курсовые,контрольные,дипломы,рефераты
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Российский государственный профессионально – педагогический университет
Кафедра электрооборудования и автоматизации промышленных предприятий
ПРОЕКТИРОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ СЕРИИ 4 А МОЩНОСТЬЮ 7.5 кВт
АННОТАЦИЯ
Пояснительная записка к курсовому проекту
03.05.03.000000.000.КП
Разработал студент
Группы
Руководитель проекта
Екатеринбург 2007
Курсовой проект содержит _____ листов текста, _____ иллюстраций, 2 таблицы, 2 используемых источника.
Приведен расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором серии 4А132 S4 У3 мощностью 7,5 кВт, включающий в себя:
- выбор главных размеров
- электромагнитный расчет
- расчет и построение рабочих и пусковых характеристик
- упрощенные тепловые и вентиляционные расчеты.
Приведены схемы замещения и круговые диаграммы.
Дан сборочный чертеж асинхронного двигателя.
Содержание
Введение
1. Выбор главных размеров
2. Определение Z1, 1 и сечение провода оюмотки статора
3. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора
4. Расчет ротора
5. Расчет намагничивающего тока
6. Параметры рабочего режима
7. Расчет потерь
8. Расчет рабочих характеристик
9.Расчет пусковых характеристик
Приложение: лист задания на ХП
Библиография
Задание
Курсовой проект по электрическим машинам
Тип машины - АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 4А 132 S4 У3
Выдано студенту группы______________________________
Руководитель проекта_______________________________
1. Номинальная мощность, кВт............................7,5
2. Номинальное фазное напряжение, В.............127
3. Число полюсов....................................................2р=4
4. Степень защиты...................................................IР44
5. Класс нагревостойкости изоляции....................F
6. Кратность начального пускового момента.....2,2
7. Кратность начального пускового тока.............7,5
8. Коэффициент полезного действия................... =0.875
9. Коэффициент мощности.....................................cos y =0.86
10. Исполнение по форме монтажа.....................М1001
11. Воздушный зазор, мм.........................................δ=
Задание выдал
" " 2006 г.
Введение
Асинхронный двигатель является преобразователем электрической энергии в механическую и составляет основу большинства механизмов, использовавшихся во всех отраслях народного хозяйства.
В настоящее время асинхронные двигатели потребляют более 40% вырабатываемой электрической энергии, на их изготовление расходуется большое количество дефицитных материалов: обмоточной меди, изоляции, электрической стали и других затрат.
На ремонт и обслуживание асинхронных двигателей в эксплуатации средства составляют более 5 % затрат из обслуживания всего установленного оборудования.
Поэтому создание серии высокоэкономических и надежных асинхронных двигателей являются важнейшей народно – хозяйственной задачей, а правильный выбор двигателей, их эксплуатации и высококачественный ремонт играют первоочередную роль в экономии материалов и трудовых ресурсов.
В серии 4А за счет применения новых электротехнических материалов иррациональной конструкции, мощность двигателей при данных высотах оси вращения повышена на 2 – 3 ступени по сравнению с мощностью двигателей серии А2, что дает большую экономию дефицитных материалов.
Серия имеет широкий ряд модификаций специализированных исполнений для удовлетворительных максимальных нужд электропривода.
Выбор главных размеров
1. Синхронная скорость вращения поля:
2. Высота оси вращения h=132 мм [ двигатель 4А132S4У3]
[стр.164, 1]
3. Внутренний диаметр статора
табл.6-7,1]
4. Полюсное деление
5. Расчетная мощность
6. Электромагнитные нагрузки А = 28*103 А/м; В6 = 0,87 Тл. [стр166, 1]
7. Обмоточный коэффициент для однослойной обмотки принимаем
kоб1 = 0,95 [стр. 167, 1]
8. Расчетная длина воздушного зазора
9. Отношение значение находится в рекомендуемых пределах (0.8….1.3)
2.Определение , и сечение провода обмотки статора
10. Предельные значения [стр. 170, 1] tmin =13 мм, tmax = 15 мм
11. Число пазов статора
Принимаем Z1 = 36, тогда
12. Зубцовое деление статора
13. Число эффективных проводников в пазу
[предварительно при условии а=1]
14. Принимаем, а=1, тогда un = a*u|n = 1*1414
15. Окончательные значения
Значения А и находятся в допустимых пределах.
16. Плотность тока в обмотке статора (предварительно)
17. Сечение эффективного проводника (предварительно)
обмоточный провод ПЭТМ [стр. 470, 1],
18. Плотность тока в обмотке статора (окончательно)
3.Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора
19. Принимаем предварительно [стр. 174, 1]
Вz1 = 1,75 Тл; Ва = 1,45 Тл, тогда
[по табл. 6-11, 1 для оксидированных листов стали ]
20. Размеры паза в штампе принимаем
hш1 = 1 мм, bш1 = 3,5 мм; [стр.179, 1]
21. Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку
b/1 = b1 - ∆bn = 9,7- 0,1 = 9,6 мм
b/2 = b2 - ∆bn = 7,5 – 0,1 = 7,4 мм
h/1 = h1 - ∆hn = 12,5 – 0,1 = 12,4 мм
Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников
22. Коэффициент заполнения паза
4. Расчет ротора
23. Воздушный зазор
24. Число пазов ротора стр. 185, 1, 2p = 4 и Z1 = 36 Z2 = 34
25. Внешний диаметр D2 =D – 2δ = 149-2*0,4148 мм
26. Длина
27. Зубцовое деление
28. Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник непосредственно насажен на вал.
KB = 0,23 при h = 132 мм и 2p = 4 по табл. 6-16,1
29. Ток в стержне ротора I2 = k1I1Hv1 = 0,89*26,2*14,08 = 328,3 А
k1 = 0,89 при cosφ = 0.86
30. Площадь поперечного сечения стержня
31. Паз ротора.
Принимаем
Допустимая ширина зубца
Размеры паза:
Полная высота паза:
Сечение стержня:
33. Корткозамыкающие кольца. поперечного сечения.
Размеры замыкающих колец:
bкл = 1,25*hn2 =1,25 *22,4 = 28 мм
5. Расчет намагничивающего тока
34. Значение индукций:
расчетная высота ярма ротора при 2р=4 стр. 194,1
35. Магнитное напряжение воздушного зазора:
где
36. Магнитные напряжения зубцовых зон:
статора Fz1 = 2hz1Hz1 = 2*15,5*10-3*1330 = 41,23 A
ротора Fz2 = 2hz2Hz2 = 2*22,1*10-3*2010 = 88,84 А
(по таблице П-17, для стали 2013 Нz1 = 1330 A/м при Вz1 = 1,75 Тл;
Нz2 = 2010 A/м при Вz2 = 1,89 Тл;
hz1 = 15,5 мм; hz2 = hn2 – 0,1b2 = 22,4 – 0,1*3 = 22,1 мм)
37. Коэффициент насыщения зубцовой зоны
38. Магнитные напряжения ярм статора и ротора
по табл. П-16 Ha = 450 А/м при Ва = 1,45Тл; Нj = 185 А/м при Вj = 1,00 Тл.
39. Магнитное напряжение на пару полюсов
40. Коэффициент насыщения магнитной цепи
41. Намагничивающий ток:
относительное значение:
6. Параметры рабочего режима
42. Активное сопротивление фазы обмотки статора:
Длина нагревостойкости изоляции F расчетная
Для меди
Длина проводников фазы обмотки:
Длина вылета лобовой части катушки:
где квыл = 0,4
Относительное значение:
43. Активное сопротивление фазы обмотки ротора:
где для алюминиевой обмотки ротора Ом*м
Приводим к числу витков обмотки статора:
Относительное значение:
44. Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора:
где h3 = 13,3 мм, b = 7,5 мм, h2 = 0 мм,
Относительное значение:
45. Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора:
где по табл. 6-23, 1
где
Приводим к числу витков статора:
Относительное значение:
7. Расчет потерь
46. Основные потери в стали:
47. Поверхностные потери в роторе:
где к02 = 1,5
48. Пульсационные потери в зубцах ротора:
49. Сумма добавочных потерь в стали:
50. Полные потери в стали:
51. Механические потери:
для двигателей 2р = 4 коэф.
52. Добавочные потери при номинальном режиме:
№ | Расчетная формула |
Еди ница |
Скольжение |
|
||||
0,02 | 0,025 | 0,03 | 0,035 | 0,0386 | ||||
1 | Ом | 9,72 | 7,78 | 6,48 | 5,56 | 5,04 |
|
|
2 | Ом | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
|
|
3 | Ом | 10,76 | 8,82 | 7,52 | 6,6 | 6,08 |
|
|
4 | Ом | 0,97 | 0,97 | 0,97 | 0,97 | 0,97 |
|
|
5 | Ом | 10,8 | 8,87 | 7,58 | 6,67 | 6,16 |
|
|
6 | А | 11,76 | 14,32 | 16,75 | 19,04 | 20,62 |
|
|
7 | - | 0,996 | 0,994 | 0,992 | 0,990 | 0,987 |
|
|
8 | - | 0,090 | 0,109 | 0,128 | 0,145 | 0,157 |
|
|
9 | А | 12,29 | 14,81 | 17,20 | 19,43 | 20,93 |
|
|
10 | А | 9,16 | 9,66 | 10,24 | 10,86 | 11,34 |
|
|
11 | А | 15,328 | 17,682 | 20,017 | 22,259 | 23,805 |
|
|
12 | А | 12,11 | 14,75 | 17,25 | 19,61 | 21,24 |
|
|
13 | кВт | 4,68 | 5,64 | 6,55 | 7,40 | 7,97 |
|
|
14 | кВт | 0,247 | 0,328 | 0,421 | 0,520 | 0,595 |
|
|
15 | кВт | 0,082 | 0,122 | 0,167 | 0,215 | 0,253 |
|
|
16 | кВт | 0,015 | 0,020 | 0,025 | 0,030 | 0,035 |
|
|
17 | кВт | 0,574 | 0,700 | 0,843 | 0,995 | 1,113 |
|
|
18 | кВт | 4,106 | 4,940 | 5,707 | 6,405 | 6,857 |
|
|
19 | - | 0,877 | 0,876 | 0,871 | 0,866 | 0,860 | ||
20 | - | 0,802 | 0,838 | 0,859 | 0,873 | 0,879 |
53. Холостой ход двигателя:
8. Расчет рабочих характеристик
54
Потери, не меняющиеся при изменении скольжения:
Принимаем и рассчитываем рабочие характеристики, задаваясь скольжением s=0,02; 0,025; 0,03; 0,035; 0,0386
Результаты расчёта приведены в таблице 2. характеристики представлены на рис. 6.
Расчет и построение круговой диаграммы
Масштаб тока
Масштаб мощности
S = ¥
S=1
9. Расчет пусковых характеристик
55. Расчет пусковых характеристик, Рассчитываем точки характеристик, соответствующие скольжению S=1.
Пусковые характеристики спроектированного двигателя представлены на рис. 2.
Параметры с учетом вытеснения тока
для [рис. 6-46, 1] [рис. 6-47, 1]
Активное сопротивление обмотки ротора:
где
Приведенное сопротивление ротора с учетом действия эффекта вытеснения тока:
Индуктивное сопротивление обмотки ротора:
Ток ротора приближенно без учета влияния насыщения:
56. Учет влияния насыщения на параметры, Принимаем для S=1 коэффициент насыщения и
А
[по рис. 6-50, стр, 219,1 для ]
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения:
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения:
Таблица 2
Расчет пусковых характеристик
№ | Расчетная формула | Скольжение | |||||
1 | 0,8 | 0,5 | 0,2 | 0,1 | 0,17 | ||
1 | 1,36 | 1,22 | 0,96 | 0,61 | 0,43 | 0,56 | |
2 | 0,25 | 0,18 | 0,09 | 0,01 | 0,005 | 0,01 | |
3 | 0,92 | 0,93 | 0,95 | 0,98 | 0,99 | 0,99 | |
4 | 17,1 | 18,1 | 19,6 | 21,2 | 21,3 | 21,2 | |
5 | 1,15 | 1,11 | 1,05 | 1,00 | 0,99 | 1,00 | |
6 | 1,1 | 1,07 | 1,03 | 1 | 1,01 | 1 | |
7 | 0,21 | 0,20 | 0,19 | 0,19 | 0,19 | 0,19 | |
8 | 2,58 | 2,59 | 2,62 | 2,65 | 2,66 | 2,66 | |
9 | 1,02 | 1,02 | 1,03 | 1,03 | 1,03 | 1,03 | |
10 | 0,49 | 0,49 | 0,49 | 0,49 | 0,49 | 0,49 | |
11 | 115,14 | 113,03 | 106,0 | 78,88 | 52,0 | 72,56 | |
12 | 1527,97 | 1499,96 | 1406,67 | 1046,78 | 690,07 | 962,91 | |
13 | 2,51 | 2,47 | 2,31 | 1,72 | 1,13 | 1,58 | |
14 | 0,77 | 0,76 | 0,82 | 0,9 | 0,96 | 0,91 | |
15 | 2,14 | 2,23 | 1,67 | 0,93 | 0,37 | 0,84 | |
16 | 0,16 | 0,17 | 0,14 | 0,08 | 0,04 | 0,08 | |
17 | 1,06 | 1,05 | 1,08 | 1,14 | 1,18 | 1,14 | |
18 | 1,72 | 1,70 | 1,84 | 2,02 | 2,15 | 2,04 | |
19 | 1,83 | 1,81 | 1,89 | 2,01 | 2,09 | 2,02 | |
20 | 2,81 | 2,93 | 2,20 | 1,22 | 0,49 | 1,10 | |
21 | 0,304 | 0,31 | 0,28 | 0,21 | 0,12 | 0,19 | |
22 | 2,276 | 2,28 | 2,34 | 2,44 | 2,54 | 2,47 | |
23 | 1,455 | 1,44 | 1,55 | 1,7 | 1,81 | 1.72 | |
24 | 0,417 | 0,42 | 0,43 | 0,46 | 0,48 | 0,46 | |
25 | 0,83 | 0,95 | 1,3 | 2,73 | 5,11 | 3,15 | |
26 | 3,336 | 2,29 | 2,30 | 2,33 | 2,35 | 2,33 | |
27 | 36,94 | 51,21 | 48,11 | 35,38 | 22,60 | 32,40 | |
28 | 40,26 | 55,82 | 52,44 | 38,46 | 24,63 | 35,32 | |
29 | 1,53 | 2,95 | 2,60 | 1,40 | 0,57 | 1,18 | |
30 | 1,54 | 2,13 | 2,0 | 1,47 | 0,94 | 1,35 |
Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учетом влияния насыщения:
где
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ротора с учетом влияния насыщения и вытеснения тока:
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения:
Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом влияния вытеснения тока и насыщения:
где
Сопротивление взаимной индукции обмоток в пусковом режиме:
Расчет токов и моментов:
Критическое скольжение:
где
10. Тепловой расчет
57. Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя:
по табл, 6-30, К=0,2 по рис 6-59
Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора:
где
для
изоляции класса нагревостойкости F
по стр, 237, 1 для
Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри машины:
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины:
Превышение температуры воздуха внутри машины над
температурой окружающей среды:
где
для h=132 мм по рис. 6-63, 1,
по рис. 6-59,1
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды:
11. Расчет вентиляции
58. Расчет вентиляции, Требуемый для охлаждения расход воздуха:
стр. 240, 1
Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором:
Список использованной литературы:
1. Копылов И.П. «Проектирование электрических машин» Москва «Энергия» 1980 г.
2. Методические указания к выполнению курсового проекта по электрическим машинам № 11, 1990 г. [128, 1984]
Приложение 2
формат | зона | поз. | Обозначение | Наименование | Количество | Примечание. |
Документация | ||||||
Общий вид | ||||||
Расчетно-пояснительная | ||||||
записка | ||||||
Сборочные единицы | ||||||
Статор в сборе | ||||||
Ротор в сборе | ||||||
Коробка выводов | ||||||
Детали | ||||||
Вал | ||||||
Подшипниковый щит | ||||||
Станина | ||||||
Вентилятор | ||||||
Кожух вентилятора | ||||||
Пружина | ||||||
Стандартные изделия | ||||||
Винт М4х10 ГОСТ 1481-72 | ||||||
Гайка М8 ГОСТ 5915-70 | ||||||
Шарикоподшипник | ||||||
205 ГОСТ 8338-75 | ||||||
Болт М8х180 | ||||||
ГОСТ 7805-70 | ||||||
Шпонка 6х4х50 | ||||||
ГОСТ 8788-68 |
Проектирование асинхронных двигателей
Проектирование валов электродвигателя
Проектирование винтового домкрата
Проектирование винтового механизма
Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М
Проектирование зубчатого механизма
Проектирование зубчатого редуктора
Проектирование и исследование механизма двигателя внутреннего сгорания
Проектирование и исследование механизма качающегося конвейера
Проектирование и исследование механизма крышкоделательной машины
Copyright (c) 2024 Stud-Baza.ru Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы.