
- •Конспект лекций по курсу « пэму»
- •1.Общие вопросы проектирования электрических машин
- •1.1.Технико – экономические показатели эм
- •1.1.1.Экономические критерии оценки спроектированных изделий
- •1.1.2.Конструктивные формы исполнения электрических машин
- •1.1.3.Материалы, применяемые в электромашиностроении
- •Магнитные материалы
- •Проводниковые материалы
- •Изоляционные материалы
- •1.2.Главные размеры и электромагнитные нагрузки
- •1.2.1.Соотношения в геометрически подобных машинах (законы подобия)
- •Зависимость мощности гпм от линейных размеров
- •Изменение условий охлаждения с ростом мощности гпм
- •1.3.Расчет магнитных цепей электрических машин
- •1.3.1.Расчет мдс воздушного зазора
- •1.3.2.Расчет мдс зубцовой зоны
- •1.4.Потери мощности в электрических машинах
- •1.5.Расчет параметров обмоток
- •2.Тепловые и вентиляционные расчеты электрических машин
- •2.1.Режимы работы электрических машин
- •2.2.Виды, способы и системы охлаждения электрических машин
- •2.3.Оценка систем охлаждения
- •2.3.1.Коэффициенты, характеризующие тепловую нагрузку машины
- •2.3.2.Коэффициенты, характеризующие эффективностьспособов охлаждения
- •2.3.3. Коэффициенты, характеризующие разработанную систему охлаждения
- •2.3.4.Коэффициенты, характеризующие экономичность охлаждения
- •2.4.Характеристика вентиляционной сети
- •2.5.Вентиляторы электрических машин
- •2.6.Виды теплообмена в электрических машинах
- •2.7.Нагрев однородного тела
- •2.8.Теплопередача в телах простейшей конфигурации
- •2.8.1.Плоская стенка без внутренних потерь
- •2.8.2.Полый цилиндр
- •2.8.3.Теплопередача вдоль стержня
- •2.8.4.Плоская стенка с внутренними потерями
- •2.9.Нагрев и охлаждение однородного проводника
- •2.9.1.Нагрев однородного проводника в режиме s1.
- •2.9.2.Нагрев проводника в кратковременном режиме
- •2.9.3.Нагрев проводника в повторно - кратковременном режиме
- •2.9.4.Нагрев неоднородного проводника
- •2.10.Нагрев цилиндрических катушек
- •2.11.Нагрев проводника в режиме короткого замыкания
- •2.12.Современные методы тепловых расчетов электрических машин
- •2.12.1.Метод температурных полей
- •2.12.2.Метод тепловых параметров
- •2.12.3.Метод эквивалентных тепловых схем (этс)
- •3.Проектирование ад
- •3.1.Структура серии
- •3.2.Главные размеры и электромагнитные нагрузки ад
- •3.3.Обмотки статоров асинхронных двигателей
- •3.4.Выбор числа пазов статора и ротора
- •3.5.Высшие гармоники магнитного поля в воздушном зазоре
- •3.6.Пазы статора
- •3.6.1.Пазовые клинья
- •3.7.Источники шума и вибраций асинхронных двигателей
- •3.8.Выбор формы пазов ротора
- •3.9.Расчет размеров стержней ротора
- •3.10.Выбор воздушного зазора ад
- •3.11.Расчет магнитной цепи ад
- •3.12.Особенности взрывозащищенных ад
- •3.13.Расчет рабочих характеристик ад
- •3.14.Расчет пусковых характеристик ад
- •3.15.Расчет пуска асинхронных двигателей
- •4.Проектирование машин постоянного тока
- •4.1.Главные размеры и электромагнитные нагрузки мпт
- •4.2.Выбор главных размеров
- •4.3.Учет требований надежности при проектировании машин постоянного тока
- •4.4.Необходимость применения компенсационной обмотки
- •4.5.Выбор числа пар полюсов машин постоянного тока
- •4.6.Расчет обмотки якоря
- •4.6.1.Условия симметрии обмоток
- •4.6.2.Простая волновая обмотка
- •4.6.3.Сложная волновая обмотка
- •4.6.4.Простая петлевая обмотка
- •4.6.5.Сложная петлевая обмотка
- •4.6.6.Комбинированная обмотка
- •4.7.Выбор типа обмотки якоря
- •4.8.Выбор размеров проводников и пазов
- •4.9.Расчет магнитных цепей мпт
- •4.9.1.Выбор воздушного зазора
- •4.9.2.Размеры сердечника главного полюса
- •4.9.3.Размеры станины
- •4.10.Определение размеров и числа щеток и размеров коллектора
- •4.11.Коммутация мпт
- •4.11.1.Эдс, наводимые в коммутируемой секции.
- •4.12.Расчет обмоток добавочных полюсов и компенсационной.
- •4.13.Расчет мдс обмотки возбуждения
- •5.Проектирование синхронных машин
- •5.1.Основные конструктивные формы исполнения см
- •5.1.1.Особенности выбора главных размеров см различных типов
- •5.2.Обмотки статоров см
- •5.3.Выбор величины воздушного зазора см
- •5.4.Успокоительная (пусковая) обмотка
- •5.5.Расчет мдс реакции якоря
- •6.Общие вопросы проектирования трансформаторов
- •6.1.Краткая характеристика систем охлаждения трансформаторов
- •6.2.Выбор конструкции и расчет обмоток трансформаторов
- •6.2.1.Цилиндрические обмотки из прямоугольного провода
- •6.2.2.Многослойные цилиндрические обмотки из круглого провода
- •6.2.3.Винтовые обмотки
- •6.2.4.Катушечные обмотки
- •6.3.Расчет магнитной системы трансформатора
- •6.4.Расчет параметров короткого замыкания трансформаторов
- •Методические указания
- •7.Исходные данные для выполнения курсового проекта
- •8.Выбор главных размеров
- •9.Расчет данных обмотки статора
- •10.Расчет размеров зубцовой зоны статора
- •11.Расчет ротора
- •12.Расчет намагничивающего тока
- •13.Параметры рабочего режима
- •14.Расчет рабочих характеристик
- •15.Расчет пусковых характеристик
- •16.Тепловой и вентиляционный расчеты
- •17.Содержание расчетно – пояснительной записки и графической части проекта
1.1.3.Материалы, применяемые в электромашиностроении
Материалы принято делить на активные (магнитные и проводниковые), изоляционные и конструкционные.
Магнитные материалы
Для изготовления магнитопроводов ЭМ применяются листовая электротехническая сталь, стальное литье, чугун и магнитодиэлектрики.
Тонколистовая электротехническая сталь изготавливается в виде рулонов, листов и резаной ленты. Обозначение марок стали состоит из четырех цифр.
Первая цифра обозначает класс по структурному состоянию:
1 – горячекатаная изотропная сталь;
2 – холоднокатаная изотропная сталь;
3 – холоднокатаная анизотропная сталь с ребровой структурой;
Вторая цифра обозначает содержание кремния:
0 – с содержанием кремния до 0,4 %;
1 - с содержанием кремния от 0,4 до 0,8 %;
2 - с содержанием кремния от 0,8 до 1,8 %;
3 - с содержанием кремния от 1,8 до 2,8 %;
4 - с содержанием кремния от 2,8 до 3,8 %;
5 - с содержанием кремния от 3,8 до 4,8 %.
Третья цифра обозначает группу стали по основной нормируемой характеристике:
0 – удельные потери при магнитной индукции 1,7 Тл и частоте 50 Гц;
1 – удельные потери при магнитной индукции 1,5 Тл и частоте 50 Гц;
2 – удельные потери при магнитной индукции 1,0 Тл и частоте 400 Гц;
6 – магнитная индукция в слабых магнитных полях при напряженности поля 0,4 А/м;
7 – магнитная индукция в средних магнитных полях при напряженности поля 10 А/м;
Четвертая цифра обозначает порядковый номер типа стали.
Проводниковые материалы
К проводниковым материалам относятся, в первую очередь, медь и алюминий. Медные и алюминиевые обмоточные провода выпускаются круглых и прямоугольных сечений различных марок и классов нагревостойкости.
В настоящее время для изготовления обмоток электрических машин наиболее часто применяются следующие марки проводов:
ПЭВ – эмалированный, на на винифлексовой изоляции;
ПЭТВ – эмалированный, на на винифлексовой изоляции, повышенной нагревостойкости;
ПСД – с двухслойной изоляцией стекловолокном;
ПСДК – с двухслойной изоляцией стекловолокном, с пропиткой каждого слоя кремнийорганическим лаком.
Для заливки роторов асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором применяются технически чистый алюминий марки А7 и различные сплавы алюминия, например, АКцТ15-1,5, АМцТ2, отличающиеся от технического алюминия величиной электропроводности.
Латуни (сплавы меди с цинком) и бронзы (сплавы меди с кадмием, бериллием и фосфором) применяются, главным образом, для изготовления пусковых (демпферных) обмоток синхронных машин.
Изоляционные материалы
Электроизоляционные материалы, применяемые в электромашиностроении, делятся на семь классов в соответствии с предельно допустимыми для них температурами:
Y – допустимая температура 90 ° С (текстильные материалы на основе хлопка, целлюлозные бумаги, картоны и т.п.);
А – допустимая температура 105 ° С (лакоткани, полиамидные пленки, изоляция эмалированных проводов);
Е – допустимая температура 120 ° С (пленки и волокна из полиэтилентерефталата, термореактивные синтетические смолы и компаунды);
В – допустимая температура 130 ° С (материалы на основе щепаной слюды, асбестоцемент(;
F – допустимая температура 155 ° С (стеклолакоткани и стеклолакочулки, стекловолокнистая изоляция проводов);
Н – допустимая температура 180 ° С (кремнийорганические эластомеры, асбестовая пряжа);
С - допустимая температура более 180 ° С (слюда, стекло бесщелочное, электротехническая керамика).
Конструкционные материалы
К конструкционным относятся материалы, предназначенные для изготовления деталей, воспринимающих только механические нагрузки и объединяющих все элементы машины в одно устройство. Кроме того, они служат для изготовления систем охлаждения и защиты двигателя от воздействий внешней среды. В качестве конструкционных материалов при производстве АД используются чугун, стальной прокат, алюминиевые сплавы и пластмассы.