Зміст

Зміст....….…….……….…………….…………….…….……….…………… Вступ……………………………………………………………………… Електромагнітний розрахунок. Розрахунок головних розмірів двигуна……………………………... Розрахунок обмотки статора………………………………………… Розрахунок обмотки короткозамкненого ротора…………………... Розрахунок магнітного ланцюга…………………………………….. Розрахунок втрат і ККД……………………………………………… Розрахунок характеристик. Розрахунок робочих характеристик аналітичним методом……….. Розрахунок пускових параметрів двигуна………………………….. Визначення початкових даних для побудови колової діаграми…... Тепловий розрахунок……………………………………………………. Розрахунок вентиляції…………………………………………………… Механічній розрахунок вала. Розрахунок вала на жорсткість………………………………………. Розрахунок вала на міцність….………………….………….……….. Розрахунок підшипників………………………………………………… Опис конструкції двигуна……………………………………………….. Висновки……………………………………………………………….. Література………………………………………………………………… Додатки.

3 4 5 8 11 14 17 19 22 23 25 27 28 29 31 32 33 34

1. Вступ.

Електротехнічна промисловість є однією з важливих галузей народного господарства.

Електромашинобудування — це основна галузь електротехнічної промисловості, яка виготовляє генератори для виробництва електричної енергії і електродвигуни для привода верстатів, механізмів, транспортних засобів, побутових електропристроїв.

За останнє десятиліття розроблені і освоєні у виробництві єдині серії електричних машин:

серія трьохфазних асинхронних двигунів А4. По своїм техніко-економічним показникам електричні машини цих серій не поступаються продукції кращих зарубіжних фірм. Єдині серії містять всі необхідні народному господарству модифікації основного виконання по конструкції, по умовам навколишнього середовища.

В наш час ведуться роботи по створенню єдиних серій електродвигунів загального призначення з ще більш високими техніко-економічними показниками, а також з більш високою надійністю і зниженим рівнем шума, з меншою витратою матеріалів.

Основна продукція заводу “Електромотор” — асинхронні двигуни серії АИР71 в інтервалі потужності 0,25....1,1кВт, а також встроєні і екрановані двигуни для приводу холодильних компресорів. Продукція заводу користується великим попитом як всередині країни, так і за її межами.

Завод постійно працює над удосконаленням технології виготовлення електродвигунів і підвищенням їх якості.

Завдяки постійно зростаючий науково-технічній базі продукція заводу вийшла на рівень кращих світових досягнень у галузі електромашинобудування.

Широка сфера застосування електротехнічних виробів, їх велике значення для процесів виробництва і споживання елктричної енергії, а також в розвитку механізації і автоматизації виробничих процесів роблять електротехнічну промисловість ключовою галуззю, яка визначає науково-технічний прогрес.

2. Елетромагнітний розрахунок.

2. 1. Розрахунок головних розмiрiв двигуна.

2.1.1. Вибираємо зовнiшнiй i внутрiшнiй дiаметр стрижня статора по /1 с.55/

D_1зов= 225 мм;

D₁ = 145 мм

2.1.2. Знаходимо попереднє значення коефiцiєнта корисної дiї i коефiцiєнта потужностi по /1 с.56/

’_ном= 0,86;

cos ₁= 0,85;

2.1.3. Визначаємо розрахункову потужнiсть асинхронного двигуна по формулi (2.1) iз /1 с.56/

Рі=(Рном*КЕ)/( ’_ном *cos ₁)

де: Р_i - розрахункова потужність двигуна, кВт;

Р_ном - номінальна потужність двигуна, кВт;

КЕ - коефіцієнт електрорушійної сили;

КЕ=0,9…0,98; k_Е = 0,96.

Рі=(8*0,96)/(0,86*0,85)=10,5 кВт

2.1.4. Вибираємо попереднє значення максимальної магнітної індукції в повітряному проміжку і лінійного навантаження по /1 с.58/ при D_1зов= 225 мм

А₁ = 29000 А/м;

В_ = 0,9 Тл

2.1.5. Вибираємо попереднє значення обмоточного коефіцієнта по /1 с.57/ і по /1 с.64/ приймаємо обмотку статора одношаровою всипною, тоді

k_{обм 1} = 0,96

2.1.6. Обчислюємо розрахункову довжину стрижня статора по формулі (2.2) із /1.с.57/

n1=(60*f1)/p=(60*50)/2=1500 об/хв;

li=(8,66*10¹²* Рі)/ (k_{обм 1}* n1* D₁²* В_ *А₁);

li=(8,66*10¹²*10,5*10³)/(0,96*1500*145²*0,9*29000)=115,1 мм

Приймаємо l_i = 115 мм.

2.1.7. Визначаємо коефіцієнт довжини по формулі (2.3) із /1 с.58/

= li/ D₁;

 =115/145=0,79;

2.1.8. Приймаємо повітряний проміжок при h = 132 мм по /1 с.60/

 = 0,45 мм

2.1.9. Знаходимо зовнішній діаметр стрижня ротора по формулі (2.4) із /1с.60/

D₂ = D₁ - 2,

D₂ = 145-2*0,45 = 144,1 мм

2.1.10. Визначаємо внутрішній діаметр стрижня ротора по формулі (2.5) із /1 с.60/

D_2вн = 0,33*D₂,

D_2вн = 0,33*144,1 = 47,55 мм

Приймаємо D_2вн = 50 мм.

2.1.11. Вибираємо конструктивну довжину стрижня статора по /1 с.60/

l₁ = l_i = 115 мм

2.1.12. Вибираємо число пазів на статорі і роторі по /1 с.62/

Z₁ = 36 пазів;

Z₂ = 34 паза.

2.1.13. Форму пазів на статорі визначаємо по /1 с.64/ —

трапецеідальний напівзакритий.

2.1.14. Форму пазів на роторі визначаємо по /1 с.67/ —

напівзакритий овальний.

2.1.15. Визначаємо розміри трапецеідального паза статора:

Визначаємо зубцеву поділку статора по формулі (2.6) із /1 с.65/

t1=(π *D₁)/ Z₁

t1=(3,14*145)/36=12,65 мм

Знаходимо ширину зубця статора по формулі із (2.7) із /1 с.65/

bz1= (t1*В_)/ (k_с1*B_Z1max)

де: k_с1 - коефіцієнт заповнення стрижня статора сталлю; k_с1 = 0,97;

B_Z1max = (1,75…1,95) Тл - допустиме значення магнітної індукції в зубці статора по /1табл. 5.9/; B_Z1max = 1,95 Тл.

bz1=(12,65*0,9)/(0,97*1,95)=6,02 мм;

Визначаємо висоту спинки статора по формулі (2. 8) із /1 с.65/

hc1=(0,5*_і* τ* В_)/( В_с1*k_с1)

де: В_с1 = (1,50…1,65) Тл - магнітна індукція в спинці статора;

В_с1 = 1,65 Тл;

_і - коефіцієнт полюсного перекриття; _і = 0,64;

τ =(π*D1)/2*p- полюсне поділення; τ =(3,14*145)/4=113,83 мм.

hc1=(0,5*0,64*113,83*0,9)/(0,97*1,65)=20,49 мм.

Обчислюємо висоту зубця статора по формулі (2.10) із /1с.65/

hz1=0,5*(D_1зов- D1)- hc1;

hz1=0,5*(225-145)-20,49=19,51 мм.

Визначаємо найменшу ширину паза в штампі по формулі (2.11) із /1 с.65/

b΄n1=t1΄΄- bz1,

де: t1΄΄=(π*(D1 +0,2*hz1) )/ Z₁;

t1΄΄=(3,14*(145+0,2*19,51) )/36=12,99 мм.

b΄n1=12,99-6,02=6,97 мм.

Визначаємо найбільшу ширину паза в штампі по формулі (2.13) із /1 с.65/

bn1= t1΄- bz1,

де: t1΄=(π*(D1 +2*hz1) )/ Z₁;

t1΄=(3,14*(145+2*19,51))/36=16,05 мм.

bn1=16,05-6,02=10,03 мм.

Приймаємо: щирину шліца b_ш1 = 3 мм;

висоту h_ш1 = 0,8 мм;

кут  = 45⁰.

Обчислюємо висоту клинової частини паза по формулі (2.15) із /1с.65/

hk1=0,5*(b΄n1- b_ш1),

hk1=0,5*(6,97-3)=1,98 мм.

Обчислюємо висоту паза, яку займає обмотка по формулі (2.16) із /1.с.66/

hn1 = hz1 – h_ш1– hk1,

hn₁ = 19,51 – 0,8 – 1,98 = 16,72 мм.

2.1.16. Обчислюємо розміри напівзакритого овального паза ротора :

Визначаємо зубцеву поділку ротора по формулі (2.17) із /1 с.67/

t2=(π*D2)/ Z₂,

t2=(3,14*144,1)/34=13,3 мм .

Визначаємо ширину зубця ротора по формулі (2.18) із /1.с.67/

bz2=( t2*В_)/( k_с2*B_Z2max),

де: k_с2 - коефіцієнт заповнення стрижня ротора сталлю; k_с2 = 0,97;

B_Z2max - магнітна індукція в розрахунковому перерізі зубця;

B_Z2max = (1,65…1,9) Тл; B_Z2max = 1,95 Тл.

bz2=(13,3*0,9)/(0,97*1,95)=6,33 мм.

Визначаємо висоту спинки ротора по формулі (2.19) із /1 с.67/

hc2=(0,5*_і* τ* В_)/( В_с2*k_с2),

де: В_с2 - магнітна індукція в спинці ротора;

В_с2 = (1,15…1,25) Тл; В_с2 = 1,25 Тл.

hc2=(0,5*0,64*113,83*0,9)/(0,97*1,25)=27,09 мм.

Обчислюємо висоту зубця ротора по формулі (2.20) із /1 с.67/

hz2=0,5*(D2- D2вн)- hc2;

hz2=0,5*(144,1- 47,55)-27,09=21,19 мм.

Приймаємо висоту шліца h_ш2 = 0,6 мм ; ширину шліц b_ш2 = 1,2 мм ;

Знаходимо діаметр у верхній частині паза ротора по формулі (2.21) із /1 с.68/

d΄n2=(π*(D2 –2* h_ш2)- Z₂* bz2)/( Z₂ + π) ;

d΄n2=(3,14*(144,1-2*0,6)-34*6,33)/(34+3,14)=6,29 мм.

Визначаємо діаметр у нижній частині паза по формулі (2.22) із /1.с.68/

dn2=( π*(D2 –2*hz2)- Z₂*bz2)/( Z₂ - π) ;

dn2=(3,14*(144,1-2*21,19)-34*6,33)/(34-3,14)=3,38 мм.

Приймаємо: d_n2 = 3,5 мм.

Знаходимо відстань між центрами кіл овального паза ротора по формулі (2.23) із /1 с.68/

h2= hz2- h_ш2 –0,5* (d΄n2+ dn2) ;

h2=21,19-0,6-0,5*(6,29+3,5)=15,69 мм.

Обчислюємо площу овального паза в штампі по формулі (2.24) із /1с.69/

Sn2=0,25*π*(d΄n2²+ dn2²)+0,5*h2*(d΄n2+ dn2) ;

Sn2=0,25*3,14*(3,5²+6,3²)+0,5*(3,5+6,3)=117,65 мм².