Вход

Расчет асинхронного двигателя

Курсовая работа по физике
Дата добавления: 22 ноября 2009
Язык курсовой: Русский
Word, rtf, 3.5 Мб
Курсовую можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
Содержание. Данные к расчётно – графической работе.___________________________ _____1 Содержание._________________________________________________________2 Введение. ______________________________________________________ _____3 1. Расчет параметров сердечника . ___________________________________ ____4 2. Выбор и определение магнитной индукции в элементах электродвигателя. __5 3. Определение обмоточных данных электродвигателя. _____________________6 4. Расчет номинальной мощности электродвигателя. _______________________7 5. Выбор типа обмотки статора и составление схемы обмотки. _______________7 6. Расчет геометрических размеров катушек и массы меди обмотки статора. ___8 7. Расчет магнитной цепи. ______________ ________________________________ 8 8. Расчет потерь мощности двигателя. ____________________________________9 8.1. Основные потери в стали. __________________________________________9 8.2. Расчет электрических потерь во всех фазах обмотки статора. ____________10 8.3. Расчет электрических потерь в обмотке ротора . _______________________11 8.4. Расчет механических потерь. _______________________________________12 8.5. Расчет коэффициента полезного действия. ___________________________12 8.6. Расчет тока холостого хода двигателя. _______________________________13 Заключение. _________________________________________________________13 Список используемой литературы. ______________________________________14 Введение Асинхронные двигатели являются основными преобразователями электрической энергии в механическую. В настоящее время такие двигатели потребляют около половины всей вырабатываемой электроэнергии. При этом около 90% от общего потребления энергии асинхронными двигателями потребляют машины мощностью до 100 кВт. Единая серия асинхронных двигателей 4А, которая выпускалась с 1973 года, включала двигатели мощностью от 0,06 до 400кВт. В 1982 году создана новая унифицированная серия АИ (асинхронные, интерэлектро) с боле совершенными энергетическими показателями по сравнению с серией 4А. До последнего времени на заводах России выпускались в основном двигатели серии А4 и АИР. В настоящее время Владимирский электромоторный завод ( ВЭМЗ ) освоил выпуск серии 5А , в которой сохранены конструктивная и технологическая особенности серии АИ. Ярославский электромашиностроительный завод (ЯЭМЗ) освоил производство двигателей серии РА (Российская асинхронная) с высотой оси вращения 71 – 280 мм. Технико – экономические показатели двигателей серии РА соответствуют и даже превосходят аналоги зарубежных фирм, а цены ниже, чем у конкурентов. 1. Расчет параметров сердечника Полюсное деление сердечника статора, мм: , = 67,12 мм Чистая длина активной стали статора, мм: , где K - коэффициент заполнения сердечника сталью, учитывает наличие изоляции пластин (принять равным 0,96). = 163,2 мм Высота зубца статора, мм: , =33 мм. Высота ярма статора, мм: , = 38 мм. Площадь сечения ярма статора, мм : , = 6201,6 мм . Средняя расчетная ширина зубца статора, мм: , где , = 6,69 мм , = 7,77 мм = 7,23 мм . Площадь паза статора, мм : , = 335,99 мм . Высота зубца ротора, мм: , = 31,8 мм. Средняя расчетная ширина зубца ротора, мм: , где , = 8,0 9 мм , = 8,18 мм = 8,14 мм. Высота спинки ротора, мм: , где , = 169 мм - внутренний диаметр сердечника ротора, мм. = 17,7 мм 2. Выбор и определение магнитной индукции в элементах электродвигателя Магнитный поток машины, Вб: , где б – к оэффициент полюсного перекрытия (принять равным 0,7 ); - магнитная индукция в воздушном зазоре, Тл , [1 Р2 ] , = 0,79 ; - полюсное деление сердечника статора, мм; - длина сердечника статора, мм. = 6,3 Вб Магнитная индукция в зубцах статора, Тл: , где - зубцовое деление, , = 14,92 = 1,69 Тл Магнитная индукция в ярме (спинке) статора, Тл: , где - площадь сечения ярма статора, мм . = 0,51 Тл Магнитная индукция в зубцах ротора, Тл: , где - зубцовое деление, , = 19,18 , , = 1,88 Тл Магнитная индукция в ярме ротора, Тл: , где , = 2973,6 мм , = 1,06 Тл Полученные значения магнитной индукции сравниваем с допустимыми: в воздушном зазоре - = (0,3… 1) Тл, = 0,79 Тл ; в зубцах статора и ротора - = (1,3…2) Тл, 1,69 Тл, 1,88 Тл; в ярме (спинке) статора - = (1…1,6) Тл, = 0,51 Тл; в ярме (спинке) ротора - (0,9…1,3) Тл, 1,06 Тл. 3. Определение обмоточных данных электродвигателя Число витков в фазе обмотки статора: где - фазное напряжение, В, - коэффициент, учитывающий падение напряжения в статорной цепи( принять = 0,95); f – частота тока, 50 Гц; - обмоточный коэффициент ( принять равным 0,9). Число эффективных проводников на один паз: где a – число параллельных ветвей. Обычно для двигателей с короткозамкнутым ротором a = 1. Диаметр изолированного провода, мм: где - коэффициент заполнения паза (принять =0,7). Расчетный диаметр изолированного обмоточного провода получился значительно больше максимального табличного(2,095) , поэтому эффективный проводник выполняем из 2 – х элементарных проводов ( n =2) . Тогда число элементарных проводников в пазу : Диаметр изолированного провода для этого случая, мм: Полученное значение диаметра изолированного провода округляем до ближайшего стандартного диаметра согласно таблице [1 Т.1 ] , . Принимаем провод марки ПЭТВ с диаметром . Диаметр неизолированного провода, мм: где - 2-сторонняя толщина изоляции провода. Принять = 0,1 Сече ние неизолированного провода, : 4. Расчет номинальной мощности электродвигателя. Для определения номинальной мощности электродвигателя используем способ, учитывающий допустимую плотность тока в обмотке статора. Фазный ток статора, А: где а – число ветвей ( а =1); j – допустимая плотность тока [1 Т. 2] Полная мощность электродвигателя, кВА : где m – число фаз; - фазный ток, А; - фазное напряжение, В. Ориентировочная мощность на валу электродвигателя, кВт: где - номинальный КПД двигателя; КПД для двигателей мощностью от 1 до 100 кВт ориентировочно имеет значения 0,7…0,9; - номинальный коэффициент мощности; для двигателей от 1 до 100 кВт = 0,7…0,9. Используя справочные данные выбираем стандартный электродвигатель, ближайший к расчетной мощности Р . Выбираем электродвигатель серии 4А с соединением обмоток Y / 660/ 380, 4А180М8У3. Табличные данные: мощность P = 15кВт, I = 32 А при , частота вращения n = 750 об/мин, КПД – 87%, . 5. Выбор типа обмотки статора и составление схемы обмотки. Статорную обмотку электродвигателя выполняем петлевой, двухслойной, всыпной. Данные для обмотки: Шаг обмотки, выраженный числом пазов - , принимаем равным 4. Число пазов, приходящихся на полюс и фазу - , принимаем равным 2. 6. Расчет геометрических размеров катушек и массы меди обмотки статора. Средняя ширина катушки, мм: где y – шаг обмотки, выраженный числом пазов, . Длина лобовой части обмотки, мм: где и B – коэффициенты, значения их приведены в таблице [ 1Т.3 ] . Средняя длина полувитка обмотки статора, мм: Масса меди обмотки статора без изоляции, кг: где 8,9 – плотность меди. 7. Расчет магнитной цепи. Намагничивающая сила (магнитодвижущая сила МДС) воздушного зазора, А: где - магнитная индукция в воздушном зазоре, Тл; - коэффициент воздушного зазора, определяемый из выражения: где - см. задание. МДС в зубцах статора, А: где - напряженность магнитного поля в зубцах статора, определяемое по кривой намагничивания [ 1Т.4 ] с учетом значения . МДС в зубцах ротора, А: где - напряженность магнитного поля в зубцах ротора, определяемое по кривой намагничивания [ 1Т.4 ] с учетом значения . МДС в ярме статора, А: где - напряженность магнитного поля статора, определяемая по кривой намагничивания [ 1Т.5 ] с учетом значения ; - длина средней силовой линии в спинке (ярме) статора, мм: где - в задании. МДС в ярме ротора, А: где - напряженность магнитного поля ротора, определяемая по кривой намагничивания [ 1Т.5 ] с учетом значения ; - длина средней силовой линии в спинке (ярме) ротора, мм: где - в задании. Полная магнитодвижущая сила магнитной цепи двигателя на пару полюсов: Намагничивающий ток (ток холостого хода) электродвигателя, А: где P – число пар полюсов; m – число фаз; W – число витков; - обмоточный коэффициент ( =0,9). Ток холостого хода, %: где - ток холостого хода; - номинальный ток двигателя. 8. Расчет потерь мощности двигателя. 8.1 Основные потери в стали. Основные потери в стали находятся из выражения: где - удельные потери стали при индукции 1 Тл и частоте перемагничивания 50 Гц, Вт/кг , принимаем =2,5 – 2,6 Вт/кг ; - показатель степени, учитывающий зависимость потерь в стали от частоты перемагничивания; для большинства сталей =1,3 – 1,5; - коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали неравномерности распределения магнитного потока в ярме и зубцах статора; для двигателей < 250кВт следует принять , ; - индукция в ярме и зубцах статора; - масса стали ярма и зубцов статора, кг; где - удельная масса стали, = 7,8 ∙'95 кг/ ; Добавочные потери в стали: Полные потери в стали, Вт: 8.2 Расчет электрических потерь во всех фазах обмотки статора. Электрические потери: во всех фазах обмотки статора, кВт: где - число фаз обмотки статора; - ток обмотки статора; - активное сопротивление фазы обмотки статора, Ом; , где - удельное сопротивление материала обмотки, ; L – общая длина эффективных проводников фазы обмотки, м , - сечение эффективного проводника обмотки, , ; для медной обмотки статора при температуре 115 : , где - средняя длина витка обмотки, м; - число витков фазы, где - длина пазовой части витка , = ; для катушек всыпной обмотки статора: , где - длина лобовой части витка, м; - коэффициент лобовой части [1 Т.6 ] ; - средняя длина катушки, м: В – длина вылета прямоугольной части катушки от торца сердечника до начала отгиба лобовой части, м ( В = 0,015 м). 8. 3 Расчет электрических потерь в обмотке ротора. Ток в обмотке ротора, А: где - коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания на отношение , принять =0,9; - ток обмотки статора, из паспорта выбранного двигателя или определить из выражения: - коэффициент приведения токов: где - число фаз обмотки статора и ротора, для короткозамкнутого ротора: ; если пазы ротора не имеют скосов. Приведенный ток обмотки ротора, А: Активное сопротивление фазы обмотки ротора, Ом: где - сопротивление стержня, Ом; - сопротивление участка замыкающего кольца между двумя соседними стержнями, Ом; - длина стержня, м; - сечение стержня, ; - удельное сопротивление материала стержня и кольца при расчетной температуре, Ом∙'95м; ; - средний диаметр замыкающих колец, м , ; - число пазов (стержней) ротора; - сечение замыкающего кольца, ; - синус угла сдвига между векторами токов стержней обмотки ротора: Площадь сечения стержня, : где - плотность тока в стержне литой обмотки, принять равной Площадь сечения замыкающих колец, : где Приведенное значение к числу витков обмотки статора, Ом: Электрические потери в обмотке ротора, кВт: где - число фаз в обмотке статора ( =28 ). 8.4 Расчет механических потерь. Механические потери – потери на трение и мощность, расходуемые на вентиляцию. В двигателях с внешним обдувом (0,1≤ ≤0,5 м), Вт: где =1,3(1 - ) при 2Р ≥ 4. Добавочные потери , кВт, следует принять равными: 8.5 Расчет коэффициента полезного действия. Коэффициент полезного действия рассчитываем по формуле: где - суммарные потери мощности, кВт, 8.6 Расчет тока холостого хода двигателя. Ток холостого хода двигателя рассчитывается по формуле: где - активная составляющая тока холостого хода, А; - намагничивающий ток, А. Коэффициент мощности при холостом ходе двигателя: Заключение. Выбранный электродвигатель серии 4А с соединением обмоток Y / 660/ 380, 4А180М8У3. Табличные данные: мощность P = 15кВт, I = 32 А при , частота вращения n = 750 об/мин, КПД – 87%, . Расчетные суммарные потери энергии составляют 6,75кВт . В зависимости от степени загрузки: ток обмотки статора изменяется от 1,87А до 32А; коэффициент полезного действия изменяется от 55% до 87%; коэффициент мощности изменяется от 0,2 до 0,82. Список используемой литературы 1. Лобанов В.С. Ремонт электрооборудования, методические указания по выполнению расчетно – графической работы. – Кострома, КГСХА, 2008. – 22 с. 2. Гайдукевич В. И. Справочное пособие электромонтера в строительстве. – М.: Стройиздат, 1986. – 254 с. 3. Копылов И. П. Электрические машины. – М.: ЭАИ, 1986.
© Рефератбанк, 2002 - 2017