Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО

«Уральский государственный горный университет»

Кафедра электротехники

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ

МОЩНОСТЬЮ 11 кВт,

ЧИСЛОМ ПОЛЮСОВ 2р=4, СТЕПЕНЬЮ ЗАЩИТЫ IP44

Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине «Электрические машины»

Разработчик

Студент группы ЦЭГПР-07-1 Шишкин К.В.

Руководитель проекта Полузадов В.Н.

Екатеринбург 2010

Оглавление

Введение 4

Расчет главных размеров трехфазного асинхронного двигателя 5

Конструирование обмотки статора 8

Расчет воздушного зазора и геометрических размеров зубцовой зоны ротора 23

Расчет магнитной цепи 31

Расчет параметров асинхронного двигателя для номинального режима 39

Расчет потерь в асинхронном двигателе 46

Расчет рабочих характеристик трехфазного асинхронного двигателя 52

Расчет пусковых характеристик трехфазного асинхронного двигателя 61

Тепловой и вентиляционный расчет 80

Схема-таблица укладки в пазы катушек однослойной концентрической обмотки 86

Обоснование и описание конструкции рассчитанного двигателя 88

Список литературы 89

Введение 4

Расчет главных размеров трехфазного асинхронного двигателя 5

Конструирование обмотки статора 8

Расчет воздушного зазора и геометрических размеров зубцовой зоны ротора 23

Расчет магнитной цепи 31

Расчет параметров асинхронного двигателя для номинального режима 39

Расчет потерь в асинхронном двигателе 46

Расчет рабочих характеристик трехфазного асинхронного двигателя 52

Расчет пусковых характеристик трехфазного асинхронного двигателя 61

Тепловой и вентиляционный расчет 80

Схема-таблица укладки в пазы катушек однослойной концентрической обмотки 86

Обоснование и описание конструкции рассчитанного двигателя 88

Список литературы 89

Введение

Данный курсовой проект содержит проектирование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Понятие асинхронной машины связано с тем, что ротор ее имеет частоту вращения, отличающуюся от частоты вращения магнитного поля статора.

Асинхронные двигатели являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу электропривода большинства механизмов, используемых во всех отраслях народного хозяйства. В основу конструкции асинхронного двигателя положено создание системы трехфазного переменного тока. Переменный ток, подаваемый в трехфазную обмотку статора двигателя, формирует в нем вращающееся магнитное поле.

Проектирование электрической машины сводится к многократному расчету зависимостей между основными показателями, заданных в виде системы формул, эмпирических коэффициентов, графических зависимостей, которые можно рассматривать как уравнения проектирования.

Техническое задание

Рассчитать трехфазный асинхронный двигатель со следующими параметрами:

1. Тип двигателя: с короткозамкнутым ротором

2. Номинальный режим работы: S1

3. Номинальная мощность, P_2Н: 11 кВт

4. Номинальное напряжение Υ/Δ: 380/220В

5. Число пар полюсов 2р: 4

6. Частота сети: 50Гц

7. Способ охлаждения: ICA0141

8. Исполнение по способу монтажа: IM1081

9. Климатические условия работы: УЗ

10. Класс нагревостойкости изоляции: F

Основные требования к проектируемому двигателю:

1. Значения КПД и cosφ в номинальном режиме должны быть не хуже, чем у аналогичных серийных двигателей

2. Перегрузочная способность M_MAX*= M_MAX/M_2H ≥1.8

3. Кратность начального пускового момента M_П*= M_П/M_2H ≥1.2

4. Кратность начального пускового тока I_1П*= I_1П/I_1H ≤7.5

5. Установочные и присоединительные размеры должны соответствовать действующим стандартам

Расчет главных размеров трехфазного асинхронного двигателя

Определение предварительных значений величин

№ п/п	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения	Обозна- чение	Вели- чина	Размер- ность
1.1	Предварительная высота оси вращения hпред=ƒ(P2H,2p,IP) Определяется по рис.1.1 стр.8 [1]. Найденное из графиков значение округляется до ближайшего из стандартного ряда.	hпред	132	мм
1.2	Предварительное значение наружного диаметра магнитопровода статора Dа.пред=ƒ(hпред) Определяется по таблице 1.1 стр.9 [1]. Определяется по таблице соответствия наружных диаметров статоров асинхронных двигателей и высот оси вращения электрических машин.	Dа.пред	0.225	м
1.3	Коэффициент, характеризующий отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению KE=ƒ(2p,Dа.пред) Определяется по рис.1.2 стр.9 [1].	KE	0.972
1.4	Коэффициент, характеризующий отношение внутреннего диаметра статора к наружному (D/Da) KD=ƒ(2p) Определяется по таблице 1.2 стр.10 [1].	KD	0.68
1.5	Предварительное значение номинального КПД ηн.пред=ƒ(P2H,2p,IP) Определяется по рис.1.3 стр.11 [1].	ηн.пред	0.87	о.е.
1.6	Предварительное значение коэффициента мощности cosφн.пред=ƒ(P2H,2p,IP) Определяется по рис.1.4 стр.12 [1].	cosφн.пред	0.873
1.7	Предварительное значение индукции в магнитном зазоре Bδ.пред=ƒ(IP,2p,hпред,Dа.пред) Определяется по рис.1.5 стр.14 [1].	Bδ.пред	0.89	Тл
1.8	Предварительное значение линейной нагрузки Aпред=ƒ(IP,2p,hпред,Dа.пред) Определяется по рис.1.6 стр.15 [1].	Aпред	28200	А/м
1.9	Идентификатор обмотки Ид.обм.=ƒ(2p,hпред)	Ид.обм.	1
1.10	Предварительное значение обмоточного коэффициента kоб.1.пред=ƒ(2p,Ид.обм.) Обмоточный коэффициент задается по аналитическим правилам исходя из данных двигателя	kоб.1.пред	0.96
1.11	Верхняя граница критерия λ λmax=ƒ(2p,IP,hпред) Определяется по рис.1.7 стр.17 [1].	λmax	1.2
1.12	Нижняя граница критерия λ λmin=ƒ(2p,IP,hпред) Определяется по рис.1.7 стр.17 [1].	λmin	0.78