Курсовая с практикой на тему (Калинин А.В.) Курсовая работа (Темы на усмотрение автора)

Содержание:

ЗАДАНИЕ…………………………………………………………………………………………………………………….. 3

ТЕОРИЯ……………………………………………………………………………………………………………………….. 4

1.1 Общая информация……………………………………………………………………………………………… 4

1.2 Зависимости параметров
асинхронного двигателя……………………………………………….. 5

РАСЧЁТЫ……………………………………………………………………………………………………………………… 7

2.1 Расчет параметров режима работы
двигателя……………………………………………………….. 7

2.2 Расчет параметров ярма статора……………………………………………………………………………. 7

2.3 Расчет параметров обмотки статора……………………………………………………………………… 8

2.4 Расчет параметров ярма ротора и
его обмотки…………………………………………………….. 10

2.5 Расчет магнитной цепи………………………………………………………………………………………. 12

2.6 Расчет индуктивных сопротивлений
обмоток статора и ротора………………………….. 14

2.7 Расчет нагрузки асинхронного
двигателя в соответствии со схемой замещения….. 16

ИСТОЧНИКИ……………………………………………………………………………………………………………… 20

ПРИЛОЖЕНИЕ…………………………………………………………………………………………………………… 21

Введение:

Заключение:

Фрагмент текста работы:

1.1 Общая информация

Асинхронный двигатель –
электрическая машина, работающая в двигательном режиме, у которой частота
вращения ротора не равна частоте вращения магнитного поля статора и зависит
также от нагрузки. Основа работы электродвигателя – преобразование
электрической энергии в механическую. Асинхронный двигатель состоит из трех
частей: ротора, статора и корпуса.

Асинхронные двигатели подразделяются
на:

1. Трёхфазные
двигатели с короткозамкнутым ротором;

2. Трёхфазные
двигатели c фазным ротором;

3. Двухфазные
исполнительные двигатели с короткозамкнутым ротором;

4. Однофазные
двигатели с конденсаторным пуском.

Асинхронные машины
общего назначения применяют главным образом в двух исполнениях: с
короткозамкнутым (беличья клетка) и с фазным (с контактными кольцами) ротором.

В данной работе
рассматривается трёхфазный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Трехфазный асинхронный
двигатель состоит из статора и ротора. Для защиты от внешних воздействий
рабочие узлы двигателя располагаются в корпусе. Ротор двигателя с двух сторон
устанавливается в подшипниковые узлы. Подшипниковые узлы двигателя также
закрепляются в корпусе. На статоре двигателя располагается трехфазная обмотка,
выполненная по схеме “звезда” или “треугольник”. Фазы обмотки сдвинуты в
пространстве друг относительно друга на 120°эл. Обмотка статора подключается к
источнику трехфазного переменного напряжения. Если обмотка ротора выполняется
по типу “беличья клетка”, то она представляет собой токопроводящие стержневые
элементы, закрепленные в токопроводящем короткозамкнутом кольце.

Стержни этой обмотки
вставляют в пазы сердечника ротора. Сердечники ротора и статора имеют зубчатую
структуру. В машинах малой и средней мощности обмотку обычно изготавливают
путём заливки расплавленного алюминиевого сплава в пазы сердечника ротора.
Вместе со стержнями «беличьего колеса» отливают короткозамыкающие кольца и
торцевые лопасти, осуществляющие вентиляцию машины. В машинах большой мощности
«беличье колесо» выполняют из медных стержней, концы которых соединяют с
короткозамыкающими кольцами при помощи сварки.

Асинхронные двигатели с
короткозамкнутым ротором при прямом пуске (без регулирования) имеют небольшой
пусковой момент и значительный пусковой ток, что является существенным их
недостатком. Поэтому их применяют в тех электрических приводах, где не
требуются большие пусковые моменты. С развитием силовой полупроводниковой
техники получают распространение частотные преобразователи, которые позволяют
плавно наращивать частоту питающего двигатель тока по мере пуска, а значит
достигать большого пускового момента. Из достоинств следует отметить лёгкость в
изготовлении, и отсутствие электрического контакта с динамической частью
машины, что гарантирует долговечность и снижает затраты на обслуживание. При
специальной конструкции ротора, когда вращается в воздушном зазоре только полый
цилиндр из алюминия, можно достичь малой инерционности двигателя.

Именно асинхронные
двигатели с короткозамкнутым ротором из-за своих вышеперечисленных достоинств
являются основным видом двигателей в промышленном электроприводе, применение
остальных видов двигателей незначительно и носит узкоспециальный характер.

Исходными данными для
расчета асинхронного двигателя являются механическая мощность (мощность на валу
двигателя) P2ном, значение линейного (или фазного) напряжения на
входе UЛ1ном, номинальная nном и максимальная n2max
частоты вращения ротора.

1.2 Зависимости параметров асинхронного двигателя

При включении обмоток
статора в сеть трехфазного тока, в машине возникает вращающееся магнитное поле,
угловая скорость вращения которого определяется выражением , (1)

где f1 — частота напряжения питающей сети, p
– число пар полюсов. Непременным условием
взаимодействия статора и ротора асинхронной машины является наличие разности частот
вращения ω1-ω2. Величина, характеризующая эту разность,
называется скольжением. Относительное скольжение ротора определяется как[1]: (2)

Механические
характеристики асинхронных двигателей представляют собой зависимости угловой
скорости ротора от электромагнитного момента ω2=f (М) или момента от
угловой скорости ротора М=f(ω2). Часто в качестве механической
характеристики удобнее использовать зависимости момента от скольжения ротора
М=f(s).

Максимальное значение
электромагнитного момента двигателя Мmax соответствует пределу устойчивости
асинхронного двигателя и значению критического скольжения sкр. В
диапазоне значений скольжения до критического увеличение нагрузки на
валу двигателя вызывает увеличение электромагнитного момента; при достижении
электромагнитным моментом максимального значения наступает предел устойчивости
работы асинхронного двигателя; увеличение значения скольжения выше критического
вызовет уменьшение момента двигателя независимо от значения момента нагрузки.
Таким образом, работа асинхронного двигателя становится неустойчивой при
скольжениях s>sкр. При максимальном электромагнитном моменте
любое незначительное увеличение нагрузочного момента приводит к увеличению
скольжения и уменьшению электромагнитного момента и этот процесс будет
продолжаться до полной остановки ротора двигателя. Следовательно, для
устойчивой работы двигателя необходимо, чтобы сумма нагрузочных моментов,
действующих на ротор, была меньше максимального момента Мmax.
Характеристикой надежности работы двигателя в условиях случайных
кратковременных перегрузок, является перегрузочная способность λ. Она
определяется отношением максимального момента к номинальному λ = Мmax/Mном.

Рабочие характеристики
асинхронного двигателя представляют собой зависимости скорости вращения ротора
ω2, кпд η, механического момента на валу двигателя М2,
коэффициента мощности cos φ1 и тока статора I1 от
мощности на валу двигателя Р2 при U1 = const и  ω1 = const. Их определяют
экспериментально или расчетным путем по схемам замещения. Рабочие
характеристики строят только для зоны устойчивой работы двигателя, т.е. до
скольжения (1,1..1,2)sном.[1]