Проектирование трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором серии 4A160S2Y3

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Целью данного курсового проектирования является расширение и закрепление знаний по курсу “Электрические машины”, овладение современными методами расчёта и конструирования электрических машин (в данном курсовом проекте - двигателя серии 4А160S2У3). Приобретение навыков пользования справочной литературой, что потребуется в процессе работы на производстве при пересчёте обмоток электрических машин на другое напряжение или при ремонте машин.

Асинхронные двигатели являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу электропривода большинства механизмов, используемых во всех отраслях народного хозяйства.

Уже в настоящее время асинхронные двигатели потребляют более 40 % вырабатываемой в стране электроэнергии, на их изготовление расходуется большое количество дефицитных материалов: обмоточной меди, изоляции, электротехнической стали и других, а затраты на обслуживание и ремонт асинхронных двигателей в эксплуатации составляют более 5 % затрат на ремонт и обслуживание всего установленного оборудования. Поэтому создание серий высокоэкономичных и надёжных асинхронных двигателей является важнейшей народнохозяйственной задачей, а правильный выбор двигателей, их эксплуатация и высококачественный ремонт играют первоочередную роль в экономии материальных и трудовых ресурсов в нашей стране.

1. Определение главных размеров машины

1. Коэффициент полезного действия:

2. Коэффициент мощности: ?=0,89

3. Подводимая мощность

Вт

4. Наружный диаметр сердечника: мм

5. Внутренний диаметр сердечника статора: мм

6. Воздушный зазор: мм

7. Наружный диаметр сердечника ротора:

мм.

8. Внутренний диаметр листов ротора (диаметр вала): мм.

9. Число аксиальных каналов ротора: , т.к. мм.

10. Диаметр аксиальных каналов: , т.к. мм

11. Марка стали 2312.

12. Толщина листов 0,5 мм.

13. Коэффициент заполнения сталь сердечника статора

14. Коэффициент заполнения сталью сердечника ротора

15. Число пазов статораи ротора .

2. Расчёт обмотки, паза и ярма статора.

А) Тип и число витков обмотки.

16. Тип обмотки - двухслойная петлевая равносекционная.

17. Форма пазов статора - трапециидальные полузакрытые.

18. Число пазов на полюс и фазу,

19. Шаг обмотки по пазам

Принимаем =12

20. Укорочение шага .

21. Коэффициент распределения.

22. Коэффициент укорочения:

23. Обмоточный коэффициент:

24. Магнитная индукция в воздушном зазоре

25. Магнитный поток в воздушном зазоре:

Вб.

где мм.

26. Коэффициент падения напряжения в обмотке статора .

27. Число витков в обмотке фазы:



28. Число эффективных проводников в пазу:

где =2.

29. Принятое число эффективных проводников в пазу .

30. Уточнённое число витков обмотки фазы:

31. Эффективное число витков обмотки фазы статора:

.

32. Принятая длина сердечника статора мм.

33. Номинальный фазный ток

А.

34. Линейная нагрузка статора

А/см

35. Эффективная длина сердечника

мм

36. Предварительное значение магнитной индукции в спинке статора.

Т

37. Расчётная высота спинки статора

мм

38. Высота паза статора

мм

39. Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора

мм

Б) Размеры паза статора и проводников обмотки статора

40. Предварительное значение магнитной индукции в расчётном сечении зубца: Т

41. Ширина зубца с равновеликим сечением:

мм

42. Большая ширина паза.

 мм

43. Ширина шлица паза мм

44. Высота шлица паза мм

45. Меньшая ширина паза

мм

46. Площадь поперечного сечения паза в штампе

мм2

47. Площадь поперечного сечения паза в свету - припуски на сборку сердечников по ширине и высоте паза: мм, мм, тогда:

мм2

48. Площадь поперечного сечения корпусной изоляции.

- односторонняя толщина корпусной изоляции:

=0,4 мм.

мм2

49. Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой

 мм2

где - площадь поперечного сечения прокладки между верхней и нижними катушками, на дне паза и под клин,

мм2

50. Максимально допустимый диаметр изолированного провода

мм

Число элементарных проводников в одном эффективном m=1.

51. Диаметр голого провода d=1,18 мм.

52. Диаметр изолированного провода =1,26 мм.

53. Сечение провода

мм2

54. Коэффициент заполнения паза

55. Плотность тока в обмотке статора

А/ мм2

56. Характеристика тепловой нагрузки

А/ мм2см

57. Среднее зубцовое деление статора

мм

58. Средняя ширина катушки обмотки статора

мм

59. Средняя длина лобовой части обмотки статора

мм.

60. Средняя длина витка обмотки

мм.

61. Длина вылета лобовой части обмотки статора.

мм

3. Расчёт обмотки, паза и ярма ротора.

63. Форма пазов ротора.

64. Зубцовое деление по наружному диаметру ротора.

 мм

65. Высота шлица мм.

Ширина шлица мм.

Высота мостика мм.

66. Большая ширина паза

мм,

где

мм

67. Индукция в зубцах ротора =1,7.

68. Высота паза - , мм

69. Расчётная высота спинки ротора

мм

70. Эффективная длина пакета ротора

мм.

71. Магнитная индукция в спинке ротора.

Т.

72. Меньшая ширина паза

мм

73. Расстояние между центрами радиусов

мм

74. Площадь поперечного сечения паза ротора и стержня

мм2

75. Поперечное сечение кольца литой клетки (предварительно)

мм2

76. Высота кольца

мм

77. Длина кольца

мм

78. Принятое поперечное сечение кольца

мм2

79. Средний диаметр кольца

мм

Определение параметров двигателя для рабочего режима.

80. Удельная проводимость меди обмотки статора при расчётной температуре .

81. Удельная проводимость алюминия обмотки ротора при рабочей температуре.

.

82. Активное сопротивление обмотки фазы

Ом

83. Активное сопротивление обмотки фазы, в О.Е.

84. Коэффициент влияния укорочения шага на пазовое рассеяние .

85. Коэффициент влияния укорочения шага на пазовое рассеяние,

86. Коэффициент магнитной проводимости рассеяния пазов.



;

( мм;

мм;

мм);

87. Коэффициент, учитывающий демпфирующую реакцию токов

88. Коэффициент, учитывающий влияние открытия пазов статора

.

89. Коэффициент дифференциального рассеяния статора

90. Коэффициент воздушного зазора, учитывающий зубчатость статора

91. Коэффициент воздушного зазора, учитывающий зубчатость ротора

92. Коэффициент воздушного зазора



93. Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния статора

94. Коэффициент магнитной проводимости рассеяния лобовых частей обмотки статора

где

)

95. Суммарный коэффициент магнитной проводимости обмотки статора

96. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора

Ом

97. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора в О.Е.

98. Активное сопротивление стержня клетки

Ом

100. Сопротивление короткозамыкающих колец, приведённое к току стержня

Ом

где

101. Центральный угол скоса

рад

102. Коэффициент скоса пазов ротора

103. Коэффициент приведения сопротивления обмотки ротора к обмотке статора



104 Активное сопротивление обмотки ротора, приведённое к обмотке статора

Ом

В относительных единицах:

105. Коэффициент магнитной проводимости рассеяния пазов ротора

где:

)

106. Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния

107. Коэффициент магнитной проводимости рассеяния короткозамыкающих колец литой клетки (лобовых частей ротора)

где

108. Коэффициент проводимости рассеяния скоса пазов

109. Суммарный коэффициент магнитной проводимости ротора

110. Индуктивное сопротивление обмотки ротора

Ом

111. Индуктивное сопротивление рассеяния ротора, приведённое к обмотке статора

Ом

В относительных единицах.



2. Расчёт магнитной цепи машины

Магнитное напряжение воздушного зазора на полюс

А

Ширина зубца статора в расчётных сечениях

мм

мм

мм

Магнитная индукция в расчётном сечении зубца статора

Т

Расчётная длина магнитной силовой линии в зубце статора

мм

Магнитное напряжение зубцов статора

А

Ширина зубца ротора в расчётных сечениях

 мм

мм

мм

Магнитная индукция в расчётных сечениях

Т

Коэффициент, учитывающий ответвление магнитного потока в паз ротора

т.к.

Расчётное значение напряжённости магнитного поля в зубце ротора

А/см

Расчётная длина магнитной силовой линии в зубце ротора

мм

Магнитное напряжение зубцов ротора

 А

Высота спинки статора

мм

Магнитная индукция в спинке статора

Т

Расчётная длина магнитной линии в спинке статора

мм

Магнитное напряжение спинки статора

А

Расчётная длина магнитной силовой линии спинки ротора

мм

Магнитная индукция в спинке ротора

Магнитное напряжение спинки ротора

А

Намагничивающая сила магнитной цепи на один полюс

А

Коэффициент насыщения магнитной цепи

Намагничивающий ток

А

В процентах от номинального тока

Главное индуктивное сопротивление

Ом

В относительных единицах

Ом

3. Расчёт постоянных потерь мощности

Реактивная составляющая тока статора при идеальном холостом ходе

А

где коэффициент рассеяния ротора:

Электрические потери в обмотке статора при холостом ходе

Вт

Расчётная масса стали зубцов статора

кг

Магнитные потери в зубцах статора

Вт

Расчётная масса стали спинки статора

кг

Магнитные потери в спинке статора

Вт

Суммарные потери в сердечнике статора при холостом ходе, включая добавочные потери

Вт

Механические потери

Вт

Активная составляющая тока холостого хода

А

Ток холостого хода

А

Коэффициент мощности при холостом ходе

Заключение

статор магнитный сердечник изоляция

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 проектировании данного электродвигателя были рассчитаны размеры статора и ротора, выбраны типы обмоток, обмоточные провода, изоляция, материалы активных и конструктивных частей машины. Отдельные части машины были сконструированы так, чтобы при изготовлении машины трудоёмкость и расход материалов были наименьшими, а при эксплуатации машина обладала наилучшими энергетическими показателями. При этом данная электрическая машина соответствует условиям применения её в электроприводе.

При выполнении проекта учитывалось соответствие технико-экономических показателей машины современному мировому уровню. Проектирование производилось с учётом требований государственных и отраслевых стандартов. При проектировании пришлось учесть назначение и условия эксплуатации, стоимость активных и конструктивных материалов, КПД, технологию производства, надёжность в работе и патентную чистоту.

Литература

1. Асинхронные двигатели серии 4А. Справочник .М. Энергоиздат, 1982.

2. Методические указания к курсовому проекту по курсу ”Электрические машины” для студентов спец. 10.04 и 21.05 часть 1, N2102/Составили В.И. Бурьяница, и В.В. Тодарев.

3.Проектирование электрических машин под ред. И.П. Копылова М.,”Энергия”, 1980.

Размещено на Allbest.ru

...