Проектирование трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором серии 4АС160S4У3

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ

РЕСПУБЛИКИ  БЕЛАРУСЬ

    ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ

 УНИВЕРСИТЕТ  имени  П.О. СУХОГО

Кафедра: “ Автоматизированный электропривод ”

К У Р С О В О Й   П Р О Е К Т

по курсу:  «Электрические машины»

на тему: «Проектирование трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором серии 4АС160S4У3»

Выполнила  студентка  гр. ЭПП-31

                                                                                        Руководитель

                              курсового проекта       

Гомель  2013

Содержание

Введение                                                                                                       4

1.  Определение главных размеров машины                                                5

2.  Расчёт обмотки, паза и ярма статора                                                       6

3.  Расчёт обмотки, паза и ярма ротора                                                       10

4.  Определение параметров двигателя для рабочего режима                    12

5.  Расчёт магнитной цепи машины                                                             15

6.  Расчёт постоянных потерь мощности                                                     17

7.  Рабочие характеристики электродвигателя                                           18

8.  Пусковые характеристики двигателя                                                     20

9.  Тепловой расчёт                                                                                     25

Заключение                                                                                                  27

Литература                                                                                                  28 Приложение 1                                                                                              29

Введение

Целью данного курсового проектирования является расширение и закрепление знаний по курсу “Электрические машины”, овладение современными методами расчёта и конструирования электрических машин (в данном курсовом проекте – двигателя серии 4АС160S4У3), приобретение навыков пользования справочной литературой, что потребуется в процессе работы на производстве при пересчёте обмоток электрических машин на другое напряжение или при ремонте машин.

Асинхронные двигатели являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу электропривода большинства механизмов, используемых во всех отраслях народного хозяйства.

Уже в настоящее время асинхронные двигатели потребляют более 40 % вырабатываемой в стране электроэнергии, на их изготовление расходуется большое количество дефицитных материалов: обмоточной меди, изоляции, электротехнической стали и других, а затраты на обслуживание и ремонт асинхронных двигателей в эксплуатации составляют более 5 % затрат на ремонт и обслуживание всего установленного оборудования. Поэтому создание серий высокоэкономичных и надёжных асинхронных двигателей является важнейшей народнохозяйственной задачей, а правильный выбор двигателей, их эксплуатация и высококачественный ремонт играют первоочередную роль в экономии материальных и трудовых ресурсов в нашей стране.

1.  Определение главных размеров машины.

1.1 Коэффициент полезного действия по табл. 2-1[1]

1.2 Коэффициент мощности по табл. 2-1[1]

1.3 Подводимая мощность

  Вт

1.4 Наружный диаметр сердечника по табл. 6-4[1]

мм

1.5 Внутренний диаметр сердечника статора по табл. 6-4[1]     мм

1.6 Воздушный зазор по табл. 6-4[1]

 мм

1.7 Наружный диаметр сердечника ротора

 мм

1.8 Внутренний диаметр листов ротора (диаметр вала) по табл. 4-1[1]

 мм

1.9 Число аксиальных каналов ротора по табл. 6-4[1]

, т.к.   мм

1.10 Диаметр аксиальных каналов

, т.к.  мм

1.11 Марка стали 2013 (табл.1[2])

1.12 Толщина листов 0,5 мм (табл.1[2])

1.13 Коэффициент заполнения сталь сердечника статора табл. 1[2]

1.14 Коэффициент заполнения сталью сердечника ротора табл. 1[2]

1.15 Число пазов статора и ротора  по табл.6-4[1]

2.  Расчёт обмотки, паза и ярма статора.

2.1 Тип обмотки – однослойная «вразвалку» по табл. 6-4[1]

2.2 Форма пазов статора – трапецеидальный полузакрытый рис 6.1а из [1]

Рис 2.1 Форма паза статора

2.3 Число пазов на полюс и фазу по табл.3 [2], 

2.4 Шаг обмотки по пазам по табл.6-4 [1]

=1

2.5 Коэффициент распределения (табл.9)

2.6 Коэффициент укорочения

2.7 Обмоточный коэффициент

  

2.8 Магнитная индукция в воздушном зазоре по табл.2-4 [1]

 Тл

2.9 Магнитный поток в воздушном зазоре

Вб где   мм, табл.6-4[1]

2.10 Коэффициент падения напряжения в обмотке статора рис.4 [2]

2.11 Число витков в обмотке фазы

2.12 Число эффективных проводников в пазу

где  =2 из табл.6-4 [1]

2.13 Принятое число эффективных проводников в пазу (по табл. 6.4,[1])

2.14 Уточнённое число витков обмотки фазы

2.15 Эффективное число витков обмотки фазы статора

2.16 Принятая длина сердечника статора по табл.6-4 [1] мм

2.17 Номинальный фазный ток

А

2.18 Линейная нагрузка статора

 А/см

2.19 Эффективная длина сердечника

 мм

2.20 Предварительное значение магнитной индукции в спинке статора (табл.5) [2]

Тл

2.21 Расчётная высота спинки статора

 мм

2.22 Высота паза статора

 мм

2.23 Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора

 мм

2.24 Предварительное значение магнитной индукции в расчётном сечении зубца (по табл.6, [2]):   Тл

2.25 Ширина зубца с равновеликим сечением

 мм

2.26 Большая ширина паза

 мм

(Значение b1 уточняем по табл.6.4 [1]. Принимаем b1=9,9 мм )

2.27 Ширина шлица паза по табл.6-4 [1]     мм

2.28 Высота шлица паза по табл.6-4 [1]     мм

2.29 Меньшая ширина паза

 мм

2.30 Площадь поперечного сечения паза в штампе

 мм²

2.31 Площадь поперечного сечения паза в свету

 - припуски на сборку сердечников по ширине и высоте паза, принимаем по табл.7[2]:  мм,  мм, тогда

 мм²

2.32 Площадь поперечного сечения корпусной изоляции

 - односторонняя толщина корпусной изоляции из табл. 8 [2]:

=0,4 мм, при классе нагревостойкости изоляции F

 мм²

2.33 Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой

 мм²

где  - площадь поперечного сечения прокладки между верхней и нижними катушками, на дне паза и под клин,

 мм²

2.34 Максимально допустимый диаметр изолированного провода

 мм где  - коэффициент заполнения паза изолированными проводниками, принимается=0,87

2.35 Число элементарных проводников в одном эффективном по табл. 6-4 [1]    m=2

2.36 Диаметр голого провода (табл.6-4) [1]  d=1,32 мм

2.37 Диаметр изолированного провода (табл.6-4) [1]  =1,4 мм

2.38 Сечение провода  мм²

2.39 Уточнённый коэффициент заполнения паза

2.40 Плотность тока в обмотке статора

 А/ мм²

2.41 Характеристика тепловой нагрузки

 А/ мм²см

2.42 Среднее зубцовое деление статора

 мм

2.43 Средняя ширина катушки обмотки статора

 мм

2.44 Средняя длина лобовой части обмотки статора

 мм

2.45 Средняя длина витка обмотки

 мм

2.46 Длина вылета лобовой части обмотки статора

 мм

3.  Расчёт обмотки, паза и ярма ротора.

3.1 Форма пазов ротора (выбираем по табл. 6-4 и рис. 6.2,б [1])

Рис. 3.1 Форма паза ротора

3.2 Зубцовое деление по наружному диаметру ротора

 мм

3.3 Высота шлица   мм   (табл. 6-4 [1])

3.4 Ширина шлица  мм

3.5 Высота мостика   мм

3.6 Большая ширина паза    

мм, где мм, (где =1,8 выбираем по табл.11 [2])

3.7 Высота паза -   по табл. 6-4 [1],  мм

3.8 Расчётная высота спинки ротора

 мм

3.9 Эффективная длина пакета ротора

 мм

3.10 Магнитная индукция в спинке ротора

Тл

3.11 Меньшая ширина паза

 мм

3.12 Расстояние между центрами радиусов

 мм

3.13 Площадь поперечного сечения паза ротора и стержня

 мм²

3.14 Поперечное сечение кольца литой клетки (предварительно)

 мм²

3.15 Высота кольца

 мм

3.16 Длина кольца

 мм

3.17 Принятое поперечное сечение кольца

 мм²

3.18 Средний диаметр кольца

 мм

4.  Определение параметров двигателя для рабочего режима.

4.1 Удельная проводимость меди обмотки статора при расчётной температуре

(по табл. 12 [2]),   . Согласно ГОСТ 183-68 за расчётную      рабочую температуру для машин