Проект трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором AD90L2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Назначение и обоснование конструкции

2. Главные размеры

3. Размеры активной части двигателя

4. Обмотка статора

5. Обмотка короткозамкнутого ротора

6. Магнитная цепь двигателя

7. Потери и КПД двигателя

8. Расчёт и построение круговой диаграммы для номинального режима двигателя

9. Расчёт и построение рабочих характеристик

10. Расчёт и построение пусковых характеристик

11. Тепловой расчёт

12. Вентиляционный расчёт

Заключение

Список литературы

двигатель короткозамкнутый ротор

Введение

Электрическая промышленность является одной из важнейших отраслей в Российской Федерации. Широкая сфера применения электрических изделий, в том числе и электрических машин, играет важнейшую роль в процессах производства, развитии автоматизации и механизации производственных процессов в России и делает электропромышленность важнейшей отраслью определяющей научный процесс.

Электромашиностроение - это основная отрасль электротехнической промышленности. Она занимается производством генераторов для выработки электроэнергии и электродвигателей для привода различных механизмов и т. д. Заводы электромашиностроения выпускают различные электрические машины, от микродвигателей до турбо- и гидрогенераторов мощностью сотни кВт.

Несмотря на разнообразие электромашиностроения в настоящее время являются то, что дальнейшее наращивание выпуска электрических машин происходит с учетом жестких требований экономии материалов, электроэнергии и трудовых ресурсов. Создание более экономных, менее металлоемких и более технологичных электрических машин, является первостепенной задачей, а также повышение надежности, снижение шума и вибрации, создание безопасной технологии. Решение этих задач обеспечивает технологический процесс в электромашиностроении. При проектировании электрических машин рассматривают размеры статора и ротора, выбирают тип обмотки, обмоточные провода, изоляцию, материалы активных и конструктивных частей машины.

Отделочные части машины должны быть так сконструированы и рассчитаны, чтобы при изготовлении машины трудоемкость и расход материалов были наименьшими и при эксплуатации машины обладали наилучшими энергетическими показателями. При этом электрическая машина должна соответствовать условиям применения ее в электроприводе.

В настоящее время электромашиностроение выпускает следующие основные серии:

1. Синхронные и асинхронные двигатели мощностью от 100 до 1000 кВт.

2. Серию крупных машин переменного тока мощностью свыше 1000 кВт.

3. Серию крупных машин постоянного тока от 200 до 1400 кВт.

4. Серию машин постоянного тока средней мощности до 700 кВт.

5. Машины для бытовой техники.

6. Электродвигатели для угольной, химической и газовой промышленности.

7. Электродвигатели для применения во всевозможных краново-подъемных механизмах, прокатных станков.

8. Электрические машины специального назначения.

1. Назначение и обоснование конструкции двигателя

Двигатели серии AD90L2 имеют привязку мощностей к установочно-присоединительным размерам по Российским стандартам - ГОСТ Р51689-2000.

Тема моего курсового проекта: «Проект трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором типа AD90L2. Двигатели предназначены для работы от сети переменного тока частотой 50 Гц. Режим работы продолжительный S1. Двигатель выполнен на следующие номинальные напряжения 220, 380, 660 В. Двигатели исполняются с тремя выводными концами, а по заказу потребителя с шестью. Электродвигатели выполнены в корпусе из чугуна или алюминиевого сплава, имеющим вертикально - горизонтальное оребрение. Подшипниковые щиты так же изготовлены из чугуна. Лапы отлиты заодно с корпусом. Коробка выводов расположена сверху и обеспечивает подвод питания с любой из боковых сторон двигателя. Кожух вентилятора стальной. Вентилятор морозостойко полипропилена или алюминиевого сплава. Электродвигатели поставляются на комплектацию различных механизмов (транспортеров, подъемников, конвейеров, строительной техники, промышленной вентиляции, насосов, холодильных и вакуумных установок).

Климатическое исполнение: У2, У3, Т2, УХЛ4 по ГОСТ 15150-69. Конструктивное исполнение: IM1081, IM1082, IM2081, IM2082, IM3081 по ГОСТ 2479-79.

Степень защиты: IP54 по ГОСТ 17494-87.

Режим работы: продолжительный S1 по ГОСТ 183-83.

Исполнение по способу монтажа: IM1001 - машина на лапах с двумя подшипниковыми щитами и горизонтальным валом; конец вала - цилиндрический.

Исполнение по степени защиты: IP54 - полная защита персонала от соприкосновения с токоведущими или движущимися частями, защита от брызг воды любого направления, защита от вредных отложений пыли.

Исполнение по степени охлаждения: IOO141 - закрытая машина, обдуваемая наружным вентилятором, расположенным на валу машины. Охлаждение осуществляется методом обдува наружной оребренной поверхности станины. Вентилятор закрыт кожухом из листов стали. На торцевой поверхности этого кожуха имеются отверстия для забора воздуха.

Сердечник статора и ротора имеют шихтованную конструкцию, из листов электротехнической стали марки 2213 толщиной 0, 5 мм.

Ротор имеет короткозамкнутую обмотку, которая выполняется заливкой под давлением собранного сердечника ротора расплавленным алюминием.

Подшипниковые щиты отлиты из чугуна и имеют посадочные места под подшипник.

Вал ротора вращается в подшипниках качения № 307.

Сверху станины имеет прилив с резьбовыми отверстиями, в которое ввинчивается рым - болт для подъема двигателя при монтаже.

На станине укреплена коробка выводов, на зажимы которой выводят концы обмоток фаз. Под коробку выводов и под ее крышку устанавливаются резиновые прокладки, что предусмотрено степенью защиты IP54.

Двигатель выполнен с изоляцией класса нагревостойкости «F».

2. Главные размеры двигателя

Наружный и внутренний диаметр сердечника статора: По таблице 5. 4. при h=160 мм, 2р=2 и исполнении по способу защиты IP54 принимаем D1н=134мм D1=73 мм.

Предварительное значение КПД и коэффициента мощности

Расчетная мощность:

кВ*А

где ke=0. 96

Предварительные значения максимальной магнитной индукции в воздушном зазоре и линейной нагрузки при D1н=134 мм, принимаем

Вд' =0. 736 Тл; А=235. 853*102 А/м

Предварительное значение обмоточного коэффициента: принимаем обмотку статора однослойной, тогда kоб=0. 96

Расчетная длина сердечника статора:

Принимаем li=120 мм.

Коэффициент длины:

что укладывается в диапазон рекомендуемых значений

3. Размеры активной части двигателя

Воздушный зазор (рис. 5. 5) при h=160 мм, принимаем д=0. 3 мм.

Наружный диаметр сердечника ротора:

DD-2д=73-2*0. 3=72. 4 мм

Внутренний диаметр сердечника ротора:

Dмм

принимаем D2вн=30 мм

Конструктивная длина сердечника статора:

Число пазов на статоре и роторе:

Z=24 Z=22

На роторе применяем скос пазов на одно зубцовое деление статора.

Форма пазов на статоре (таблица 5. 10) : трапециидальные полузакрытые (рис. 5. 6. а).

Форма пазов на роторе (таблица 5. 10) : овальные полузакрытые (рис. 5. 7. б).

Размеры полузакрытого паза статора:

зубцовое деление статора:

мм

ширина зубца статора:

 мм

где Bzмах=1, 976 Тл. по таблице 5. 9

высота спинки статора:

мм

мм

где=1. 574 Тл; =0, 64; =0. 96

высота зубца статора:

мм

наименьшая ширина паза в штампе:

мм

мм

наибольшая ширина паза в штампе:

где

Применяем ширину шлица мм, высота мм

высота клиновой части паза:

мм

высота паза, занимаемая обмоткой:

мм

3. 8 Размеры полу закрытого овального паза ротора:

зубцовое деление ротора:

мм

ширина зубца ротора:

мм

где Bz2мах=1, 883 Тл.

высота спинки ротора:

мм

где

высота зубца ротора:

диаметр в верхней части паха ротора:

мм

принимаем мм

где высота мостика hш2=h0, 5 мм

диаметр в нижней части паза:

мм

Принимаем 2. 7 мм

расстояние между центрами окружностей овального паза ротора:

мм

площадь овального паза в штампе:

4. Обмотка статора

4. 1 Тип обмотки статора - однослойная высыпная, число

параллельных ветвей a1=1

4. 2 Число пазов на полюс и фазу:

Обмоточный коэффициент (по таблице 5. 16) :

4. 3 Шаг по пазам:

Y1ср =9

4. 4 Ток статора в номинальном режиме роботы двигателя:

А

4. 5 Число эффективных проводников в пазу статора:

принимаем Uп=39

4. 6 Число последовательных витков в обмотке фазы статора:

4. 7 Плотность тока в обмотке статора принимаем по рисунку 5. 11

А/мм.

4. 8 Сечение эффективного проводника обмотки статора:

мм

По таблице П. 1. 1 принимаем провод с сечением , диаметром

В соответствии классом нагревостойкости изоляции F, выбираем

обмоточный провод марки ПЭТ-155, мм

4. 9 Толщина изоляции для полузакрытого паза при однослойной обмотке и классе нагревостойкости F (по таблице 5. 12) : по высоте мм; по ширине мм

4. 10 Площадь изоляции в пазу:

мм

Площадь паза в свету за обмоткой:

мм2

4. 12 Коэффициент заполнения паза статора изолированными

проводниками:

4. 13 Уточненное значение плотности тока в обмотке статора:

А/мм

4. 14 Уточненное значение электромагнитных нагрузок:

А/м

Размеры катушек статора:

среднее зубцовое деление:

мм.

средняя ширина катушки:

мм

4. 16 Средняя длина лобовой части катушки:

мм

Средняя длина витка обмотки статора:

мм

4. 18 Длинна вылета лобовой части обмотки:

мм

4. 19 Активное сопротивление одной фазы обмотки статора, приведенная к рабочей температуре:

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния:

где kв=1 и k/=1, так как обмотка с диаметральным шагом; значение

h1 определяем по рис. 5. 12, а с помощью табл. 5. 12.

h1=hz1-hк1-hиз=12. 7-0. 5-1. 45-0. 75=10 мм

Коэффициент воздушного зазора:

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального

рассеяния: где Z2/p=11 по табл. 5. 18 Rрт1=0. 82 по табл. 5. 19 q1=2

для однослойной обмотки Rд1=0. 0089; козффициент Rш1=0. 897 (5. 73)

4. 23 Коэффициент магнитной проводимости рассеяния лобовых частей

обмотки статора:

Коэффициент магнитной проводимости рассеяния обмотки статора:

Индуктивное сопротивление рассеяния одной фазы обмотки статора:

Ом

5. Обмотка короткозамкнутого ротора

Рабочий ток в стержне ротора:

А

Плотность тока в стержне ротора:

А/мм

где мм2

Размеры коротко замыкающего кольца:

поперечного сечения:

мм

высота кольца:

мм

длина кольца:

мм

средний диаметр кольца:

мм

5. 4 Активное сопротивление стержня клетки:

расчетная глубина проникновения тока в стержень:

мм

Для определения ц рассчитаем коэффициент о. В начальный момент пуска (S=1) для алюминиевой литой клетки при рабочей температуре 115?С

ширина стержня на расчетной глубине проникновения тока:

мм

Площадь сечения стержня при расчетной глубине проникновения тока:

Коэффициент

Активное сопротивление стержня в рабочем режиме (=1) приведенного к рабочей температуре 115?С.

Ом

активное сопротивление стержня клетки при (S=1) c учетом вытеснения тока:

 Ом

Активное сопротивление коротко замыкающих колец:

Активное сопротивление колец ротора приведенное к току стержня:

Ом

Где kпр2-коэффииент приведения; при Z2/2p=22/2=11

Центральный угол скоса пазов:

где

Коэффициент скоса пазов:

Коэффициент приведения сопротивления обмотки ротора к обмотке статора:

Активное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмотке статора:

в рабочем режиме:

Ом

Коэффициент магнитной проводимости рассеяния пазов ротора:

в номинальном режиме:

в начальный момент пуска с учётом вытеснения тока Ј=0. 864 Ш=0. 95

cл/=Ш*1. 11=0. 95*1. 11=1. 05

5. 12 Коэффициент магнитной проводимости дифференциального

рассеяния:

Где Rд2=0. 001 q=1

5. 13 Коэффициент магнитной проводимости рассеяния коротко- замыкающих колец клетки ротора:

5. 14 Коэффициент магнитной проводимости рассеяния скоса пазов ротора:

где Rм'=1. 3

5. 15 Коэффициент магнитной проводимости рассеяния обмотки ротора:

в номинальном режиме:

в начальный момент пуска:

5. 16 Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора:

в номинальном режиме:

Ом

в начальный момент пуска:

5. 17 Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора, приведенное к обмотке статора:

в номинальном режиме:

Ом

в начальный момент пуска:

Ом

6. Магнитная цепь

Сердечники статора и ротора выполняем из листовой электротехнической стали марки 2013, толщиной 0. 5 мм.

6. 1 Магнитное напряжение воздушного зазора:

А

6. 2 Магнитная индукция в зубце статора:

Тл

По табл. П. 2. 3 принимаем Нz1=2770А/м.

6. 4 Магнитное напряжение зубцового слоя статора:

А

6. 5 Магнитная индукция в зубце ротора:

Тл

6. 6 Напряженность поля в зубце ротора, т. к. , то определяем по таблице намагничивания зубцов асинхронных двигателей для стали марки 2013 A/м

Магнитное напряжение зубцового слоя ротора:

А

Коэффициент насыщения зубцового слоя статора и ротора:

Магнитная индукция в спинке статора:

Тл

Напряженность магнитного поля в спинке статора по таблице намагничивания спинки асинхронных двигателей для стали марки 2013 (таблица П. 2. 2), А/м

6. 11 Длина средней силовой линии в спинке статора:

мм

Магнитное напряжение в спинке статора:

А

Магнитная индукция в спинке ротора:

Тл

Напряженность магнитного поля в спинке ротора по таблице намагничивания для спинки асинхронных двигателей (таблица П. 2. 2) А/м

Длина средней силовой в спинке ротора:

6. 16 Магнитное напряжение в спинке ротора:

А

6. 17 Суммарн МДС на пару полюсов:

6. 18 Коэффициент насыщения магнитной цепи двигателя:

Намагничивающий ток статора:

А

Главное индуктивное сопротивление обмотки статора:

Ом

Коэффициент магнитного рассеяния:

7. Потери и КПД

7. 1 Основные магнитные потери в спинке статора:

Рм. с1=1. 7*Р1, 0/50Вс12*Gc1=1. 7*2. 5*1. 5742*5. 8 =60. 8 Вт

Где Gc1 - расчётная масса спинки статора

Gc1=7. 8*10-6likc1hc1р (D1H-hc1) =

=7. 8*10-6*120*0. 96*17. 8*3. 14 (134-17. 8) =5. 8 кг

Основные магнитные потери в зубках статора:

Рмz1=1. 7P1, 0/50Bz12Gz1=1. 7*2. 5*1. 852*0. 6=8. 64 Вт

Где Gz1 - расчётная масса стали зубцового слоя

Gz1=7. 8*10-6*l*k* [hz1р (D1+hz1) -Sп1Z1] =

=7. 8*10-6*120*0. 96[12. 63*3. 14 (73+12. 63) -111. 89*24]=0. 6 кг

Где Sп1 - площадь паза в штампе

Sп1=0. 5 (bп1+bп1/) hп1+0. 5 (bп1/+bш1) hк1+bш1hш1=

=0. 5 (8. 9+6. 6) 12. 2+0. 5 (6. 6+3) 3. 3+3*0. 5=111. 89 мм2

Основные магнитные потери:

Рм=Рм. с1+Рмz1=60. 8+8. 67=69. 47 Вт

Электрические потери в обмотке статора:

Рэ1=m1I12r1=3*5. 1872*2. 162=174. 4 Вт

Электрические потери в обмотке ротора:

Рэ2=m2I22r2=22*238. 62*9. 77*10-5=122. 36 Вт

Где r2=rст+rкл”= (8. 7+1. 07) *10-5=9. 77*10-5 Ом

Механические потери:

Рмех=kт (n1*10-3) 2* (D1H*10-2) 4=1 (3000*10-3) 2* (134*10-2) 4=28. 8 Вт

т. к 2р=2 то kт=1

Добавочные потери при номинальной нагрузке двигателя:

Рдоб=0. 005Рном*103/'=0. 005*3*103/0. 85=17. 6 Вт

Суммарные потери:

Р= (Рм+Рэ1+Рэ2+Рмех+Рдоб) *10-3=

= (69. 47+174. 4+122. 36+28. 8+17. 6) *10=0. 412 кВт

Подводимая к двигателю мощность:

Р1=Рном+Р=3+0. 412=3. 412 кВт

7. 10 КПД двигателя:

= Рном/P1=3/3. 412=0. 879

8. Расчет и построение круговой диаграммы

А) Вспомогательные вычисления:

8. 1 Коэффициент рассеяния обмотки статора:

Ом

8. 2 Активное сопротивление обмотки статора:

Ом

8. 3 Реактивное сопротивление обмотки статора:

Ом

8. 4 Активное сопротивление обмотки ротора:

Ом

8. 5 Реактивное сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора (с К. З. ротором) :

Ом

8. 6 Полное активное сопротивление обмоток статора и ротора:

Ом

8. 7 Полное реактивное сопротивление обмоток статора и ротора:

Ом

8. 8 Диаметр круга токов (в А) :

А

8. 9 Тангенс угла наклона линии моментов:

8. 10 Тангенс угла наклона линии полезной мощности:

8. 11 Синус угла поворота линии центров:

8. 12 Потери в меди статора при холостом ходе:

кВт

8. 13 Потери двигателя при холостом ходе:

P0=Pэ10+Pм1=0. 126+0. 126=0. 251 кВт

8. 14 Масштаб тока:

Б) Построение круговой диаграммы.

8. 15 Масштаб мощности:

кВт/мм

8. 16 По оси абсцисс откладываем ток I0.

мм

8. 17 Перпендикулярно к оси абсцисс в точке О2 откладываем:

мм

8. 18 Из точки О и проводим прямую параллельную оси абсцисс, на которой делаем засечку радиусом 100 мм. Обозначим эту точку Р.

8. 19 Откладываем перпендикулярно оси абсцисс:

мм

8. 20 Через точки О и R проводим прямую (линию центров) и откладываем на ней диаметр круга в мм. :

мм

8. 21 Из точки R (OR100мм.) проводим прямую RF перпендикулярно диаметру OD.

8. 22 На прямой RF откладываем отрезки:

мм

8. 23 Через точки и проводим прямые ОВ и ОА до пересечения с окружностью в точке В (S=?) и А (S=1).

ОВ-линия моментов.

ОА-линия полезной мощности.

8. 24 Параллельно линии моментов проводим касательную к окружности токов в точки АМ.

8. 25 Отрезки АМ, АМ' и АА'1, линии центров, представляют собой максимальный и начальный моменты.

8. 26 Определяем электромагнитную мощность:

8. 27 Восстанавливаем в некоторой точки Т на линии моментов к линии центров и откладываем на нем отрезок TQ:

8. 28 Проводим прямую QL параллельную линии моментов до пересечения с окружностью в точке L.

8. 29 Из начала координаты О1 радиусом 100мм. описываем окружность.

8. 30 Проводим прямую О1L, до пересечения с окружностью в точке L.

8. 31 Прямая L'N параллельная оси абсцисс отсекает на оси ординат отрезок О1N равный

В) Определение характеристик номинального режима двигателя.

8. 32 Ток в обмотке статора:

А

8. 33 Приведенный ток ротора:

А

8. 34 Потери в обмотке статора:

кВт

8. 35 Потери в обмотке ротора:

кВт

8. 36 Сумма потерь двигателя:

кВт

8. 37 Потери двигателя мощности:

кВт

8. 38 Коэффициент мощности двигателя:

8. 39 Коэффициент полезного действия:

8. 40 Электромагнитная мощность:

кВт

8. 41 Скольжение:

%

8. 42 Кратность максимального момента:

8. 43 Кратность начального момента (пускового) без учета вытеснения тока и насыщения от потоков рассеяния:

8. 44 Кратность тока К. З:

8. 45 Ток короткого замыкания:

А

8. 46 Номинальный момент двигателя:

8. 47 Пусковой момент:

8. 48 Максимальный момент:

8. 49 Полезная мощность двигателя:

кВт

8. 50 Подводимая мощность двигателя:

кВт

9. Рабочие характеристики

9. 1 Расчётное сопротивление:

9. 2 Полная механическая мощность:

Р2'=P2+Pдоб+Рмех=3000+18+60=3078 Вт

9. 3 Величина А:

А=m1U1ном2/ (2P2') -r1=3*2202/ (2*3078) -2. 162=21. 424

9. 4 Величина В:

В=2А+R'=2*21. 424+23. 47=66. 319

9. 5 Скольжение:

Где с1=1+х1/xm=1+2. 091/116. 6=1. 017

9. 6 Эквивалентное сопротивление рабочей цепи схемы замещения:

Схемы замещения:

активное:

rэкв=с1r1+c12r2'/S=1. 017*2. 162+1. 0172*1. 73/0. 0455=41. 518 Ом

индуктивное:

xэкв=c1x1+c12x2'=1. 017*2. 091+1. 0172*2. 144=4. 34 Ом

полное:

Ом

9. 7 Коэффициент мощности в рабочей цепи схемы размещения:

cos2'=rэкв/zэкв=41. 518/45. 72=0. 908

9. 8 Ток в рабочей цепи схемы замецения:

полный:

I2”=U1ном/ zэкв=220/45. 72=4. 81 A

активная составляющая тока:

I2a”= I2”*cos2'=4. 81*0. 908=4. 36 A

реактивная составляющая тока:

I2p”= I2” *sin2'=4. 81*0. 4195=2. 017 A

9. 9 Ток статора:

- активная составляющая:

I1a= I0a+ I2a”=0. 159+4. 36=4. 519 A

- реактивная составляющая:

I1p=I0p+ I2p”=1. 9+2. 017=3. 917 А

- полный ток:

=5. 98 А

9. 10 Коэффициент мощности:

cos1ном= I1a/I1ном=4. 519/5. 98=0. 755

9. 11 Потребляемая двигателем мощность:

Р1ном=m1U1номI1a=3*220*4. 519=2982. 54 Вт

9. 12 Электромагнитная мощность:

Рэм=Р1- (Рэ1+Рм) *103=2982. 5- (174. 4+69. 47) *103=2738. 63 Вт

9. 13 Частота вращения ротора:

nном=n1* (1-Sном) =3000* (1-0. 04) =2880 об/мин

9. 14 Электромагнитный момент:

Мном=9. 55Рэм/nном=9. 55*2738. 63*103/2880=9. 081Н*м

9. 15 КПД двигателя:

=Рном/P1ном=3000/2982. 5=1. 005

9. 16 Критическое скольжение:

Sкр=с1r2'/ (x1+c1x2') =1. 017*1. 73/ (2. 091+1. 017*2. 144) =0. 4

9. 17 Перегрузочная способность двигателя:

где Rкр=2r1*Sкр/c1r2'=2*2. 62*0. 4/1. 017*1. 73=0. 98 Ом

Р2=3400 Вт

Рдоб= 23 Вт

Рмех=20 Вт

R'=20. 482 Ом

c1=1. 045 Ом

r1=2. 159 Ом

r2'=2. 048 Ом

x1=2. 153 Ом

x2'=2. 276 Ом

Р0=251 Вт

Xm=47. 836

10. Пусковые параметры двигателя

10. 1 Активное сопротивление короткого замыкания при S=1:

rк. п'=c1r1+c12r2п'=1. 017*2. 162+1. 0172*1. 18=3. 4 Ом

10. 2 Составляющая коэффициента пазового рассеяния статора, зависящая от насыщения:

Ом

10. 3 Переменная составляющая коэффициента проводимости рассеяния статора:

1пер=п1пер+д1=0. 42+2. 185=2. 6

10. 4 Составляющая коэффициента пазового рассеяния ротора, зависящая от насыщения:

п2пер=1. 12*103*hш2/I2=1/12*103*0. 5/238. 6=2. 3

10. 5 Переменная составляющая коэффициента проводимости рассеяния ротора:

2пер=п2пер+д2=2. 3+0. 296=2. 5

10. 6 Переменная составляющая индуктивного сопротивления короткого эамыкания:

хпер= (с1х11пер/1) + (c12x2п'2пер/2') =

= (1. 017*2. 091*2. 6/5. 935) + (1. 0172*0. 186*2. 3/3. 9) =1. 15Ом

10. 7Постоянная составляющая индуктивного сопротивления короткого замыкания:

10. 8Индуктивное сопротивление короткого замыкания для пускового

режима:

Xк. п'=Xпост+RхXпер=2. 03+0. 25*1. 15=2. 31 Ом

где Rx=0. 25

10. 9Начальный пусковой ток:

A

10. 10Начальный пусковой момент:

Mп=рm1I1п2r2п'/2рf1=2*3*53. 62*1. 18/2*3. 14*50=64. 7 Н*м

кратность пускового момента

Мп/Мном=64. 7/9. 081=7. 12

11. Тепловой расчёт

11. 1 Превышение температуры внутренней поверхности сердечника

статора над температурой воздуха внутри двигателя:

11. 2 Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора:

где П1=2hп1+bп1'+bп1=2*12. 2+6. 6+8. 9=39. 9 мм

11. 3 Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей

обмотки статора над температурой воздуха внутри двигателя:

С

11. 4 Перепад температуры в изоляции лобовой части обмотки статора:

Пл1=39. 9 мм

11. 5Среднее повышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри двигателя:

11. 6 Условная поверхность охлаждения двигателя:

Sдв= (рD14+8прhр) (l1+2lв1) = (3. 14*134+8*180) (120+2*46. 22) =3. 9* мм2

11. 7 Суммарные потери отводимые в воздух внутри двигателя:

УРв=УР'- (1-k) (Рэ. п1+Рм) -0. 9Рмех=

=391. 23- (1-0. 22) (72. 2+69. 47) -0. 9*28. 8=254. 81Вт

где Рэ. п1= kиРэ1 Вт

УР'= УР- (kи-1) (Рэ1+Рэ2) =412- (1. 07-1) (174. 4+122. 36) =391. 23 Вт

11. 8 Среднее превышение температуры воздуха внутри двигателя

над температурой охлаждающей среды:

11. 6 Среднее превышение температуры обмотки статора над

температурой охлаждающей среды:

?Q1=?Q/1+?Qв=10. 8+28. 4=39. 2

12. Расчёт вентиляции

Кm=m'vn/100Da=2. 6v3000/100*0. 134=5. 21

Qв= Кm ?Pв/1100*?Qв=5. 21*254. 81/1100*28. 4=0. 042м3/c

Q/в=0. 6*Dа3* (n/100) =0. 6*0. 1343* (3000/100) =0. 043 м3/c

Условие Q/в>Qв, условие выполняется.

Вал двигателя АИРС112МА6

Исходные данные:

d1=32 мм x1=10. 5 мм

d2= 35 мм x2= 65. 1 мм

d3=43 мм Z1=40 мм

d4=35. 3 мм с= 66. 45 мм

d5=35. 3 мм y1=10. 5 мм

l2=100 мм y2= 65 мм

l=230. 1 мм a=115. 05 мм

b=115. 05 мм

13. Механический расчёт вала

Вал является одной из наиболее ответственных деталей машины. Расчёт вала производится на жёсткость и прочность, причём определяется максимальный прогиб вала под ротором, проверяется соотношение критической и номинальной скоростью вращения.

1. Расчёт вала на жёсткость

1. 1 Сила тяжести сердечника ротора с обмоткой и участком вала по длине сердечника (7. 7)

1. 2 Прогиб вала посредине ротора под действием силы тяжести (7. 5)



1. 3 Номинальный вращающий момент (7. 11)

1. 4 Реакция передачи (7. 10)

Где =0. 3 (табл. 7. 4)

1. 5 Прогиб вала посредине сердечника ротора от реакции передачи (7. 9)

1. 6 Начальный расчётный эксцентриситет ротора (7. 17)

Где

1. 7 Начальная сила одностороннего магнитного тяжения (7. 18)

1. 8 Прогиб вала под действием силы одностороннего магнитного тяжения (7. 16)

Т. е. f=0. 0126 мм, условие выполняется.

1. 9 Результирующий прогиб вала посредине сердечника ротора (7. 3)

2. Расчёт вала на прочность

2. 1 Сила тяжести полумуфты (7. 22)

2. 2 Значение с учётом размеров полумуфты (7. 23)

2. 3 Изгибающий момент в сечении 1-1 участка с (7. 21)

2. 4 Момент кручения (7. 26)

2. 5 Эквивалентное напряжение в сечении 1с (7. 19)

Принимаем для изготовления вала сталь марки 45, тогда

Т. е. условие (7. 20) выполняется

3. Определение критической частоты вращения

3. 1 Прогиб вала от силы тяжести полумуфты (7. 29)

3. 2 Первая критическая частота вращения (7. 28)

Таким образом, условие (7. 30) выполняется:

Заключение

Согласно выданному заданию для курсового проекта на тему «Проект трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором AD90L2» были рассмотрены следующие разделы:

В разделе «Введение и назначение, и описание конструкции» были рассмотрены вопросы перспективного развития конструкции серии AD90L2

Рассмотрена главная роль данной серии в электромашиностроении.

В электромагнитном расчёте был произведён выбор главных размеров машины. Была рассчитана обмотка статора и ротора. В магнитной цепи был определён ток холостого хода (намагничивающий ток), определены потери и КПД двигателя, рассчитаны и построены пусковые и рабочие характеристики двигателя. Расчёт пусковых и рабочих характеристик проводился, как аналитически, так и с помощью круговой диаграммы.

В тепловом расчёте было определено превышение температуры обмотки

статора над окружающей средой для класса нагревостойкости «F». Из расчёта

видно, что температура обмотки статора не превышает допустимой температуры.

Вентиляционный расчёт показал, что вентилятор обеспечивает требуемое

количество воздуха для охлаждения двигателя.

Механический расчёт вала показал, что выполнено условие для жёсткости и прочности вала двигателя.

Список литературы

1. М. М. Кацман «Расчет и конструирование электрических машин» 1984г.

2. И. П. Копылов «Проектирование электрических машин» 2002г.

3. М. Е. Поволоцкий «Проектирование асинхронных машин»

4. Я. С. Гурин, Б. Ч. Кузнецов «Проектирование электрических машин» 1980г.

5. Б. И. Кузнецов, Р. А. Лютер «Заводские расчеты трехфазных асинхронных двигателей».

6. П. С. Сергеев, М. В. Виноградов «Проектирование электрических машин» 1969г.

Размещено на Allbest.ru

...