Расчет двигателя электрические машины. курсовая 3. Расчет и конструктивная разработка трехфазного
 Скачать 395.48 Kb.
|
|
НАПРАВЛЕНИЕ ГРУППА КУРСОВАЯ РАБОТА ПО КУРСУ: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ НА ТЕМУ: РАСЧЕТ И КОНСТРУКТИВНАЯ РАЗРАБОТКА ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ВЫПОЛНИЛ: ПРОВЕРИЛ: 2019 СодержаниеВведение 3 Техническое задание 6 1.Выбор главных размеров 7 2.Определение числа пазов, числа витков и площади поперечного сечения провода обмотки статора 9 3. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора 12 4. Расчет ротора 15 5. Расчет магнитной цепи 19 6. Параметры рабочего режима 23 7. Расчет потерь 28 8. Расчет рабочих характеристик 31 9. Расчет пусковых характеристик 34 10. Тепловой расчет 38 Графическая часть Список используемой литературы 47 Введение Проектирование электрических машин – это искусство, соединяющее знание процессов электромеханического преобразования энергии с опытом, накопленным поколениями инженеров-электромехаников, умением 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. При проектирование необходимо учитывать соответствие технико-экономических показателей машин современному мировому уровню при соблюдении требований государственных и отраслевых стандартов. Приходится также учитывать 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. Проектирование электрической машины сводится к многократному расчету зависимостей между основными показателями, заданных в виде системы формул, эмпирических коэффициентов, графических зависимостей, которые можно рассматривать как уравнения проектирования. Данный курсовой проект содержит проектирование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Понятие асинхронной машины связано с тем, что ротор ее имеет частоту вращения, отличающуюся от частоты вращения магнитного поля статора. Асинхронные двигатели являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу электропривода большинства механизмов, используемых во всех отраслях народного хозяйства. В основу конструкции асинхронного двигателя положено создание системы трехфазного переменного тока. Переменный ток, подаваемый в трехфазную обмотку статора двигателя, формирует в нем вращающееся магнитное поле. Базовой моделью для проектирования является двигатель серии 4А. В серии 4А за счет применения новых электротехнических материалов и рациональной конструкции мощность двигателей при данных высотах оси вращения повышена на две-три ступени по сравнению с мощностью двигателей серии А2, что дало большую экономию дефицитных материалов. Существенно улучшились виброшумовые характеристики. При проектировании серии большое внимание было уделено повышению надежности машин. Впервые в мировой практике для асинхронных двигателей общего назначения были стандартизированы показатели надежности. Особое внимание при проектировании уделялось экономичности двигателей. Двигатели серии 4А спроектированы оптимальными для нужд народного хозяйства. Критерием оптимизации была принята суммарная стоимость двигателя в производстве и эксплуатации, которая должна быть минимальной. Серия охватывает диапазон мощностей от 0,6 до 400 кВт и построена на 17 стандартных высотах оси вращения от 50 до 355 мм. Серия включает основное исполнение двигателей, ряд модификаций и специализированное исполнение. Двигатели основного исполнения предназначены для нормальных условий работы и являются двигателями общего назначения. Это трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, рассчитанные на частоту сети 50 Гц. Они имеют исполнение степени защиты IP44 во всем диапазоне высот оси вращения и IP23 в диапазоне высот осей вращения 160 – 355 мм. К электрическим модификациям двигателей серии 4А относятся двигатели с повышенным номинальным скольжением, с повышенным пусковым моментом, многоскоростные, с частотой питания 60 Гц и т.п., к конструктивным модификациям – двигатели с фазным ротором, со встроенным электромагнитным тормозом, малошумные, со встроенной температурной защитой и т.п. Для производства двигателей серии 4А разработана и осуществлена прогрессивная технология. Механическая обработка станин, валов и роторов двигателей производится на автоматических линиях, штамповка листов магнитопровода – на прессах-автоматах. Автоматизирована сборка сердечников статора, механизирована сборка и заливка роторов. Укладка статорной обмотки производится на автоматических станках, а пропитка и сушка обмоток на автоматических струйных или вакуум-нагнетательных установках. Испытание узлов двигателей и двигателей в сборе производится на специальных стендах и автоматических испытательных станциях. Все это обеспечило высокую производительность труда при высоком качестве изготовления. По своим энергетическим, пусковым, механическим, виброшумовым, эксплуатационным характеристикам серия 4А удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к асинхронным двигателям, и соответствует современному уровню электромашиностроения. Техническое задание Спроектировать асинхронный трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором: Р2=18500 Вт, Uном=220/380 В,p=1 ; m=3;f=50 Гц конструктивное исполнение IM1001; исполнение по способу защиты IP44; способ охлаждения IC0141; климатическое исполнение и категория размещения У3, класс нагревостойкости изоляции F.  ,  , Тип двигателя :4A160М2Y3 1. Выбор главных размеров 1. Высота оси вращения (предварительно) по рис. 9.18 [2], а h =0.160 м. Принимаем ближайшее стандартное значение h =0.160 м; Da=0.272 м (см. табл. 9.8 [2]). 2. Внутренний диаметр статора
3. Полюсное деление
4. Расчетная мощность по (9.4) [2]
5. Электромагнитные нагрузки (предварительно по рис. 9.22, б [2])  Bδ, Тл 6. Обмоточный коэффициент (предварительно для двуслойной обмотки) Коб1=0,91, Кв=1,11. 7. Расчетная длина магнитопровода по (9.6) [2]
8. Отношение:
Значение находится в допустимых пределах (см. рис. 9.25 [2]). 2.Определение число пазов, число витков и площади поперечного сечения провода обмотки статора 9. Предельные значения tz1 (по рис. 9.26 [2]): tz1max=18  м tz1min=15 м10. Число пазов статора по (9.16) [2]
Принимаем  тогда
Обмотка двухслойная. 11. Зубцовое деление статора (окончательно)
12. Число эффективных проводников в пазу (при условии отсутствия параллельных ветвей в обмотке): по (9.17)[2]
13. Принимаем a=1 тогда по (9.19)
14. Окончательные значения: число витков в фазе по (9.20)
линейная нагрузка по (9.21)
где предварительное значение 34000  (см. п.5) магнитный поток по (9.22)
(для двухслойной обмотки с q=6 по табл. 3.16 [1] Kоб=0,957; Кр1= Kоб для Da=0,272 м, КЕ=0,99 - по рис. 9.20) индукция в воздушном зазоре по (9.23) [2]
где предварительное значение  (см. п.5) [2]
Значения  и  находятся в допустимых пределах (см. рис. 9.22, б) [2]15. Плотность тока в обмотке статора (предварительно) по (9.25) [2]  по п. 14)
16. Площадь поперечного сечения эффективного проводника (предварительно) по (9.24 [2] а=1)
17. Сечение эффективного проводника (окончательно): принимаем nэп=6 тогда:
Принимаем обмоточный провод марки ПЭТМ (см. приложение 3 [2]), dэл=2 мм; qэл=3,14 мм2;  мм218. Плотность тока в обмотке статора (окончательно) по (9.27) [2]
3. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора Паз статора определяем по рис. 9.29, а с соотношением размеров, обеспечивающих параллельность боковых граней зубцов. 19. Принимаем предварительно по табл. 9.12 Bz1=1,9 Тл, Ва=1,2 Тл тогда по (9.37) [2]
|
по табл. 9.9. [2]
- по условию; 
- по условию)
по (9.5) рад/с].
проводников
по рис. 9.27, б. [1]
