Курсовая с практикой на тему Проектирование трехфазного асинхронного электродвигателя

Содержание:

Введение 4

1. Выбор основных размеров двигателя 5

2. Расчет обмоток статора и ротора 7

3. Расчет магнитной цепи, потерь и КПД 15

4. Расчет параметров и построение рабочих и пусковых характеристик 24

5. Тепловой расчет 35

6. Определение расходов активных материалов и показателей их использования 38

7. Расчет параметров двигателя (т –образной схемы замещения) иным способом и сравнение результатов расчетов 40

Заключение 45

Список использованных источников 46

Введение:

Электродвигатель, работающий от переменного тока, называется асинхронным двигателем. Этот двигатель в основном работает на индуци-рованном токе внутри ротора от вращающегося магнитного поля статора. В этой конструкции двигателя движение ротора не может быть синхрони-зировано с помощью движущегося поля статора. Вращающееся поле ста-тора этого двигателя может индуцировать ток в обмотках ротора. В свою очередь, этот ток создаст силу, толкающую ротор в направлении статора. В этом двигателе, поскольку ротор не находится в фазе со статором, будет создаваться крутящий момент.

Асинхронный двигатель самый распространенный тип двигателя. В частности, асинхронный двигатель с 3 фазами используется в промышлен-ности по таким причинам, как низкая стоимость, легкость и простота об-служивания. Производительность этого двигателя хороша по сравнению с однофазным двигателем. Главной особенностью этого двигателя является то, что скорость не может быть изменена. Рабочая скорость этого двигате-ля в основном зависит от частоты питания, а также от нет. полюсов.

В этой конструкции двигателя фазы могут быть соединены с катуш-ками. Так что магнитное поле может быть создано. В этом двигателе ток внутри ротора может быть активирован за счет наведенного напряжения от вращающегося поля. Как только магнитное поле прикладывается к ро-тору, на роторе индуцируется напряжение. Потому что магнитное поле ротора может быть создано магнитным полем статора. В основном маг-нитное поле ротора движется асинхронно по отношению к магнитному по-лю статора или с задержкой во времени.

Принцип работы этого двигателя почти такой же, как у синхронного двигателя, за исключением внешнего возбудителя. Эти двигатели, также называемые асинхронными двигателями, работают по принципу электро-магнитной индукции, когда ротор в этом двигателе не получает электро-энергии за счет проводимости, как в случае двигателей постоянного тока . Эти двигатели не имеют никаких внешних устройств для стимуляции ро-тора внутри двигателя. Таким образом, скорость вращения ротора в ос-новном зависит от нестабильной магнитной индукции.

Изменяющееся электромагнитное поле может заставить ротор вра-щаться с меньшей скоростью, чем магнитное поле статора.

Согласно заданию необходимо спроектировать трехфазный асин-хронный электродвигатель мощностью 2,2 кВт с числом пар полюсов — 1, напряжением 220 / 380 В при частоте 50Гц; ротор – короткозамкнутый, исполнение двигателя по степени защиты IP44, класс нагревостойкости изоляции обмотки “F”. В качестве базовой модели принята конструкция асинхронного двигателя серии АИР80В2.

При проектировании использована методика и рекомендации, со-держащиеся в [1].

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 В , 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 cos 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.