Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 146
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СодержаниеВведение……………..……………..……………..……………..……………..61 Исходные данные……………..……………..……………..………………72 Размеры, конфигурация, материал2.1 Главные размеры……………..……………..……………..……………..82.2 Сердечник статора……………..……………..……………..……………93 Обмотка статора3.1 Расчет обмотки статора……………..……………..……………..……...113.2 Расчет размеров зубцовой зоны статора ……........................................124 Обмотка короткозамкнутого ротора4.1 Размеры овальных полузакрытых пазов……………..………………...184.2 Размеры короткозамкнутого кольца……………..……………..…...195 Расчет магнитной цепи5.1 МДС для воздушного зазора……………..……………..………………215.2 МДС для зубцов при трапецеидальных полузакрытых пазах статора.215.3 МДС для зубцов при овальных полузакрытых пазах ротора…………225.4 МДС для спинки статора………………………………………………..225.5 МДC для спинки ротора……………..……………..……….........……..225.6 Параметры магнитной цепи……………..……………..……………….236 Активные и индуктивные сопротивления обмоток6.1 Сопротивление обмотки статора……………..……………..………….246.2 Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора………………….266.3 Сопротивление обмоток преобразованной схемы замещения двигателя……………..……………..……………..……………..……………287 Режимы холостого хода и номинальный7.1 Расчет параметров холостого хода……………..……………..………..307.2 Расчет параметров номинального режима……………..………………318 Рабочие характеристики……………..……………..……………..………359 Максимальный момент9.1 Расчет максимального момента……………..……………..…………...3710 Начальный пусковой ток и начальный пусковой момент10.1 Овальный полузакрытый паз ротора……………..……………..…….3910.2 Расчет пускового тока и момента ……………..……………..……….4011 Тепловой и вентиляционный расчеты11.1 Тепловой расчет……………..……………..……………..…………….4311.2 Вентиляционный расчет……………..……………..………………….4612 Масса двигателя и динамический момент инерции ротора…………...4713 Механический расчет вала13.1 Расчет вала на жесткость……………..……………..……………..…..4813.2 Определение критической частоты вращения………………………..4913.3 Расчет вала на прочность ……………………………………………...50Заключение…………………………………………………………………….51
Список литературы……………………………………………………………52Приложение 1………………………………………………………………....53Приложение 2…………………………………………………………………54ВведениеАсинхронные 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.1 Исходные данныеНоминальный режим работы……………………………..ПродолжительныйВысота оси вращения h, мм…………………………………………………160Исполнение ротора………………………………………..КороткозамкнутыйНоминальная отдаваемая мощность Р2, кВт………………………………18,5Количество фаз статора m……………………………………………..…..….3Способ соединения фаз статора………………………………………....…Δ/YЧастота сети f, Гц…………………………………………………...……..…50Номинальное линейное напряжение U, В………….……………....….220/380
Синхронная частота вращения n1, об/мин………….……………..………3000Степень защиты от внешних воздействий………………………..………IP44Способ охлаждения…………..……………………………………...…..IС0141Исполнение по способу монтажа…………………………………...…..IР1001Климатические условия и категория размещения……………….…..…….У3Форма выступающего конца вала………………….…….....ЦилиндрическаяСпособ соединения с приводным механизмом……………....Упругая муфтаКоличество пар полюсов р………………….………………....……………....2Расчет ведем по [1]2 Размеры, конфигурация, материал2.1 Главные размеры2.1.1 Внешний диаметр сердечника статора по таблице 8.6DА=278 мм.2.1.2 Внутренний диаметр сердечника статора (8.2)D= kD·DА =0,52·278 ≈145 мм,где kD=0,52 по таблице 8.7.2.1.3 Полюсное деление (8.3) мм.2.1.4 Расчетная мощность (8.4)Р'= Вт,где кЕ=0,98 – коэффициент по рисунку 8.20;’=87% – среднее значение КПД (рисунок 8.27 а);cos’=0,87 – среднее значение cosφ (рисунок 8.27 а).2.1.5 Расчетная длина сердечника статора (8.5) .2.1.6 Расчетная длина сердечника статора (8.6)ℓ1= мм,где коб1=0,96 – предварительный обмоточный коэффициент для однослойной обмотки;кВ=1,11 –коэффициент формы поля;А'1=36000 А/м – предварительная электромагнитная нагрузка (рисунок 8.22 б);В'б=0,74 Тл – предварительная индукция (рисунок 8.22 б).2.1.7 Определяем отношение =ℓ1/τ=130/227,77=0,57.Что меньше предельно допустимого значения max=0,9 (рисунок 8.25).2.2 Сердечник статораСердечник собирают из отдельных отштампованных листов электротехнической стали марки 2013, толщиной 0,5 мм, с изолированием листов оксидированием. Коэффициент заполнения сталью kС=0,97. Принимаем форму паза трапецеидальную полузакрытую. Обмотка однослойная всыпная концентрическая2.2.1 Максимальное число пазов (8.16) ; ,где =17,5 – максимальная величина зубцового деления статора;
=14,4 – минимальная величина зубцового деления (рисунок 8.26).2.2.2 Количество пазов сердечника статораZ1=30.2.2.3 Количество пазов на полюс и фазу .2.2.4 Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора мм.3 Обмотка статора3.1 Расчет обмотки статораПринимаем однослойную всыпную концентрическую обмотку и проводов марки ПЭТВ, укладываемую в трапецеидальные полузакрытые пазы3.1.1 Номинальный фазный ток (8.18)I1НОМ = А.3.1.2 Количество эффективных проводников в пазу (9.16)uП= ,где а=1 – количество параллельных ветвей обмотки статора (глава 3).3.1.3 Количество витков в обмотке (8.20)w1= .3.1.4 Магнитный поток (8.22)Ф= ,где kОБ1=kР1ּkУ1=0,958·0,95=0,911 – уточненный обмоточный коэффициент.kР1=0,958 – коэффициент распределения обмотки (таблица 3.16)kУ1=0,95 – коэффициент укорочения.3.1.5 Уточненная индукция в воздушном зазоре (8.23)Вб= Тл.3.1.6 Уточненная линейная нагрузка статора (8.21)А= А/м.3.1.7 Предварительная плотность тока в обмотке статора (8.25)J1= А/мм2,где AJ=3,05·1011 – по рисунку 8.27 б.3.1.8 Предварительная площадь поперечного сечения эффективного проводника (8.24) мм2.3.1.9 Предварительное сечение элементарного проводника мм2,где nЭЛ=7 – количество элементарных проводов в эффективном.
3.1.10 Выбор проводаПо приложению 3 находим ближайший стандартный проводd/d'=1,32/1,4 мм; S=1,368 мм2.3.1.11 Площадь поперечного сечения эффективного проводника мм2.3.1.12 Предварительная плотность тока в обмотке статора (8.25)J1= А/мм2,3.2 Расчет размеров зубцовой зоны статора3.2.1 Ширина зубцов (8.37)bZ1= мм,где ВЗ1=1,8 Тл – среднее значение магнитной индукции в зубцах статора (таблица 9.14).3.2.2 Высота спинки статора (8.28)hА= мм,где ВА=1,6 Тл – среднее значение магнитной индукции в спинке статора (таблица 8.10).3.2.3 Высота паза (8.38)hП= мм.3.2.4 Большая ширина паза (8.39)b2= мм.3.2.5 Меньшая сторона паза (8.40)b1= мм,где bШ=3,7 мм – ширина шлица (таблица 8.14).3.2.6 Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку (8.42)b1=b1 - ΔbП=9,4 – 0,2=9,2 мм;b2=b2 - ΔbП=15,1 – 0,2=14,9 мм;h1=h1 - ΔhП=27,5 – 0,2=27,3 мм,где ΔbП= ΔhП=0,2 – припуски на штамповку (таблица 8.12).3.2.7 Площадь поперечного сечения корпусной изоляции (9.31)SИЗ=bИЗ(2hП+b1+b2)=0,4(2·31,3+9,4+15,1)=34,84 мм2,где bИЗ=0,4 мм – односторонняя толщина корпусной изоляции по таблице 3.1.3.2.8 Площадь поперечного сечения паза для размещения обмотки (8.48)S’П= мм2,где ;SПР=14,5 – площадь поперечного сечения прокладок.3.2.9 Коэффициент заполнения паза (9.35)kЗ =4 Расчет короткозамкнутого ротора4.1 Сердечник ротораСердечник ротора собирают из отдельных отштампованных листов электротехнической стали марки 2013 толщиной 0,5 мм.4.1.1 Коэффициент заполнения сталью
Список литературы……………………………………………………………52Приложение 1………………………………………………………………....53Приложение 2…………………………………………………………………54ВведениеАсинхронные 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.1 Исходные данныеНоминальный режим работы……………………………..ПродолжительныйВысота оси вращения h, мм…………………………………………………160Исполнение ротора………………………………………..КороткозамкнутыйНоминальная отдаваемая мощность Р2, кВт………………………………18,5Количество фаз статора m……………………………………………..…..….3Способ соединения фаз статора………………………………………....…Δ/YЧастота сети f, Гц…………………………………………………...……..…50Номинальное линейное напряжение U, В………….……………....….220/380
Синхронная частота вращения n1, об/мин………….……………..………3000Степень защиты от внешних воздействий………………………..………IP44Способ охлаждения…………..……………………………………...…..IС0141Исполнение по способу монтажа…………………………………...…..IР1001Климатические условия и категория размещения……………….…..…….У3Форма выступающего конца вала………………….…….....ЦилиндрическаяСпособ соединения с приводным механизмом……………....Упругая муфтаКоличество пар полюсов р………………….………………....……………....2Расчет ведем по [1]2 Размеры, конфигурация, материал2.1 Главные размеры2.1.1 Внешний диаметр сердечника статора по таблице 8.6DА=278 мм.2.1.2 Внутренний диаметр сердечника статора (8.2)D= kD·DА =0,52·278 ≈145 мм,где kD=0,52 по таблице 8.7.2.1.3 Полюсное деление (8.3) мм.2.1.4 Расчетная мощность (8.4)Р'= Вт,где кЕ=0,98 – коэффициент по рисунку 8.20;’=87% – среднее значение КПД (рисунок 8.27 а);cos’=0,87 – среднее значение cosφ (рисунок 8.27 а).2.1.5 Расчетная длина сердечника статора (8.5) .2.1.6 Расчетная длина сердечника статора (8.6)ℓ1= мм,где коб1=0,96 – предварительный обмоточный коэффициент для однослойной обмотки;кВ=1,11 –коэффициент формы поля;А'1=36000 А/м – предварительная электромагнитная нагрузка (рисунок 8.22 б);В'б=0,74 Тл – предварительная индукция (рисунок 8.22 б).2.1.7 Определяем отношение =ℓ1/τ=130/227,77=0,57.Что меньше предельно допустимого значения max=0,9 (рисунок 8.25).2.2 Сердечник статораСердечник собирают из отдельных отштампованных листов электротехнической стали марки 2013, толщиной 0,5 мм, с изолированием листов оксидированием. Коэффициент заполнения сталью kС=0,97. Принимаем форму паза трапецеидальную полузакрытую. Обмотка однослойная всыпная концентрическая2.2.1 Максимальное число пазов (8.16) ; ,где =17,5 – максимальная величина зубцового деления статора;
=14,4 – минимальная величина зубцового деления (рисунок 8.26).2.2.2 Количество пазов сердечника статораZ1=30.2.2.3 Количество пазов на полюс и фазу .2.2.4 Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора мм.3 Обмотка статора3.1 Расчет обмотки статораПринимаем однослойную всыпную концентрическую обмотку и проводов марки ПЭТВ, укладываемую в трапецеидальные полузакрытые пазы3.1.1 Номинальный фазный ток (8.18)I1НОМ = А.3.1.2 Количество эффективных проводников в пазу (9.16)uП= ,где а=1 – количество параллельных ветвей обмотки статора (глава 3).3.1.3 Количество витков в обмотке (8.20)w1= .3.1.4 Магнитный поток (8.22)Ф= ,где kОБ1=kР1ּkУ1=0,958·0,95=0,911 – уточненный обмоточный коэффициент.kР1=0,958 – коэффициент распределения обмотки (таблица 3.16)kУ1=0,95 – коэффициент укорочения.3.1.5 Уточненная индукция в воздушном зазоре (8.23)Вб= Тл.3.1.6 Уточненная линейная нагрузка статора (8.21)А= А/м.3.1.7 Предварительная плотность тока в обмотке статора (8.25)J1= А/мм2,где AJ=3,05·1011 – по рисунку 8.27 б.3.1.8 Предварительная площадь поперечного сечения эффективного проводника (8.24) мм2.3.1.9 Предварительное сечение элементарного проводника мм2,где nЭЛ=7 – количество элементарных проводов в эффективном.
3.1.10 Выбор проводаПо приложению 3 находим ближайший стандартный проводd/d'=1,32/1,4 мм; S=1,368 мм2.3.1.11 Площадь поперечного сечения эффективного проводника мм2.3.1.12 Предварительная плотность тока в обмотке статора (8.25)J1= А/мм2,3.2 Расчет размеров зубцовой зоны статора3.2.1 Ширина зубцов (8.37)bZ1= мм,где ВЗ1=1,8 Тл – среднее значение магнитной индукции в зубцах статора (таблица 9.14).3.2.2 Высота спинки статора (8.28)hА= мм,где ВА=1,6 Тл – среднее значение магнитной индукции в спинке статора (таблица 8.10).3.2.3 Высота паза (8.38)hП= мм.3.2.4 Большая ширина паза (8.39)b2= мм.3.2.5 Меньшая сторона паза (8.40)b1= мм,где bШ=3,7 мм – ширина шлица (таблица 8.14).3.2.6 Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку (8.42)b1=b1 - ΔbП=9,4 – 0,2=9,2 мм;b2=b2 - ΔbП=15,1 – 0,2=14,9 мм;h1=h1 - ΔhП=27,5 – 0,2=27,3 мм,где ΔbП= ΔhП=0,2 – припуски на штамповку (таблица 8.12).3.2.7 Площадь поперечного сечения корпусной изоляции (9.31)SИЗ=bИЗ(2hП+b1+b2)=0,4(2·31,3+9,4+15,1)=34,84 мм2,где bИЗ=0,4 мм – односторонняя толщина корпусной изоляции по таблице 3.1.3.2.8 Площадь поперечного сечения паза для размещения обмотки (8.48)S’П= мм2,где ;SПР=14,5 – площадь поперечного сечения прокладок.3.2.9 Коэффициент заполнения паза (9.35)kЗ =4 Расчет короткозамкнутого ротора4.1 Сердечник ротораСердечник ротора собирают из отдельных отштампованных листов электротехнической стали марки 2013 толщиной 0,5 мм.4.1.1 Коэффициент заполнения сталью