Семестр6 / Електричні машини / Курсова робота / Інше / Проектування асинхронного двигуна серії 4А
.docФедеральне агентство з освіти Російської Федерації Російський державний професійно - педагогічний університет Кафедра електрообладнання і автоматизації промислових підприємств ПРОЕКТУВАННЯ АСИНХРОННОГО ЕЛЕКТРОДВИГУНА СЕРІЇ 4 А ПОТУЖНІСТЮ 7.5 кВт АНОТАЦІЯ Пояснювальна записка до курсового проекту 03.05.03.000000.000.КП Розробив студент Групи Керівник проекту Єкатеринбург 2007
Курсовий проект містить _____ аркушів тексту, _____ ілюстрацій, 2 таблиці, 2 використовуваних джерела. Наведено розрахунок асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором серії 4А132 S4 У3 потужністю 7,5 кВт, що включає в себе: - Вибір головних розмірів - Електромагнітний розрахунок - Розрахунок та побудова робітників і пускових характеристик - Спрощені теплові і вентиляційні розрахунки. Наведено схеми заміщення і кругові діаграми. Дан складальне креслення асинхронного двигуна.
Зміст Введення 1. Вибір головних розмірів 2. Визначення Z1, 1 і перетин дроту оюмоткі статора 3. Розрахунок розмірів зубцеву зони статора і повітряного зазору 4. Розрахунок ротора 5. Розрахунок намагнічує струму 6. Параметри робочого режиму 7. Розрахунок втрат 8. Розрахунок робочих характеристик 9.Расчет пускових характеристик Додаток: лист завдання на ХП Бібліографія
Завдання Курсовий проект з електричних машин Тип машини - асинхронний двигун 4А 132 S4 У3 Видано студенту группи______________________________ Керівник проекта_______________________________ 1. Номінальна потужність, кВт ............................ 7,5 2. Номінальна фазна напруга, В. ............ 127 3. Кількість полюсів ................................................ .... 2р = 4 4. Ступінь захисту ................................................ ... IР44 5. Клас нагрівостійкості ізоляції .................... F 6. Кратність початкового пускового моменту ..... 2,2 7. Кратність початкового пускового струму ............. 7,5 8. Коефіцієнт корисної дії ................... = 0.875 9. Коефіцієнт потужності ..................................... cos y = 0.86 10. Виконання за формою монтажу ..................... М1001 11. Повітряний зазор, мм ......................................... δ = Завдання видав "" 2006 р.
Введення Асинхронний двигун є перетворювачем електричної енергії в механічну і становить основу більшості механізмів, що використовувалися в усіх галузях народного господарства. В даний час асинхронні двигуни споживають більше 40% вироблюваної електричної енергії, на їх виготовлення витрачається велика кількість дефіцитних матеріалів: обмотувальний міді, ізоляції, електричної сталі та інших витрат. На ремонт і обслуговування асинхронних двигунів в експлуатації кошти складають більше 5% витрат з обслуговування всього встановленого обладнання. Тому створення серії високоекономіческіх і надійних асинхронних двигунів є найважливішою народно - господарським завданням, а правильний вибір двигунів, їх експлуатації і високоякісний ремонт грають першочергову роль в економії матеріалів і трудових ресурсів. У серії 4А за рахунок застосування нових електротехнічних матеріалів ірраціональної конструкції, потужність двигунів за даних висотах осі обертання підвищена на 2 - 3 ступені в порівнянні з потужністю двигунів серії А2, що дає велику економію дефіцитних матеріалів. Серія має широкий ряд модифікацій спеціалізованих виконань для задовільних максимальних потреб електроприводу.
Вибір головних розмірів 1. Синхронна швидкість обертання поля: 2. Висота осі обертання h = 132 мм [двигун 4А132S4У3] [Стр.164, 1] 3. Внутрішній діаметр статора табл.6-7, 1] 4. Полюсний поділ 5. Розрахункова потужність 6. Електромагнітні навантаження А = 28 * 103 А / м; В6 = 0,87 Тл. [Стр166, 1] 7. Обмотувальний коефіцієнт для одношарової обмотки приймаємо kоб1 = 0,95 [стор 167, 1] 8. Розрахункова довжина повітряного зазору 9. Ставлення значення знаходиться в рекомендованих межах (0.8 ... .1.3)
2.Визначення , і перетин дроту обмотки статора 10. Граничні значення [Стор 170, 1] tmin = 13 мм, tmax = 15 мм 11. Число пазів статора Приймаються Z1 = 36, тоді 12. Зубцеву поділ статора 13. Число ефективних провідників у пазу [Попередньо за умови а = 1] 14. Приймаємо, а = 1, тоді un = a * u | n = 1 * 14 14 15. Остаточні значення Значення А і знаходяться в допустимих межах. 16. Щільність струму в обмотці статора (попередньо) 17. Перетин ефективного провідника (попередньо) обмотувальний дріт ПЕТМ [стор 470, 1], 18. Щільність струму в обмотці статора (остаточно) 3.Расчет розмірів зубцеву зони статора і повітряного зазору 19. Приймаються попередньо [стор 174, 1] Вz1 = 1,75 Тл; Ва = 1,45 Тл, тоді [За табл. 6-11, 1 для оксидованих листів сталі ] 20. Розміри паза в штампі приймаємо hш1 = 1 мм , Bш1 = 3,5 мм ; [Стр.179, 1] 21. Розміри паза в світлі з урахуванням припуску на складання b / 1 = b1 - Δbn = 9,7 - 0,1 = 9,6 мм b / 2 = b2 - Δbn = 7,5 - 0,1 = 7,4 мм h / 1 = h1 - Δhn = 12,5 - 0,1 = 12,4 мм Площа поперечного перерізу паза для розміщення провідників 22. Коефіцієнт заповнення паза
4. Розрахунок ротора 23. Повітряний зазор 24. Число пазів ротора стор 185, 1, 2p = 4 і Z1 = 36 Z2 = 34 25. Зовнішній діаметр D2 = D - 2δ = 149-2 * 0,4 148 мм 26. Довжина 27. Зубцеву поділ 28. Внутрішній діаметр ротора дорівнює діаметру валу, так як сердечник безпосередньо насаджений на вал. KB = 0,23 при h = 132 мм і 2p = 4 по табл. 6-16,1 29. Струм у стрижні ротора I2 = k1I1Hv1 = 0,89 * 26,2 * 14,08 = 328,3 А k1 = 0,89 при cosφ = 0.86 30. Площа поперечного перерізу стрижня 31. Паз ротора. Приймаються Допустима ширина зубця Розміри паза: Повна висота паза: Перетин стрижня: 33. Корткозамикающіе кільця. поперечного перерізу. Розміри замикаючих кілець: bкл = 1,25 * hn2 = 1,25 * 22,4 = 28 мм
5. Розрахунок намагнічує струму 34. Значення індукцій: розрахункова висота ярма ротора при 2р = 4 стор 194,1 35. Магнітне напруга повітряного зазору: де 36. Магнітні напруги зубцеві зон: статора Fz1 = 2hz1Hz1 = 2 * 15,5 * 10-3 * 1330 = 41,23 A ротора Fz2 = 2hz2Hz2 = 2 * 22,1 * 10-3 * 2010 = 88,84 А (За таблицею П-17, для сталі 2013 Нz1 = 1330 A / м при Вz1 = 1,75 Тл; Нz2 = 2010 A / м при Вz2 = 1,89 Тл; hz1 = 15,5 мм ; Hz2 = hn2 - 0,1 b2 = 22,4 - 0,1 * 3 = 22,1 мм ) 37. Коефіцієнт насичення зубцеву зони 38. Магнітні напруги ярем статора і ротора за табл. П- 1916 Ha = 450 А / м при Ва = 1,45 Тл; Нj = 185 А / м при Вj = 1,00 Тл. 39. Магнітне напруга на пару полюсів 40. Коефіцієнт насичення магнітного кола 41. Намагнічує струм: відносне значення:
6. Параметри робочого режиму 42. Активний опір фази обмотки статора: Довжина нагрівостійкості ізоляції F розрахункова Для міді Довжина провідників фази обмотки: Довжина вильоту лобовій частині котушки: де квил = 0,4 Відносне значення: 43. Активний опір фази обмотки ротора: де для алюмінієвої обмотки ротора Ом * м Наводимо до числа витків обмотки статора: Відносне значення: 44. Індуктивний опір фази обмотки статора: де h3 = 13,3 мм , B = 7,5 мм , H2 = 0 мм , Відносне значення: 45. Індуктивний опір фази обмотки ротора: де відповідно до табл. 6-23, 1 де Наводимо до числа витків статора: Відносне значення:
7. Розрахунок втрат 46. Основні втрати в сталі: 47. Поверхневі втрати в роторі: десь К02 = 1,5 48. Пульсаційні втрати в зубцях ротора: 49. Сума додаткових втрат в сталі: 50. Повні втрати в сталі: 51. Механічні втрати: для двигунів 2р = 4 коеф. 52. Додаткові втрати при номінальному режимі:
№ |
Розрахункова формула |
Одиниця Іваниця |
Ковзання |
|||||
0,02 |
0,025 |
0,03 |
0,035 |
0,0386 |
||||
1 |
|
Ом |
9,72 |
7,78 |
6,48 |
5,56 |
5,04 |
|
2 |
|
Ом |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
3 |
|
Ом |
10,76 |
8,82 |
7,52 |
6,6 |
6,08 |
|
4 |
|
Ом |
0,97 |
0,97 |
0,97 |
0,97 |
0,97 |
|
5 |
|
Ом |
10,8 |
8,87 |
7,58 |
6,67 |
6,16 |
|
6 |
|
А |
11,76 |
14,32 |
16,75 |
19,04 |
20,62 |
|
7 |
|
- |
0,996 |
0,994 |
0,992 |
0,990 |
0,987 |
|
8 |
|
- |
0,090 |
0,109 |
0,128 |
0,145 |
0,157 |
|
9 |
|
А |
12,29 |
14,81 |
17,20 |
19,43 |
20,93 |
|
10 |
|
А |
9,16 |
9,66 |
10,24 |
10,86 |
11,34 |
|
11 |
|
А |
15,328 |
17,682 |
20,017 |
22,259 |
23,805 |
|
12 |
|
А |
12,11 |
14,75 |
17,25 |
19,61 |
21,24 |
|
13 |
|
кВт |
4,68 |
5,64 |
6,55 |
7,40 |
7,97 |
|
14 |
|
кВт |
0,247 |
0,328 |
0,421 |
0,520 |
0,595 |
|
15 |
|
кВт |
0,082 |
0,122 |
0,167 |
0,215 |
0,253 |
|
16 |
|
кВт |
0,015 |
0,020 |
0,025 |
0,030 |
0,035 |
|
17 |
|
кВт |
0,574 |
0,700 |
0,843 |
0,995 |
1,113 |
|
18 |
|
кВт |
4,106 |
4,940 |
5,707 |
6,405 |
6,857 |
|
19 |
|
- |
0,877 |
0,876 |
0,871 |
0,866 |
0,860 |
|
20 |
|
- |
0,802 |
0,838 |
0,859 |
0,873 |
0,879 |
|
53. Холостий хід двигуна:
8. Розрахунок робочих характеристик 54 Втрати, не змінюються при зміні ковзання: Приймаються і розраховуємо робочі характеристики, задаючись ковзанням s = 0,02; 0,025; 0,03; 0,035; 0,0386 Результати розрахунку наведені в таблиці 2. характеристики представлені на рис. 6. Розрахунок і побудова кругової діаграми Масштаб струму Масштаб потужності S = ¥ S = 1
9. Розрахунок пускових характеристик 55. Розрахунок пускових характеристик, Розраховуємо точки характеристик, відповідні ковзанню S = 1. Пускові характеристики спроектованого двигуна представлені на рис. 2. Параметри з урахуванням витиснення струму для [Рис. 6-46, 1] [Рис. 6-47, 1] Активний опір обмотки ротора: де Приведений опір ротора з урахуванням дії ефекту витіснення струму: Індуктивний опір обмотки ротора: Струм ротора наближено без врахування впливу насичення: 56. Облік впливу насичення на параметри, Приймаємо для S = 1 коефіцієнт насичення і А [За рис. 6-50, стор, 219,1 для ] Коефіцієнт магнітної провідності пазової розсіювання обмотки статора з урахуванням впливу насичення: Коефіцієнт магнітної провідності диференціального розсіювання обмотки статора з урахуванням впливу насичення: Таблиця 2 Розрахунок пускових характеристик
№ |
Розрахункова формула |
Ковзання |
|||||
1 |
0,8 |
0,5 |
0,2 |
0,1 |
0,17 |
||
1 |
|
1,36 |
1,22 |
0,96 |
0,61 |
0,43 |
0,56 |
2 |
|
0,25 |
0,18 |
0,09 |
0,01 |
0,005 |
0,01 |
3 |
|
0,92 |
0,93 |
0,95 |
0,98 |
0,99 |
0,99 |
4 |
|
17,1 |
18,1 |
19,6 |
21,2 |
21,3 |
21,2 |
5 |
|
1,15 |
1,11 |
1,05 |
1,00 |
0,99 |
1,00 |
6 |
|
1,1 |
1,07 |
1,03 |
1 |
1,01 |
1 |
7 |
|
0,21 |
0,20 |
0,19 |
0,19 |
0,19 |
0,19 |
8 |
|
2,58 |
2,59 |
2,62 |
2,65 |
2,66 |
2,66 |
9 |
|
1,02 |
1,02 |
1,03 |
1,03 |
1,03 |
1,03 |
10 |
|
0,49 |
0,49 |
0,49 |
0,49 |
0,49 |
0,49 |
11 |
|
115,14 |
113,03 |
106,0 |
78,88 |
52,0 |
72,56 |
12 |
|
1527,97 |
1499,96 |
1406,67 |
1046,78 |
690,07 |
962,91 |
13 |
|
2,51 |
2,47 |
2,31 |
1,72 |
1,13 |
1,58 |
14 |
|
0,77 |
0,76 |
0,82 |
0,9 |
0,96 |
0,91 |
15 |
|
2,14 |
2,23 |
1,67 |
0,93 |
0,37 |
0,84 |
16 |
|
0,16 |
0,17 |
0,14 |
0,08 |
0,04 |
0,08 |
17 |
|
1,06 |
1,05 |
1,08 |
1,14 |
1,18 |
1,14 |
18 |
|
1,72 |
1,70 |
1,84 |
2,02 |
2,15 |
2,04 |
19 |
|
1,83 |
1,81 |
1,89 |
2,01 |
2,09 |
2,02 |
20 |
|
2,81 |
2,93 |
2,20 |
1,22 |
0,49 |
1,10 |
21 |
|
0,304 |
0,31 |
0,28 |
0,21 |
0,12 |
0,19 |
22 |
|
2,276 |
2,28 |
2,34 |
2,44 |
2,54 |
2,47 |
23 |
|
1,455 |
1,44 |
1,55 |
1,7 |
1,81 |
1.72 |
24 |
|
0,417 |
0,42 |
0,43 |
0,46 |
0,48 |
0,46 |
25 |
|
0,83 |
0,95 |
1,3 |
2,73 |
5,11 |
3,15 |
26 |
|
3,336 |
2,29 |
2,30 |
2,33 |
2,35 |
2,33 |
27 |
|
36,94 |
51,21 |
48,11 |
35,38 |
22,60 |
32,40 |
28 |
|
40,26 |
55,82 |
52,44 |
38,46 |
24,63 |
35,32 |
29 |
|
1,53 |
2,95 |
2,60 |
1,40 |
0,57 |
1,18 |
30 |
|
1,54 |
2,13 |
2,0 |
1,47 |
0,94 |
1,35 |
Індуктивний опір фази обмотки статора з урахуванням впливу насичення: де Коефіцієнт магнітної провідності пазової розсіювання ротора з урахуванням впливу насичення і витиснення струму: Коефіцієнт магнітної провідності диференціального розсіювання обмотки статора з урахуванням впливу насичення: Наведене індуктивний опір фази обмотки ротора з урахуванням впливу витіснення струму та насичення: де Опір взаємної індукції обмоток у пусковому режимі: Розрахунок струмів і моментів: Критичне ковзання: де
10. Тепловий розрахунок 57. Перевищення температури внутрішньої поверхні осердя статора над температурою повітря всередині двигуна: за табл, 6-30, К = 0,2 за рис 6-59 Перепад температури в ізоляції пазової частини обмотки статора: де для ізоляції класу нагрівостійкості F по стр, 237, 1 для Перевищення температури зовнішньої поверхні лобових частин над температурою повітря всередині машини: Середнє перевищення температури обмотки статора над температурою повітря всередині машини: Перевищення температури повітря всередині машини над температурою навколишнього середовища: де для h = 132 мм по рис. 6-63, 1, за рис. 6-59,1 Середнє перевищення температури обмотки статора над температурою навколишнього середовища:
11. Розрахунок вентиляції 58. Розрахунок вентиляції, Необхідний для охолодження витрата повітря: стор. 240, 1 Витрата повітря, що забезпечується зовнішнім вентилятором:
Список використаної літератури: 1. Копилов І.П. «Проектування електричних машин» Москва «Енергія» 1980 р . 2. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з електричним машинам № 11, 1990 р . [128, 1984]
Додаток 2
формат |
зона |
поз. |
Позначення |
Найменування |
Кількість |
Примітка. |
Документація |
||||||
Загальний вигляд |
||||||
Розрахунково-пояснювальна |
||||||
записка |
||||||
Складальні одиниці |
||||||
Статор в зборі |
||||||
Ротор в зборі |
||||||
Коробка висновків |
||||||
Деталі |
||||||
Вал |
||||||
Підшипниковий щит |
||||||
Станина |
||||||
Вентилятор |
||||||
Кожух вентилятора |
||||||
Пружина |
||||||
Стандартні вироби |
||||||
Гвинт М4х10 ГОСТ 1481-72 |
||||||
Гайка М8 ГОСТ 5915-70 |
||||||
Шарикопідшипники |
||||||
205 ГОСТ 8338-75 |
||||||
Болт М8х180 |
||||||
ГОСТ 7805-70 |
||||||
Шпонка 6х4х50 |
||||||
ГОСТ 8788-68 |
//ua-referat.com