Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Января 2013 в 12:16, курсовая работа
Спроектировать асинхронную машину типа АИР с исполнением по защите от окружающей среды IP54, с исполнением по монтажу IM1001, с исполнением по охлаждению IC0141. Это трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором закрытого исполнения. Число пар полюсов машины p=4. Отсюда получим синхронную частоту вращения магнитного поля: Согласно заданию, частота питающей сети f1 = 50 Гц, тогда . Напряжение фазы статора U=380В, число фаз m=3, число выводных концов 6. Номинальная мощность двигателя P2Н=15 кВт. Климатическое исполнение и категория размещения – У3, условия окружающей среды нормальные; режим работы продолжительный – S1.
. Техническое задание…………………………………………………...…3
2. Выбор главных размеров…………………………………………..….….3
3. Расчет зубцовой зоны и параметров обмоток:
1) статора…………………………………………………………….…..3
2) ротора…………………………………………………………………5
4. Поверочный расчет
1) расчет магнитной цепи………………………………………………7
2) расчет параметров рабочего режима…………………………….…9
3) расчет индуктивного сопротивления обмоток…………………..…10
4) расчет потерь…………………………………………...………...…..11
5) расчет рабочих характеристик……………………………………....13
6) расчет пусковых характеристик………………………………….....15
7) тепловой и вентиляционный расчет…………………………….…..18
5. Конструкционный расчет………………………………………..……….19
6. Сравнительный анализ спроектированного двигателя……………...…23
7. Приложение
1) эскизы пазов статора и ротора…………………..……………………24
2) схема обмотки статора…………………………………….…………..25
8. Библиографический список…………………………………………..…..26
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Самарский
государственный технический
филиал в г. Сызрани
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Проектирование трехфазного асинхронного двигателя
КПЭМ 140604.019.442М.10.02 ПЗ
ст. преподаватель
Бирюков А.Н.
2010 г.
Содержание
1. Техническое
задание…………………………………………………...…
2. Выбор
главных размеров……………………………………
3. Расчет зубцовой зоны и параметров обмоток:
1) статора……………………………………………………………
2) ротора………………………………………………………………
4. Поверочный расчет
1) расчет
магнитной цепи…………………………………………
2) расчет
параметров рабочего режима…………
3) расчет
индуктивного сопротивления
4) расчет
потерь…………………………………………...………..
5) расчет
рабочих характеристик……………………………………...
6) расчет пусковых характеристик……………………
7) тепловой
и вентиляционный расчет…………………
5. Конструкционный расчет………………………………………..……….19
6. Сравнительный
анализ спроектированного
7. Приложение
1) эскизы
пазов статора и ротора………………….
2) схема
обмотки статора…………………………………….
8. Библиографический список…………………………………………..…..26
1. Техническое задание.
Спроектировать асинхронную машину типа АИР с исполнением по защите от окружающей среды IP54, с исполнением по монтажу IM1001, с исполнением по охлаждению IC0141. Это трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором закрытого исполнения. Число пар полюсов машины p=4. Отсюда получим синхронную частоту вращения магнитного поля: . Согласно заданию, частота питающей сети f1 = 50 Гц, тогда . Напряжение фазы статора U=380В, число фаз m=3, число выводных концов 6. Номинальная мощность двигателя P2Н=15 кВт. Климатическое исполнение и категория размещения – У3, условия окружающей среды нормальные; режим работы продолжительный – S1.
2. Выбор главных размеров.
2.1. Высота оси вращения (предварительно) по рис. 9.18 h=0,18 м. Из стандартного ряда берем ближайшее значение h=0,18 м. Выбираем внешний диаметр статора Da=0,295 м табл. 9.8.
2.2. Внутренний диаметр статора:
. Принимаем .
Принимаем D=0,22125 м.
2.3. Полюсное деление:
2.4. Расчетная мощность:
(kE=0,948 по рис. 9.20, η=0,932, cosφ=0,77 по рис. 9.21,в.)
2.5. Электромагнитные нагрузки (предварительно) по рис. 9.22,в:
2.6. Обмоточный коэффициент: . Принимаем .
2.7. Расчетная длина
2.8. Отношение . Значение λ находится в допустимых пределах рис. 9.25. Т.к. lδ<250 мм разбивка на пакеты не требуется.
3. Расчет зубцовой зоны и параметров обмоток.
3.1. Расчет параметров обмотки статора.
3.1.1. Зубцовые деления по рис. 9.26
3.1.2. Допустимое число пазов
Согласно табл. 9.18 для 2р=8 можно принять начение Z1=72. Число пазов на полюс и фазу равно . Принимаем q1=3.
3.1.3. Зубцовое деление статора (окончательно):
3.1.4. Согласно табл.5 принимаем для статора двухслойную концентрическую обмотку с укороченным шагом.
Укорочение
при
Принимаем y = 7
Уточняем значение β: β = y / m1q1= 7/9 = 0,8
Коэффициент укорочения: kу1=sin(π ·β/2)=sin(π ·0.8/2)=0.951
Коэффициент распределения: kр1=
Уточняем
3.1.5. Значение номинального тока:
3.1.6. Предварительное число эффективных проводников в пазу:
Принимаем а=1 и округляем uп до ближайшего целого числа uп=17.
3.1.7. Окончательные значения:
Число витков в фазе:
Линейная нагрузка:
Магнитный поток:
Индукция в воздушном зазоре:
Значения А и Вδ находятся в допустимых пределах.
3.1.8. Плотность тока в обмотке статора (предварительно) по (9.25):
AJ1=210·109 A2/м2 рис. 9.27,б. Предварительная плотность тока в обмотке статора с учетом уточненного значения линейной нагрузки:
3.1.9. Площадь сечения эффективного проводника (предварительно) (9.24):
3.1.10. Применяем полузакрытые пазы, поэтому требуется разделение на элементарные проводники. Принимаем nэл=2, тогда . Принимаем обмоточный провод марки ПЭТВ dэл =1,405мм, qэл =1,368 мм2,
qэ.ср=nэл·qэл=2·1,368=2,74 мм2
Плотность тока в обмотке статора (окончательно):
3.2. Расчет размеров зубцовой зоны статора.
3.2.1. Принимаем предварительно по табл.9.12 Bz1=1,9 Тл, Ва=1,4 Тл, kc=0,97(оксидирование),
тогда
3.2.2. Размеры паза в штампе bш =3,7мм, hш=1мм, 45˚:
3.2.3. Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку:
(по табл.9.14 Δbп=0,2 мм, Δhп=0,2 мм)
3.2.4. Размеры зубцов: bZ= b'Z= b''Z
3.2.5. Площадь поперечного сечения
паза для размещения
bиз =bиз.пр.=0,37
S пр=(0,9∙b1+0,4∙b2) bиз.пр.=(0.9∙5,63+0,4∙7,24) ∙0,37=2,96 мм
3.2.6. Коэффициент заполнения паза:
3.3. Расчет ротора.
3.3.1. Выбор воздушного зазора. По рис. 9.31 δ=0,45 мм.
3.3.2. Число пазов ротора по табл. 9.18 Z2=58.
3.3.3. Внешний диаметр ротора:
3.3.4. Длина магнитопровода ротора:
3.3.5. Зубцовое деление ротора:
3.3.6. Внутренний диаметр ротора
равен диаметру вала, т.к. сердечник
ротора непосредственно
(kв=0,23 по табл. 9.19)
3.3.7. Ток в обмотке ротора по (9.57)
Где по (9.58) ;
по (9.66)
3.3.8. Площадь поперечного сечения стержня (предварительно) по (9.68):
(принимаем J2=2,5·106 А/м2).
3.3.9. Паз ротора закрытый
Принимаем hш=0,7 мм, bш=1,5 мм, h'ш=0,3 мм.
3.3.10. Уточнение ширины зубцов ротора по формулам табл. 9.20
Принимаем b1=6,04мм; b2=3,9мм; h1=20,23мм
Полная высота паза:
hп2= h’ш+hш+b1/2+h1+b2/2=0,3+0,7+3,
Уточнение площадь поперечного сечения стержня:
3.3.11. Плотность тока в стержне:
3.3.12. Короткозамыкающие кольца.
Площадь поперечного сечения по (9.72):
По (9.70) и (9.71)
; ;
Размеры короткозамыкающих колец:
4. Проверочный расчет.
4.1. Расчет магнитной цепи.
Магнитопровод из стали марки 2214, толщина листов 0,5 мм.
4.1.1. Магнитное напряжение
Где по (4.15) ;
4.1.2. Магнитное напряжение зубцовой зоны статора по (9.104):
Где
Расчетная индукция в зубцах по (9.105):
Так как B’Z1>1,8Тл, учтем ответвление потока в паз и найдем действительную индукцию в зубце BZ1.
Коэффициент kпх по высоте hZx=0,5hZ
kпх=(bпхlδ)/(bZ1
lст1kс1)=(3,935*0,194)/(4,19*
bпх=(b1+b2)/2=(5,63+2,24)/2=3,
BZ1=B’Z1-μ0HZ1kпх=1,9-1,256*10
Принимаем BZ1=1,9 Тл.
Напряженность поля в сечениях зубца по табл. П1.10:
Hz1=4000 А/м для Bz1=1,9 Тл
4.1.3. Магнитное
напряжение зубцовой зоны
При зубцах по рис. 9.40,б, из табл. 9.20
Индукция в зубцах по (9.109):
Напряженности поля в сечениях зубца по табл. П1.10:
Hz2=2700 А/м для Bz2=1,8 Тл
4.1.4. Коэффициент насыщения
4.1.5. Магнитное напряжение ярма
статора по (9.116)
По (9.119)
Где
По (9.117)
Где
Для Ва=1,5 Тл по табл. П1.9 На=656 А/м
4.1.6. Магнитное напряжение ярма ротора по (9.121):
По (9.127)
Где
По (9.122)
Где
Dj>0.75(0.5*220.35-26.2)=0.063
Для Вj=0,69 Тл по табл. П1.9 Нj=202 А/м
4.1.7. Магнитное напряжение на пару полюсов по (9.128):
4.1.8. Коэффициент насыщения
4.1.9. Намагничивающий ток по (9.130):
Относительное значение по (9.131):
4.2. Параметры рабочего режима
4.2.1. Активное сопротивление
(Для класса нагревостойкости F расчетная температура 115°С, для медных проводников ρ115=10-6/41 Ом·м)
Длина проводников фазы обмотки по (9.134.):
По (9.135)
Где ; по (9.139)
Где B=0,01 м, по (9.142)
По (9.141)
Длина вылета лобовой части катушки по (9.140):
Относительное значение
4.2.2. Активное сопротивление фазы алюминиевой обмотки ротора по (9.168)
По (9.169)
По (9.170)
Где для алюминиевой обмотки ρ115=10-6/20,5 Ом·м
Приводим r2 к числу витков обмотки статора по (9.172), (9.173):
Информация о работе Проектирование трехфазного асинхронного двигателя