Проектирование краново-металлургического электродвигателя постоянного тока

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Новосибирский Государственный Технический Университет

Кафедра электромеханики

Проектирование краново-металлургического электродвигателя постоянного тока

Курсовой проект

Выполнил:

Студент…………………………………………………………………….Шилов Д.В.

Группа……………………………………………………………………..…..ЭМ – 51.

Проверил………………………………………………………………..Бухгольц Ю.Г.

Новосибирск 2009г.

Содержание

Введение ………………………………………….…………………………………….3

1 Разработка технического задания ……………..........................................................5

1.1 Назначение и область применения………………………………………………..5

1.2 Номинальные технические данные………………………………………………..5

1.3 Технические требования…………………………………………………………...5

1.4 Требования безопасности………………………………………………………...10

1.5 Показатели надежности…………………………………………………………..10

2 Электромагнитный расчёт………………………………………………………….11

2.1 Выбор главных размеров…………………............................................................11

2.2 Выбор обмотки якоря…………………..................................................................11

2.3 Расчёт геометрии зубцовой зоны………...............................................................13

2.4 Расчёт обмотки якоря……………………………………………………………..15

2.5 Определение размеров магнитной цепи…………………………………………15

2.6 Расчётные сечения магнитной цепи…………………..........................................16

2.7 Средние длины магнитной цепи…………………………………………………16

2.8 Индукция в расчётных сечениях магнитной цепи……….…..............................17

2.9 Магнитные напряжения отдельных участков магнитной цепи..………………17

2.10 Расчёт сериесной обмотки возбуждения………………………………….……21

2.11 Расчёт параллельной обмотки возбуждения…………………………………...22

2.12 Коллектор и щётки………………………………………….….………………..23

2.13 Коммутационные параметры…………………………...……………………….23

2.14 Расчёт обмотки добавочных полюсов………………………………………….25

2.15 Потери и КПД ……………………………………...............................................25

2.16 Рабочие характеристики………………………………………………………...26

3 Обоснование и описание конструкции ………………...........................................29

4 Вентиляционный расчёт……………………………………………………………34

5 Тепловой расчёт……………………………………………………………………..37

5.1 Тепловой расчет якоря……………………………………………………………37

5.2 Определение потерь………………………………………………………………40

5.3 Исходная система уравнений…………………………………………………….40

5.4 Система уравнений для расчета перегревов внутренних частей электродвигателя……………………………………………………………………………………..40

5.5 Тепловой расчёт обмоток, расположенных на полюсах………………………..41

Заключение…………………………………………………………………………….44

Список использованных источников………………………………………………...45

Введение

Создание специальных серий крановых двигателей постоянного тока вызвано особенностями краново-металлургического и экскаваторного электропривода, характеризуемого повторно-кратковременным (в отдельных случаях кратковременным) режимом работы при большой частоте включения, широким диапазоном регулирования частоты вращения и большой кратностью пусковых и перегрузочных вращающих моментов. Электродвигатели должны обеспечивать режим электрического торможения, в том число режим противовключения. Электродвигатели приводов крановых механизмов работают в условиях повышенной тряски и вибраций, в ряде случаев при высокой температуре окружающего воздуха (до 70°С).

К электродвигателям предъявляются повышенные требования, а именно надежность и удобство обслуживания в затрудненных условиях эксплуатации крановых механизмов. Они должны работать как в закрытых помещениях, так и на открытом воздухе (в том числе и при температурах до -50°С), допускать удобное сочленение с механическим тормозом и иметь необходимые конструктивные модификации, удовлетворяющие требованиям современных кранов и металлургических механизмов. Маховые массы роторов должны быть минимальными.

Крановые двигатели постоянного тока и диапазоне мощностей 2—200 кВт и настоящее время широко применяются на кранах всех видов, экскаваторах, во вспомогательных металлургических приводах и других механизмах с повторно-кратковременным режимом работы. В связи с широким распространением крановых электродвигателей для привода вспомогательных металлургических механизмов их часто называют краново-металлургическими. При этом двигатели постоянного тока используются для приводов экскаваторов, некоторых металлургических кранов и металлургических механизмов с большой частотой включений и широким диа­пазоном регулирования частоты вращения. Применение двигателей постоянного тока обеспечивает наилучшие условия работы механической части.

В Советском Союзе производство единых серии краново-металлургических электродвигателей постоянного тока было начато в 1930—1931 гг. на московском заводе «Динамо» выпуском закрытых машин постоянного тока типа КП мощностью 3—100 кВт при ПВ = 25 %. В дальнейшем эта серия подвергалась модернизации, были созданы, в частности, двигатели постоянного тока с повышенной час­тотой вращения (серия КПД).