Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Министерство образования Российской Федерации.

Орский гуманитарно-технологический институт (филиал)

Государственного образовательного учреждения высшего

профессионального образования

«Оренбургский государственный университет»

Механико-технологический факультет

Кафедра: Электроснабжения и электропривода.

Курсовой проект

по дисциплине «Электрические машины»

Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Пояснительная записка.

ГОУ ОГУ 140106.65.4 1 12.19 ПЗ

Руководитель проекта

________

«__»______________2012г

Исполнитель

Студент гр. 10-ЭОП

________

Срок защиты проекта

«__»______________2012г

Орск 2012 г

Содержание

Аннотация…………………………………………………………………………..4

Введение………………………………………………………………………….....5                                                                                                                       

1.   Главные размеры……………………………………………………….............6                                                                      

2.   Сердечник статора……………………………………………………………...7                                                                          

3.   Сердечник  ротора……………………………………………………………...8                                    

4.   Обмотка статора………………………………………………………………..8                                          

5.   Размеры элементов обмоток………………………………………………….12                             

6.  Обмотка короткозамкнутого ротора………………………………………….13                                           

7.   Короткозамыкающее кольцо обмотки ротора………………………………14                                      

8.   Расчет магнитной цепи……………………………………………………….14

9.   Сопротивление обмотки статора ………………………………………...…..16                             

10.   Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора с овальными полузакрытыми пазами…………………………………………………………...18                            

11.  Сопротивление обмоток преобразованной схемы замещения двигателя...20

12.  Расчет режима холостого хода………………………………………………20

13.  Расчет параметров номинального режима работы…………………………21

14.  Рабочие характеристики……………………………………………………..24

15.  Тепловой расчет………………………………………………………………27

16.  Вентиляционный расчет……………………………………………………..29

Аннотация.

Данный курсовой проект содержит 31 страниц, 1 таблицу, 2 рисунка, а также графическую часть. В данном курсовом проекте приведен расчет асинхронного двигателя с номинальной мощностью 2,2 кВт и номинальной частотой вращения 1000 ^об/_мин, питающийся от трехфазного источника энергии напряжением  220/660 В.

Введение.

Ускорение научно-технического прогресса требует всемерной автоматизации производственных процессов. Для этого необходимо создавать электрические машины, удовлетворяющие по своим показателям и характеристикам, весьма разнообразным требованиям различных отраслей народного хозяйства.

В настоящее время отечественной электропромышленностью изготовляются асинхронные двигатели мощностью от 0,12 до 1000 кВт, синхронные двигатели мощностью от 132 до 1000 кВт серий СД2 и СД32 и машины постоянного тока мощностью от 0,37 до 1000 кВт серии 4П. Машины, выпускаемые в нашей стране, обладают высокими технико-экономическими показателями, находящимися на уровне современных ведущих зарубежных фирм.

Наибольший удельный вес в выпуске электрических машин занимают асинхронные двигатели, конструкция которых относительно простая, а трудоемкость изготовления малая. О масштабах применения и значения этих машин в народном хозяйстве страны можно судить по тому, что асинхронные двигатели мощностью от 0,12 до 400 кВт потребляют в России более 40% всей вырабатываемой электрической энергии.

1 Главные размеры.

1.1 Определяем количество пар полюсов

h=100 мм (по условию).

1.2 По таблице 9-2 [1,117] выбираем наружный диаметр сердечника

Dн₁=175 мм

Для определения внутреннего диаметра сердечника статора используем зависимость D₁=f(D_н1), приведенную в табл.. 9-3 [1,117] в зависимости от числа полюсов

D₁=0,72·D_н1-3=0,72·175-3=123 мм (при 2р=6)

1.3 Расчетная мощность электродвигателя

где k_н=0,947–принимаем по рис 9-1[1,117]

η'=0,78 – предварительное значение КПД двигателя при  

номинальной нагрузке (принимаем по рис 9-2 [1,118])

cos φ'=0,775 – предварительное значение коэффициента мощности  

двигателя (принимаем по рис 9-3 [1,119])

1.4 Предварительное значение электромагнитных нагрузок

где  определяем по рис 9-4

k₁=1 – коэффициент учитывающий количество полюсов

( при 2р=6)

где  определяем по рис 9-4

k₂=1 – коэффициент учитывающий количество полюсов

( при 2р=6)

1.5 Предварительное значение обмоточного коэффициента

 (т.к. 2p=6)

1.6 Расчетная длина сердечника статора

1.7 Конструктивная длина сердечника статора

l₁=96 мм

1.8 Отношение длины сердечника статора к внутреннему диаметру

       сердечника статора

1.9 Предельно допускаемое отношение длины сердечника статора к

      внутреннему диаметру сердечника статора

где  - поправочный коэффициент (при 2р=6)

Принимаем,  т.е. l₁=96 мм

2 Сердечник статора.

Сердечник статора собираем из отдельных отштампованных листов холоднокатаной изотропной электротехнической стали марки 2013

(т.к. h=100 мм) толщиной 0,5 мм, имеющих изоляционные покрытия для уменьшения потерь в стали, от вихревых токов.

Для стали 2013 используем изолирование листов оксидированием.

2.1 Коэффициент заполнения стали

k_c=0,97

2.2 Количество пазов на полюс и фазу (принимаем по табл. 9-8).

q=2

2.3 Количество пазов сердечника статора

3 Сердечник ротора.

Сердечник ротора собираем из отдельных отштампованных листов холоднокатаной изотропной электротехнической стали марки 2013

(т.к. h=100 мм) толщиной 0,5 мм, имеющих изоляционные покрытия для уменьшения потерь в стали от вихревых токов.

Для стали 2013 используем изолирование листов оксидированием.

3.1 Коэффициент заполнения стали

k_c=0,97

Для уменьшения влияния моментов высших гармоник на пусковые и виброаккустические характеристики машины ротор двигателя выполняем со скосом пазов b_ck на одно зубцовое деление статора t₁; при этом

3.2 Величину воздушного зазора выбираем по табл. 9-9 [1,124]

3.3 Наружный диаметр сердечника ротора

D_н2=D₁-2·δ=123-2·0,3=122,4 мм

3.4 Внутренний диаметр листов ротора

D₂≈0,23·D_н1=0,23·175=40,25 мм

3.5 Длина сердечника ротора

l₂=l₁=96 мм

3.6 Количество пазов ротора

где m₂=m₁=3

q₂=q₁-0,5=2-0,5=1,5

Принимаем: z₂=27 z₁=36 (табл. 9-12)

4 Обмотка статора

Для двигателя принимаем однослойную всыпную обмотку концентрическую обмотку из провода марки ПЭТ-155 (класс нагревостойкости  F), укладываемую в трапециидальные полузакрытые пазы.

Обмотку статора выполняем шестизонной; каждая зона равна 60 эл.град.

4.1 Коэффициент распределения при шестизонной обмотки:

где

4.2 Укорочение шага

4.3 Диаметральный шаг по пазам

4.4 Коэффициент укорочения

4.5 Обмоточный коэффициент

4.6 Предварительное значение магнитного потока

4.7 Предварительное количество витков в обмотке фазы

4.8 Предварительное количество эффективных проводников в пазу

где а₁=2 – количество параллельных ветвей обмотки статора

4.9 Уточненное количество витков в обмотке фазы

4.10 Уточненное значение магнитного потока

4.11 Уточненное значение индукции в воздушном зазоре

4.12 Предварительное значение номинального фазного тока

4.13 Уточненная линейная нагрузка статора

4.14 Среднее значение магнитной индукции в спинке статора принимаем  

         по табл. 9-13

В_с1=1,5 Тл

4.15 Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора

4.16 Среднее значение магнитной индукции в зубцах статора

         (принимаем по табл. 9-14 [1,130])

В_з1=1,8 Тл

4.17 Ширина зубца

4.18 Высота спинки статора

4.19 Высота паза

4.20 Большая ширина паза

4.21 Меньшая ширина паза

где h_ш1=0,5 мм – высота шлица

 - ширина шлица

Проверка правильности определения b₁ и b₂ исходя из требования

b_з1=const

4.22 Площадь поперечного сечения паза в штампе

4.23 Площадь поперечного сечения в свету

где b_c=0,1 мм – припуски на сборку сердечника статора и ротора