КУРСОВАЯ РАБОТА На тему Расчет асинхронного двигателя 5.5 КВат. АсДв_5,5кВт-1500об. Введение Главные размеры

• Название: Введение Главные размеры
• Анкор: КУРСОВАЯ РАБОТА На тему Расчет асинхронного двигателя 5.5 КВат
• Дата: 11.02.2022
• Размер: 193.64 Kb.
• Имя файла: АсДв_5,5кВт-1500об.docx
• Тип: Реферат; #358674

Содержание

Стр.

Введение…………………………………………………………………..4

1. 
   Главные размеры…………………………………………………………5
   
2. 
   Сердечник статора……………………………………………………......6
   
3. 
   Сердечник ротора………………………………………………………..6
   
4. 
   Обмотка статора……………………………………………………….....7
   
5. 
   Размеры элементов обмоток…………………………………………......11
   
6. 
   Обмотка короткозамкнутого ротора………………………………….....11
   
7. 
   Короткозамыкающее кольцо обмотки ротора………………………….12
   
8. 
   Расчет магнитной цепи…………………………………………………..13
   
9. 
   Сопротивление обмотки статора………………………………………..14
   
10. 
    Заключение………………………………………………………………..17
    
11. 
    Список использованной литературы……………………………………18
    

Аннотация.
Данный курсовой проект содержит 18 страниц, 1 таблицу.

В данном курсовом проекте приведен расчет асинхронного двигателя с номинальной мощностью 5,5 кВт и номинальной частотой вращения 1500 ^об/_мин, питающийся от трехфазного источника энергии напряжением 220/380 В, охлаждение ICO 141 по ГОСТ 20459-75 , степень защиты - IP 44 по ГОСТ 14254-96 (электротехническое оборудование со степенью защиты IP44 может ограниченно эксплуатироваться на улице (в местах, в защищенных от прямого воздействия струй воды и пылевых потоков, например под козырьками и навесами), а также в помещении с повышенной влажностью).

Введение.
Первыми сериями асинхронных машин, машин созданными в 1920-1930 гг. были серии ДАО, ДАО-2, И, и серии Т и МТ. Позднее были созданы серии асинхронных двигателей И2, АД, МА-100, АМ и ряд других.

Каждая из серий для своего времени была достаточно хорошо спроектирована и находилась на уровне передовых образцов мирового электромашиностроения. Однако обилие серий, охватывающих каждая лишь определенные и сравнительно узкие диапазоны мощностей и исполнений, создавало значительные трудности для наращивания их выпуска.

В 1946-1949 гг. была создана первая в мировой практике единая серия асинхронных двигателей общего назначения, отвечающая многим требованиям. Эта серия, заменившая восемь существующих ранее, была названа единой серией А. Она охватывала диапазон мощностей от 0,6-100кВт.

Серия 4А охватывает диапазон мощностей от 0,6 до 400 кВт и построена на 17 стандартных высотах оси вращения от 50 до 355 мм.

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 по степени защиты IP44 во всем диапазоне высот оси вращения и IP23 в диапазоне высот осей вращения 160-355 мм.

В некоторых приводах возникают требования, которые не могут быть

удовлетворены двигателями единых серий. Для таких приводов созданы специализированные двигатели, например электробуровые, кранометаллургические и др.

1. 
   Главные размеры
   

1.1 Определяем количество пар полюсов и высоту оси вращения



h=110 мм /1,115/.

1.2 По таблице 9-2 /1,117/ выбираем наружный диаметр сердечника

Dн₁=190 мм

Для определения внутреннего диаметра сердечника статора используем зависимость D₁=f(D_н1), приведенную в табл. 9-3 /1,118/ в зависимости от числа полюсов

D₁=0,68·D_н1-5=0,68·190-5=129 мм (при 2р=6)

1.3 Расчетная мощность электродвигателя



где k_н=0,965 –принимаем по рис 9-1/1,117/

η'=0,84 – предварительное значение КПД двигателя при

номинальной нагрузке (принимаем по рис 9-2 /1,118/)

cos φ'=0,84 – предварительное значение коэффициента мощности

двигателя (принимаем по рис 9-3 /1,119/)



1.4 Предварительное значение электромагнитных нагрузок

– определяем по рис 9-4 /1,120/

– определяем по рис 9-4 /1,120/

1.5 Предварительное значение обмоточного коэффициента



1.6 Расчетная длина сердечника статора



1.7 Конструктивная длина сердечника статора

l₁=135 мм

1.8 Отношение длины сердечника статора к внутреннему диаметру

сердечника статора



1.9 Предельно допускаемое отношение длины сердечника статора к

внутреннему диаметру сердечника статора

2. 
   Сердечник статора
   

Сердечник статора собираем из отдельных отштампованных листов холоднокатаной изотропной электротехнической стали марки 2013

толщиной 0,5 мм, имеющих изоляционные покрытия для уменьшения потерь в стали, от вихревых токов.

Для стали 2013 используем изолирование листов оксидированием.

2.1 Коэффициент заполнения стали

k_c=0,97

2.2 Количество пазов на полюс и фазу (принимаем по табл. 9-8 /1,123/)

q₁=3

2.3 Количество пазов сердечника статора

3. 
   Сердечник ротора
   

Сердечник ротора собираем из отдельных отштампованных листов холоднокатаной изотропной электротехнической стали марки 2013

толщиной 0,5 мм, имеющих изоляционные покрытия для уменьшения потерь в стали от вихревых токов.

Для стали 2013 используем изолирование листов оксидированием.

3.1 Коэффициент заполнения стали

k_c=0,97

Для уменьшения влияния моментов высших гармоник на пусковые и виброаккустические характеристики машины ротор двигателя выполняем со скосом пазов b_ck на одно зубцовое деление статора t₁; при этом



3.2 Величину воздушного зазора выбираем по табл. 9-9 /1,124/



3.3 Наружный диаметр сердечника ротора

D_н2=D₁-2·δ=93-2·0,3=92,4 мм

3.4 Внутренний диаметр листов ротора

D₂≈0,23·D_н1=0,23·93=21,39 мм

3.5 Длина сердечника ротора

l₁₌l₂=100 мм

3.6 Количество пазов ротора



где m₂=m₁=3

q₂=q₁-1=2

При z₁=36 принимаем: z₂=28 из таблицы стандартных значений (табл.9-12) для серии 4А.

4. 
   Обмотка статора
   

Для двигателя принимаем двухслойную всыпную обмотку концентрическую обмотку из провода марки ПЭТ-155 (класс нагревостойкости F), укладываемую в трапециидальные полузакрытые пазы.

Обмотку статора выполняем шестизонной; каждая зона равна 60 эл.град.

4.1 Коэффициент распределения при шестизонной обмотки:



где



4.2 Укорочение шага



4.3 Диаметральный шаг по пазам



4.4 Коэффициент укорочения



4.5 Обмоточный коэффициент



4.6 Предварительное значение магнитного потока



4.7 Предварительное количество витков в обмотке фазы



4.8 Предварительное количество эффективных проводников в пазу



где а₁=1 – количество параллельных ветвей обмотки статора



Принимаем .

9. 
   Уточненное количество витков в обмотке фазы
   

9. 
   Уточненное значение магнитного потока
   

4.11 Уточненное значение индукции в воздушном зазоре



4.12 Предварительное значение номинального фазного тока



4.13 Уточненная линейная нагрузка статора



Так как полученное значение А₁ отличается от предварительно принятого не больше чем на 10% то оставляем принятое количество витков обмотки статора.

4.14 Среднее значение магнитной индукции в спинке статора принимаем

по табл. 9-13/1,130/

В_с1=1,5 Тл

4.15 Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора



4.16 Среднее значение магнитной индукции в зубцах статора

(принимаем по табл. 9-14 /1,130/)

В_з1=1,7 Тл

4.17 Ширина зубца



4.18 Высота спинки статора



4.19 Высота паза



4.20 Большая ширина паза



4.21 Меньшая ширина паза



где h_ш1=0,5 мм – высота шлица

- ширина шлица

мм

Проверка правильности определения b₁ и b₂ исходя из требования

b_з1=const:

4.22 Площадь поперечного сечения паза в штампе



4.23 Площадь поперечного сечения в свету



где b_c=0,2 мм – припуски на сборку сердечника статора и ротора

по ширине

h_c=0,2 мм – припуски на сборку сердечника статора и ротора

по высоте
4.24 Площадь поперечного сечения корпусной изоляции



где b_и.1=0,4 мм – среднее значение односторонней толщины

корпусной изоляции



4.25 Площадь поперечного сечения прокладок между верхней и нижней

катушками в пазу, на дне и под клином



4.26 Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой



4.27 Предварительный коэффициент заполнения паза

Принимаем: k_п=0,75 /1,132/

4.28 Произведение



Принимаем с=2 – количество элементарных проводов в эффективном

4.29 Диаметр элементарного изолированного провода



По приложению 1 /1,384/ находим ближайший стандартизованный диаметр, соответствующий ему диаметр неизолированного провода и площадь поперечного сечения



4.30 Уточненный коэффициент заполнения паза



4.31 Уточняем ширину шлица



Принимаем

4.32 Плотность тока в обмотке статора



4.33 Уровень удельной тепловой нагрузки статора от потерь в обмотке

A₁·J₁=419,49·6,088=2553,85

4.34 Допустимый уровень удельной тепловой нагрузки статора от потерь

в обмотке определяем по рис 9-8 /1,133/

(A₁·J₁)_доп= k₅∙2553,85

где k₅ – коэффициент учитывающий изменение эффекта охлаждения обмотки при различных скоростях вращения.

k₅=0,75 ( при n=1000 ^об/_мин)

(A₁·J₁)_доп= 0,75∙2553,85=1915,39

5. Размеры элементов обмотки
5.1 Среднее зубцовое деление статора



5.2 Средняя ширина катушки обмотки статора



5.3 Средняя длина одной лобовой части катушки



5.4 Средняя длина витка обмотки



5.5 Длина вылета лобовой части обмотки


6. Обмотка короткозамкнутого ротора
Принимаем для обмотки ротора овальные закрытые пазы.

6.1 Предварительная высота пазов короткозамкнутого ротора

принимаем по рис 9-12 /1,143/

h_п2=55 мм

6.2 Расчетная высота спинки ротора



где - из-за отсутствия аксиальных каналов в роторе



6.3 Магнитная индукция в спинке ротора



6.4 Зубцовое деление по наружному диаметру ротора



6.5 Магнитная индукция в зубцах ротора определяем по табл. 9-18 /1,141/

В_з2=1,9 Тл

6.6 Ширина зубца



6.7 Меньший радиус паза



6.8 Больший радиус паза



здесь =0,5 мм; =0; - для закрытого паза



6.9 Расстояние между центрами радиусов

h₁=h_п2-h_ш2-h₂-r₁-r₂=55-0,5-0-3,931-1,146=48,4 мм

6.10 Проверка правильности определения r₁ и r₂ исходя из условия

b_з2=const



6.11 Площадь поперечного сечения стержня, равная площади

поперечного сечения паза в штампе


7. Короткозамыкающее кольцо обмотки ротора.
7.1 Поперечное сечение кольца ( для литой клетки)



7.2 Высота кольца (для литой клетки)



7.3 Длина кольца



7.4 Средний диаметр кольца (для литой клетки)




8. Расчет магнитной цепи
8.1 МДС для воздушного зазора.
8.1.1 Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления

воздушного зазора вследствие зубчатого строения статора


8.1.2 Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления

воздушного зазора вследствие зубчатого строения ротора



8.1.3 Общий коэффициент воздушного зазора



где =1.

8.1.4 МДС для воздушного зазора



8.2 МДС для зубцов трапецеидальных полузакрытых пазах статора

8.2.1 Напряженность магнитного поля находим из приложения 14 /1,395/

Н_з.1=11,5

8.2.2 Средняя длина пути магнитного потока

L_з.1=h_п.1=25,9 мм

8.2.3 МДС для зубцов



8.3 МДС для спинки статора.

8.3.1 Напряженность магнитного поля находим по приложению 5 /1,390/

Н_с1=11,5 ( при В′_с.1=0,7 Тл)

8.3.2 Средняя длина пути магнитного потока



8.3.3 МДС для спинки статора


8.4 МДС для спинки ротора.
8.4.1 Напряженность магнитного поля находим по приложению 11 /1,393/

Н_с2=34 ( при В_с.2=0,96 Тл)

8.5.2 Средняя длина пути магнитного потока



8.5.3 МДС для спинки статора


8.5 Параметры магнитной цепи.

8.5.1 Суммарная МДС магнитной цепи на один полюс



8.6.2 Коэффициент насыщения магнитной цепи



8.5.3 Намагничивающий ток



8.5.4 Намагничивающий ток в относительных единицах



8.5.5 ЭДС холостого хода

E=k_H·U₁=0,97·220=213 B

8.5.6 Главное индуктивное сопротивление



8.5.7 Главное индуктивное сопротивление в относительных единицах


9. Сопротивление обмотки статора
9.1 Активное сопротивление обмотки фазы при 20⁰С



где - удельная электрическая проводимость

меди при 20⁰С


9.2 Активное сопротивление обмотки фазы при 20⁰С в относительных

единицах


9.3 Проверка правильности определения


9.4 Коэффициенты, учитывающие укорочение шага







9.5 Размеры паза статора



где h_k1 , h₂ – размеры частей обмоток и паза (определяем

по табл. 9-21 /1,159/)

h₁ – размер обмотки
9.6 Коэффициент проводимости рассеяния


9.7 Коэффициент дифференциального рассеяния статора(принимаем

по табл. 9-23 /1,159/)

k_д1=0,0089 (при q₁=4)
9.8 Коэффициент, учитывающий влияние открытия пазов статора на

проводимость дифференциального рассеяния


9.9 Коэффициент, учитывающий демпфирующую реакцию токов,

наведенных в обмотке короткозамкнутого ротора высшими

гармониками поля статора(определяем по табл. 9-22 /1,159/)

k_p1=0,86
9.10 Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния


9.11 Полюсное деление



9.12 Коэффициент проводимости рассеяния лобовых частей обмотки



9.13 Коэффициент проводимости рассеяния обмотки статора



9.14 Индуктивное сопротивление обмотки фазы статора



9.15 Индуктивное сопротивление обмотки фазы статора в о.е.



9.16 Проверка правильности определения



10. Заключение.
В данном курсовом проекте, спроектирован трехфазный асинхронный двигатель мощностью 5,5 кВт на напряжение сети 220 В. Произведен выбор числа пазов и типа обмотки статора, расчет обмотки и зубцовой зоны статора, выбор воздушного зазора, расчет короткозамкнутого ротора, расчет магнитной цепи произведен расчет и построение рабочих и пусковых характеристик двигателя и разработан чертеж общего вида. При вышеперечисленных расчетах коэффициент полезного действия составил 0,82 коэффициент мощности 0,72, кратность пускового тока и момента, соответственно 3,1 и 2,8. Температурные показатели не превышают допустимых значений.

Выбираем трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором типа AИР или 4А (ниже основные данные из справочника):

Таблица 1.

Высота оси вращения, мм	Мощность, кВт	Тип	Частота вращения, об/мин	КПД, %	Коэффициент мощности cosф	Момент инерции, кг*м2
112	5,5	АИР112М4	1500	82	0,72	0,17

11. Список использованных источников.

1. 
   Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин М: Высшая школа,2001. 430 с.
   
2. 
   Справочник по электрическим машинам / под ред.И.Н.Копылова. М: Энергоатомиздат. т.1.- 1988. – 456 с.