Расчетнопояснительная записка к курсовому проекту Расчет обмотки статора трехфазного асинхронного двигателя при наличии магнитопровода
 Скачать 6.72 Mb.
|
|
Министерство сельского хозяйства Республики Беларусь Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет Агроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту Расчет обмотки статора трехфазного асинхронного двигателя при наличии магнитопровода Выполнил: Мороз Р.С. 34 эпт Шифр 1226185 Руководитель: Сыч А.Д. Минск 2014 Задание на курсовое проектирование Выполнить расчет трехфазного асинхронного двигателя при ремонте по данным обмера магнитопровода и его паза, техническим условиям заказчика. Исходные данные к курсовому проекту асинхронный двигатель обмотка магнитный . Основной расчёт
. Задание на пересчёт
Размеры магнитопровода и его паза:- внутренний диаметр сердечника статора, мм.- внешний диаметр сердечника статора, мм.- полная длина сердечника статора, мм.число пазов, шт.- большой размер ширины паза, мм.' - меньший размер ширины паза, мм.ш - ширина шлица паза, мм.- полная высота паза, мм.- высота усика паза, мм. δ - толщина листов стали, мм. Технические условия заказчика:- частота вращения магнитного поля статора, об/мин.ф - фазное напряжение обмотки статора, В. Δ/U - схема соединения обмоток фаз, звезда/треугольник.- частота тока, Гц.  Рисунок 1. Эскиз сердечника статора асинхронного двигателя и контур паза. Аннотация Курсовой проект выполнен в объеме: расчетно-пояснительная записка на 36 страницах печатного текста, таблиц - 3, рисунков - 4 , графическая часть на 2 листах, в том числе формата А1 - 1 лист, формата А4 - 1 лист. Ключевые слова: расчет, асинхронный двигатель, секция, катушечная группа, обмоточные данные, магнитная нагрузка, номинальные данные. В работе выполнен расчет обмотки трехфазного асинхронного двигателя, определены обмоточные данные, на которые выполнены развернутые схемы обмоток. Приведены перерасчеты обмоток на другие данные (фазное напряжение и частоту вращения магнитного поля статора). Определены все основные параметры обмотки, установлены номинальные данные электродвигателя. Курсовой проект оформлен в соответствии с СТП БГАТУ 01.12-06, был оформлен на текстовом редакторе MS WORD 2010. Содержание Введение 1. Подготовка данных обмера магнитопровода .1 Определение площади полюса в воздушном зазоре .2 Определение площади полюса в зубцовой зоне статора .3 Площадь поперечного сечения магнитопровода в спинке статора .4 Площадь паза в свету . Выбор типа обмотки . Расчет обмоточных данных .1 Шаг обмотки .2 Число пазов на полюс и фазу .3 Число катушечных групп .4 Число электрических градусов на один паз .5 Число параллельных ветвей . Построение двухслойной обмотки трехфазного асинхронного двигателя . Расчет числа витков в обмотке одной фазы . Расчет числа витков в одной секции . Выбор изоляции паза и лобовых частей обмотки . Выбор марки и расчет сечения обмоточного провода . Расчет размеров секции (длины витка) . Расчет массы обмотки . Электрическое сопротивлени обмотки одной фазы постоянному току в холодном состоянии . Расчет номинальных данных .1 Номинальный ток .2 Номинальная мощность . Задание обмотчику по выполнению обмотки 14. Расчет однослойной обмотки . Перерасчет трехфазного асинхронного двигателя на другие параметры Вывод Литература Введение Асинхронные машины распространены в виде трехфазных асинхронных двигателей, наиболее массовых в мировой практике. В электрификации сельского хозяйства трехфазный асинхронный двигатель является основным и практически единственным типом электродвигателя для сельских электроустановок. В сельской электрификации используются главным образом трехфазные асинхронные двигатели серий общепромышленного назначения (4А, АИР). На современном уровне развития техники, как показывает мировая практика, серии асинхронных двигателей заменяются новыми, более совершенными, через каждые 5-10 лет (5А, 6А). Асинхронные двигатели потребляют 40% вырабатываемой в Республике Беларусь электроэнергии, но на их изготовление расходуется большое количество дефицитных материалов: обмоточной меди, электротехнической стали. Поэтому создание высоко экономических серий асинхронных двигателей является важнейшей задачей при их проектировании. При проектировании асинхронного двигателя для эксплуатации в сельском хозяйстве, необходимо, чтобы двигатель был надёжным и в тоже время простым в эксплуатации, имел химовлагоморозостойкую изоляцию, допускал надежную работу при понижении напряжения в сети. 1. Подготовка данных обмера магнитопровода Для дальнейшего удобства расчетов целесообразно обработать данные обмера магнитопровода, т.е. определить площади необходимые в дальнейших расчетах. .1 Определение площади полюса в воздушном зазоре  (1)где  - расчетная длина магнитопровода, м; - полюсное деление (ширина полюса в воздушном зазоре), м.Допускаем, что магнитопровод не имеет дополнительных каналов на охлаждение, значит расчетная длина магнитопровода равна полной длине магнитопровода (  ).Определяем полюсное деление:  (2)где  - количество пар полюсов, шт.    (3)1.2 Определение площади полюса в зубцовой зоне статора В зубцовой зоне статора магнитный поток протекает только по листам электротехнической стали, так как ее магнитная проницаемость много больше, чем изоляции листов. Следовательно, длина магнитопровода  , а значит и площадь полюса  , сократятся (на площадь занимаемую изоляцией).Отсюда будет равна произведению активной площади зубца на их количество в полюсе,  . (4)где  - число зубцов под одним полюсом, шт.; - площадь одного зуба, .  (5) (6)где  - расчетная средняя ширина зуба, м; - активная длина магнитопровода (без изоляции листов), м. где  - коэффициент, зависящий от толщины листа электротехнической стали и рода изоляции (принимаем  ). (7) (8)где - больший размер зубца, м; - меньший размер зубца, м. (9) (10)     .3 Площадь поперечного сечения магнитопровода в спинке статора Площадь спинки, перпендикулярная магнитному потоку Ф, равна:  (11)где - высота спинки статора, м.   (12)1.4 Площадь паза в свету Площадь паза в свету требуется для расчёта сечения обмоточного провода.  (13)где  - площадь трапеции основаниями  и  и высотой  ,мм; , - площади полуокружностей с диаметрами, соответственно и ,  .  (14)  (15) (16)  .2. Выбор типа обмотки На практике применяются различного рода типы обмотки (однослойные и двухслойные; с полным и укороченным шагом; односкоростные и многоскоростные; с одинаковым и различным числом секций в пазу), и для того чтобы сделать выбор нужно рассмотреть: экономическую целесообразность, достоинства и недостатки, технические возможности выполнения. Основные достоинства однослойной обмотки: . Отсутствие межслоевой изоляции, что повышает коэффициент заполнения паза, а следовательно, ток и мощность двигателя. . Простота изготовления. . Большая возможность применения автоматизации при укладке обмоток. Недостатки: . Повышенный расход проводникового материала. . Сложность укорочения шага, а следовательно, компенсации высших гармоник магнитного потока. . Ограничение возможности построения обмоток дробным числом пазов на полюс и фазу. . Более трудоёмкое изготовление и монтаж катушек для крупных электродвигателей высокого напряжения. Двухслойные обмотки в основном выполняются с одинаковыми секциями: петлевые и цепные, реже принимают концентрические. Основные достоинства двухслойной обмотки по сравнению с однослойной: . Возможность любого укорочения шага, что позволяет: а) снизить расход обмоточного провода за счет уменьшения длины лобовой части секции; б) уменьшить высшие гармонические составляющие магнитного потока, то есть снизить потери в магнитопроводе двигателя. . Простота технологического процесса изготовления катушек (многие операции можно механизировать). . Возможность выполнения обмотки почти с любой дробностью q, что обеспечивает изготовление обмотки при ремонте асинхронных двигателей с изменением частоты вращения ротора. Кроме того, это является одним из способов приближения формы поля к синусоиде. . Возможность образования большего числа параллельных ветвей. К недостаткам двухслойных обмоток следует отнести: . Меньший коэффициент заполнения паза (вследствие наличия межслоевой изоляции). . Некоторая сложность при укладке последних секций обмотки. необходимость поднимать целый шаг обмотки при повреждении нижней стороны секции. По приведенным соображениям, в настоящее время, в ремонтной практике машин переменного тока двухслойные обмотки получили наибольшее применение. Следовательно, выбираем двухслойную петлевую обмотку. 3. Расчет обмоточных данных Расчет обмоточных данных состоит в определении основных данных:- число катушечных групп;- шаг обмотки;- число пазов на полюс и фазу; α - число электрических градусов, приходящихся на один паз; а - число параллельных ветвей. .1 Шаг обмотки Шаг обмотки (у) - это расстояние выраженное в зубцах (или пазах), между активными сторонами одной и той же секции: |