ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Электрические машины»

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Расчёт асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором»

Выполнил: студент ЭТ-413

Болдырева А.Ю.

Проверил: Гулин С.А.

Санкт - Петербург

2007 Г. Содержание

1. Исходные данные……………………………………………………………………..3

2. Эскиз двигателя……………………………………………………………………….4

3.Расчет электрических параметров……………………………………………5

4. Главные размерыДВИГАТЕЛЯ……………………………………………………...6

5. Расчет статора………………………………………………………………………....6

6. Расчёт РОТОРА…………………………………………………………………………..10

7. Схема замещения двигателя……………………………………………………13

8. Векторная и круговая диаграммы двигателя……………………………15

9. Охлаждение двигателя…………………………………………………………….17

10.рАСЧЁТ МассЫ двигателя………………………………………………………….18

11.Ориентировочная стоимость двигателя…………………………………...19

12. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………………….20

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

Исходные данные относятся к номинальному режиму работы двигателя.

1. Линейное напряжение питающей сети U_1л= 380 В

2. Частота питающего напряжения f₁ = 50 Uw

3. Полезная мощность двигателя Р_2н= 15 кВт

4. Коэффициент полезного действия η = 0,88

5. Коэффициент мощности cos φ₁ = 0,88

6. Предельно допустимый перегрев ΔΘ_д= 100 ºС

7. Долевое распределение потерь:

а. Электрические потери в статоре: Δp_э1 * = 0,30

b. Электрические потери в роторе Δp_э2* = 0,40

c. Потери в магнитопроводе статора Δp_ст * = 0,15

d.Механические потери Δp_мех * = 0,15

e. Суммарные потери мощности Δp* = 1,00

8. Число полюсов двигателя: 2р = 4

9. Число фаз статора: m₁ = 3

Шифр задания: 1-2-1-5.

2. Эскиз двигателя

1. Остов двигателя

2. Подшипниковый щит

3. Вентилятор

4. Статор

5. Ротор

6. Вал

7. Кожух

8. Вентиляционные лопатки

9. Замыкающие кольца ротора

10. Подшипник

11. Подшипник

12. Крышка

13. Обмотка статора

3. Расчет электрических параметров машины

При расчете используются фазные значения напряжения и тока обмотки статора,

соединенной по схеме «звезда».

3.1 Фазное напряжение:

U₁=U_1л/√3 = 380/√3 = 220 В

3.2 Фазный ток:

I₁= Р_2н/ (m₁ *U1 * η *cosφ₁) = 15000/(3*220*0,88*0,88) = 29,3 А

3.3 Активная мощность, потребляемая двигателем из сети:

P₁= Р_2н/ η = 15000/0,88 = 17045 Вт

3.4 Суммарные потери мощности:

∑Δp=P₁- Р_2н= 17045 – 15000 = 2045 Вт

а. Потери мощности в магнитопроводе статора возникают вследствие перемагничивания и действия вихревых токов, пульсаций магнитной индукции в воздушном зазоре и зубцах статора:

Δp_ст * = Δp_ст** ∑Δp= 0,15 * 2045 = 306,8 Вт

b. Электрические потери в обмотке статора приt= 100 ºС:

Δp_э1 * = Δp_э1* * ∑Δp= 0,30 * 2045 = 613,5 Вт

c. Электрические потери в обмотке ротора приt= 100 ºС:

Δp_э2* = Δp_э2* * ∑Δp= 0,40 * 2045 = 818 Вт

d. Механические и вентиляционные потери:

Δp_мех * = Δp_мех* * ∑Δp= 0,15 * 2045 = 306,8 Вт

Энергетическая диаграмма.

Рис. 1.

Используя энергетическую диаграмму можно определить электромагнитную и механическую мощность машины. Диаграмма приведена на Рис 1.

3.5 Электромагнитная мощность (мощность, передаваемая от статора к ротору):

P_эм=P₁- Δp_э1*- Δp_ст* = 17045 – 613,5 – 306,8 = 16124,7 Вт

3.6 Механическая мощность:

P_мех =P_эм- Δp_э2* = 16124,7 – 818 = 15306,7 Вт

3.7 Скольжение:

s= Δp_э2*/P_эм= 818 / 16124,7 = 0,051

3.8 Частота вращения магнитного потока статора:

n₁= 60*f₁/p= 60*50/ 2 = 1500 об/мин

3.9 Угловая скорость вращения магнитного потока статора:

Ω₁= 2π*n₁ / 60 = 2*3,14*1500 / 60 = 157 1/с

3.10 Частота вращения ротора:

n₂= (1 –s)*n₁= (1 – 0,051)*1500 = 1424 об/мин

3.11 Угловая скорость вращения ротора:

Ω₂ = 2π*n₂ / 60 = 2*3,14*1424 / 60 = 149 1/с

3.12 Электромагнитный момент:

М_эм=P_эм/ Ω₁= 16124,7/ 157 = 103 Н*м

3.13 Полезный момент на валу двигателя:

М₂ = Р_2н/ Ω₂ = 15000 / 149 = 101 Н*м