курсовая. Курсовая работа Вашуков В.гр.243006. Проектирование асинхронного двигателя
 Скачать 0.69 Mb.
|
|
ВВЕДЕНИЕ 5 2 АЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 6 3 ВЫБОР ГЛАВНЫХ РАЗМЕРОВ 8 4 РАСЧЕТ ОБМОТКИ И ЯРМА СТАТОРА 10 5 РАСЧЕТ ОБМОТКИ И ПАЗА РОТОРА 16 6 РАСЧЕТ НАМАГНИЧИВАЮЩЕГО ТОКА 21 7 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ АСИНХРОНОГО ДВИГАТЕЛЯ 26 8 РАСЧЕТ ПОТЕРЬ В СТАЛИ И МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ 31 9 РАСЧЕТ ТОКА ХОЛОСТОГО ТОКА 36 10 РАСЧЕТ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК 38 11 РАСЧЕТ ПУСКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК 43 Рис. 13. Пусковые характеристики двигателя с учетом насыщения 52 12 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ 53 13 ВЕНТИЛЯЦИОННЫЙ РАСЧЕТ 56 14 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57 15 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 58 ЛИСТ ЗАМЕЧАНИЙ ВВЕДЕНИЕ Электрические машины в общем объёме производства электротехнической промышленности занимают основное место, поэтому эксплуатационные свойства новых электрических машин имеют важное значение для экономики страны. 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 её изготовлении трудоёмкость и расход материалов были наименьшими, а при эксплуатации машина обладала высокой надёжностью и наилучшими энергетическими показателями, при этом электрическая машина должна соответствовать условиям применения её в электроприводе. [1] Проектирование электрических машин производится с учетом требований государственных и отраслевых стандартов. Серия 4А является последней из внедренных в производство серий асинхронных двигателей, выгодной по многим параметрам, таким как повышение мощности на 2/3 по сравнению с серией 2А, улучшение виброшумовых характеристик, экономия материалов, что достигается благодаря применению новых конструкций, большое внимание уделено повышению надежности и экономичности. На базе единой серии выпускаются различные модификации. В данном курсовом проекте предстоит спроектировать асинхронный двигатель четвертой серии, обладающий характеристиками соответствующими техническому заданию. 2 АЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ В техническом задании приведено обозначение электрической машины 4A180M4. Проведем подробный анализ этого обозначения для определения параметров проектируемого двигателя. Цифра на первой позиции в обозначении электрической машины определяет принадлежность её к одной из серий двигателей. Цифра 4 означает, что серия проектируемого двигателя - четвертая. Буква на второй позиции указывает принадлежность по роду двигателя. Буква А указывает, что необходимо спроектировать асинхронный двигатель. На третьей позиции приведена буква, определяющая исполнение двигателя по способу защиты от окружающей среды. Отсутствие на третьей позиции буквы Н означает, что исполнение двигателя защищенное IP44 [1]. Конструктивное исполнение по способу монтажа IМ1001 - машина на лапах с двумя подшипниковыми щитами и горизонтальным валом, конец вала цилиндрический. Буква на четвертой позиции указывает на исполнение ротора двигателя. Отсутствие буквы К в обозначении типа электрической машины означает, что проектируемый двигатель должен иметь короткозамкнутый ротор. Буква на пятой позиции определяет исполнение двигателя по материалу станины и щитов. В техническом задании на пятой позиции в обозначении электрической машины буква отсутствует, что значит, что щиты и станина должны быть выполнены из чугуна или стали. Шестая позиция содержит цифры, определяющие высоту оси вращения проектируемого двигателя. Высота оси вращения двигателя 180 миллиметров. Седьмая позиция обозначения определяет установочный размер по длине станины. Присутствие на седьмой позиции буквы M означает, что выбирается средний установочный размер по длине станины. Буква или её отсутствие на восьмой позиции в обозначении двигателя определяет выбор длины сердечника. В обозначении проектируемого двигателя на восьмой позиции буква отсутствует, что означает, что при данном установочном размере по длине станины выполняются сердечники только одной длины. Цифра на девятой позиции определяет количество полюсов проектируемого двигателя. В обозначении проектируемого двигателя на девятой позиции стоит цифра 4, что означает, что выполняется двигатель с четырьмя полюсами. На десятой и одиннадцатой позиции приводится обозначение климатического исполнения и категория размещения. Так как мы проектируем двигатель общего назначения, то выберем климатическое исполнение для умеренного климата и категорию размещения 3. Принимаем окончательно асинхронный двигатель четвертой серии, защищенного исполнения с короткозамкнутым ротором, стальными щитами и станиной, высотой оси вращения 180 миллиметров, с средним установочным размером, четырехполюсный, климатическое исполнение для умеренного климата и категории размещения 3. 3 ВЫБОР ГЛАВНЫХ РАЗМЕРОВ Высота оси вращения по [1, рис. 9.18]  Наружний диаметр статора АД по [1, табл. 9.8]  Внутренний диаметр статора по [1, табл. 9.9]  (3.1) Полюсное деление по [1, ф. 9.3]  (3.2) Расчетная мощность по [1, ф. 9.4]  (3.3) Предварительная линейная нагрузка по [1, рис. 9.22]  Предварительная магнитная индукция в воздушном зазоре по [1, рис. 9.22]  Обмоточный коэффициент по [1, стр. 348]  Синхронная угловая скорость по [1, ф. 9.5]  (3.4) Расчетная длина воздушного зазора по [1, ф. 9.6]  (3.5) Отношение  (3.6) Значения в допустимых пределах по [1, рис. 9.25] . Полная конструктивная длина по [1, ф. 9.7]  (3.7) Длина стали сердечника статора по [1, ф. 9.7]  (3.8) Воздушный зазор по [1, рис. 9.31]  4 РАСЧЕТ ОБМОТКИ И ЯРМА СТАТОРА Применяем всыпную обмотку статора. Возможные числа пазов статора по [1, рис. 9.26]   Возможные числа пазов статора по [1, ф. 9.16]  (4.1)  (4.2) Принимаем  Число пазов статора должно быть кратно числу фаз  (4.3)Число пазов на полюс и фазу должно быть целым  (4.4) Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора  (4.5) Полученная величина в допустимых пределах. Номинальный фазный ток по [1, ф. 9.18]  (4.6) Число эффективных проводников в пазу по [1, ф. 9.17]  (4.7)  (4.8) Число витков в фазе обмотки по [1, ф. 9.20]  (4.9) Окончательное значение линейной нагрузки по [1, ф. 9.21]  (4.10) Шаг обмотки  (4.11) Относительный шаг  (4.12) Коэффициент укорочения по [1, ф. 3.6]  (4.13) Коэффициент распределения по [1, ф. 3.13]  (4.14) Обмоточный коэффициент по [1, ф. 3.5]  (4.15) Магнитный поток по [1, ф. 9.22]  (4.16) Уточненное значение магнитной индукции в воздушном зазоре по [1, 9.23]  (4.17) Сравниваем полученную величину с ранее принятой  < 5,% Принимаем допустимое значение произведения линейной нагрузки и плотности тока по [1, рис. 9.27]  Допустимая плотность тока по [1, ф. 9.25]  (4.18) Сечение эффективного проводника по [1, ф. 9.24]  (4.19) Принимаем провод ПЭТВ по [1, табл. П3.1] с       Уточняем плотность тока по [1, ф. 9.27]  (4.20) Магнитная индукция в ярме статора по [1, табл. 9.12]  Высота ярма статора по [1, ф. 9.28]  (4.21) Высота паза по [1, ф. 9.38]  (4.22) Магнитная индукция в зубцах статора по [1, табл. 9.12]  Ширина зубца по [1, ф. 9.37]  (4.23) Значение ширины и высоты шлица по [1, с. 178]  (4.24)  Большая ширина паза по [1, ф. 9.40]  (4.25) Меньшая ширина паза по [1, ф. 9.39]  (4.26) Высота клиновой части паза по [1, ф. 9.45]  (4.27) Площадь поперечного сечения в штампе по [1, ф. 9.43]  (4.28) Размеры паза в свету по [1, ф. 9.42]  (4.29)  (4.30)  (4.31) Среднее значение односторонней толщины корпусной изоляции  Площадь поперечного сечения корпусной изоляции по [1, ф. 9.46]  (4.32) Площадь прокладок в пазу по [1, ф. 9.49]  (4.33) Площадь поперечного сечения в свету по [1, ф. 9.48]  (4.34)  Коэффициент заполнения паза по [1, ф. 3.2]  (4.35)  Рис. 1. Паз статора 5 РАСЧЕТ ОБМОТКИ И ПАЗА РОТОРА Принимаем воздушный зазор по [1, рис. 9.31]  При и  принимаем по [1, табл. 9.15]  Внешний диаметр ротора  (5.1) Зубцовое деление по наружному диаметру ротора  (5.2) Коэффициент приведения токов по [1, ф. 9.68]  (5.3) Коэффициент, учитывающий влияние сопротивления обмоток по [1, ф. 9.58]  (5.4) Ток в стержне ротора по [1, ф. 9.57]  (5.5) Приведенная величина  (5.6) По [1, ф. 9.71]  (5.7) Ток в кольце ротора по [1, ф. 9.70]  (5.8) Сечение стержня по [1, ф. 9.68]  (5.9) Плотность тока в замыкающем кольце по [1, с. 376]  (5.10) Сечение замыкающего кольца по [1, ф. 9.72]  (5.11) Для h <250 мм пазы ротора выполняем грушевидными формы по [1, с. 380] Магнитная индукция в зубцах ротора по [1, табл. 9.12]  Ширина зубца по [1, ф. 9.75]  (5.12) Размеры паза по [1, ф. 9.76, 9.77, 9.78]  (5.13)  (5.14)  (5.15) Уточняем площадь по [1, ф. 9.79]  (5.16)  Ширина зубца в двух сечениях по [1, ф. 9.80, 9.81]  (5.17)  (5.18) Средняя ширина зубца  (5.19) Высота паза по [1, рис. 9.40]  (5.20) Расчетная высота зубца по [1, ф. 9.82]  (5.21) Внутренний диаметр ротора по [1, ф. 9.102]  (5.22) Высота замыкающего кольца по [1, с. 376]  (5.23) Ширина замыкающего кольца по [1, ф. 9.73]  (5.24) Средний диаметр замыкающих колец по [1, ф. 9.74]  (5.25)  Рис. 2. Паз ротора |