Курсовая с практикой на тему Магнитная цепь двигателя.

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ. 4

ИСХОДНЫЕ
ДАННЫЕ. 5

1
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСЧЕТ. 6

1.1………………………………………………. Выбор
основных размеров двигателя. 6

1.2. Расчет размеров зубцовой зоны статора. 8

1.3. Расчет ротора. 9

1.4 Расчёт магнитной цепи. 12

1.5 Расчет параметров рабочего режима. 14

1.6 Расчет потерь. 17

1.7 Расчёт рабочих характеристик. 19

1.8 Расчёт пусковых характеристик без учёта влияния
насыщения от полей рассеяния. 22

1.9 Расчёт пусковых характеристик с учётом влияния
вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния. 24

2.
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ. 30

2.1 Превышение внутренней поверхности сердечника статора
над температурой воздуха внутри двигателя. 30

2.2 Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки
статора: 30

2.3 Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей. 30

2.4 Превышение температуры наружной поверхности лобовых
частей над температурой воздуха внутри двигателя. 31

2.5 Среднее превышение температуры обмотки статора над
температурой воздуха внутри двигателя. 31

2.6 Превышение температуры воздуха внутри двигателя над
температурой окружающей среды.. 31

2.7 Среднее превышение температуры обмотки статора над
температурой окружающей среды.. 31

2.8 Проверка условий охлаждения. 31

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 32

Введение:

Интерес к асинхронным двигателям (АД) для регулируемых
электроприводов значительно вырос, поскольку в последние годы, как в нашей
стране, так и за рубежом проводится широкий комплекс работ по созданию
модификаций двигателей, предназначенных для работ в самых различных
регулируемых системах, которые используются в промышленности, сельском
хозяйстве, на транспортных, самоходных, строительных и дорожных машинах,
буровых станках передвижных и подвижных устройствах различного назначения и
т.д.

В качестве электромеханических преобразователей
частотно-регулируемых электроприводов используются трехфазные асинхронные
двигатели с короткозамкнутым ротором. К таким электроприводам относятся
основное оборудование компрессорных установок и в частности привода конвейерных
линий. К таким двигателям предъявляют требования высокого начального пускового
момента и мягкой механической характеристики. Эти двигатели вследствие простоты
и жесткости конструкции, высокой надежности, долговечности и несложного ухода
применяются для привода роликов нереверсивных и реверсивных прокатных станков,
как холодной, так и горячей прокатки металла и для транспортных рольгангов.

Для расчета асинхронного двигателя в данной дипломной работе
применяется методика расчета асинхронного двигателя предложенная в учебнике
«Проектирование электрических машин» под редакцией профессора И.П. Копылова.

В данной курсовой работе будут рассчитаны: статор, ротор,
намагничивающий ток, потери, рабочие характеристики, тепловой расчет.

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором более
экономичные с точки зрения потребления электроэнергии по сравнении с частотно
регулируемыми и другими системами, где необходимо регулирование частоты
вращения в необходимых пределах.

Заключение:

В данной работе был спроектирован трехфазный асинхронный
двигатель с короткозамкнутым ротором.

В начале расчета двигателя были получены значения
электромагнитных нагрузок А и Вd , входящие в рекомендуемые пределы, основанные на
исследовании работающих двигателей серии 4А. От электромагнитных нагрузок
зависят не только размеры машины, а также и ее характеристики. Число пазов
статора принято стандартному и равно Z1=72, т.о. обмотка имеет целое число
пазов на полюс и фазу.

Плотность тока в обмотке статора получилась значительной,
что характерно для двигателей небольшой и средней мощности. Для обмотки статора
используется стандартный эмалированный провод, это позволяет применять
механизированную укладку обмотки, коэффициент заполнения паза соответствует
механизированной укладке. В расчете зубцовой зоны статора была принята
конфигурация пазов, при которой зубцы имеют постоянное поперечное сечение по
всей высоте, т.е. в зубцах не будет участков с разной индукцией.

Воздушный зазор был выбран небольшим, что приводит к
уменьшению магнитодвижущей силы магнитной цепи и тока намагничения. При этом
будут уменьшаться суммарные потери, благодаря чему в расчете рабочих
характеристик повысились значения cosj и КПД. Число пазов ротора
выбрано по рекомендациям, основанным на изучении влияния соотношений числа
зубцов статора и ротора на кривую момента, а также шумы и вибрации.

Фрагмент текста работы:

1 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ
РАСЧЕТ

1.1. Выбор
основных размеров двигателя

1.1.1. Высота оси вращения (предварительно) h=240 мм

Определяем
предварительно высоту оси вращения h=240 мм.

Внешний диаметр статора где h1min — минимальное расстояние от стали сердечника статора до опорной
плоскости машины Dа=2*(0,24-0,026)=0,428 м.

1.1.2. Определяем внутренний диаметр
статора: где =0,75 м.

1.1.3. Определяем полюсное деление: 1.1.4. Определяем расчетную мощность: где Р2-мощность на валу двигателя, кВт;

kE-отношение ЭДС обмотки статора к
номинальному напряжению, kE=0,97.

1.1.5. Осуществляем предварительный выбор электромагнитных
нагрузок по А=32·103
А/м, Вδ=0,79 Тл.

1.1.6. Обмоточный коэффициент kоб1= 0,92

1.1.7. Определяем расчетную длину воздушного
зазора: где Ω-синхронная угловая скорость двигателя, рад/c рад/с.,

где n1=888 об/мин. — синхронная частота вращения.

kB-коэффициент формы поля, (

);

kоб1-обмоточный коэффициент, для
однослойной обмотки kоб1=0,95.

1.1.8. Для проверки правильности расчета главных
размеров определяем соотношение: Oпределяем, что для данного двигателя
λ=1,2…2,4, что в нашем случае выполняется.

1.1.9. Определяем предварительно зубцовое
деление tz1
в зависимости от типа обмотки, номинального напряжения и полюсного деления
машины. Диапазон возможных значений определяем по [1]:

tz1min=0,012 м, tz1max=0,016 м.

1.1.10.  Определяем диапазон возможных чисел пазов
статора: C учетом выбранных значений t: Окончательно принимаем Z1=72.

Определяем число пазов на полюс и фазу: Обмотка однослойная

1.1.11. Окончательно зубцовое деление статора
t: 1.1.12. Для дальнейших расчетов определим
номинальный ток обмотки статора: Определяем число эффективных проводников в пазу: 1.1.13. Принимаем =12
проводников

1.1.14. Определяем число витков в фазе
обмотки: где а=1 – число параллельных ветвей.

1.1.15. Окончательное значение линейной
нагрузки: Уточняем значение потока: kоб1- обмоточный коэффициент: kоб1 = 0,91

kE = 0,93

Определяем индукцию в воздушном зазоре: Значения А и Вδ находятся в допустимых значениях

1.1.15. Определим предварительно плотность тока в обмотке
статора: 1.1.16. Определяем предварительное сечение эффективного
проводника: 1.1.17. Сечение эффективного проводника окончательно
принимаем nэл=4,
тогда Провод марки ПЭТВ: dэл=1,4 мм, dиз=1,485 мм, qэл=1,539  мм2, qэл.ср=6,158 мм2

1.1.18. Уточняем плотность тока: 1.2. Расчет размеров зубцовой зоны
статора

1.2.1. По выбранным значениям индукции определяем высоту ярма
статора: Ва — индукция в ярме статора, принимаем Ва=1,5 Тл.

kcт-коэффициент заполнения сердечника
сталью, для оксидированных листов стали kcт=0,97;

lcт1= lδ=0.168 м (для данной конструкции
двигателя);

Определим минимальную ширину зубца: