Міністерство освіти і науки україни харківський комп’ютерно-технологічний коледж
НТУ «ХПІ»
Спеціальність 5.14010201
«Обслуговування та ремонт
електропобутової техніки»
Дисципліна
«Електричні апарати та машини
електропобутової техніки»
Методичні вказівки
до виконання курсового проекту
«Проектування
трифазного асинхронного двигуна
з короткозамкненою обмоткою ротора»
Харків 2017
Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни «Електричні апарати та машини електропобутової техніки» для студентів Харківського комп’ютерно-технологічний коледжу НТУ «ХПІ» спеціальності 5.14010201 «Обслуговування та ремонт електропобутової техніки».
Курсове проектування – це вид навчальних занять, під час яких студенти під керівництвом і контролем викладача самостійно здійснюють розрахунки з теми проекту, перевірку окремих теоретичних положень дисципліни, що вивчається, і здобувають практичні навички з проектування електричних машин загальнопромислового призначення.
Методичні вказівки розроблені викладачем професором Юхимчуком В.Д.
Розглянуті і затверджені на засіданні циклової комісії електропобутової техніки.
Протокол №_______ від __________________
Голова комісії______________________В.Л. Кириченко
Заступник директора з навчальної роботи______________О.І. Ігнатенко
ЗМІСТ
Вступ
Завдання на проектування
1 Електромагнітний розрахунок
1.1 Визначення головних розмірів двигуна
1.2 Проектування статора
1.3 Проектування ротора
1.4 Перевірний розрахунок
2 Розрахунок характеристик
2.1 Розрахунок робочих характеристик
2.2 Розрахунок максимального обертального моменту
2.3 Розрахунок початкових пускових струму і обертального моменту
2.4 Побудова механічної характеристики двигуна
3 Тепловий розрахунок
3.1 Тепловий розрахунок обмотки статора
4 Вентиляційний розрахунок
4.1 Визначення втрати повітря, необхідної для охолодження машини
5 Маса двигуна і динамічний момент інерції ротора
5.1 Визначення маси двигуна і динамічного моменту інерції ротора
6 Опис конструкції асинхронного двигуна
6.1 Опис конструкції асинхронного двигуна
7 Механічний розрахунок вала
7.1 Вихідні дані щодо розрахунку вала
7.2 Розрахунок вала на жорсткість
7.3 Розрахунок вала на згин
Приклад розрахунку асинхронного двигуна
Список джерел інформації
ВСТУП
Асинхронні електричні двигуни з короткозамкненою обмоткою ротора є основними перетворювачами електричної енергії в механічну, вони становлять основу привода більшості механізмів, які використовуються у всіх галузях людської діяльності.
Такий стан асинхронні двигуни отримали завдяки надзвичайно вдалому сполученню комплексу експлуатаційних і конструктивних характеристик. Здатність автоматично змінювати момент обертання відповідно до зміни моменту опору на валу та високому коефіцієнту корисної дії, з одному боку, і відносній простоті конструкції та відносно малій собівартості виробництва в сполученні з високою експлуатаційною надійністю та безпекою при мінімальному обслуговуванні – з іншої.
Експлуатація асинхронних двигунів не робить негативних впливів на навколишнє середовище. Простір, який займають ці машини невеликий.
Асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором загального призначення середньої потужності (від 1 до 400 кВт) на низьку напругу (до 1000 В) – є найбільш поширеними та випускаються у вигляді серій. Парк цих електродвигунів у промислово розвинених країнах досягає 90 % по кількості, а споживання ними електроенергії становить більше 70 %.
Хоча вимоги до цих асинхронних двигунів з боку приводів не є жорсткими, їх повсюдне використання вимагає підвищення енергетичних показників.
Тому ведучі електромашинобудівні підприємства більшості країн, які виробляють асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором постійно проводять роботу по поліпшенню технічних характеристик асинхронних двигунів та зменшенню їх вартості.
З огляду приведеного вище зрозуміло, що тема курсового проекту, яка присвячена проектуванню асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором, є актуальною.
Варіанти проектування асинхронного двигуна
з короткозамкненим ротором
Варіанти |
Р кВт |
U , В
|
UsN, В
|
fs, Гц |
ms |
|
з’єднання фазних обмоток статора |
1 |
0,37 |
380 |
220 |
50 |
3 |
750 |
Y |
2 |
0,37 |
380 |
220 |
50 |
3 |
1000 |
Y |
3 |
0,37 |
380 |
220 |
50 |
3 |
1500 |
Y |
4 |
0,37 |
380 |
220 |
50 |
3 |
3000 |
Y |
5 |
0,75 |
380 |
220 |
50 |
3 |
750 |
Y |
6 |
0,75 |
380 |
220 |
50 |
3 |
1500 |
Y |
7 |
1,1 |
380 |
220 |
50 |
3 |
750 |
Y |
8 |
1,1 |
380 |
220 |
50 |
3 |
1000 |
Y |
9 |
1,1 |
380 |
220 |
50 |
3 |
1500 |
Y |
10 |
1,1 |
380 |
220 |
50 |
3 |
3000 |
Y |
11 |
1,5 |
380 |
220 |
50 |
3 |
750 |
Y |
12 |
1,5 |
380 |
220 |
50 |
3 |
1000 |
Y |
13 |
1,5 |
380 |
220 |
50 |
3 |
1500 |
Y |
14 |
1,5 |
380 |
220 |
50 |
3 |
3000 |
Y |
15 |
2,2 |
380 |
220 |
50 |
3 |
750 |
Y |
16 |
2,2 |
380 |
220 |
50 |
3 |
1000 |
Y |
17 |
2,2 |
380 |
220 |
50 |
3 |
1500 |
Y |
18 |
2,2 |
380 |
220 |
50 |
3 |
3000 |
Y |
19 |
3,0 |
380 |
220 |
50 |
3 |
750 |
Y |
20 |
3,0 |
380 |
220 |
50 |
3 |
1000 |
Y |
21 |
3,0 |
380 |
220 |
50 |
3 |
1500 |
Y |
22 |
3,0 |
380 |
220 |
50 |
3 |
3000 |
Y |
23 |
4,0 |
380 |
220 |
50 |
3 |
750 |
Y |
24 |
4,0 |
380 |
220 |
50 |
3 |
1000 |
Y |
25 |
4,0 |
380 |
220 |
50 |
3 |
1500 |
Y |
26 |
4,0 |
380 |
220 |
50 |
3 |
3000 |
Y |
,
,
об/хв.
ЗАВДАННЯ НА ПРОЕКТУВАННЯ
Номінальні дані асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором:
Потужність Р , кВт
Напруга (лінійна) U , В
Напруга (фазна) UsN, В
Частота живильної мережі, fs, Гц
Кількість фаз обмотки статора, ms
Частота обертання (синхронна), , об/хв.
Ступінь захисту від зовнішніх впливів
Ступінь охолодження
Виконання за способом монтажу
Кліматичні умови і категорія розміщення
У даних методичних вказівках приводиться методика проектування трифазних асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором (ms = 3), призначених для роботи від мережі з частотою fs = 50 Гц в тривалому номінальному режимі (S1), закритого виконання – IP44 (машина захищена від попадання твердих тіл розміром більше 1 мм та від водяних бризок), спосіб охолодження – IC0141 (закрита машина, що обдувається зовнішнім вентилятором, який розташований на її валу), виконання за способом монтажу – IМ1001 (машина з двома підшипниковими щитами та кріпленням на лапах, з одним горизонтально спрямованим циліндричним кінцем вала), кліматичні умови і категорія розміщення – У4 (для установлення у вентильованих виробничих приміщеннях в районах з помірним кліматом).
Задані номінальні дані дозволяють визначити ще такі важливі для проектування параметри трифазного асинхронного двигуна:
-
кількість полюсів 2р:
;
- номінальну фазну напругуUsN залежно від способу з’єднання фазних обмоток статора:
- при з’єднанні фазних обмоток статора у «зірку» Y
;
при з’єднанні фазних обмоток статора у «трикутник»
UsN = U .