Файл: Вариант 2 под.doc

Образовательная автономная некоммерческая организация высшего образования

«МОСКОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»

Специальность: 08.02.09 Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий

Курсовая работа

по дисциплине:		Электрические машины
		(название дисциплины)
на тему:	Вариант 2 подвариант - А
	(тема работы)

Обучающийся группы

ООПМЭо-21121-2
Метелёв Александр Юрьевич

Москва, 2023 г.

Содержание

Введение

Электрические машины широко применяют на электрических станциях, в промышленности, на транспорте, в авиации, в системах автоматического регулирования и управления, в быту.

Электрические машины преобразуют механическую энергию в электрическую, и наоборот. Преобразование электрической энергии в механическую осуществляется двигателями.

В зависимости от рода тока электроустановки, в которой должна работать электрическая машина, они делятся на машины постоянного и переменного тока.

Машины переменного тока могут быть как однофазными, так и много фазными. Наиболее широкое применение нашли трехфазные синхронные и асинхронные машины, а также катекторные машины переменного тока, которые допускают экономичное регулирование частоты вращения в широких пределах.

---

В настоящее время асинхронные двигатели являются наиболее распространенными электрическими машинами. Они потребляют около 50% электроэнергии, вырабатываемой электростанциями страны. Такое широкое распространение асинхронные электродвигатели получили из-за своей конструктивной простоты, низкой стоимости, высокой эксплуатационной надежности. Они имеют относительно высокий КПД: при мощностях более 1кВт кпд=0,7:0,95 и только в микродвигателях он снижается до 0,2-0,65.

Появление трехфазных асинхронных двигателей связано с именем М.О.Доливо-Добровольского. Эти двигатели были изобретены им в 1889г.

Задания на курсовой проект

1. Выбрать двигатель для кратковременного режима работы S2 при подъеме груза. Условия подъема и характеристики груза приведены в табл.1

2. Рассчитать параметры и начертить развернутую схему трехфазной двухслойной обмотки статора по данным, приведенным в табл. 1. Выбрать укорочекие шага обмотки, чтобы уничтожалась ν-я высшая гармонина в кривой индуцироваиной ЭДС обмотки. Соединение катушечных групп последовательное, фазы обмотки соединить звездой, катушки одновитковые.

3. Используя данные и результаты расчета п.1 и п.2, определить эффективные значения фазной и линейной ЭДС первой, третьей, пятой и седьмой гармоник, приняв частоту тока 50 Гц. Рассчитать значения этих ЭДС, если бы шаг обмотки был полным.

Таблица 1 – Задания для курсового проекта (работы)

Величины	В ариант
	5 (Подвариант А)
Масса груза, кг*103	10
Скорость подъема, м/с	0,2
Высота подъема h, м	6
Коэффициент, учитывающий противовес, k	0,5
КПД подъемника, η	0,8
Коэффициент увеличения мощности, KP	1,5
Число пазов Z1	60
Число полюсов 2р	4
Гармоника ν	7

---

1 Выбор двигателя по номинальной мощности

Для расчета мощности асинхронного двигателя для подъема груза следует пользоваться формулой:

(1)

где k- коэфициент, учитывающий действие противовеса;

m- масса груза, кг;

g- ускорение свободного падения;

v- скорость подъема груза, м/с;

η- КПД подъемника.

Расчет мощности двигателя:

(2)



Полученное значение увеличиваем до каталожного значения.

Двигатель выбираем из базы данных. Ближайший по мощности двигатель АД132М4 (Р=11,0 кВт, n=1440 об/мин.).

Определяем его номинальный момент:



Максимальный момент:

М_м=3,1М_н=3,1∙72,95=226,15 Н∙м.

2 Построение развернутой схемы обмотки статора

2.1 Выбор типа обмотки

На практике применяются различного рода типы обмотки (однослойные и двухслойные; с полным и укороченным шагом; односкоростные и многоскоростные; с одинаковым и различным числом секций в пазу), и для того чтобы сделать выбор нужно рассмотреть: экономическую целесообразность, достоинства и недостатки, технические возможности выполнения.

Основные достоинства однослойной обмотки:

1. 
   Отсутствие межслоевой изоляции, что повышает коэффициент заполнения паза, а следовательно, ток и мощность двигателя.
   
2. 
   Простота изготовления.
   
3. 
   Большая возможность применения автоматизации при укладке обмоток.
   

Недостатки:

1. 
   Повышенный расход проводникового материала.
   
2. 
   Сложность укорочения шага, а следовательно, компенсации высших гармоник магнитного потока.
   
3. 
   Ограничение возможности построения обмоток дробным числом пазов на полюс и фазу.
   
4. 
   Более трудоёмкое изготовление и монтаж катушек для крупных электродвигателей высокого напряжения.
   

Двухслойные обмотки в основном выполняются с одинаковыми секциями: петлевые и цепные, реже принимают концентрические.

Основные достоинства двухслойной обмотки по сравнению с однослойной:

---

1. 
   Возможность любого укорочения шага, что позволяет:
   

а) снизить расход обмоточного провода за счет уменьшения длины лобовой части секции;

б) уменьшить высшие гармонические составляющие магнитного потока, то есть снизить потери в магнитопроводе двигателя.

2. 
   Простота технологического процесса изготовления катушек (многие операции можно механизировать).
   
3. 
   Возможность выполнения обмотки почти с любой дробностью q, что обеспечивает изготовление обмотки при ремонте асинхронных двигателей с изменением частоты вращения ротора. Кроме того, это является одним из способов приближения формы поля к синусоиде.
   
4. 
   Возможность образования большего числа параллельных ветвей.
   

К недостаткам двухслойных обмоток следует отнести:

1. 
   Меньший коэффициент заполнения паза (вследствие наличия межслоевой изоляции).
   
2. 
   Некоторая сложность при укладке последних секций обмотки.
   
3. 
   необходимость поднимать целый шаг обмотки при повреждении нижней стороны секции.
   

По приведенным соображениям, в настоящее время, в ремонтной практике машин переменного тока двухслойные обмотки получили наибольшее применение. Следовательно, выбираем двухслойную петлевую обмотку.

2.2 Расчет обмоточных данных

Расчет обмоточных данных состоит в определении основных данных:

N – число катушечных групп;

y – шаг обмотки;

q – число пазов на полюс и фазу;

α – число электрических градусов, приходящихся на один паз;

а – число параллельных ветвей.

Шаг обмотки:

Шаг обмотки (у₁) – это расстояние выраженное в зубцах (или пазах), между активными сторонами одной и той же секции:

---

Число катушечных групп:

В двухслойных обмотках число катушечных групп механически увеличивается в два раза, однако, по сравнению с однослойной обмоткой, с числом витков в каждой секции меньшим в два раза, тогда:

, (6)

где N_1ф⁽²⁾ - число катушечных групп в одной фазе двухслойной обмотке.

шт.

Так как каждую пару полюсов создают все три фазы переменного тока, следовательно:

, (7)

N_3ф⁽²⁾=4∙3=12 шт.

Число электрических градусов на один паз:

, (8)



Катушечные группы фаз можно соединять последовательно (а=1), параллельно (а=q)и комбинированно (1<а
Для данного случая применяем, а=1.

2.3 Построение развернутой схемы обмотки статора

Построения развернутой схемы трехфазной двухслойной обмотки статора ведем по следующим данным: число фаз m₁ = 3, число полюсов

2р = 4, число пазов в сердечнике статора Z₁=60 , шаг обмотки по пазам у₁=15, α=12 эл. град. Угол сдвига между осями фазных обмоток составляет 120 эл. град, поэтому сдвиг между началами фазных обмоток А, В и С, выраженный в пазах, λ =120/ α =120/12 =10 пазов.

На развернутой поверхности статора размечаем пазы (Z₁=60) и полюсные деления (2р=4 ), а затем размечаем зоны по q

---