Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Января 2013 в 18:19, курсовая работа
Электрические машины применяются во всех отраслях промышленности, в сельском хозяйстве и в быту. Они выпускаются большими сериями и в индивидуальном исполнении. Во многих случаях электрические машины определяют технический уровень изделий, в которых они используются в качестве генераторов и двигателей. Проектирование электрических машин требует глубоких знаний и высокого профессионального мастерства.
В данном курсовом проекте необходимо разработать асинхронный двигатель с фазным ротором.
Введение 4
1 Выбор конструкции асинхронного двигателя 5
2 Выбор главных размеров 6
2.1 Выбор главных размеров электродвигателя 6
2.2 Расчёт зубцовой зоны и обмотки статора 7
3 Электромагнитный расчёт 13
3.1 Расчет размеров зубцовой зоны ротора и воздушного зазора 13
3.2 Расчет магнитной цепи 17
3.3 Расчет параметров машины 21
3.4 Расчет потерь и КПД двигателя 26
3.5 Расчёт рабочих характеристик 31
4 Круговая диаграмма 41
5 Тепловой и вентиляционный расчёт 44
5.1 Тепловой расчёт 44
5.2 Вентиляционный расчёт 48
6 Механический расчёт 49
6.1 Расчет вала 49
6.2 Выбор подшипников 55
7 Экономический расчёт 57
8 Описание сборки электродвигателя 58
9 Сводные данные 59
Заключение 60
Список литературы 61
Ом
Приведённое индуктивное сопротивление обмотки ротора по формуле 8.165 [1, стр.341]:
Ом
Относительные значения параметров по формуле 8.186 [1,стр.347]:
Удельные потери в стали 2412 принимаем по таблице 8.26 [1,стр.348]: Вт/кг. Удельная масса стали: кг/м3.
Масса стали ярма статора по формуле 8.188 [1, стр.349]:
кг
Масса стали зубцов статора по формуле 8.189 [1, стр.349]:
кг
Коэффициенты, учитывающие влияние на потери в стали, неравномерность распределения потока по сечениям участков магнитопровода и технологических факторов: Кда = 1.6; Кдz = 1.8.
Показатель степени, учитывающий зависимость потерь в стали от частоты перемагничивания: .
Основные потери в стали по формуле 8.187 [1, стр.348]:
Вт
Частота вращения двигателя:
об/мин
Коэффициенты, учитывающие влияние обработки поверхности зубцов ротора и статора: К01 = К02 = 1.6.
Коэффициенты и определяем по рисунку 8.53,б[1, стр.349], в зависимости от отношения ширины шлица пазов статора к воздушному зазору:
;
.
Тогда и .
Амплитуда пульсаций индукции в воздушном зазоре над коронками зубцов статора и ротора по формуле 8.190 [1, стр.349]:
Тл
Тл
Поверхностные потери в роторе и статоре по формулам 8.191-8.192 [1, стр.350]:
Вт/м2
, (118)
Вт/м2
Полные поверхностные потери в роторе и статоре по формулам 8.193-8.194 [1, стр.350]:
Вт
Вт
Пульсационные потери в зубцах ротора и статора:
Найдём амплитуду пульсаций индукции в среднем сечении зубцов ротора и статора по формулам 8.195-8.196 [1, стр.350]:
Тл
Тл
Масса стали зубцов ротора по формуле 8.201 [1, стр.351]:
кг
Пульсационные потери в зубцах ротора и статора по формулам 8.199-8.200 [1, стр.351]:
Вт
, (125)
Вт
Добавочные потери в стали по формуле 8.202 [1, стр.352]:
Вт
Полные потери в стали по формуле 8.203 [1, стр.352]:
Вт
Ток в кольце т.к. обмотки ротора соединены в звезду. Падение напряжения в скользящем контакте щётки принимаем из таблицы П4.2 [2, стр.362] для марки МГ: ΔUщ = 0.2 В. Тогда потери на щёточном контакте равны по формуле 8.208 [1, стр.352]:
Вт
Рассчитаем механические и вентиляционные потери:
Определи коэффициент Kt:
Механические потери по формуле 8.210 [1, стр.353]:
Вт
Рассчитаем потери на трение щёток о контактные кольца:
Коэффициент трения щёток о контактные кольца: Ктр = 0.16.
Из таблицы П4.2 [2, стр.362] имеем следующие параметры и условия работы щёток марки МГ:
Линейная скорость кольца при диаметре кольца DК = 0.056 м:
м/с
Площадь щётки на одно кольцо:
см2
По таблице П4.1 [2, стр.360] выбираем размеры щёток:
см;
см.
Количество щёток на одно кольцо:
Принимаем количество щёток на одно кольцо nщ = 1.
Плотность тока в щётке:
А/см2
Потери на трение щёток о контактные кольца по формуле 8.214 [1, стр.353]:
Вт
Электрические потери во всех фазах обмотки статора по формуле 8.204 [1, стр.352]:
Вт
Электрические потери во всех фазах обмотки фазного ротора по формуле 8.205 [1, стр.352]:
Вт
Сумма потерь:
Вт
Рассчитаем холостой ход двигателя:
Электрические потери статора при холостом ходе по формуле 8.219 [1, стр.354]:
Вт
Активная составляющая тока холостого хода по формуле 8.218 [1,стр.354]:
А
Реактивная составляющая тока холостого хода: А.
Ток холостого хода двигателя по формуле 8.217 [1, стр.354]:
А
Определим при холостом ходе по формуле 8.221 [1,стр.355]:
Рассчитаем сопротивления взаимной индукции обмоток статора и ротора:
Ом
Ом
Их относительные значения:
Ом
Ом
Рассчитаем коэффициент по формуле 8.222 [1, стр.356]:
0
Рассчитаем коэффициент c1 по формулам 8.224-8.225 [1,стр.356]:
Активная и реактивная составляющая синхронного тока холостого хода по формуле 8.226 [1, стр.358]:
А
А
Вспомогательные коэффициенты по формулам 8.227-8.228 [1,стр.358]:
Рассчитаем рабочие характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором. Номинальное скольжение принимаем sном = 0.07.
Формулы для расчёта рабочих характеристик асинхронного двигателя по таблице 8.28 [1, стр.357]:
Рассчитаем все величины для первого значения скольжения. Для всех остальных значений скольжения расчёты ведутся аналогично. Все результаты представим в виде таблиц.
Ом
Ом
, (158)
Ом
Ом
Ом
А
А
А
А
А
кВт
кВт
кВт
кВт
кВт
кВт
Результаты расчёта рабочих характеристик асинхронного двигателя с фазным ротором:
Номинальные параметры спроектированного электродвигателя:
Номинальное скольжение: sном = 0.07.
Номинальная мощность: P2ном = 2.2 кВт.
Ом
Ом
Ом