Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором 4А 80В2У3

№ п/п Расчетная формула Размер-ность Скольжение s10,80,50,20,1sкр= = 0,31 kнас-1,351,31,21,11,051,22 Fп.ср = 0,7А214420011701112068814633 ВФδ = Fп.ср 10-6

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором 4А 80В2У3

Курсовой проект

Физика

Другие курсовые по предмету

Физика

Сдать работу со 100% гаранией

Введение

 

Данный курсовой проект содержит проектирование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Понятие асинхронной машины связано с тем, что ротор ее имеет частоту вращения, отличающуюся от частоты вращения магнитного поля статора.

Асинхронные двигатели являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу электропривода большинства механизмов, используемых во всех отраслях народного хозяйства.

В основу конструкции асинхронного двигателя положено создание системы трехфазного переменного тока. Переменный ток, подаваемый в трехфазную обмотку статора двигателя, формирует в нем вращающееся магнитное поле.

Базовой моделью для проектирования является двигатель серии 4А. В серии 4А за счет применения новых электротехнических материалов и рациональной конструкции мощность двигателей при данных высотах оси вращения повышена на две-три ступени по сравнению с мощностью двигателей серии А2, что дало большую экономию дефицитных материалов.

Существенно улучшились виброшумовые характеристики. При проектировании серии большое внимание было уделено повышению надежности машин. Впервые в мировой практике для асинхронных двигателей общего назначения были стандартизированы показатели надежности. Особое внимание при проектировании уделялось экономичности двигателей.

Двигатели серии 4А спроектированы оптимальными для нужд народного хозяйства. Критерием оптимизации была принята суммарная стоимость двигателя в производстве и эксплуатации, которая должна быть минимальной.

Серия охватывает диапазон мощностей от 0,6 до 400 кВт и построена на 17 стандартных высотах оси вращения от 50 до 355 мм. Серия включает основное исполнение двигателей, ряд модификаций и специализированное исполнение.

Двигатели основного исполнения предназначены для нормальных условий работы и являются двигателями общего назначения. Это трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, рассчитанные на частоту сети 50 Гц. Они имеют исполнение степени защиты IP44 во всем диапазоне высот оси вращения и IP23 в диапазоне высот осей вращения 160 - 355 мм.

К электрическим модификациям двигателей серии 4А относятся двигатели с повышенным номинальным скольжением, с повышенным пусковым моментом, многоскоростные, с частотой питания 60 Гц и т.п., к конструктивным модификациям - двигатели с фазным ротором, со встроенным электромагнитным тормозом, малошумные, со встроенной температурной защитой и т.п.

Для производства двигателей серии 4А разработана и осуществлена прогрессивная технология. Механическая обработка станин, валов и роторов двигателей производится на автоматических линиях, штамповка листов магнитопровода - на прессах-автоматах. Автоматизирована сборка сердечников статора, механизирована сборка и заливка роторов. Укладка статорной обмотки производится на автоматических станках, а пропитка и сушка обмоток на автоматических струйных или вакуум-нагнетательных установках. Испытание узлов двигателей и двигателей в сборе производится на специальных стендах и автоматических испытательных станциях.

Все это обеспечило высокую производительность труда при высоком качестве изготовления.

По своим энергетическим, пусковым, механическим, виброшумовым, эксплуатационным характеристикам серия 4А удовлетворяет всем требованиям.

1. Выбор главных размеров двигателя

 

Исходя из требования листа технического задания выбираем двигатель серии 4А80В2У3, исполнение по степени защиты IP44, способ охлаждения ICАO141. Мощность двигателя 2.2 кВт, 2р = 2, f = 50 Гц., U1н = 220/380 В., n = 3000 об/мин.

Высота оси вращения (предварительно) по рис. 9.18 /1/, а

Принимаем ближайшее стандартное значение (см. рис. 9.19 /1/).

Исходя из высоты оси вращения выбираем по табл. 9.8 /1/ внешний диаметр сердечника статора .

Значение диаметра внутренней поверхности статора определяют по внешнему диаметру сердечника статора, и коэффициенту kd, равному отношению внутреннего диаметра к внешнему. Значение коэффициента kd в зависимости от числа полюсов выбираем из таблицы 9.9./1/ Предварительно kd = 0.56.

Внутренний диаметр сердечника статора, м:

 

 

Определяем полюсное деление, м:

 

двигатель магнитный пусковой статор

где - внутренний диаметр сердечника статора, м;

- число пар полюсов.

Расчетная мощность машины, Вт:

 

 

где - коэффициент, равный отношению ЭДС к номинальному напряжению;

- КПД машины (предварительно), о.е.;

- коэффициент мощности машины, о.е;

- мощность машины, Вт.

 

, по рис. 9.20 /1/

=0.87,

=0.83,

 

Выбираем предварительно электромагнитную нагрузку машины по рис. 9.22/ 1/: ;

Расчетная длинна магнитопровода машины, м:

 

где = 0.64 - расчетный коэффициент полюсного перекрытия;

= 1.11 - коэффициент формы поля;

= 0.9 - обмоточный коэффициент;

- номинальная частота вращения, об/мин;

D - диаметр внутренней поверхности статора, м;

- расчетная мощность машины, Вт

Критерием правильного выбора главных размеров машины является отношение , которое в зависимости от исполнения машины, должно находиться в пределах, показанных на рис.9.25а /1/

 

 

Полная конструктивная длина и длина стали сердечника статора определим с учетом наличия радиальных вентиляционных каналов.

Но так как мм, то радиальных каналов не устраивают, т.е.

мм.

Длина сердечника ротора при этом принимается

мм.

Длина стали сердечника ротора

мм.

 

2. Расчет обмоток статора и ротора

 

Определение размеров зубцовой зоны статора начинают с выбора числа пазов Z1. Число пазов статора неоднозначно влияет на технико - экономические показатели машины. Если увеличивать число пазов статора, то улучшается форма кривой ЭДС и распределение магнитного поля в воздушном зазоре. В тоже время уменьшается ширина паза и зубца, что приводит к снижению коэффициента заполнения паза медью, а в машинах небольшой мощности может привести к недопустимому снижению механической прочности зубцов. Увеличение числа пазов статора увеличивает трудоемкость выполнения обмоточных работ, увеличивая сложность штампов, а их стойкость снижается.

Выбирая число пазов статора по рис.9.26/1/ определяем граничные значения зубцового деления t z1 max = 0.0118 и t z1 min = 0.01.

Диапазон возможных значений чисел пазов статора:

 

 

Из данного диапазона значений Z1 выбираем такое, при котором число пазов на полюс и фазу q1 будет целым числом:

 

 

где m - число фаз.

Таким образом принимаем z1 = 24 паза.

Зубцовое деление статора, м:

 

 

Номинальный ток обмотки статора, А:

 

 

Число эффективных проводников в пазу статора Uп (предварительно):

 

 

Число параллельных ветвей обмотки а1 при целом q1 должно удовлетворять условию целое число. Число эффективных проводников в пазу максимально приближалось к любому целому числу. Принимаем а1 = 1.

 

 

Число витков в фазе:

 

 

Уточненное значение линейной токовой нагрузки:

 

 

Коэффициент распределения:

Kp =0.958 по таблице 3,16 /1/

Расчетный шаг обмотки:

т.к. обмотка однослойная

Коэффициент укорочения шага обмотки статора:

Ky =1 т.к обмотка со сплошной фазной зоной.

Обмоточный коэффициент:

 

 

Магнитный поток в воздушном зазоре машины, Вб:

 

 

Уточнённое значение магнитной индукции в воздушном зазоре, Тл:

 

 

Плотность тока в обмотке статора, :

 

 

где - тепловой фактор, определяется по рис.9.27а/1/

Предварительное значение сечения эффективного проводника обмотки статора, мІ:

 

 

Сечение эффективного проводника окончательно, ммІ:

 

 

Выбираем провод с классом нагревостойкости изоляции F марки ПЭТ. Из приложения 3 таблица П3.1 /1/ выбираем стандартное сечение 0.709 ммІ и диаметр провода: dэл = 0.95 мм; dиз = 1,015 мм. В качестве пазовой изоляции используется пленкостеклопласт марки «Имидофлекс» класса нагревостойкости F (ТИ 155).

Магнитопровод статора и ротора выполняют шихтованным из листовой электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Сталь марки 2013.

Уточняем плотность тока в обмотке статора:

 

Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

Размеры пазов статора должны быть такими, чтобы обеспечивалось оптимальное размещение проводников обмотки, а магнитная индукция в зубцах и в ярме статора не выходила за рекомендуемые пределы, рисунок 3.1.

 

 

Рисунок 3.1 - К определению размеров зубцовой зоны статора

 

Определение размеров зубцовой зоны статора начинают с выбора магнитной индукции в зубцах и в ярме статора (таблица 9.12/ 1/): Вz1 = 1.18 Тл, Ва = 1.02 Тл.

Предварительное значение ширины з

Лучшие

Похожие работы

1 2 3 4 > >>