Лабораторная работа, РГР на тему Проектирование ассинхронного двигателя с короткозамкнутым роторов по методике «Копылова»

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 5

ГЛАВА 1. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ 6

1.1. Выбор главных размеров двигателя 6

1.2. Расчёт параметров обмотки статора. 10

1.3. Расчёт параметров воздушного зазора 17

1.4. Расчёт параметров обмотки ротора 21

1.5. Расчёт тока намагничивания 28

1.6. Расчёт параметров рабочего режима двигателя 34

1.7. Расчёт активных потерь в двигателе 43

1.8. Расчет рабочих характеристик двигателя 49

1.9. Расчет пусковых характеристик 55

Заключение 72

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 75

Введение:

ВВЕДЕНИЕ

Асинхронный двигатель — это асинхронная машина, предназначенная для преобразования электрической энергии переменного тока в механическую энергию. Само слово “асинхронный” означает не одновременный. При этом имеется ввиду, что у асинхронных двигателей частота вращения магнитного поля статора всегда больше частоты вращения ротора. Работают асинхронные двигатели, как понятно из определения, от сети переменного тока.

В его конструкцию входят следующие элементы:

1.Статор цилиндрической формы, собранный из стальных листов. Сердечник статора имеет пазы, в которые уложены обмотки. Их оси сдвинуты на 120 градусов по отношению друг к другу.

2.Ротор (короткозамкнутый или фазный). Первый вариант представляет собой сердечник с алюминиевыми стержнями, накоротко замкнутыми торцевыми кольцами (беличья клетка). Второй вариант состоит из трехфазной обмотки, чаще всего соединенной «звездой».

3.Конструктивные детали: вал, подшипники, лапы, подшипниковые щиты, крыльчатка и кожух вентилятора, коробка выводов — обеспечивающие вращение, охлаждение и защиту механизма.

Принцип действия асинхронного электродвигателя заложен в его названии (не синхронный). То есть статор и ротор при включении создают вращающиеся с разной частотой магнитные поля. При этом частота вращения магнитного поля ротора всегда меньше частоты вращения магнитного поля статора.

При вращении магнита в структуре диска возбуждаются токи Фуко (индукционные токи), движущиеся по замкнутому кругу. По сути они являются токами короткого замыкания, разогревающими металл. В диске «зарождается» собственное магнитное поле, в дальнейшем взаимодействующее с полем магнита.

В асинхронном двигателе для получения вращающегося поля используются обмотки статора. Магнитный поток, образованный ими, создает ЭДС в проводниках ротора. При взаимодействии магнитного поля статора и индуцируемого тока в обмотке ротора создается электромагнитная сила, приводящая во вращение вал электродвигателя.

То есть ротор всегда медленнее магнитного поля статора, что и обеспечивает асинхронность.

Поскольку ток в роторе индуцируется бесконтактно, отпадает необходимость установки скользящих контактов, что делает асинхронные двигатели более надежными и эффективными.

На частоту вращения магнитного поля статора влияет частота питающей сети и число пар полюсов. Поскольку число пар полюсов зависит от типа двигателя и остается неизменным, то, если вы хотите изменить частоту вращения поля, необходимо изменить частоту питающей сети с помощью преобразователя.

Благодаря тому, что устройство и принцип работы асинхронного электродвигателя достаточно просты, он обладает массой преимуществ и широко применяется во всех сферах народного хозяйства и в быту. Двигатели этого типа характеризуются:

Надежностью и долговечностью. Отсутствие контакта между подвижными и неподвижными деталями сводит к минимуму возможность износа и поломок.

Простотой эксплуатации. Для того чтобы использовать их, не обязательно иметь специальные знания и навыки.

Универсальностью. Их можно установить практически на любое оборудование.

Изобретение асинхронного электродвигателя было значимым вкладом в развитие науки, промышленности и сельского хозяйства. С ним наша жизнь стала более комфортной.

Фрагмент текста работы:

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Разрабатываемый асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором должен иметь следующие паспортные данные:

1. Номинальное (фазное) напряжение питания U1нф, В;

2. Частота напряжения питания сети f1, Гц;

3. Число фаз напряжения питания m1

4. Номинальная мощность Р2, кВт;

5. Синхронная скорость вращения n1, об/мин;

6. Номинальное значение КПД η (не менее), отн. ед.;

7. Номинальное значение коэффициента мощности cos(φ) (не менее), отн. ед.;

8. Конструктивное исполнение;

9. Исполнение по способу защиты от воздействия окружающей среды;

10. Категория климатического исполнения.

В ходе выполнение курсового проектирования необходимо спроектировать асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеющий указанные паспортные данные, и сравнить основные показатели полученного асинхронного двигателя с показателями аналогичного двигателя, выпускаемого промышленностью (в качестве аналогов рассматривать асинхронные двигатели серии АИР, паспортные данные которых приводятся в ПРИЛОЖЕНИИ 1)

Таблица 1.

Вариант Р2, Вт n1, об/мин U1нф, В η, о.е.

не менее m f1, Гц Cos(φ), о.е. не менее

16 23000 1000 220 0,83 3 50 0,9

Конструктивное исполнение – IM1001;

Исполнение по способу защиты от воздействия окружающей среды – IP44;

Категория климатического исполнения – У3.