Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Января 2013 в 18:19, курсовая работа
Электрические машины применяются во всех отраслях промышленности, в сельском хозяйстве и в быту. Они выпускаются большими сериями и в индивидуальном исполнении. Во многих случаях электрические машины определяют технический уровень изделий, в которых они используются в качестве генераторов и двигателей. Проектирование электрических машин требует глубоких знаний и высокого профессионального мастерства.
В данном курсовом проекте необходимо разработать асинхронный двигатель с фазным ротором.
Введение 4
1 Выбор конструкции асинхронного двигателя 5
2 Выбор главных размеров 6
2.1 Выбор главных размеров электродвигателя 6
2.2 Расчёт зубцовой зоны и обмотки статора 7
3 Электромагнитный расчёт 13
3.1 Расчет размеров зубцовой зоны ротора и воздушного зазора 13
3.2 Расчет магнитной цепи 17
3.3 Расчет параметров машины 21
3.4 Расчет потерь и КПД двигателя 26
3.5 Расчёт рабочих характеристик 31
4 Круговая диаграмма 41
5 Тепловой и вентиляционный расчёт 44
5.1 Тепловой расчёт 44
5.2 Вентиляционный расчёт 48
6 Механический расчёт 49
6.1 Расчет вала 49
6.2 Выбор подшипников 55
7 Экономический расчёт 57
8 Описание сборки электродвигателя 58
9 Сводные данные 59
Заключение 60
Список литературы 61
Уточняем число витков в фазе:
Определим коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания на отношение по формуле 8.58 [1, стр.303]:
Обмоточный коэффициент для однослойной обмотки КОБ2 = 0.955.
Коэффициент привидения токов по формуле 8.59 [1, стр.303]:
Предварительно ток в обмотке ротора:
А
Принимаем плотность тока в роторе равной J2 = 5.8·106 А/м2, а сечение эффективных проводников обмотки равно по формуле 8.60 [1,стр.303]:
мм2
Число элементарных проводников в пазу nэл = 1. Выбираем по таблице П3.1 [2, стр.343] обмоточный провод ПЭТ – 155:
dэл2 = 1.25·10-3 м – диаметр неизолированного провода;
dиз2 = 1.33·10-3 м – диаметр изолированного провода;
qэф2 = 1.227·10-6 м2 – сечение элементарного проводника.
Площадь паза ротора (предварительно):
Примем KЗ2 = 0.72; Sиз = 1.429·10-5 м2.
м2
Индукция в зубце ротора выбираем по таблице 8.10[1, стр.289] BZ2 = 1.75 ÷ 2 Тл. Выбираем BZ2 = 1.8 Тл.
Допустимая ширина зубца ротора:
м
Рисунок 2 – Паз ротора
Выбор параметров шлица:
bш2 = 1.5·10-3 м;
hш2 = 0.75·10-3 м.
Находим размеры паза в штампе:
м
м
м
Площадь паза ротора (окончательно):
м2
Площадь изоляции:
м2
Коэффициент заполнения паза ротора:
Коэффициент заполнения паза входит в указанные рамки (0.72 <Kз< 0.74).
Высота паза ротора:
м
Уточняем ширину зубца ротора:
Уточняем размеры зубцов статора.
м
м
Т.к. м, то ширину зубца принимаем равную 6.629·10-3 м.
Высота зубца ротора:
м
Рассчитаем коэффициенты необходимые для расчёта коэффициента воздушного зазора по формулам 4.17-4.19 [1, стр.178]:
Магнитная проницаемость μ0 = 4 ·10-7 Гн/м.
Магнитное напряжение воздушного зазора по формуле 8.103 [1,стр.321]:
А
Определяем индукцию в сечении зубца ротора по формуле 8.105 [1,стр.321]:
Тл
В соответствии с таблицей П1.13 [2, стр.334]:HZ1 = 3190 А/м.
Магнитное напряжение зубцовой зоны статора по формуле 8.104 [1,стр.321]:
А
Определяем индукцию в сечении зубца ротора по формуле 8.109 [1,стр.323]:
Тл
В соответствии с таблицей П1.13 [2, стр.334]:HZ2 = 5700 А/м.
Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора по формуле 8.108 [1,стр.323]:
А
Коэффициент насыщения зубцовой зоны по формуле 8.115 [1,стр.328]:
Высота ярма статора по формуле 8.118 [1, стр.329]:
м
Индукция в ярме статора по формуле 8.117 [1, стр.329]:
Тл
В соответствии с таблицей П1.12 [2, стр.333]:Ha = 820 А/м.
Длина средней силовой линии в ярме статора по формуле 8.119 [1,стр.329]:
м
Магнитное напряжение ярма статора по формуле 8.116 [1,стр.329]:
А
Величины необходимые для
Диаметр вала по формуле 8.102 [1, стр.319]:
м
Высота ярма ротора по формуле 8.123 [1, стр.330]:
м
Расчётная высота ярма ротора по формуле 8.124 [1, стр.330]:
м
Индукция в ярме ротора по формуле 8.122 [1, стр.329]:
Тл
Длина средней магнитной силовой линии в ярме ротора по формуле 8.127 [1, стр.330]:
м
В соответствии с таблицей П1.12 [2, стр.333]:Hj = 222 А/м.
Магнитное напряжение ярма ротора по формуле 8.121 [1,стр.329]:
А
Магнитное напряжение на пару полюсов по формуле 8.128 [1,стр.330]:
А
Коэффициент насыщения магнитной цепи по формуле 8.129 [1,стр.330]:
Намагничивающий ток по формуле 8.130 [1, стр.331]:
А
Относительное значение тока по формуле 8.131 [1, стр.331]:
Нахождение активных сопротивлений обмоток статора и ротора:
Примем вылет лобовой части обмотки статора и ротора B = 0.01 м.
Выбираем из таблицы 8.21 [1, стр.334]коэффициенты длины лобовой части обмотки статора Кл = 1.3 и вылета лобовой части обмотки статора Квыл = 0.4. Укорочение шага обмотки = 1.
Средняя ширина катушки обмотки статора по формуле 8.138 [1,стр.334]:
м
Длина пазовой части равна
Длина лобовой части витка обмотки статора по формуле 8.136 [1,стр.333]:
м
Вылет лобовой части витка обмотки статора по формуле 8.137 [1,стр.334]:
м
Средняя длина витка обмотки статора по формуле 8.135 [1,стр.333]:
м
Общая длина проводников фазы обмотки статора по формуле 8.134 [1,стр.333]:
м
Удельное сопротивление
Активное сопротивление фазы обмотки статора по формуле 8.132 [1,стр.332]:
Ом
Средняя ширина катушки обмотки ротора по формуле 8.138 [1,стр.334]:
м
Длина лобовой части витка обмотки ротора по формуле 8.139 [1,стр.334]:
м
Вылет лобовой части витка обмотки ротора по формуле 8.137 [1,стр.334]:
м
Средняя длина витка обмотки ротора по формуле 8.135 [1,стр.333]:
м
Общая длина проводников фазы обмотки ротора по формуле 8.134 [1,стр.333]:
м
Активное сопротивление фазы обмотки ротора по формуле 8.132 [1,стр.332]:
Ом
Коэффициент приведения сопротивления обмотки ротора по формуле 8.151 [1, стр.337]:
Приведённое активное сопротивление фазы обмотки ротора по формуле 8.150 [1, стр.337]:
Ом
Нахождение индуктивных
Размеры паза статора в соответствии с рисунком 8.50,е[1,стр.339].
h11 = hk = 1.05·10-3 м;
h21 = bиз = 3·10-4 м;
h31 = hп-2·h11-hk–hш=0.014-2·1.05·10
Коэффициенты, зависящие от укорочения шага обмотки: .
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния рассчитывают по формуле из таблице 8.24 [1, стр.338]:
Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния по формуле 8.159 [1, стр.338]:
Коэффициенты, зависящие от числаq, укорочения шага обмотки и размерных соотношений зубцовой зоны и воздушного зазора:
Определим ΔZ1 по рисунку 8.51,а [1, стр.340]. Для этого рассчитаем:
;
.
Тогда ΔZ1 = 0.14.
Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния по формуле 8.160 [1, стр.339]:
Индуктивное сопротивление обмотки статора по формуле 8.152 [1,стр.337]:
Ом
Размеры паза ротора в соответствии с рисунком 8.50,з[1,стр.339].
м;
м;
м.
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ротора по таблице 8.24 [1, стр.338].
Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния по формуле 8.159 [1, стр.338]:
Коэффициенты, зависящие от числаq, укорочения шага обмотки и размерных соотношений зубцовой зоны и воздушного зазора:
Определим ΔZ2 по рисунку 8.51,а [1, стр.340]. Для этого рассчитаем:
;
.
Тогда ΔZ2 = 0.04.
Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния по формуле 8.160 [1, стр.339]:
Индуктивное сопротивление обмотки ротора по формуле 8.152 [1,стр.337]: