Алексеев В.В. Методические указания к расчету асинхронного двигателя

Подождите немного. Документ загружается.

щиты и др.

При обосновании и выборе конструкции надо проверять

размерные соотношения основных элементов, а при необходимости

допустимо внесение изменений, обеспечивающих конструктивную

стыковку машины. Механический расчёт (по условию

проектирования) не проводится, поэтому размеры отдельных

деталей определяются приближённо на основе существующих

размеров. Установочные, габаритные и присоединительные размеры

двигателя должны соответствовать ГОСТ 18709-73.

2. ОСНОВНАЯ УЧЕБНАЯ ЛИТЕРАТУРА



Основная литература:

1." Копылов И. П. Электрические машины: Учебник для вузов. М.:

Энергоатомиздат, 1986.

2. Копылов И.П. Электрические машины: Учебник для вузов. – 4-изд.,

исправленное – Москва: Высшая школа, 2006.

3. Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов / И.П. Копылов,

Ф.А.VГоряинов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев; Под ред. И.П. Копылова.

М.: Энергия, 1980.

4.Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов / И.П. Копылов,

Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев; Под ред. И.П. Копылова. — 3-е изд.,

перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 2002.

5. Кацман М.М. Электрические машины. М.: Высш. Шк., 2000.

Дополнительная литература:

6. Справочник. Асинхронные двигатели серии 4АV/А.Э.VКравчик,

М.М.VШлаф, В.И.VАфонин, Е.А.VСоболенская. М: Энергоиздат, 1982.

7.VГольдберг"О.Д., Гурин Я.С., СвириденкоИ.С. Проектирование

электрических машин: М.: Высш. шк., 2001.

8. Электрические машины. Программа, методические указания,

контрольные работы и курсовой проект/. Сост.: В.В. Алексеев П.В.VАлексеев,

Ю.П.VПавлов. СПб, СПГГИ. 2002.



В курсовом проекте собственный список литературы.

Приложение 1. Пример расчета АД 15 кВт

(Пояснительная записка)

Название министерства (федерального агентства)

Название образовательного учреждения высшего образования

Название кафедры

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Расчет асинхронного двигателя

Выполнил:

Проверил

Город

Дата

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине ____ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ_________

Студент _________

Тема: Проектирование асинхронного двигателя с

короткозамкнутым ротором

Техническое задание

Номинальная мощность P = 15 кВт

Число фаз - 3

Номинальное напряжение U

= 380 В (U

= 220 В)

Частота питающего напряжения – 50 Гц

Синхронная скорость 1500 об/мин

Способ охлаждения - самовентиляция IC0 141

Режим работы - длительный

Конструктивное исполнение IM1001, исполнение по защите IP44,

класс нагревостойкости изоляции F.

Базовый двигатель 4A160S4У3.

Дата выдачи задания

Введение

Электромашиностроение насчитывает более ста лет. За этот

период времени проделана огромная работа, преобразившая

техническое и экономическое лицо современной промышленности и

жизни человека.

Использование электрических машин, в наше время

приобрело повсеместный характер.VПромышленностью

производится большое количество электрических машин

(двигателей) с различными параметрами.

На долю асинхронных двигателей приходится не менее 80%

всех электродвигателей, выпускаемых промышленностью и

составляющих основу электропривода большинства механизмов.

При этом наибольшее количество электроэнергии потребляют

двигатели мощностью до 15 кВт.

Асинхронные двигатели выпускаются в виде единых серий.

Помимо основного исполнения в серии 4А имеется целый ряд

специализированных исполнений: тропическое, химическое, на

частоту 60 Гц, сельскохозяйственное, текстильное и др. Выпускают

двигатели с повышенным пусковым моментом, повышенным

скольжением, малошумные, многоскоростные и встраиваемые. В

основном исполнении двигатели выполняются с короткозамкнутым

ротором и предназначаются для применения в условиях умеренного

климата. Двигатели изготовляются защищенными (IР23) и

закрытыми обдуваемыми (IР44).

Над созданием электродвигателей работают группы

специалистов во всех странах мира. Только после тщательного

теоретического расчета и многих часов практических испытаний в

различных режимах работы электрическая машина запускается в

серийное производство для дальнейшего использования.

В данном курсовом проекте все ссылки на рисунки, таблицы,

формулы – из учебника Копылова. И.П. [1, 2] (см. список

использованной литературы). Ссылки из издания 1980 года даны без

скобок, а - из издания 2002 года – в круглых скобках, например, по рис.6-

6 (9.18); по табл.6-6 (9.8), Для формул: по 6-6 (9.6). Ссылки из

справочника Кравчика А.Э. {3} даны в фигурных скобках.

1.Выбор главных размеров

1.VЧисло пар полюсовVpV=V60f/n1V=60*50/1500V=V2.

2.VВысота оси вращения (предварительно) по рис. 6-6 (9.18) h =

150 мм, стандартное значение h = 160 мм, по табл.6-6 (9.8) D

= 0,272 м.

3.VВнутренний диаметр статора D = K

= 0,68*0,272 =

0,185 м. [K

по табл.6-7 (9.9)] {по табл.6.1 на стр. 214}.

4.VПолюсное деление

м145,0

185,0











5.VРасчётная мощность

18670

88,089,0

975,0

1015

cos













Вт.

где k

— по рис.6-8 (9.20); η и cosφV— по рис.6-9 (9.21, а) {табл.2.1}.

6.VЭлектромагнитные нагрузки, предварительно по рис.6-11,а

(9.22,б). A = 33500 А/м,

76,0



Тл.

7.VОбмоточный коэффициент для однослойной обмотки

(предварительно) k

об1

= 0,95

8.VРасчётная длина магнитопроводаV(зазора) по 6-6 (9.6)V

VVV

м13,0

76,03350095,0157185,011,1

18670

1об















АВkDk

. где по 6-5 (9.5)VΩ = 2πf / p = 2π

50/2 = 157 рад/с.

9.VОтношение

9,0

145,0

13,0









. Значение λ находится в

допустимых пределах по рис.6-14,а (9.25) и изменение h не требуется.

2.Определение Z

, w

и сечения провода обмотки статора

10.VПредельные значения t

по рис.6-15 (9.26) t

1max

= 14 мм;

1min

= 12 мм.

11.VЧисло пазов статора

014,0

185,0

max1

min1











012,0

185,0

min1

max1











принимаем Z

=48, тогда q = Z

/2pm = 48/4

3 = 4. Обмотка

однослойная.

12.VЗубцовое деление статора (окончательно)

VVVVVVVVVVVVV

101,12

434

185,0















pmq

м.

13.VЧисло (целое) эффективных проводников в пазу

(предварительно при условии a = 1 (нет параллельных ветвей) по 6-

17 (9.17) VVVVVVVVVVVVVVVVVVV

4829

33500185,0

1н1













89,088,02203

15000

н1











сosmU

А.

14.VПринимаем a = 2. По 6-19 (9.19) u

= a

u´

V=V2

14V=V28.

15.VОкончательные значения числа витков фазы, линейной

нагрузки и магнитного потока по 6-20 (9.20), 6-21 (9.21) и 6-22 (9.22):

112

322

4828

1п









33500

185,0

31122922

1н1













mwI

А/м,

009,0

50958,011211,14

220975,0

11об1

н1









fkwк

Вб,

где для однослойной обмотки с qV=V4 по табл.3-13 (3.16) k

об1

V=Vk

р1

0,958; для D

= 0,272 м по рис.6-8 (9.20) k

= 0,975;

индукция в воздушном зазоре по 6-23 (9.23)

749,0

13,0185,0

009,02Ф









Тл.

A и



находятся в допустимых пределах по рис.6-11,б (9.22,б).

16.VПлотность тока в обмотке статора (предварительно) по 6-25

(9.25). AJ

= 183

по рис. 6-16 (9.27,б). VVVVVVVVVV

VVV

1046,5

33500

10183)(







А/м

17.VПлощадь поперечного сечения эффективного проводника

(предварительно) по 6-24V(9.24)VV

VVV VVV

н1

эф

1046,52





= 2,66*10

-6

=V2,66 мм

;

принимаем n

эл

= 2; q

элV

= q

эф

эл

= 2,66/2V=V1,33 мм

. Обмоточный

провод ПЭТВ по табл.П-28 (П.3) d

эл

= 1,25 мм; d

из

=1,33 мм; q

эл

=1,227

мм

; q

эф

=2,454 мм

{по табл.6.1 на стр. 215}.

18.VПлотность тока статора (окончательно)Vпо 6-27 (9.27)

VVVVVVV

элэл

н1

1091,5

210227,12









nаq

А/м

= 5,91 А/мм

3.Расчёт размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

Паз статора определяем по рис.6-19,а (9.29,а) с соотношением

размеров, обеспечивающим параллельность боковых граней зубцов.

19.VПринимаем предварительно по табл.6-10 (9.12) B

=1,95

Тл, B

=1,65 Тл, тогда по 6-39 (9-37)V

8,4108,4

97,013,095,1

13,0101,12749,0

с1ст1













klB

ltB

мм

По табл.6-1 (9.13) для оксидированных листов k

V=V0,97; по 6-28

(9.28) VVVV

97,013,065,12

009,0

сст1





кlB

= 0,0217 м = 21,7 мм.

20.VРазмеры паза в штампе принимаем b

= 3,7 мм; h

= 1 мм,

по 6-40V(9.38)

8,210218,00217,0

185,0272,0









 мh

мм;

по 6-41 (9.40)

2,100102,08,4

)8,212185(

)2(









 мb

мм;

по 6-42 (9.39)

VVVVV

7,7

8,448)7,312185(

)2(

11шш















bZbhD

мм.

По 6-45 (9.42), 6-46 (9-45)

8,18)

7,37,7

1(8,21)

(

ш2

шпп.к1











hhhh

мм.

Паз статора показан на рис. 1, а [рис.6-66,а (9.73,а)].

21.VРазмеры паза свету с учётом припуска на сборку по 6-47

VVVVVVVVVVVVVVVVVVVVV

102,02,10

п11





bbb

мм, V

5,72,07,7

п22





bbb

мм,

6,182,08,18

п11





hhh

мм.

Площадь поперечного сечения паза для размещения

проводников по 6-51 (9.48)

15,1386,246,18

5,710

npиз1

















SSh

мм

Площадь поперечного сечения прокладок и корпусной изоляции в пазу

0

, S

из

= b

из

(2h

) = 0,4(2

21,8+10,2+7,7) = 24,6 мм

односторонняя толщина изоляции в пазу b

из

= 0,44 мм по табл.3-8 (3.1).

22.VКоэффициент заполнения паза по 3-2 (3.2)

72,0

15,138

22833,1

элп

из











nud

- в допустимых

пределах. Уточнение размеров паза (пп.23-24) не требуется.

4.Расчёт ротора.

25.VВоздушный зазор по рис.6-21 (9.31)

5,0

мм

26.VЧисло пазов ротора по табл.6-15 (9.18) Z

= 38

27.VВнешний диаметр D

– 2δV=V0,185V–V2

0,5

- 3 V

=V0,184 м

28.VДлина магнитопровода ротора = L

= 0,13 м

29.VЗубцовое деление t

= πD

V=Vπ0,184/38 = 0,0152 м = 15,2 мм.

30.VВнутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как

сердечник ротора непосредственно насаживается на вал, по 6-101 (9.102)

= D

= k

= 0,23

0,272 = 0,0626 м ≈ 60 мм

, — по табл.6-16 (9.19).

31.VТок в стержне ротора по 6-60 (9.57)

V=Vk

Vν

V=V0,9.29.16,94 = 442 А,

где k

= 0,9 по рис.6-22 (9.58)

по 6-68 (9.66)

94,16

958,011232

1об11







kwm

32.VПлощадь поперечного сечения стержня

(предварительно)Vпо 6-69 (9.68) q

= I

= 442/2,5

-6

= 176,8

-6

=V176,8 мм

(плотность тока в литой клетке принимаем J

= 2,5

А/м

33.VПаз ротора определяем по рис.6-27,б (9.40,б). Принимаем

= 1,5 мм, h

= 0,7 мм, h'

= 0,3 мм.

Допустимая ширина зубца по 6-77 (9.75), при B

= 1,8 Тл

5,6м0065,0

97,013,08,1

13,0102,15749,0

c2ст2

доп2













klB

ltB

мм.

Размеры паза по 6-74 (9.76), (см. рис.9.40)

мм,9,7

5,638)3,027,02184(

)'22(

22шш2















bZhhD

по 6-75 (9.77)