курсовой электрические машины. ЭМ курсовой Жолдасов Өтессәт ЭСХк18-1. Курсты жмыс Пн Электр машиналары Таырыбы
Скачать 435.56 Kb.
|
Ғ.ДАУКЕЕВ АТЫНДАҒЫ АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ Курстық жұмыс Пән: Электр машиналары Тақырыбы: Фазалық роторлы үш фазалы асинхрондық қозғалтқыш Мамандығы: 5В081200-Ауыл шаруашылығын энергиямен қамтамасыз ету. Орындаған:Жолдасов Ө. Топ: ЭСХк-18-1 Тексерген: доцент Ғали К.О. «________» « _________» _______________2020 ж (бағасы) (қолы) Алматы 2020 Кіріспе Механикалық энергияны электр энергиясына, электр энергиясын механикалық энергияға, сондай-ақ, электр энергиясын өлшемдері сан алуан электр энергиясына айналдыратын электр құрылғылары электр машиналары жатады. Бұл курстық жұмыста асинхронды машиналар қарастырылады. Асинхронды машиналар айнымалы ток машиналарына жататынын білеміз және олардың жалпы өндірістік орындалуы асинхронды қозғалтқыш ретінде жасалады. Асинхронды машина – бұл айнымалы токтың коллекторсыз машинасы. Оның қалыптасқан режимінде магнит өрісі энергияны түрлендіру процесіне араласады және оның роторы әр түрлі жылдамдықпен айналады. Бір секцияның активті қабырғылары салынса, онда орама бір қабатты деп аталады. Құрылымы бойынша асинхронды қозғалтқыштар екіге бөлінеді: қысқа тұйықталған роторлы және фазалық роторлы асинхронды қозғалтқыш. Фазалық роторлардың орамалары, статордың орамаларымен бірдей. Фазалық роторлы асинхронды қозғалтқыштың роторлық орамасы фазасының бас жақ ұшы біліктің қуыс ұшы арқылы шығарылады және электр оқшауландырылған төлкеге мықтап отырғызылған үш түйіспе сақинасына жалғанады. Щетка ұстағыштар мен серіппелер реттегіш резисторларды жалғап тұруға арналған графит щеткаларды сақинаға қысып тұрады. Ротор орамалары оларды Y сұлбасы бойынша қосқанда бейтараппен бірігеді де, ұштары шығарылмайды. Орамаларды ∆ сұлбасы бойынша қосқанда фазаның басқа ұшы да түйісу сақинасымен жалғасады. Сондықтан, мұндай қозғалтқышты фазалық роторлы асинхронды қозғалтқыш деп атайды. Жұмыстың берілгені Номиналды қуат: Р2н = 14 кВт Орындалуы: жаб.жел IP44 Желінің сызықты кернеуі: U1л = 380 В Статордың орамасының қосылу түрі: Y Синхронды айналу жиілігі, n1 = 1500 айн/мин Ротор орамасы: фазалық ΙΙ Геометриялық өлшемдерді және орамаларды есептеу Негізгі өлшемдерді анықтау және электромагниттік жүктемелерді таңдау Асинхронды машиналарды есептеу басты өлшемдерді анықтаудан басталады: D статорының Ішкі диаметрі және lδ ауа саңылауының есептік ұзындығы. Статордың ішкі диаметрі 2р полюстерінің санына байланысты, Dа статорының сыртқы диаметрімен, өз кезегінде h айналу осінің биіктігін анықтайтын белгілі бір өлшемдік қатынаспен тікелей байланысты. Осыған байланысты басты өлшемдерді таңдау келесі ретпен жүргізіледі: 1.1 Полюстер жұптарының саны: ; 2p=4. 1.2 Айналу осінің биіктігін алдын ала 1.1 кестеден анықтайды. Айналу осінің биіктігі h=160 мм. 1.3 статор өзекшесінің Сыртқы диаметрі, ең аз қалдықтар мен штампылауға әдіптерден шыға отырып (электртехникалық болаттың лентасы мен табақтарының көрсетілген стандартты мөлшерлері кезінде), 1.3 кестеге сәйкес. Статор өзегінің сыртқы диаметрі Da = 0,28м. 1.4 D өзекшесінің ішкі диаметрі сыртқы жағымен белгілі бір арақатынаста болады: . мұнда коэффициент 1.4-кесте бойынша анықталады, осы аралықтан мәнді таңдаймыз . 1.5 Полюстік бөлу (м): . 1.6 асинхронды қозғалтқыштың есептік қуаты Р'(кВА) берілген номиналды қуаты бойынша анықталады: Алдын ала маңызы бар η және cosφ1 алынуы сурет бойынша 1.1 мүмкін, КЕ 1.2 сурет бойынша. η = 85%; cosφ1 = 0,85; КЕ = 0,97. . 1.7 Вδи А1 1.3 сурет юойынша Вδ = 0,79 Тл; А1 = А/м. 1.8 Полюсті жабу коэффициентінің αδ және kВ өрісі формасының коэффициентінің мәндері алдын ала тең қабылданады: ; . 1.9 Бір қабатты орамалар үшін орау коэффициентінің алдын ала мәні . мәнін таңдаймыз. 1.10 Қозғалтқыш білігінің синхронды бұрыштық айналу жиілігі Ω, рад/сек мына формула бойынша есептеледі: . 1.11 магнит өткізгіштің есептік ұзындығы (м): 1.12 D1 және lδ негізгі өлшемдерді таңдаудың дұрыстығы критерийі қатынасы болып табылады: . қозғалтқыштың қабылданған орындалуы үшін (0,97-1,15)м шегінде болатын қатынас қызмет етеді. Бұл басты өлшемдерді таңдау аяқталады. 1.13 магнит тізбегін есептеу үшін, lδ-ден басқа, статор өзекшесінің болатының толық конструктивтік ұзындығы мен ұзындығын анықтау қажет (l1 және lст1). Статор өзекшелерінің ұзындығы 0,25 – 0,3 м аспайтын асинхронды қозғалтқыштарда радиалды желдету арналары жасалмайды. Мұндай құрылым үшін: . Z1 статор паздарының санын анықтау және статор орамасының есебі 2.1 статор орамасының түрі – бір қабатты үйілген, статор паздарының түрі-трапецеидальды. 2.2 Статор паздарының саны: , мұндағы m1- статор орамасының фазаларының саны (m1 = 3); q1 = 3. 2.3 Статордың тісті бөлінуі: . 2.4 Статор орамасының номиналды фазалық тогы (А): , Мұнда орамды қосу кезінде «∆». 2.5 Паздағы тиімді өткізгіштердің Саны: , мұнда параллель тармақтардың саны а= 2. Алынған uП1 саны ең жақын бүтін санға дейін дөңгелектенеді. 2.6 Статор орамасының фазасындағы орамдар саны: . 2.7 Бір қабатты орау диаметральды қадаммен орындалады: . 2.8 Орау коэффициенті: . Ораманың қысқару коэффициенті: . Ораманың таралу коэффициенті: . Орау коэффициенті: . 2.9 Магнит ағыны (Вб): . 2.10 Әуе саңылауындағы магниттік индукцияның нақтыланған мәні (Тл): . 2.11 Сызықтық жүктеменің нақты мәні (А/м): . Нақтыланған мәндер алдын ала таңдалған мәндерден 10% - дан артық ерекшеленбеуі тиіс. 2.12 Статор орамындағы ток тығыздығы (алдын ала) 2-кестеге сәйкес таңдалады.j1 = 6,5А/м. 2.13 Фазаның тиімді өткізгішінің қимасы (алдын ала) (мм2): . 2.14 . Себебі аралыққа кіреді, онда тиімді өткізгіш 1-ші қарапайым өткізгіштен тұрады. Қарапайым өткізгіштің қимасы (алдын ала) «1-қосымша» кестесі бойынша қимаға жақын стандартты өткізгіш таңдалады. Бұл қарапайым өткізгіштің қимасы және оның диаметрі түпкілікті анықталады. =1,3 2.15 Статор орамындағы ток тығыздығы (нақтыланған мән): j . Статор паздарының өлшемдерін есептеу А) Статордың үйінді орамының трапецеидалды жартылай жабық саңылауының өлшемдерін есептеу 3.1 bz1 тіс ені ұсынылған индукция мәні бойынша Bz1: , мұндағы = 0,97 h =132 – 250 мм бойынша; = 1,5 Тл. 3.2 Статор ярмасының биіктігі (м): , мұндағы = 1,4 Тл. 3.3 Тістің биіктігі (м): . 3.4 Паз биіктігі = . 3.5 bш1 шлицінің ені бір сымнан катушканың пазасына салуға болатындай болуы тиіс, осыдан шлицтің ені (м): . 3.6 Паздың сына бөлігінің биіктігі (м): . 3.7 Штамптағы ең кіші паз ені (м): ; ; . 3.8 Штамптағы ең үлкен паз ені (м): ; . Шлицаның биіктігі ( ) аралықтан таңдалады. Айналу осінің биіктігі h ≤250 мм болатын β=45 бұрышы. 3.9 Жарықтағы (мм2) ойықтың көлденең қимасының ауданы шихталау мен өзекшелерді құрастыруға арналған әдіптерді ескере отырып анықталады: . мұндағы ΔhП = 0,2 мм; ΔbП = 0,2мм. 3.10 Статор орамасының оқшаулау класы: айналу осінің биіктігі бар қозғалтқыштарда қыздыруға төзімділігі F класының оқшаулау жүйесін қолдану ұсынылады. 3.11 Паз оқшаулау көлденең қимасының ауданы (мм): . Ораманың көлденең қимасының ауданы (мм): . 3.12 Паз толтыру коэффициенті: . 3.13 Алынған толтыру коэффициентінің мәні ұсынылатын шегінде болады. 3.14 Паз мөлшерін соңғы анықтағаннан кейін тістегі индукцияны қайта есептеу қажет: . 3.15 Статор ярмасындағы индукция (Тл): ; . Өзекшенің өлшемдерін, паздардың санын және фазалық ротордың орамасын есептеу 4.1 Ауа саңылауы (м): . Ротор өзегінің сыртқы диаметрі (м): . 4.2 Ротор өзекшесінің ішкі диаметрі (біліктің диаметрі) (м): . 4.3 Өзек ұзындығы мен өзекшенің болат ұзындығы (м): , . 4.4 Ротордың полюсі мен фазасындағы паз саны: . 4.5 Статор орамасының фазаларының саны: . Ротор паздарының саны: . 4.6 h ≤ 200мм бар қозғалтқыштарда дөңгелек сымнан орындалатын жұмсақ секциялары бар бір қабатты ілмекті орам қолданылады және жартылай жабық трапецеидальды паздарға салынады. Паздағы орамдар мен тиімді өткізгіштердің санын есептеу А) Үйінді орау (жұмсақ секциялары бар) 4.7 Орамдардың саны (алдын ала): Катушкалы орамасы бар роторлар фазасындағы орамдардың санын анықтау үшін алдын ала Е2 фазасының ЭҚК беріледі, онда қозғалтқышты іске қосу сәтінде түйіспелі сақиналардағы кернеу (Ukk) қозғалтқыштың сызықтық номиналды кернеуіне шамамен тең болады. Ротор орамасын үшбұрышқа қосады, онда: : . Пазадағы өткізгіштердің тиімді саны: . Орамдарының нақтыланған саны: . ЭҚК нақтыланған мәні. Е2: . 4.9. Ротор орамасының тогы: , , , . 4.10 Тиімді өткізгіштің қимасы (алдын ала) (мм2): . 4.11 Себілген орамдардағы (жұмсақ секциялары бар) тиімді өткізгіштегі қарапайым өткізгіштердің саны: . 4.12 Ротор орамындағы ток тығыздығы (нақтыланған мән): j . Ротор паздарының өлшемдерін есептеу А) Төгінді ораумен ротордың трапецеидалды жартылай жабық оқпанының өлшемдерін есептеу. 5.1 Ротор тісінің ені (м): , , мұндағы =1,9Тл. 5.2 h< 200 мм үшін ротор пазының алдын ала биіктігі (м) : . 5.3 Паздың ең кіші ені (м): , . 5.4 Шлицтің ені және биіктігі (м): , hш2 = 0,8 (мм); β =450. Сына бөлігінің биіктігі (м): . 5.6 Паздың ең үлкен ені (м): , . 5.7 Ойықтың көлденең қимасының ауданы (мм2 ): , , где ΔhП = 0,0002 м; ΔbП = 0,0002 м. Паз оқшаулау көлденең қимасының ауданы (мм): . Ораманың көлденең қимасының ауданы (мм): . Паз толтыру коэффициенті: . 5.8. Ротор ярмасындағы индукция (Тл): , . III Параметрлер мен жұмыс сипаттамаларын анықтау 6 Магниттік тізбекті есептеу 6.1 Полюстер жұбындағы магниттік тізбекке МДС магниттік тізбектің барлық аталған учаскелерінің магниттік кернеулерінің қосындысы ретінде анықталады: . 6.2 Бірнеше полюстердегі ауа саңылауының магниттік кернеуі (А): , мұндағы ауа саңылауы коэффициенті : , , . 6.3 Статордың тіс қабатының магниттік кернеуі (А): , . А/м - статор тістеріндегі магнит өрісінің кернеулігі тікелей А қосымшасы бойынша трапецеидальды пазалар кезінде анықталады (h ≤ 250 ммайналу осінің биіктігі кезінде болат қолданылады). 6.4 Ротордың тіс қабатының магниттік кернеуі (А): , . А/м - ротор тістеріндегі магнит өрісінің кернеулігі п.5.1 бойынша индукция үшін «А қосымшасы» бойынша трапецеидальды паздарда анықталады. 6.5 Статор жармасының магниттік кернеуі: , . =400А/м п.3.15 бойынша индукция үшін Б қосымшасы бойынша анықталады. 6.6 Ротор ярмасының магниттік кернеуі (А): ; . А/м индукция үшін т.5.14 бойынша қосымша бойынша анықталады. 6.7 Магниттік тізбектің жиынтық магниттік кернеуі: . 6.8 Қозғалтқыштың магниттік тізбегінің қанығу коэффициенті : . 6.9 Магниттеуші ток (А): . Статордың номиналды тогынан пайызбен: . 7 Статор мен ротор орамаларының белсенді және индуктивті кедергілері А) Статор орамасының кедергісі 7.1 Статордың тісті бөлуінің орташа мәні (м): . 7.2 Статор катушкасының (секциясының) орташа ені (м): , мұндағы = = 9 - статор орамасының қадамының орташа мәні. 7.3 Статордың алдыңғы бөлігінің орташа ұзындығы (м) жұмсақ катушкалармен орау үшін (м): . 7.4 Статор орамасының орамасының орташа ұзындығы (м): . 7.5 Жұмсақ катушкамен орауға арналған статор орамасының алдыңғы бөлігінің аралығының ұзындығы (м): . 7.6 1150 С жұмыс температурасына келтірілген статор орамасының белсенді кедергісі (F оқшаулау класы үшін), (Ом): , мұндағы . 7.7 Салыстырмалы бірліктерде статор орамасының белсенді кедергісі (с.б.): о.е. 7.8 Статор орамасының шашырауының индуктивті кедергісі үш бөліктен тұрады: паза шашырауы, дифференциалды шашырауы және алдыңғы бөліктерінің шашырауы. Трапецеидальды паз кезінде статордың пазалық шашырауының магниттік өткізгіштігінің коэффициенті: , , , мұндағы и - орам қадамының қысқаруын ескеретін коэффициенттер. 7.9 Статордың дифференциалды шашырауының өткізгіштік коэффициенті: , мұндағы - дифференциалды шашырау коэффициенті 7.1-кесте бойынша анықталады. 7.10 Статор орамасының алдыңғы бөліктерінің шашырау өткізгіштігінің коэффициенті: . 7.11 Статор орамасының шашырауын магниттік өткізгіштігінің коэффициенті: м. 7.12 Статор орамасының шашырауының индуктивті кедергісі (Ом): . 7.13 Салыстырмалы бірліктерде индуктивті кедергі: о.е. В) Ротор орамының кедергісі 7.14 Ротордың тісті бөлуінің орташа мәні (м) . 7.15 Ротор орамының орауышының орташа ені (м): , мұндағы . 7.16 Катушканың алдыңғы бөлігінің орташа ұзындығы (м): , . 7.17 Ротор орамының орамының орташа ұзындығы (м): . 7.18 Ротор орамасының алдыңғы бөлігінің ұшуы (м): . 7.19 Ротор фазасы орамасының белсенді кедергісі (Ом): . 7.20 Ротор орамасының кедергісін статор орамасына келтіру коэффициенті: . 7.21 Статорға келтірілген ротор орамасының белсенді кедергісі (Ом): . Сондай-ақ салыстырмалы бірліктерде о.е. 7.22 Трапецеидальды паз кезінде ротордың пазалық шашырауының магниттік өткізгіштігінің коэффициенті: , 7.23 Ротордың дифференциалды шашырауының өткізгіштік коэффициенті: , , мұндағы - дифференциалды шашырау коэффициенті 7.2-кесте бойынша анықталады. 7.24 Ротор орамасының алдыңғы бөліктерінің шашырауы өткізгіштігінің коэффициенті: . 7.25 Орамалардың шашырауын өткізгіштігінің коэффициенті: . 7.26 Ротор фазасы орамасының индуктивті кедергісі (Ом): . 7.27 Ротор фазасы орамасының индуктивті келтірілген кедергісі (Ом): . 7.28 Ротор фазасы орамасының индуктивті келтірілген кедергісі (с.б.): о.е. Болаттағы шығындар, механикалық және қосымша шығындар Болаттың шығындары (магниттік шығындар) және механикалық шығындар жүктемеге тәуелсіз, сондықтан оларды тұрақты шығындар деп атайды және өнімділігін есептеу алдында анықтауға болады. 8.1 Трапецеидальды статор тістері болатының есептік салмағы пазах (кг): . 8.2 Болат үшін статор тістеріндегі магниттік шығындар (Вт): , трапецеидаль паздары үшін - . 8.3 Статор ярмасы болатының салмағы: 8.4 Болат үшін статор ярмасындағы магниттік шығындар (Вт): . 8.5 Болаттан қосымша шығындарды қамтитын статор өзекшесіндегі жиынтық магниттік шығындар (Вт): 8.6 IP23 қорғау дәрежесі кезіндегі механикалық шығындар (Вт) . 8.7 Номиналды жүктеме кезіндегі қосымша шығындар (Вт): . Асинхронды қозғалтқыштың жұмыс сипаттамалары Асинхронды қозғалтқыштың жұмыс сипаттамалары тәуелділік деп аталады. 9.1 Статор мен ротор орамаларының өзара индукция кедергісі (Ом): . 9.2 Т-бейнелі алмастыру сұлбасының параметрлерін Г-образға келтіру коэффициенті: . 9.3 S = 0 кезіндегі бос жүріс тогының белсенді құраушысы: . 9.4 S = 0 кезіндегі бос жүріс тогының реактивті құраушысы: . Одан әрі есептеу үшін формулалар жұмыс сипаттамалары жинақталатын 9.1кестеде. Есептеу бірнеше сырғулар үшін жүргізіледі: , где . Бұл ретте номиналды сырғу . 9.1 кесте - Жұмыстық сипаттамаларды есептеу
9.1 сурет - сырғудың (S) номиналды қуаттан (P2) тәуелділік графигі 9.2 сурет - қуат коэффициентінің cos(φ) номиналды қуаттан (P2) тәуелділік графигі 9.3 сурет - ПӘК номиналды қуатқа (P2) тәуелділік графигі 9.4 сурет - тұтынылатын қуаттың (Р1Н) номиналды қуаттан (P2) тәуелділік графигі Сурет 9.5 - айналмалы сәттің (М2) номиналдық қуатқа (P2) тәуелділік графигі 9.6 сурет - номиналды токтың (I1) номиналды қуатына (P2) тәуелділік графигі 9.6 сурет - (P2) номиналды қуаттан ротордың айналу жылдамдығының (n) тәуелділік графигі 9.7 Ең жоғары моментке сәйкес келетін сырғу: . 9.8. Асинхронды қозғалтқыштың қайта тиеу қабілеті: мұндағы . Жұмыстық сипаттамаларды құрастырғаннан кейін және қайта тиеу қабілетін анықтағаннан кейін курстық жұмыс аяқталады. Қорытынды Мен, курстық жұмысты орындау барысында нұсқа бойынша екі әдістемелік нұсқауды пайдаландым. Есептеу барысында көптеген қиындықтарды кездестірдім. Берілген нұсқама да көрсетілген вариант бойынша және формулалар бойынша есептеулер жүргіздім соған сәйкес тапсырмаларды орындадым. Нәтижесінде таңдаған мән мен есептеген мән арасында 10%-ке дейінгі айырмашылық пен жауабы сәйкес болуы керек. Соңында тапсырмаға сәйкес кесте толтырдым, графиктер тұрғыздым. Фазалық роторы бар асинхронды қозғалтқыштардың құрылысымен, жұмыс істеу принципімен таныстым. Жұмыс барысында мынадай бөлімдерді орындадым: Магниттік тізбекті есептеу; Статор мен ротор орамасындағы активті және индуктивті кедергілері; Болаттың шығындары, механикалық және қосымша шығындар; Асинхронды қозғалтқыштың жұмыстық сипаттамалары Қорытындылай келе жұмысты орындау барысында көп формулалар мен танысып, өзімізге қажетті мағлұматтарды пысықтадық. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 1. Копылов И.П. Проектирование электрических машин. – М.: Энергия, 2002. 2. Копылов И.П. Электрические машины. – М.: Высшая школа, Логос, 2000. – 607с. 3. Лихачев В.А. Электродвигатели асинхронные. – М; 2002. 4. Кацман М.М. Расчет и конструирование электрических машин. – М.: Энергоатомиздат, 1984. 5. Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин. – М.: Высшая школа, 1984. 6. Кравчук А.Э., Шлаф М.М., Афонин Е.И., Соболевская Е.А. Справочник. Асинхронные двигатели серии 4А. – М.: Энергоиздат, 1982. 7. Государственные стандарты на электрические машины. 8. Жерве Г.К. Расчет асинхронного двигателя при перемотке. – М.; Л.: Госэнергоиздат, 1980. 9. Рубо Л.Г. Пересчет и ремонт асинхронных двигателей мощностью до 160 кВт. – М.; Л.: Госэнергоиздат, 1970. 10. Шидерова Р.М., Бестерекова А.Н Асинхронные двигатели с фазным ротором (Расчет геометрических размеров и обмоток).- Алматы.: АИЭС, 2005. |