Курсовая с практикой на тему Расчет параметров и характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Содержание:

Введение 5
1 Выбор главных размеров 6
2 Определение Z1, w1 и сечения провода обмотки статора 9
3 Расчет размеров зубцов зоны статора и воздушного зазора 13
4 Выбор воздушного зазора 17
5 Расчет ротора 18
6 Расчет магнитной цепи 23
7 Параметры асинхронной машины для нормального режима 27
8 Расчет потерь 34
9 Расчет рабочих характеристик 39
10 Расчет пусковых характеристик 43
11 Тепловой и вентиляционный расчет 47
Заключение 52
Список литературы 53

Введение:

Введение
Изобретение промышленного электродвигателя в XIX веке вывело промышленность на новый шаг развития, во многих областях заменив ручной труд. Компактный и производительный, электродвигатель вскоре стал одним из главных элементов производства, и вытеснил многие виды двигателей отовсюду, где явилось возможным подвести электрический ток.
В современной промышленности их широко применяют на электрических станциях, в приводах различных видов станков, конвейеров, машин, промышленных вентиляторов, компрессоров и насосов. На сегодняшний день электродвигатель постоянно используется практически во всех областях человеческой деятельности.
Самыми распространенными в современной промышленности, сельском хозяйстве, строительстве и ЖКХ являются асинхронные электродвигатели. Они нашли широкое применение благодаря высокой надежности, простоте обслуживания и возможности работы непосредственно от сети переменного тока. Основная часть стандартных асинхронных двигателей, выпускаемых в России, рассчитана на напряжение сети 380 В при частоте 50 Гц.
Тема данного курсового проекта – проектирование трёхфазного асинхронного двигателя.
Основная задача – выполнение расчета и конструктивной разработки трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, по заданным исходным данным с ориентиром на базовый двигатель выпускаемый промышленностью.
Проектирование асинхронного двигателя даст возможность детально ознакомиться с его конструкцией, реализовать процесс проектирования данного устройства с учетом ограничений, налагаемых на его конструкцию, системой стандартизации в промышленности.

Текст работы:

В данной работе выполнен расчет и конструктивная разработка трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором мощностью 45 кВт число полюсов равно 2, напряжение сети: 380 В, частота питающей сети 50 Гц., с высотой оси вращения – 200мм, магнитопроводы статора и ротора выполнены из стальной ленты, марка стали – 2013, станина литая из чугуна, класс нагревостойкости изоляции F.
Расчеты произведены на основании заданных исходных данных с ориентиром на базовый двигатель выпускаемый промышленностью 5А200L2 с учетом рекомендаций, изложенных в учебном пособии Копылова И. П. «Проектирование электрических машин».
Спроектированный асинхронный двигатель удовлетворяет требованием ГОСТ как по энергетическим показателям (КПД и cosφ), так и по пусковым характеристикам. Нагрев частей двигателя находится в допустимых пределах.

Заключение:

Введение
Изобретение промышленного электродвигателя в XIX веке вывело промышленность на новый шаг развития, во многих областях заменив ручной труд. Компактный и производительный, электродвигатель вскоре стал одним из главных элементов производства, и вытеснил многие виды двигателей отовсюду, где явилось возможным подвести электрический ток.
В современной промышленности их широко применяют на электрических станциях, в приводах различных видов станков, конвейеров, машин, промышленных вентиляторов, компрессоров и насосов. На сегодняшний день электродвигатель постоянно используется практически во всех областях человеческой деятельности.
Самыми распространенными в современной промышленности, сельском хозяйстве, строительстве и ЖКХ являются асинхронные электродвигатели. Они нашли широкое применение благодаря высокой надежности, простоте обслуживания и возможности работы непосредственно от сети переменного тока. Основная часть стандартных асинхронных двигателей, выпускаемых в России, рассчитана на напряжение сети 380 В при частоте 50 Гц.
Тема данного курсового проекта – проектирование трёхфазного асинхронного двигателя.
Основная задача – выполнение расчета и конструктивной разработки трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, по заданным исходным данным с ориентиром на базовый двигатель выпускаемый промышленностью.
Проектирование асинхронного двигателя даст возможность детально ознакомиться с его конструкцией, реализовать процесс проектирования данного устройства с учетом ограничений, налагаемых на его конструкцию, системой стандартизации в промышленности.

Список литературы:

1 Выбор главных размеров 
Выбор главных размеров проводят в следующей последовательности:
1.1 Число пар полюсов, рассчитывается по формуле
p=(60∙f)/n_1                                                      (1)
где n_1 – частота вращения ротора, n_1 = 3000 об/мин;
f – частота тока сети, f = 50 Гц.
p=(60∙50)/3000=1
1.2 Высота оси вращения (предварительно) выбираем по рисунку [1, с. 343, рис. 9-18 а.]
h=200  мм. По таблице [1, с. 738, т. П 6-2.] принимаем ближайшее значение оси вращения h=200 мм. Наружный диаметр статора асинхронного двигателя серии 4А выбираем по таблице [1, с. 344, т. 9-8.] D_a=0,349 м. 
1.3 Принимая, что размеры пазов не зависят от числа полюсов машины, получим 
приближенное выражение внутреннего диаметра статора, м, рассчитывается по формуле
D=K_D∙D_a                                               (2)
где K_D – коэффициент характеризующий отношение внутреннего и наружного диаметров сердечника статора асинхронной машины серии 4А. При числе полюсов p=2 из таблицы [1, с. 344, т. 9-9.] принимаем K_D=0,56
D=0,56∙0,349=0,195  м.
1.4 Полюсное деление, м, рассчитывается по формуле:
      τ=(π∙D)/(2∙p)                                                        (3)
τ=(π∙0,195)/(2∙1)=0,307 м.
1.5 Расчетная мощность, Вт, рассчитывается по формуле
      P=P_2∙k_E/(η∙cos⁡φ )                                              (4)

где P2 – мощность на валу двигателя, P_2=45 ∙〖10〗^3 Вт;
k_E – отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, которое приближенно определяется по [1, с. 345, рис. 9-20] k_E=0,983;
  — КПД и   — коэффициент мощности машины принимаем приблизительно по [1, с. 345, рис. 9-21 а], η= 0,91%; cos⁡φ=0,90.
P=45 ∙〖10〗^3∙0,983/(0,91 ∙0,90)=54010 Вт.
1.6 Электромагнитные нагрузки (предварительно) в зависимости от высоты оси вращения h=200   мм и степени защиты двигателя IP44 принимаем по [1, с. 346, рис. 9-22 а]. A=40∙103 А/м; B_б=0,75 Тл.
1.7 Обмоточный коэффициент для однослойной обмотки (предварительно)
k_об1=0,95
1.8 Расчетная длина воздушного зазора, м, рассчитывается по формуле
  I_б=P/(k_В∙〖D 〗^2 Ω k_об1∙A∙B_б )                                                (5)
где k_В- коэффициент формы поля, k_В=π⁄(2√2)=1,11 
Синхронная угловая скорость вала двигателя  , рад/с, рассчитывается по формуле
 Ω=2∙π∙n_1/60=2∙π∙3000/60=314,159 рад/с                       (6)
I_б=54010/(1,11∙〖0,195 〗^2∙314,159∙ 0,956∙40∙〖10〗^3∙0,75)=0,141 м
1.9 Критерием правильности выбора главных размеров D и   служит отношение
       λ=I_б/τ                                                                (7)
λ=0,141/(0,307 )=0,459
.

Полученное значение   находится в рекомендуемых пределах [0,4 – 0,6], что видно из [1, с. 348, рис. 9-25 а].