Проект асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………..…....3
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ….………………………………………..……….…..4
2. РАСЧЕТ АССИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ…………………….……….…5
2.1 Выбор главных размеров……………………………………………………..5
2.2 Расчет зубцовой зоны и обмотки статора……………………………...……7
2.3 Выбор воздушного зазора………………………………………..………….13
2.4 Расчет ротора…………………………………………………….…………..13
2.5 Расчет магнитной цепи………………………………………….…………..17
2.6 Параметры рабочего режима……………………………………………….20
2.7 Расчет тепловых потерь………………………..……………………………23
2.8 Расчет рабочих характеристик……………………………………………...25
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….29
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………….……………….30
ПРИЛОЖЕНИЯ

2.1 Выбор главных размеров

Выбор главных размеров проводится в следующей последовательности.
Высота оси вращения h предварительно определяется по рисункуП.1.б для заданных Р2 и 2р в зависимости от исполнения двигателя.
Из ряда высот оси вращения берем ближайшее к предварительно найденному меньшее стандартному значение h=200 мм. В зависимости от выбранной высоты оси вращения выбираем наружный диаметр статора Da =0,272 с помощью таблицы [2, табл.6-6] приведенной в методическом указании.
Значения коэффициента изменяется в пределах 0,7-0,72. Примем .
Отсюда,

Полюсное деление,

Расчетная мощность,

где Р2 - мощность на валу двигателя, кВт;
=0,99 - отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению определяется по рисунку П.2.
Выбираем по рисунку П.6.а электромагнитные нагрузки – линейная нагрузка А= А/м, и магнитная индукция в воздушном зазоре =0,82 Тл.
Предварительное значение обмоточного коэффициента выбираем исходя из двухслойной обмотки для которой =0,92, т.к.
...

2.2 Расчет зубцовой зоны и обмотки статора

Выбор конструктивного исполнения обмотки статора производится из следующих соображений. В машинах мощностью до 1000 кВт, а также при h=280 и 315 мм и при номинальном напряжении применяют всыпную обмотку статора; при и - обмотку из полужестких катушек; при - из жестких катушек.
В нашем случае мы применим всыпную обмотку.
Выбор предельных значений зубцового деления статора производят для двигателей со всыпной обмоткой статора по графику (рисунок П.10)
Возможные числа пазов статора

Принимаем ,тогда Обмотка двухслойная.
Окончательное значение зубцового деления статора:

Это значение нам подходит т.к. оно не выходит за доступные пределы более чем на 10%.
Число эффективных проводников в пазу

где - число эффективных проводников в пазу (предварительно, при условии a=1)

где А – применяется по пункту 2.1.
...

2.4 Расчет ротора

Короткозамкнутый ротор
Воздушный зазор
Количество пазов ротора для двигателей с короткозамкнутым ротором выбирают в зависимости от и наличия скоса пазов. (Таблица П.9.) В нашем случае выбираем
Внешний диаметр ротора
Длина магнитопровода ротора
Зубцовое деление ротора
Принимая , находим коэффициент приведения токов

Ток фазы ротора, равный току участка кольца расположенного между стержнями:

где принимается в соответствии с Рисунком П.16.
Ток стержня

Сечение стержня обмотки ротора

,
асинхронный двигатель ротор обмотка

где плотность тока в стержне в двигателях защищённого исполнения.
При применяются грушевидные пазы и литая обмотка ротора; при , ;
Размеры грушевидного паза рисунок 8 (рис. 6-27) рассчитывают, исходя из сечения стержня и постоянства ширины зубцов ротора.
...

2.5 Расчет магнитной цепи

Расчет магнитной цепи производят с целью определения намагничивающего тока двигателя.
Расчет магнитной цепи асинхронных двигателей производят для режима холостого хода при номинальном напряжении.
Магнитное напряжение воздушного зазора

где

Магнитное напряжение зубцовой зоны статора

где
расчетная индукция в зубцах

для по таблице П.22 находим что
Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора

индукция в зубце

для по таблице П.22 находим что
Коэффициент насыщения зубцовой зоны

Магнитное напряжение ярма статора

где

при по табл. П.21. находим
Магнитное напряжение ярма ротора

при по табл. П.21. находим
Магнитное напряжение на пару полюсов

Коэффициент насыщения магнитной цепи

Намагничивающий ток

Относительное значение


2.6 Параметры рабочего режима

Активное сопротивление обмотки статора

(для класса нагревостойкости изоляции F расчетная температура ; для медных проводников )
Длина проводника фазы обмотки:

где

где , ;

Относительное значение

Активное сопротивление фазы короткозамкнутого ротора

здесь ;

где для литой алюминиевой обмотки ротора
Приводим к числу витков обмотки статора

Относительное значение

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора:

где

; ;; ; ;

для и по рис.6-39, д
Относительное значение

Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора

, ,

т.к.

Приводим к числу витков статора

Относительное значение


2.8 Расчет рабочих характеристик

Параметры

используем приближенную формулу т.к.

Активная составляющая тока синхронного холостого хода

;

Потери, не изменяющиеся при изменении скольжения

Рассчитываем рабочие характеристики для скольжений принимая предварительно что . Результаты расчета сведены в таблице 1

Таблица 1.
...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте был спроектирован асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. В результате расчета были получены соотношения между Мп/Мн, Мк/Мн, Iп/Iн удовлетворяющие стандартам серии 4А которые находятся в нормируемых приделах и соответствуют значениям реальной машины этой мощности. Был произведен расчет и построение рабочих характеристик проектируемой машины.
Выполнил габаритный чертеж реальной машины серии 4А в соответствии со всеми конструктивными показателями, то есть исполнение по способу защиты от внешних воздействий, способу охлаждения, конструктивному исполнению и климатическим условиям работы.
В предложенном индивидуальном задании был сделан расчет на влияние колебания напряжение 10. Приведём таблицу расчётных и каталожных данных:

Данные
Р, кВт
,%

Расчётные
310
90
0,89
Каталожные
31
90
0,88

В результате расчета были получены основные показатели для двигателя заданной мощности К.П.Д.
...