Xreferat.com » Рефераты по физике » Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Северо-Казахстанский государственный университет им. М. Козыбаева


Факультет энергетики и машиностроения

Кафедра энергетики и приборостроения


КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему: «Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором»

по дисциплине – «Электрические машины»


Выполнил Калантырев

Научный руководитель

д.т.н., проф. Н.В. Шатковская


Петропавловск 2010

Содержание


Введение

1. Выбор главных размеров

2. Определение числа пазов статора, витков в фазе обмотки сечения провода обмотки статора

3. Расчёт размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

4. Расчёт ротора

5. Расчёт магнитной цепи

6. Параметры рабочего режима

7. Расчёт потерь

8. Расчёт рабочих характеристик

9. Тепловой расчёт

10. Расчёт рабочих характеристик по круговой диаграмме

Приложение А

Заключение

Список литературы


Введение


Асинхронные двигатели являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу электропривода большинства механизмов. Серия 4А охватывает диапазон номинальных мощностей от 0,06 до 400 кВт и имеет 17 высот оси вращения от 50 до 355 мм.

В данном курсовом проекте рассматривается следующий двигатель:

- исполнение по степени защиты: IP23;

- способ охлаждения: IС0141.

Конструктивное исполнение по способу монтажа: IM1081 – по первой цифре – двигатель на лапах, с подшипниковыми щитами; по второй и третьей цифрам – с горизонтальным расположением вала и нижним расположением лап; по четвертой цифре – с одним цилиндрическим концом вала.

Климатические условия работы: У3 – по букве – для умеренного климата; по цифре – для размещения в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха, воздействия песка и пыли, солнечной радиации существенно меньше, чем на открытом воздухе каменные, бетонные, деревянные и другие, не отапливаемые помещения.


1. Выбор главных размеров


1.1 Определим число пар полюсов:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (1.1)


Тогда число полюсов Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.


1.2 Определим высоту оси вращения графически: [1] по рисунку 9.18, б Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, в соответствии с Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, по [1] таблице 9.8 определим соответствующий оси вращения наружный диаметр Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

1.3 Внутренний диаметр статора Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, вычислим по формуле:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, (1.2)


где Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором – коэффициент определяемый по [1] таблице 9.9.

При Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором лежит в промежутке: Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Выберем значение Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, тогда


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором


1.4 Определим полюсное деление Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (1.3)


1.5 Определим расчётную мощность Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, Вт:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, (1.4)


где Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором– мощность на валу двигателя, Вт;

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором – отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, которое может быть приближенно определено [1] по рисунку 9.20. При Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Приближенные значения Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором возьмём по кривым, построенным по данным двигателей серии 4А. [1] рисунок 9.21, в. При Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым роторомкВт и Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, а Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором


1.6 Электромагнитные нагрузки А и Вd определим графически по кривым [1] рисунок 9.23, б. При Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым роторомкВт и Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым роторомТл.

1.7 Обмоточный коэффициент

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Для двухслойных обмоток при 2р>2 следует принимать

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором=0,91–0,92. Примем

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

1.8 Определим синхронную угловую скорость вала двигателя W:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, (1.5)


где

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором – синхронная частота вращения.

1.9 Рассчитаем длину воздушного зазора

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором:

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, (1.6)


где

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором – коэффициент формы поля.

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором


1.10 Критерием правильности выбора главных размеров D и

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором служит отношение

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, которое должно находиться в допустимых пределах [1] рисунок 9.25, б.

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Значение l лежит в рекомендуемых пределах, значит главные размеры определены верно.


2. Определение числа пазов статора, витков в фазе обмотки и сечения провода обмотки статора


2.1 Определим предельные значения: t1max и t1min [1] рисунок 9.26. При

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором,

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором,

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

2.2 Число пазов статора:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, (2.1)

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (2.2)


Окончательно число пазов должно быть кратным значению числа пазов на полюс и фазу: q. Примем

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, тогда

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, (2.3)


где m - число фаз.

2.3 Окончательно определяем зубцовое деление статора:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (2.4)


2.4 Предварительный ток обмотки статора


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (2.5)


2.5 Число эффективных проводников в пазу ( при условии

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором):


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (2.6)


2.6 Принимаем число параллельных ветвей

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, тогда


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (2.7)


2.7 Окончательное число витков в фазе обмотки и магнитный поток

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, (2.8)

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (2.9)


2.8 Определим значения электрических и магнитных нагрузок:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, (2.10)

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (2.11)


Значения электрической и магнитных нагрузок незначительно отличаются от выбранных графически.

2.9 Выбор допустимой плотности тока производится с учётом линейной нагрузки двигателя:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, (2.12)


где

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором - нагрев пазовой части обмотки статора, определим графически [1] рисунок 9.27, д. При

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором


2.10 Рассчитаем площадь сечения эфективных проводников:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (2.13)


Принимаем

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, тогда [1] таблица П-3.1

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором,

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором,

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

2.11 Окончательно определим плотность тока в обмотке статора:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (2.14)


3. Расчёт размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора


3.1 Предварительно выберем электромагнитные индукции в ярме статора BZ1 и в зубцах статора Ba. При

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором [1] таблица 9.12

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, а

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

3.2 Выберем марку стали 2013 [1] таблица 9.13 и коэффициент заполнения сталью магнитопроводов статора и ротора

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

3.3 По выбранным индукциям определим высоту ярма статора

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и минимальную ширину зубца

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, (3.1)

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (3.2)


3.4 Подберём высоту шлица

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и ширину шлица

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором полузакрытого паза. Для двигателей с высотой оси

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором,

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротороммм. Ширину шлица выберем из таблицы 9.16 [1]. При

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором,

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

3.5 Определим размеры паза:

высоту паза:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, (3.3)


размеры паза в штампе

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором:

Выберем

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, тогда

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, (3.4)

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, (3.5)


высоту клиновой части паза

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (3.6)


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Рисунок 3.1. Паз спроектированного двигателя с короткозамкнутым ротором


3.6 Определим размеры паза в свету с учётом припусков на шихтовку и сборку сердечников:

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, таблица 9.14 [1]:

ширину,

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, (3.7)

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, (3.8)


и высоту

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (3.9)


Определим площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, (3.10)


где

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором - односторонняя толщина изоляции в пазу,

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором


Расчитаем площадь поперечного сечения прокладок к пазу:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (3.11)


Определим площадь поперечного сечения паза для размещения проводников:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (3.12)


3.7 Критерием правильности выбранных размеров служит коэффициент заполнения паза

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, который приближённо равен

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, (3.13)


таким образом выбранные значения верны.


4. Расчёт ротора


4.1 Выберем высоту воздушного зазора d графически по [1] рисунок 9.31. При

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором,

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

4.2 Внешний диаметр короткозамкнутого ротора:


Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (4.1)


4.3 Длина ротора равна длине воздушного зазора:

Проектирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором,

Проектирование асинхронного двигателя
    <!--<div class=

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
-->

Похожие рефераты: