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
, (248)
Н
Определим дополнительный прогиб вала из-за действия силы по формуле 11.19 [2, стр.235]:
, (249)
где
мм2
м
Первоначальное смещение ротора по формуле 11.20 [2, стр.236]:
, (250)
м
Сила одностороннего магнитного притяжения, вызванная смещением ротора на по формуле 11.21 [2, стр.236]:
, (251)
Н
Дополнительный прогиб вала, вызванный силой по формуле 11.22 [2, стр.237]:
, (252)
м
Установившейся прогиб вала вызванный действием сил магнитного притяжения по формуле 11.23 [2, стр.237]:
, (253)
, (254)
м
Результирующий прогиб вала по формуле 11.24 [2, стр.237]:
, (255)
м
Эта величина не должна превышать 10٪ от воздушного зазора:
10٪·δ = 2.5·10-5 м.
Критическая частота вращения по формуле 11.24 [2, стр.237]:
, (256)
об/мин
Расчёт вала на прочность состоит в нахождении напряжения для каждого сечения вала:
Коэффициент перегрузки принимаем: .
Моменты сопротивления при изгибе по формуле 11.30 [2,стр.238]:
, (257)
м3
, (258)
м3
, (259)
м3
, (260)
м3
, (261)
м3
Нагрузка от установившегося магнитного напряжения по формуле 11.34 [2, стр.239]:
, (262)
Н
Изгибающие моменты для различных участков вала в соответствии с рисунком 3 по формуле 11.31 [2, стр.239]:
Для участка вала c:
, (263)
Н·м
, (264)
Н·м
Для участка вала b:
, (265)
Н·м
, (266)
Н·м
Для участка вала a:
, (267)
Н·м
, (268)
Н·м
При совместном действии изгиба и кручения приведённое к случаю изгиба напряжения по формуле 11.29 [2, стр.238]:
Для участка вала c:
, (269)
Па
, (270)
Па
Для участка вала b:
, (271)
Па
, (272)
Па
Для участка вала a:
, (273)
Па
, (274)
Па
Расчётные значения не превышает 0.7 от допустимого значения напряжения для стали марки 45, которое равно 360·106 Па.
Коэффициент, учитывающий характер нагрузки двигателя: .
Определим радиальные реакции подшипников по формулам 11.36-11.37 [2, стр.248]:
, (275)
Н
, (276)
Н
Приведённая динамическая нагрузка по формуле 11.35,а [2,стр.246]:
, (277)
Н
, (278)
Н
Срок службы подшипников выбираем равным ч.
Динамическая грузоподъёмность по формуле 11.38 [2, стр.248]:
, (279)
Н
, (280)
Н
Из таблицы П5.1 [2, стр.363] выбираем однорядный шарикоподшипник 202.
Рассчитаем массу станины машины:
Толщина станины: м.
, (281)
кг
Масса вала при его длине м, среднем диаметре м и плотности кг/м3:
, (282)
кг
Масса меди:
, (283)
кг
Масса машины:
, (284)
кг
Рассчитаем коэффициент, показывающий, сколько килограмм приходится на единицу мощности:
, (285)
кг/кВт
Сердечник статора и ротора шихтуются из электротехнической стали толщиной 0.5 мм, сердечник выполняется без вентиляционных каналов.
Для изоляции листов друг от друга их лакируют. Для стали 2412 листы подвергают термообработке, в результате которой стабилизируются потери в стали и образуется поверхностный оксидный изолирующий слой.
Магнитопровод ротора насаживается непосредственно на вал. Для предотвращения деформации (распушения) относительно тонких листов крайние торцевые листы магнитопровода штампуют из более тонких листов стали. Собранный таким образом магнитопровод прессуют. После укладки обмотки в статор и пропитки её лаком сердечник запрессовывают в станину. На станине закрепляется винтами коробка выводов. Начала фаз обмотки выводятся в коробку выводов. Коробка выводов закрывается и скрепляется винтами.
Вал с напрессованным ротором после укладки обмотки помещается внутрь корпуса. Затем на вал насаживаются подшипники и фиксируются с помощью подшипниковых щитов. Подшипниковые щиты крепятся к корпусу с помощью винтов. Завершающей операцией является крепление на фланце болтов, предназначенных для заземления.
В результате выполнения
курсового проекта был
Высота вращения, мм: ;
Частота вращения, рад/с: ;
Скольжение: ;
Напряжение, В: ;
Токи, А: ;
Мощности, кВт: ;
КПД и cosφ: ;
Индукции, Тл:
Моменты, Н·м:
Перегрев, C0: ; .
В результате проектирования был разработан асинхронный двигатель с фазным ротором, который полностью отвечает требованиям поставленным в курсовом проекте. Все проверяемые параметры отвечают критериям, рекомендуемым ГОСТом. Из-за перехода на большую высоту оси вращения, разработанный двигатель по некоторым технико-экономическим параметрам уступает существующим двигателям аналогичной мощности.
1 Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов. – В 2-х кн.: кн. 1/ И.П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П Морозкин, Б.Ф. Токарев; Под ред. И.П. Копылова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1993. – 464 с. : ил.
2 Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов. – В 2-х кн.: кн. 2/ И.П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П Морозкин, Б.Ф. Токарев; Под ред. И.П. Копылова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1993. – 464 с. : ил.
3 Проектирование электрических машин: Учеб .Для втузов/Под ред. О.Д.Гольдберга.2-е изд., перераб. и доп.–М.: Высш. шк.,2001–430 с.: ил.
4 Электрические машины.
Методические указания по
5 Детали машин. Проектирование: Учеб. пособие / Л.В.Курмаз, А.Т.Скобейда. – Мн.: УП ”Технопринт”, 2001. – 290 с.