Методические рекомендации для курсового проектирования по мдк 01. 02 основы проектирования электротехнических изделий

• Название: Методические рекомендации для курсового проектирования по мдк 01. 02 основы проектирования электротехнических изделий
• Дата: 29.09.2022
• Размер: 5.84 Mb.
• Имя файла: metod.rek_._k_kp_po_mdk_01.02 (1).docx
• Тип: Методические рекомендации; #704805
• страница: 2 из 15

5. Контрольные вопросы для защиты курсового проекта
Вопросы при защите естественно относятся, прежде всего, к темам основных разделов курсового проекта:

1. 
   Выбор электромагнитных нагрузок, главных размеров машины, обоснование её конструктивного исполнения (отдельных деталей и узлов, оценки факторов, определяющих их решение и др.).
   
2. 
   Основные принципы, заложенные в методах электромагнитного, теплового, вентиляционного расчётов, уровни допустимых нагрузок и т.д.
   
3. 
   Наиболее важные теоретические положения асинхронных машин, касающиеся принципа работы, основных режимов работы, пуска, характеристик (пусковых рабочих механических и т.д.), схем замещения, эксплуатации, степени защиты и др.
   

ПРИМЕРНЫЕ ВОПРОСЫ

1. 
   Конструкция и назначение основных элементов асинхронного двигателя.
   
2. 
   Принцип работы асинхронного двигателя.
   
3. 
   Способы охлаждения асинхронных двигателей.
   
4. 
   Выбор главных размеров, электромагнитные нагрузки (А, В₅).
   
5. 
   Формирование зубцового слоя сердечника статора.
   
6. 
   Выбор величины воздушного зазора, его влияние на параметры двигателя.
   
7. 
   Выбор числа пазов ротора. Влияние соотношения пазов статора и ротора на рабочие свойства машины.
   
8. 
   Расчет магнитной цепи двигателя. Участки, на которые разбивается магнитная цепь машины.
   
9. 
   Расчет тока намагничивания и его влияние на характеристики двигателя.
   
10. 
    Рабочие характеристики асинхронного двигателя. Величина скольжения в номинальном режиме.
    
11. 
    Пусковые характеристики асинхронного двигателя. Пусковой и максимальный моменты. Влияние насыщения и вытеснения тока на пусковые характеристики.
    
12. 
    Потери мощности в асинхронном двигателе и КПД.
    

6. Структура выполнения курсового проекта

6. 1.Введение

Асинхронные машины в настоящее время являются самыми распространенными машинами в народном хозяйстве. В основном они используются как двигатели, реже – как генераторы. На долю асинхронных двигателей приходится не менее 80% всех электродвигателей, выпускаемых промышленностью. Они широко используются в устройствах автоматики и телемеханики, бытовых и медицинских приборах, устройствах звукозаписи и т.п. Широкое распространение асинхронных двигателей объясняется простотой их конструкции, надежностью в работе, хорошими эксплуатационными свойствами, невысокой стоимостью и простотой в обслуживании.

Асинхронные двигатели выпускаются в виде единых серий, которые практически обеспечивают все основные потребности при комплектовании электроприводов для всех отраслей народного хозяйства. Асинхронные двигатели являются основными двигателями для большинства электроприводов. Они потребляют около половины вырабатываемой электроэнергии. При этом наибольшее количество электроэнергии потребляют двигатели мощностью до 10 кВт. Поэтому технико-экономические показатели двигателей единой серии охватывающих этот диапазон мощностей, имеют важное значение для экономики страны.

Помимо основного исполнения в серии 4А имеется целый ряд специализированных исполнений: тропическое, химическое, на частоту 60 Гц, сельскохозяйственное, текстильное и др. Выпускают двигатели с повышенным пусковым моментом, повышенным скольжением, малошумные, многоскоростные и встраиваемые.

Выпускаются двигатели специализированные по конструкции: со встроенным электромагнитным тормозом, температурной защитой, встраиваемые, с повышенной точностью по установочным размерам, малошумные, высокоточные.

В основном исполнении двигатели выполняются с короткозамкнутым ротором и предназначаются для применения в условиях умеренного климата. Двигатели изготовляются защищенными (IР23) и закрытыми обдуваемые (IР44).

При создании электрической машины рассчитываются размеры статора, 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 так же 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.

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.
В данном курсовом проекте все ссылки сделаны на учебник [7, 8] (иной источник будет указываться дополнительно).
6.2. Пример выполнения расчетно-конструкторской части курсового проекта

Проектирование асинхронных двигателей начинают с определения главных размеров: внутреннего диаметра D₁ и длины сердечника статора l₁. Предельно допускаемая величина наружного диаметра корпуса D_корп и сердечника статора D_н1 зависит от высоты оси вращения h. Значение h не предварительно выбирают из [1. стр. 115 табл. 9-1].

Исходные данные для проектирования

1. Тип двигателя Асинхронный

2. Тип ротора Короткозамкнутый

3. Номинальная мощность P₂ = 22 кВт

4. Номинальное напряжение U = 380/660 В

5. Частота вращения n₁ = 3000 об/мин

6. Количество фаз m = 3

7. Частота питающей сети f = 50 Гц

8. Исполнение по степени защиты IP44

9. Способ охлаждения IC0141

10. Исполнение по способу монтажа IM1001

11. Режим работы S1 продолжительный

12. Климатическое исполнение У3
Главные размеры

1) Количество пар полюсов



где:

n₁ = 3000 об/мин. Частота вращения

f = 50 Гц. Частота питающей сети



2) Высота оси вращения электродвигателя [1. стр. 115 табл. 9-1]

h = 180 мм

Принимаю h = 180 мм
3) Наружный диаметр пакета статора [1. стр. 117 табл. 9-2]

D_Н1 = 322 мм

Принимаю D_Н1 = 322 мм
4) Диаметр расточки пакета статора [1. стр. 118 табл. 9-3]

D₁ = 0,61 _* D_н1 - 4 = 0,61 _* 322 - 4 = 192,4 мм

где: D_Н1 = 322 мм Наружный диаметр пакета статора
5) Принимаю диаметр расточки пакета статора

D₁ = 192 мм
6) Значение коэффициента нагрузки [1. стр. 117 рис. 9-1]

Кн = 0,982
7) Значение к.п.д. ŋ' [1. стр. 118 рис. 9-2]

ŋ' = 0,91
8) Значения cosϕ' [1. стр. 119 рис. 9-3]

cosϕ' = 0,89
9) Расчётная мощность [1. стр. 19. 1-11]
P' = = = 26674,9 В_*А

где:

Кн = 0,982 Значение коэффициента нагрузки

cosϕ' = 0,89 Значения cosϕ'

ŋ' = 0,91 Значение к.п.д.

P₂ = 22 кВт Номинальная мощность



10) Определяем электромагнитные нагрузки A'₁ и B'_ϭ [1. стр. 120 и 121 рис. 9-4 и табл. 9-5]

A'₁ = A'_{1 *} К_{1 *} К₃ = 330 _* 1,1 _* 1 = 363 А/см

B'_ϭ = B'_{ϭ *} К₂ = 0,76 _* 0,96 = 0,73 Тл

где:

A'₁ = 330 А/см - токовая нагрузка статора

B'_ϭ = 0,76 Тл - магнитная индукция в воздушном зазоре

К₁ = 1,1 - коэффициент линейной нагрузки обмотки статора

К₂ = 0,96 - коэффициент магнитной индукции

К₃ = 1 - коэффициент
11) Предварительно принимаю обмоточный коэффициент [1. стр.119]

К_об1 = 0,79
12) Расчётное значение длины пакета [1. стр.23 1-30]
L' = = = 99,4 мм

где:

D₁ = 192 мм. Диаметр расточки пакета статора

A'₁ = 363 А/см Токовая нагрузка статора

B'_ϭ = 0,73 Тл. Магнитная индукция в воздушном зазоре

К_об1 = 0,79 Обмоточный коэффициент

P' = 26674,9 В_*А. Расчётная мощность

Принимаю длину пакета статора = 110 мм
13) Проверяем отношение λ (стр. 122 9-2)
λ = = = 0,57

где:

= 110 мм. Длина пакета статора

D₁ = 192 мм. Диаметр расточки пакета статора
14) Определяем максимальное значение λmax [1. стр. 122 табл. 9-6 и 9-7]

λmax = (1,33 - 0,00087 _* D_H1) _* K₄ = (1,33 - 0,00087 _* 322) _* 0,95 = 1

где:

D_H1 = 322 мм. Принятый наружный диаметр пакета статора

K₄ = 0,95 Коэффициент при 2р = 2
Так как максимальное отношение больше расчётного, то выполнение двигателя с принятыми параметрами возможно.