Содержание

Введение 3

1 Описание конструкции и технологии сборки 5

2. Выбор главных размеров 6

2.1 Выбор главных размеров электродвигателя 6

2.1 Определение Z₁, w₁ и площади поперечного сечения провода обмотки статора 8

2.2 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора 10

2.3 Расчет ротора 12

3 Электромагнитный расчет 16

4 Параметры рабочего режима 19

4.1 Расчет параметров рабочего режима 19

4.2 Расчет потерь 23

4.3 Расчет рабочих характеристик 24

4.4 Расчет пусковых характеристик 27

4.5 Расчет пусковых характеристик с учетом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния 30

5 Круговая диаграмма 35

6 Тепловой и вентиляционный расчет 36

7 Механический расчет 40

7.1 Расчет нажимных шайб, пальцев и шпонок 40

7.2 Расчет вала 42

7.3 Выбор подшипников 46

8 Экономический расчет 47

Заключение 48

Список литературы 48

Введение

Значительное увеличение производства электрических машин в последние десятилетия ставит перед инженерами – электромеханиками с особой остротой проблему экономии материалов и электроэнергии, снижение трудоёмкости и повышение надёжности электрических машин. Решение этих проблем во многом зависит от умения проектировать электрические машины с высокими технико-экономическими показателями.

Потребность народного хозяйства в асинхронных двигателях очень велика. Они являются основными двигателями в электроприводах практически всех промышленных предприятий.

Как объект эксплуатации электрическая машина должна иметь высокие показатели (КПД и ). Здесь зачастую приходится решать проблемы оптимального проектирования. Удобно при проектировании и оптимизации применять ЭВМ. В данном случае будет применяться среда Mathcad. Это наиболее удобная программа для проведения расчётов и построения основных характеристик.

Специалист в области электропривода должен понимать и знать принцип действия, устройство, конструкцию асинхронного двигателя.

Задача курсового проекта, которая ставится перед студентом: спроектировать асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Двигатель проектировать, ориентируясь на единую серию асинхронных машин, выпускаемую промышленностью.

1 Описание конструкции и технологии сборки

По условию курсовой работы заданы: исполнение по степени защиты и монтажное исполнение. Исполнение по защите проектируемого двигателя IP44. Это подразумевает, что двигатель защищен от проникновения внутрь оболочки частиц более 1 мм, а также двигатель защищен от брызг, и вода, разбрызгиваемая на оболочку в любом направлении, не должна оказывать вредного действия на изделие, т.е. двигатель выполнен в закрытом исполнении.

Монтажное исполнение IМ2001 говорит о том, что двигатель выполнен на вертикальном фланце с двумя подшипниковыми щитами и на лапах с подшипниковыми щитами, имеет горизонтальное расположение и один выходной конец вала.

Наружный вентилятор крепится на выступающем конце вала, противоположном выходному. Вентилятор закрыт кожухом из листовой стали. Наружный воздух засасывается вентилятором через жалюзи кожуха и прогоняется вдоль ребер станины, а также внутри машины с помощью диффузора. На станине укреплены две коробки выводов.

Сердечник статора выполнен из листовой стали 2013 и скреплен скобами. Пазы статора полузакрытые трапецеидальные, ротора – прямоугольные. Обмотка двухслойная. Сердечник ротора выполнен также из стали 2013. Сердечник ротора напрессован непосредственно на вал. Подшипники закрыты с обеих сторон подшипниковыми крышками, препятствующими вытеканию смазки при работе.

Станина крепится с помощью фланца, имеющего отверстия под крепежные болты. Фланец отлит как одно целое с крышкой машины. Сверху станина имеет прилив с резьбовым отверстием, в которое ввинчивается рым-болт для подъема двигателя при монтаже.

К корпусу ЭД с помощью болтов на коробку выводов крепится верхняя крышка.

2. Выбор главных размеров

2.1 Выбор главных размеров электродвигателя

Техническое задание

Спроектировать асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором.

Данные для расчета:

Полезная мощность:

Вт

Число полюсов: 2р=4

Число пар полюсов:

Номинальное фазное напряжение:

В

Число фаз статора:

Частота сети:

Гц

IP44 - исполнение по степени защиты

IM2001 - исполнение по монтажу

Сталь 2013

По рис.8.17,а, стр 274,[1] принимаем ближайшее стандартное значение высоты оси вращения

(м)

По таблице 8.6, стр 275,[1] определяем диаметр статора асинхронного двигателя:

(м)

Значение коэффициета Кd берем из табл. 8.7,стр 276,[1]:

Внутренний диаметр статора D определим по формуле 8.2,стр 275,[1]:

(м)

(1)

Полюсное деление по формуле 8.3,стр 276,[1]:

(м)

(2)

- отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, которое может быть приближенно определено по рис.8.20,стр276,[1]; Предварительные значения η (КПД) и cos φ могут быть приняты по кривым рис.8.21а,стр.277,[1]:

Находим расчетную мощность P₁,по формуле 8.4,стр276,[1]:

( )

(3)

Электромагнитные нагрузки (предварительно по рис.8.22,а,стр278,[1]):

(А/м)

- линейная нагрузка;

(Тл)

- индукция в воздушном зазоре.

Обмоточный коэффициент (предварительно для однослойной обмотки):

Синхронная угловая скорость двигателя ,

по формуле 8.5,стр279,[1]:

(4)

Для определения расчетной длины магнитопровода по 8.6, стр279, [1]

коэффициент формы поля предварительно принимаем , тогда:

(м)

(5)

Критерием правильности выбора главных размеров D и служит отношение:

(6)

Найденное находится в нужных пределах.

Конструктивную длину статора и длину стали сердечников принимаем равной

, т. к. при данной длине сердечников радиальные вентиляционные

каналы не делают.