Содержание.

1.Введение

2. Расчетная часть

2.1 Исходные данные асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

2.2 Определение главных размеров

2.3 Расчет обмотки статора

2.4 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

2.5 Расчет ротора

2.6 Расчет магнитной цепи

2.7 Расчет параметров рабочего режима

2.8  Расчет потерь

2.9 Расчет рабочих характеристик

2.10 Расчет пусковых характеристик

2.11  Тепловой расчет

Введение

Асинхронные двигатели – наиболее распространенный вид электрических машин, потребляющий в настоящее время около 40% всей вырабатываемой электроэнергии. Их установленная мощность постоянно возрастает.

Асинхронные двигатели широко применяются в приводах металлообрабатывающих, деревообрабатывающих и других станков, кузнечно-прессовых, ткацких, швейных, грузоподъемных, землеройных машин, вентиляторов, насосов, компрессоров, центрифуг, в лифтах, в ручном электроинструменте, в бытовых приборах и т.д. Практически нет отрасли техники и быта, где не использовались бы асинхронные двигатели.

Потребности народного хозяйства удовлетворяются главным образом двигателями основного исполнения единых серий общего назначения, т.е. применяемых для привода механизмов, не предъявляющих особых требований к пусковым характеристикам, скольжению, энергетическим показателям, шуму и т.п. Вместе с тем в единых сериях предусматривают также электрические и конструктивные модификации двигателей, модификации для разных условий окружающей среды, предназначенные для удовлетворения дополнительных специфических требований отдельных видов приводов и условий их эксплуатации. Модификации создаются на базе основного исполнения серий с максимально возможным использованием узлов и деталей этого исполнения.

В некоторых приводах возникают требования, которые не могут быть удовлетворены двигателями единых серий. Для таких приводов созданы специализированные двигатели, например электробуровые, краново-металлургические и др. 

Асинхронные электродвигатели общего назначения серии 4А Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором серии 4А общего назначения основного исполнения предназначены для нормальных условий работы в различных отраслях промышленности. Серия охватывает диапазон номинальных мощностей от 0.06 до 400 кВт и выполнена на 17 высотах оси вращения от 50 до 355 мм. Двигатели рассчитаны на работу от сети трехфазного переменного тока частотой 50 Гц и имеют степень защиты IP44 или IP23. Способ охлаждения двигателей IC0141– наружный обдув установленным на валу двигателя реверсивным центробежным вентилятором. Двигатели с высотой оси вращения 280–355 имеют

дополнительное охлаждение ротора наружным воздухом, проходящим через окна в подшипниковых щитах, по трубкам и вентиляционным каналам

ротора. Станины двигателей с высотой оси вращений 50–63 мм изготавливают из алюминиевого сплава. Двигатели с высотой оси 71–160 мм имеют станины из алюминиевого сплава или чугуна. Станины АД с высотой оси вращения 180–250 мм – чугунные. У двигателей с высотой оси вращения 250 – 355 мм станины могут быть как чугунные литые, так и стальные сварныеПо номинальным значениям параметров, конструктивным исполнениям, способу монтажа, условиям эксплуатации, транспортирования, хранения, климатическим факторам, номинальному режиму работы, классу вибрации, показателям надежности электродвигатели 4А и 4АМ аналогичны. Структура обозначения серии 4А (4АМ).  4А(М) Х Х Х Х Х Х Х  1        2 3 4 5 6 7 8 1 - название серии (4А, 4АМ); 2 - исполнение по способу защиты, буква Н - исполнение IP23, отсутствие буквы означает исполнение IP44; 3 - исполнение АД по материалу станины и щитов: А - станина и щиты алюминиевые; Х - станина алюминиевая, шиты чугунные (или обратное сочетание материалов); отсутствие буквы - станина и щиты чугунные или стальные; 4 - высота оси вращения мм (две или три цифры); 5 - установочный размер по длине станины: буквы S, М или L (меньший,

средний или больший); 6 - длина сердечника: А - меньшая, В-большая при условии сохранения установочного размера; отсутствие буквы означает, что при данном установочном размере (S, М или L) выполняется только одна длина сердечника; 7 - число полюсов (одна или две цифры); 8 - климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69.

Таблица - 1 техническая характеристика.

Марка двигателя	Мощность кВт	Скольжение, %	КПД, %	Коэф. мощности	Ммакс/Mн	Мп/Мн	Ммин/Мн	Iп/Iн
4А200М4 У3	37	1,7/2	91,5	0,9/0,89	2,2/2,4	1,4/1,5	1/1,2	7/6,5

2.Задание на курсовое проектирование

Произвести расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, со следующими параметрами:

• Мощность 37 кВт

• Напряжение 220 В

• Частота вращения 1500 об/мин

• Исполнение IP54

• Класс изоляции

2.1 Расчетная часть

2.1 Исходные данные для проектирования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором :

P2h := 37 кВт. Номинальная мощность асинхронного двигателя

U_1H := 220 фазное напряжение обмотки статора

n:= 1500 об/мин синхронная частота вращения

f:= 50 Гц частота тока

Степень защиты IP54

Класс изоляции по нагреву Н

2.2 Определение главных размеров асинхронного двигателя

Число пар полюсов

Предварительная высота оси вращения h выбирается по таблице 2.

Таблица - 2

Принимаем h= 200 мм

h=200 мм

D_a = 0,359

Внутренний диаметр статора, где Кd =0.67 определяется по табл. 6-7

D=K_D*D_a

D= 0,67*0.359=0.241 м

Полюсное деление где 2р число полюсов АД

Расчетная мощность АД

К_е= 0.98 определяется по рисунку

Рисунок 1 Расчетная мощность

= 0.89 определяется по рисунку 2

Cos = 0.9 определяется по рисунку 2

Рисунок 2 Cos и

Определяем электромагнитные нагрузки

А = 36*10³ А/м

= 0.78Тл

Обмоточный коэффициент зависит от типа обмотки статора.

Предварительно задаются : для однослойных обмоток при 2р=4

К_об1= 0.92

Расчетная длина воздушного зазора

К_В= 1.11 коэффициент формы поля

=2*3,14 =157 рад/с - синхронная угловая скорость

В асинхронных двигателях, длинна сердечников которых не превышает

250...300 мм, радиальные вентиляционные каналы не делаются. Сердечники шихтируются в один пакет.

2.2.9 Отношение

Рисунок 3 Отношение

2.3 Расчет обмотки статора

Рисунок 4 Предельные значения зубчатого деления t

_max =0.016 м

_min=0.013 м

Число пазов статора

Z1_max= = 47

Z1_min= = 58

Окончательное число пазов принимается из полученного в пределах с учетом того, что Z1 должно быть кратным числу фаз m, а также число пазов на полюс и фазу должно быть целым числом.

Z1=48

Где число фаз m= 3

Число пазов на полюс и фазу

Окончательное значение зубчатого деления статора

Окончательное значение зубчатого деления статора не должен превышать 10%.И должно быть не менее 6-7 м(0.006-0.007мм)

Число эффективных проводников в пазу

а=2 Р₂ = 120Вт

Uп1=а* (2.3.7)

Uп=2*8,1=16,2 шт.

принимает 16 шт.

Окончательное число витков фазы обмотки статора

Окончательное значение линейной нагрузки

поток Вб

Индукция в воздушном зазоре.

Bδ=

Где при q=4

Расчетный шаг

=0,958

=2*(q+1)

=2*(4+1)=10 принимаем шаг обмотки у=10

=sin( *β)

=sin( *0,833)=0,966

= *

=0,958*0,966=0,925;для =0,272 =0,98

принимаем произведение линейной нагрузки на плотность.

Рисунок 5 произведение линейной нагрузки на плотность.

=190*

=

= =5,35* =5,35

В машинах с номинальным напряжением до 660В и мощностью до 100кВт обмотки выполняют из круглого обмоточного провода и укладывают в трапецеидальные полузакрытые пазы.

Выбираем число элементарных проводников =3.

Принимаем обмоточный провод марки ПЭТВ

При ручной укладке обмоток(Двигатели с h>160 мм) диаметр изолированного

Провода обычно берут не более 1,7 мм.

Номинальный диаметр неизолированного провода =1,7 мм

Средний диаметр изолированного провода =1,785 мм.

Площадь поперечного сечения неизолированного провода =2,27

Окончательное сечение эффективного проводника

=2,27*3=6,81

Плотность тока в обмотке статора(окончательно)