Проектирование асинхронного двигателя серии 4А
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.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.10.2008 |
| Размер файла | 218,8 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.
- 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.........................................д=
- 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 - 2д = 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 cosц = 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:
- №
- Еди
- 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
- 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
|
|
Расчетная формула |
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 |
|
№ |
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 |
|
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 |
|
|
Подобные документы
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 02.04.2011Выбор главных размеров асинхронного двигателя основного исполнения. Расчет статора и ротора. Размеры зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Расчет намагничивающего тока. Параметры рабочего режима. Расчет потерь и рабочих характеристик двигателя.
курсовая работа [351,5 K], добавлен 20.04.2012Расчет 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 26.02.2012Расчет 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 28.09.2009Определение критериев оптимизации электрических машин, выбор главных размеров электродвигателя. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Основные параметры обмоток статора и ротора. Вычисление потерь в машине и параметров холостого хода.
курсовая работа [348,3 K], добавлен 22.06.2021Создание 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 21.01.2015Определение сечения провода обмотки статора. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Определение ротора и намагничивающего тока. Определение параметров рабочего режима. Расчет рабочих и пусковых характеристик электродвигателя.
курсовая работа [231,2 K], добавлен 22.08.2021
