Асинхронный двигатель

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Января 2013 в 18:19, курсовая работа

Краткое описание

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.

Содержание работы

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

Содержимое работы - 1 файл

Асинхронный двигатель с фазным ротором 2,2кВатт.doc

— 1.89 Мб (Скачать файл)

           

,          (105)

 

 Ом

Приведённое индуктивное  сопротивление обмотки ротора по формуле 8.165 [1, стр.341]:

 

                          

,                    (106)

 

 Ом

 


 

Относительные значения параметров по формуле 8.186 [1,стр.347]:

 

                         

,                   (107)

                        

                         

,                   (108)

                         

,                   (109)

                      

                          

,                    (110)

3.4 Расчет потерь и КПД двигателя

Удельные потери в стали 2412 принимаем по таблице 8.26 [1,стр.348]: Вт/кг. Удельная масса стали: кг/м3.

Масса стали ярма статора по формуле 8.188 [1, стр.349]:

 

                   

,            (111)

 

 кг

Масса стали зубцов статора по формуле 8.189 [1, стр.349]:

 

                     

,               (112)

 

 кг

Коэффициенты, учитывающие  влияние на потери в стали, неравномерность распределения потока по сечениям участков магнитопровода и технологических факторов: Кда = 1.6; Кдz = 1.8.

Показатель степени, учитывающий  зависимость потерь в стали от частоты перемагничивания: .

 

 

 

Основные потери в  стали по формуле 8.187 [1, стр.348]:


 

           

,      (113)

 

 Вт

Частота вращения двигателя:

                             

,                    (114)

 об/мин

Коэффициенты, учитывающие влияние обработки поверхности зубцов ротора и статора: К01 = К02 = 1.6.

Коэффициенты  и определяем по рисунку 8.53,б[1, стр.349], в зависимости от отношения ширины шлица пазов статора к воздушному зазору:

 

;

 

.

 

Тогда и .

Амплитуда пульсаций индукции в  воздушном зазоре над коронками  зубцов статора и ротора по формуле 8.190 [1, стр.349]:

 

                        

,                   (115)

 

 Тл

 

                        

,                   (116)

 

 Тл

Поверхностные потери в  роторе и статоре по формулам 8.191-8.192 [1, стр.350]:

               

,           (117)

 

 Вт/м2

 

              

              

             


               ,           (118)

 

 Вт/м2

Полные поверхностные  потери в роторе и статоре по формулам 8.193-8.194 [1, стр.350]:

 

                   

,                (119)

 

 Вт

 

                   

,               (120)

 

 Вт

Пульсационные потери в зубцах ротора и статора:

Найдём амплитуду пульсаций  индукции в среднем сечении зубцов ротора и статора по формулам 8.195-8.196 [1, стр.350]:

 

                        

,                    (121)

 

 Тл                   

                        

,                    (122)

 Тл

Масса стали зубцов ротора по формуле 8.201 [1, стр.351]:

 

                   

,                (123)

 

 кг

Пульсационные потери в  зубцах ротора и статора по формулам 8.199-8.200 [1, стр.351]:

                   

,               (124)

 

 Вт

 

             

                 


                  ,               (125)

 

 Вт

Добавочные потери в  стали по формуле 8.202 [1, стр.352]:

 

                   

,              (126)

 

 Вт

Полные потери в стали по формуле 8.203 [1, стр.352]:

 

                

                       

,                  (127)

 

 Вт

Ток в кольце т.к. обмотки ротора соединены в звезду. Падение напряжения в скользящем контакте щётки принимаем из таблицы П4.2 [2, стр.362] для марки МГ: ΔUщ = 0.2 В. Тогда потери на щёточном контакте равны по формуле 8.208 [1, стр.352]:

 

                        

,                   (128)

 

 Вт

 

Рассчитаем механические и вентиляционные потери:

Определи коэффициент Kt:

 

                         

,                   (129)

Механические потери по формуле 8.210 [1, стр.353]:

 

                       

,                  (130)

 Вт

Рассчитаем потери на трение щёток о контактные кольца:

Коэффициент трения щёток  о контактные кольца: Ктр = 0.16.

Из таблицы П4.2 [2, стр.362] имеем следующие параметры и условия работы щёток марки МГ:

    • давление на контактной поверхности щёток: кПа;
    • плотность тока: Jщ = 20 А/см2;
    • падение напряжения в скользящем контакте щётки:ΔUщ = 0.2 В.


Линейная скорость кольца при диаметре кольца DК = 0.056 м:

 

                           

,                   (131)

 м/с

Площадь щётки на одно кольцо:

 

                             

,                     (132)

 см2

 

По таблице П4.1 [2, стр.360] выбираем размеры щёток:

 см;

 см.

Количество щёток на одно кольцо:

 

                           

,                   (133)

Принимаем количество щёток  на одно кольцо nщ = 1.

Плотность тока в щётке:

                         

,                   (134)

 А/см2

Потери на трение щёток  о контактные кольца по формуле 8.214  [1, стр.353]:

                 

,          (135)

 

 Вт

Электрические потери во всех фазах обмотки статора по формуле 8.204 [1, стр.352]:

                        

,                    (136)

 Вт

Электрические потери во всех фазах обмотки фазного ротора по формуле 8.205 [1, стр.352]:

 

                       

,                    (137)

 Вт

 


Сумма потерь:

 

                

,            (138)

 

 Вт

Рассчитаем холостой ход двигателя:

Электрические потери статора  при холостом ходе по формуле 8.219 [1, стр.354]:

                         

,                   (139)

 

 Вт

 

 

Активная составляющая тока холостого хода по формуле 8.218 [1,стр.354]:

                      

,                  (140)

 

 А

Реактивная составляющая тока холостого хода: А.

Ток холостого хода двигателя по формуле 8.217 [1, стр.354]:

 

                         

,                    (141)

 А

Определим при холостом ходе по формуле 8.221 [1,стр.355]:

 

                         

,                      (142)

3.5 Расчёт рабочих характеристик

Рассчитаем сопротивления  взаимной индукции обмоток статора  и ротора:

 

                            

,                    (143)

 Ом

 

                       

                        


                         

                       

,                  (144)

 Ом

Их относительные значения:

 

                           

,                  (145)

 Ом

                          

,                (146)

 Ом

Рассчитаем коэффициент  по формуле 8.222 [1, стр.356]:

 

                 

,           (147)

 

 

0

Рассчитаем коэффициент c1 по формулам 8.224-8.225 [1,стр.356]:

 

                    

,          (148)

 

 

 

                      

,                  (149)

 

 

                          

,                    (150)

 


Активная и реактивная составляющая синхронного тока холостого хода по формуле 8.226 [1, стр.358]:

 

                       

,                  (151)

 

 А

 

 А

Вспомогательные коэффициенты по формулам 8.227-8.228 [1,стр.358]:

                           

,                    (152)

 

 

                           

,                   (153)

 

 

                        

,             (154)

 

 

                        

,              (155)

 

 

Рассчитаем рабочие  характеристики асинхронного двигателя  с фазным ротором. Номинальное скольжение принимаем sном = 0.07.

Формулы для расчёта  рабочих характеристик асинхронного двигателя по таблице 8.28 [1, стр.357]:

Рассчитаем все величины для первого значения скольжения. Для всех остальных значений скольжения расчёты ведутся аналогично. Все  результаты представим в виде таблиц.

 

                           

,                    (156)

 Ом

                           

,                     (157)

 Ом

                     


                           ,                     (158)

 

 Ом

 

                           

,                     (159)

 Ом

 

                        

,                 (160)

 

 

 Ом

 

                            

,                    (161)

                

                          

,                    (162)

                            

,                    (163)

 А

                         

,                (164)

 

 А

 

                         

,                (165)

 

 А

 

                         

,                (166)

 А

 

                             

,                   (167)

 А

 

                        

,                (168)


 кВт

 

                         

,                (169)

 

 кВт

 

                       

,                 (170)

 

 кВт

 

                     

,              (171)

 

 кВт

 

                 

,          (172)

 

 кВт

 

                            

,                 (173)

 кВт

                             

,                  (174)

 

                            

,                    (175)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




Результаты расчёта рабочих  характеристик асинхронного двигателя с фазным ротором:




















































Рабочие характеристики представлены в графической части курсового проекта.

Номинальные параметры спроектированного электродвигателя:

Номинальное скольжение: sном = 0.07.

Номинальная мощность: P2ном = 2.2 кВт.

 

                          

,                     (176)

 Ом

                          

,                     (177)

 Ом

                        

,                     (178)

 

 Ом

 

                        

,                     (179)

Информация о работе Асинхронный двигатель