выбираются типы обмоток, обмоточные провода, изоляция, материалы активных и конструктивных частей машины. Отдельные части машины должны быть сконструированы так, чтобы при изготовлении машины трудоёмкость и расход материалов были наименьшими, а при эксплуатации машина обладала наилучшими энергетическими показателями. При этом электрическая машина должна соответствовать условиям применения её в электрических приводах.

Синхронные машины используют главным образом в качестве источника электроэнергии переменного тока. Их устанавливают на мощных тепловых, атомных и гидроэлектростанциях, а также на передвижных электростанциях и транспортных установках. Для генерирования или потребления реактивной мощности с целью улучшения коэффициента мощности и регулирования её напряжения применяют синхронные компенсаторы.

В бытовых электрических приборах (магнитофонах, проигрывателях, киноаппаратуре) и в системах управления широко применяют синхронные микромашины: с постоянными магнитами, индукторные, реактивные, гистерезисные, шаговые.

Основная электромагнитная схема синхронных машин с момента изобретения осталась неизменной, но усовершенствовалось их конструктивное исполнение и выросли электромагнитные нагрузки, что позволило улучшить массогабаритные и нагрузочные показатели и нагрузочную способность синхронных машин. Особенно большие выгоды в этом отношении дало применение в крупных машинах водородного и водяного охлаждения.

1. Номинальные величины

Проектирование синхронных машин, как, впрочем, и любой другой электрической машины, начинаем с выбора главных размеров. Для этого сначала необходимо определить номинальные параметры.

. Номинальное фазное напряжение (предполагаем, что обмотка статора будет соединена в звезду):
(1.1)
. Номинальная полная мощность:
(1.2)
где P_н - номинальная активная мощность, Вт;

cosφ_н = 0.9 - коэффициент мощности;

η_н - КПД синхронного двигателя. По таблице 10.3 [1] принимаем согласно номинальным данным машины η_н=0.952.

. Номинальный фазный ток:
(1.3)
. Число пар полюсов:
(1.4)
5. Расчётная мощность:
(1.5)
где k_E - коэффициент, представляющий собой отношение ЭДС в якоре при номинальной нагрузке к номинальной нагрузке. При работе синхронного двигателя с опережающим током и cosφ=0.9, можно принимать k_E в пределах 1.05 - 1.06. Принимаем k_E = 1.05.
2. Размеры статора
По рисунку 10.8 [1] для S'=686.3·10³ ВА, p=3 предварительно находим внутренний диаметр статора D=0.605 м.

. Внешний диаметр статора по (10.3) [1]:
(2.1)
где k_D - коэффициент, который в зависимости от числа полюсов по таблице 10.6 [1] имеет значение k_д=1.4÷1.45.

По таблице 10.7 [1] ближайший нормализированный внешний диаметр статора D_а=850 мм (14-ый габарит).

Высота оси вращения h =500 мм = 0.5 м.

. Полюсное деление:
(2.2)

9. Расчётная длина статора. Линейную нагрузку А и индукцию B_ddн для машин мощностью более 100кВт выбираем по рисунку 10.9 [1]. При номинальном напряжении 6000 В.

Для t=0.317 м, при p= 3 находим А=475·10² А/м, B_ddн=0.72 Тл.

Задаемся aa_dd=0.65, k_B=1.2, aa_dd·k_B=0.78, k_обм =0.92.
(2.3)
где aa_dd - расчётный коэффициент полюсного перекрытия;

k_B - коэффициент формы поля;

k_обм - обмоточный коэффициент обмотки статора;

А - линейная нагрузка статора, А/м;

B_ddн - максимальное значение индукции в воздушном зазоре при номинальной нагрузке, Тл.

. Находим ll по (10.6) [1]:
(2.4)
По рисунку 10.11 устанавливаем, что полученное значение ll лежит в пределах, ограниченных кривыми при p=3.

. Действительная длина статора:
(2.5)
. Число вентиляционных каналов определяется при ширине канала b_к=0.01 м:
(2.6)
Принимаем n_k= 8.

. Длина пакета:
(2.7)
. Суммарная длина пакетов сердечника:
(2.8)
. Зубцовая зона статора
Для статоров синхронных машин находят применение петлевые обмотки, состоящие из многовитковых катушек и волновые обмотки с числом эффективных проводников в пазу не более двух. Применение волновых обмоток имеет определённые преимущества при токах в параллельной ветви более 1000 А. Для статоров синхронных машин общего назначения находят применение двухслойные катушечные петлевые обмотки с числом эффективных проводников в пазу более двух.

. Число параллельных ветвей обмотки статора:

a=1, так как I_нф =62.96 А < 200 А

16. Зубцовое деление для tt =0.317. По кривым [1] рисунка 10.13:



17. Максимальное число пазов (зубцов) магнитопровода статора:
(3.1)
. Минимальное число пазов (зубцов) магнитопровода статора:
(3.2)
. Число пазов магнитопровода статора:

Так как D_а не больше 990 мм, то статор выполняем несегментированнным.

Из диапазона числа пазов выбирается такое число Z₁, при котором выполняются нижеследующие требования. Примем Z₁=72.

1) Z₁ должно быть кратным числу фаз m и числу параллельных ветвей a, то есть .

2) число пазов на полюс и на фазу:

- причем d не может быть кратно m и должно быть меньше числа пар полюсов,

) Число параллельных ветвей и число полюсов должно быть связано следующими соотношениями:

при целом q₁

при дробном q₁

- целое число
(3.3)

20. Число эффективных проводников в пазу:
(3.4)
По найденному значению U_n уточняем линейную нагрузку:
(3.5)