Проектирование и исследование асинхронных двигателей малой мощности

Общая характеристика асинхронных микродвигателей с короткозамкнутым ротором, анализ преимуществ: низкая стоимость производства, малая шумность, надежность в эксплуатации. Рассмотрение тапы расчета размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора.

Рубрика Производство и технологии
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 19.05.2014
Размер файла 462,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проектирование и исследование асинхронных двигателей малой мощности

Введение

Электрические машины, в то числе и асинхронные двигатели, принято разделять по мощности на три группы: большой, средней и малой мощности. В общем случае представители разных групп, кроме мощности отличаются также конструктивными, функциональными, эксплуатационными и прочими особенностями. Деление на три группы является условным и не имеет чётких границ. Верхняя граница мощности асинхронных микромашин обычно не превышает 1кВт.

Асинхронные микродвигатели с короткозамкнутым ротором, как трехфазные, так и однофазные являются самыми распространёнными типами двигателей переменного тока. Они применяются для привода огромного числа механизмов в промышленности, сельском хозяйстве в системах автоматики и в электроприводах бытовой техники.

Асинхронные микродвигатели имеют ряд преимуществ по сравнению с другими типами машин, в частности с коллекторными:

1. простота конструкции и низкая стоимость производства;

2. отсутствие источника радиопомех;

3. малая шумность двигателя;

4. простота и надёжность в эксплуатации.

К недостаткам асинхронных двигателей следует отнести относительно плохие регулировочные характеристики.

Однако этот недостаток относится лишь к машинам нормального исполнения с короткозамкнутым ротором. Специальные асинхронные двигатели с массивным ротором допускают регулировочные скорости в широких пределах.

Данная работа посвящен методике расчёт асинхронного двигателя малой мощности с короткозамкнутым ротором, а также методам исследования и определения параметров и характеристик этих двигателей.

1.Определение главных размеров

1. Число пар полюсов:

.

2. Выбор главных размеров:

По таблице 1.1 [1] для мощности находим внешний диаметр статора , высота оси вращения

3. Внутренний диаметр статора:

где по таблице 1.2 [1].

4. Полюсное деление:

5. Расчетная мощность:

.

где ,

значения параметров , , из таблицы П.2 [1], а и из таблицы П.1 [1].

6. Электромагнитные нагрузки по таблице П.1. [1]:

; .

7. Обмоточный коэффициент для однослойной концентрической обмотки по таблице 1.3 [1]:

. Обмотка по рис.1.1.

8. Расчётная длина воздушного зазора:

,

,

9. Отношение , что находится в рекомендуемых пределах (таблица 1.4).

9.1 ?=0,2+D/2000=0.2 мм.

10. Предельные значения t , по рис. 1.6 [1]:

; .

11. Число пазов статора по [1]:

.

Принимаем Z= 24, тогда по табл.1.5 [1].

12. Зубцовое деление статора (окончательно):

.

13. Число эффективных проводников в пазу (предварительно), при условии :

,

где .

14. Принимаем , тогда .

15. Окончательные значения:

,

,

,

.

Значения А и В находятся в допустимых пределах (по табл. П.1 [1]).

16. Плотность тока в обмотке статора (предварительно) по П.1 .

17. Сечение эффективного проводника (предварительно):

,

принимаем , тогда .

Для того чтобы коэффициент заполнения kз находился в допустимых пределах выбираем обмоточный провод со следующими параметрами:

обмоточный провод ПЭТВ по таблице П.7 [1] , , .

18. Плотность тока в обмотке статора (окончательно):

.

2.Расчёт размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

асинхронный микродвигатель воздушный зазор

Паз статора по рис.1.5,б с соотношением размеров, обеспечивающих параллельность боковых граней зубцов. 6

19. Принимаем предварительно по таблице 1.6 [1] ; , тогда

,

где принимаем равным , тогда

.

20. Размеры полуовального паза. Ширина шлица паза

.

Высоту шлица паза принимаем .

,

,

,

.

Рис.

21. Площадь паза

.

22. Принимаем коэффициент уменьшения полезной площади паза .

23. Площадь паза в свету:

.

Структура изоляции паза для наиболее распространенных однослойных обмоток показана на рисунке. Пазовую изоляцию выполняют преимущественно в виде коробочки из лавсановой плёнки толщиной 0,19 мм. Пазовый клин тоже выполняют из лавсана толщиной 0,35 мм или 0,25 мм.

Рис.

24. Коэффициент заполнения паза:

,

что входит в диапазон допустимых значений

3.Расчет ротора

25. Воздушный зазор:

.

Принимаем .

26. Число пазов ротора по табл. 1.7 [1] , со скосом на 0,5 зубцового деления.

27. Внешний диаметр:

.

28. Длина .

29. Зубцовое деление:

.

30. Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник непосредственно насажен на вал:

.

31. Ток в стержне ротора:

,

,

.

32. Площадь поперечного сечения стержня:

.

33. Паз ротора по [1], принимаем , .

Допустимая ширина зубца при :

.

Размеры паза:

.

Принимаем .

.

Принимаем .

.

Принимаем .

Высота зубца ротора:

.

Площадь паза, равная сечению стержня:

.

34. Плотность тока в стержне:

.

35. Короткозамыкающие кольца. Площадь поперечного сечения:

,

здесь,

где ,

.

Размеры замыкающих колец:

.

Принимаем .

,

.

4.Расчёт намагничивающего тока

36. Значения индукций:

,

,

,

,

где расчётная высота ярма ротора

.

37. Магнитное напряжение воздушного зазора:

,

здесь ,

где .

38. Магнитные напряжения зубцовых зон статора:

,

ротора

,

где по табл. П.6 [1] для стали 2013 при , при ; , .

39. Коэффициент насыщения зубцовой зоны:

40. Магнитные напряжения ярм статора и ротора:

,

,

где по табл. П.6 [1] при , при ,

,

,

где .

41. Магнитное напряжение на пару полюсов:

.

42. Коэффициент насыщения магнитной цепи:

43. Намагничивающий ток:

,

относительное значение:

.

5.Параметры рабочего режима

44. Активное сопротивление фазы обмотки статора

.

Для класса нагревостойкости изоляции F расчётная . Для меди .

Длина проводников фазы обмотки

,

,

где ,

,

где ; по табл. 1.9 [1], ;

.

Длина вылета лобовой части катушки:

,

где по табл. 1.9 [1]

Относительное значение:

45. Активное сопротивление фазы обмотки ротора:

,

где

Для литой алюминиевой обмотки ротора .

Приводим Z к числу обмотки статора

.

Относительное значение:

.

46. Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора:

где

,

;

,

- относительное укорочение шага обмотки.

,

,

для и по рис. 1.9. [1] .

Относительное значение:

.

47. Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора:

для рабочего режима .

,

,

,

так как .

Приводим x2 к числу витков статора:

.

Относительное значение:

.

Принимая во внимание небольшую величину скоса пазов ротора, учитывать влияние скоса на параметров не будем.

6.Расчёт потерь

48. Основные потери в стали:

где и для стали 2013.

,

.

49. Сумма добавочных потерь в стали:

.

50. Полные потери в стали:

.

51. Механические потери:

,

для двигателей коэффициент .

52. Добавочные потери при номинальном режиме:

.

53. Ток холостого хода двигателя :

.

54. Электрические потери в обмотках статора:

.

Электрические потери в обмотках ротора:

,

55. Сумма всех потерь в двигателе в номинальном режиме:

7.Расчёт рабочих и пусковых характеристик

56. Для расчёта характеристик асинхронного двигателя составляем схему замещения:

здесь ,

.

Рис.

Таким образом, исходные данные для расчёта пусковых и рабочих характеристик двигателя с учётом изменения параметров ротора от насыщения и поверхностного эффекта и с учётом насыщения основного магнитного потока следующие:

Результаты расчёта характеристик на ЭВМ приведены в таблице [1], из которых получаем параметры двигателя в номинальном режиме (при Р2н = 0,78 кВт).

Исходные данные

X1= 13.174 R1= 11.450 X2= 3.910 R2= 6.430

X12= 132.52 R12= 2.020 P= 2.0 F= 50.0

U3= 220.0 H3= 0.012500 MR= 1.0 R02=.0000000440

8.Характеристика асинхронного двигателя

Таблица

9.Тепловой расчёт

57. Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя:

где при по [1]:

,

где по табл. 1.11 [1]

по табл. 1.12 [1] - .

58. Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора:

где ,

- толщина пазовой изоляции;

для изоляции класса нагревостойкости F:

,

из рис. 1.12 [1] для

59. Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей:

,

где ,

, .

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:

,

здесь

где

,

,

по табл. 1.13 [1]

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды:

.

60. Расчёт вентиляции

Требуемый для охлаждения расход воздуха:

,

,

при 2

Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором:

,

что соответствует требованиям, т.к. .

10.Динамические параметры

61. Момент инерции ротора:

,

где при .

62. Допустимое число пусков асинхронного двигателя в час на холостом ходу:

.

63. Допустимое число реверсов в час на холостом ходу двигателя:

.

64. Скорость нарастания температуры при пуске:

,

где для холодного состояния двигателя перед пуском.

Список литературы

1. Дмитриев В.Н. Проектирование и исследование асинхронных двигателей малой мощности: Учеб. пособие. - Ульяновск, 1996. - 88 с.: ил.

2. Токарев Б.Ф. Электрические машины: Учеб. пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 624 с.: ил.

3. И.П. Электрические машины: Учеб. для вузов. - 2-е изд., перераб. - М.: Высш. шк.; Логос; 2000. - 607 с.

4. Вольдек А.И. Электрические машины. Учебник для студентов высш. техн. учебных заведений. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - Л.: Энергия, 1974.

5. Дмитриев В.Н., Кислицын А.Л. Испытание электрических машин: Учебное пособие. - Ульяновск, 1998. - 100 с.

1. Размещено на Allbest


Подобные документы

  • Расчет и конструирование двигателя, выбор главных размеров, расчет обмотки статора. Расчет размеров зубцовой зоны статора и выбор воздушного зазора. Моделирование двигателя в среде MatLab Power System Blockset а также с параметрами номинального режима.

    курсовая работа [331,3 K], добавлен 25.09.2009

  • Создание серии высокоэкономичных асинхронных двигателей. Выбор главных размеров. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора, ротора и магнитной цепи. Параметры рабочего режима. Составление коллекторного электродвигателя постоянного тока.

    курсовая работа [218,0 K], добавлен 21.01.2015

  • Этапы проектирования асинхронного двигателя серии 4А с короткозамкнутым ротором. Выбор главных размеров. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора, намагничивающего тока. Параметры рабочего режима. Расчеты рабочих и пусковых характеристик.

    курсовая работа [3,6 M], добавлен 02.04.2011

  • Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Выбор главных размеров. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора, ротора, намагничивающего тока. Параметры рабочего режима. Расчет потерь, рабочих и пусковых характеристик.

    курсовая работа [218,8 K], добавлен 27.10.2008

  • Расчет и конструирование двигателя, выбор размеров. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Расчет параметров рабочего режима. Расчет рабочих и пусковых характеристик. Тепловой и вентиляционный расчет. Выбор схемы управления двигателем.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 28.09.2009

  • Расчет главных размеров трехфазного асинхронного двигателя. Конструирование обмотки статора. Расчет воздушного зазора и геометрических размеров зубцовой зоны ротора. Параметры асинхронного двигателя в номинальном режиме. Тепловой и вентиляционный расчет.

    курсовая работа [927,5 K], добавлен 26.02.2012

  • Выбор главных размеров обмотки статора. Расчёт размеров зубцовой зоны статора, воздушного зазора. Внешний диаметр ротора. Расчёт магнитной цепи. Магнитное напряжение зубцовой зоны статора. Расчёт параметров асинхронной машины для номинального режима.

    курсовая работа [273,5 K], добавлен 30.11.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.