Асинхронный двигатель трехфазного тока представляет собой электрическую машину, служащую для преобразования электрической энергии трехфазного тока в механическую. Благодаря простоте устройства, высокой надежности и эксплуатации и меньшей стоимостью по сравнению с другими двигателями асинхронные двигатели трехфазного тока нашли широкое применение в промышленности и сельском хозяйстве. С их помощью приводятся в движение металлорежущие и деревообрабатывающие станки, подъемные краны, лебедки, лифты, эскалаторы, насосы, вентиляторы и другие механизмы. Двигатель имеет две основные части: неподвижную – статор и вращающуюся – ротор. Статор состоит из корпуса, представляющего собой основание всего двигателя. Он должен обладать достаточной механической прочностью и выполняется из стали, чугуна и алюминия. С помощью лап двигатель крепится непосредственно к станине производственного механизма. В корпус вмонтирован сердечник статора, представляющий собой полый цилиндр, на внутренней поверхности которого имеются пазы с обмоткой статора. Часть обмотки, находящейся вне пазов, называется лобовой; она отогнута к торцам сердечника статора. Обмотка статора выполняется в основном из изолированного медного провода круглого или прямоугольного сечения, реже – из алюминиевого провода. В качестве изоляции проводов друг от друга используют бумагу и хлопчатобумажную ткань, пропитанные различными лаками, слюда, стекловолокно и различные эмали. Для изоляции проводов обмотки от сердечника статора служат электроизоляционный картон, слюда, асбест, стекловолокно.
Целью данной работы являлся расчет асинхронного двигателя с фазным ротором.
Читать дальше
Исходные данные
Конструктивное исполнение IM1001
Исполнение по степени защиты: IP44;
Исполнение по способу охлаждения: IC0141;
Режим работы: продолжительный;
Класс нагревостойкости изоляции: F.
Номинальная мощность: 5,5 кВт
Номинальное напряжение Д/У: 220/380
Число полюсов: 2р=4
Конструктивное исполнение ротора: Фазный
К главным размерам асинхронной машины относятся:
внутренний диаметр статора D;
расчетная длина воздушного зазора Lб.
Читать дальше
2.1 Число пазов статора
Рассчитаем возможные числа пазов статора по выражению 2.1:
z_1min÷z_1max=(π∙D)/t_1max ÷(π∙D)/t_1min 2.1
где t_1min, t_1max - пределы возможных значений зубцового деления принимаем по рис 9[1,с.20], t_1min=0,008 м, t_1max=0,009 м;
z_1min=(3,14∙0,0578)/0,009=20,1
z_1max=(3,14∙0,0578)/0,008=22,68
Выбираем число пазов исходя из 〖20,1≤z〗_1≤22,6. Принимаем z_1=21.
2.1 Число пазов статора
Рассчитаем возможные числа пазов статора по выражению 2.1:
z_1min÷z_1max=(π∙D)/t_1max ÷(π∙D)/t_1min 2.1
где t_1min, t_1max - пределы возможных значений зубцового деления принимаем по рис 9[1,с.20], t_1min=0,008 м, t_1max=0,009 м;
z_1min=(3,14∙0,0578)/0,009=20,1
z_1max=(3,14∙0,0578)/0,008=22,68
Выбираем число пазов исходя из 〖20,1≤z〗_1≤22,6. Принимаем z_1=21.
Читать дальше
3.1 Число пазов на полюс и фазу ротора
Для нормальной работы асинхронного двигателя необходимо, чтобы фазная обмотка ротора имела столько же фаз и полюсов, сколько и обмотка статора, т.е. m_2=m_1 и p_2=p_1.
Число пазов на полюс и фазу ротора q_2 определим по формуле 3.1:
q_2=q_1+1=1,75+1=2,75 3.1
Число пазов ротора z_2 определим по формуле 3.2.
z_2=2∙p_2∙m_2∙q_2=2∙2∙3∙2,75=25 3.2
Определим число витков по выражениям 3.3-3.4:
W_2=(E_2∙W_1)/U_1н 3.3
где U_1н – номинальное напряжение питания, В;
E_2 – ЭДС фазы ротора при соединении в звезду.
E_2=U_2K/√3 3.4
где U_2K – напряжение на контактных кольцах U_2K=200 В.
Читать дальше
Параметрами асинхронного двигателя называют активное и индуктивное сопротивление обмоток статора R_1,X_1, ротора R_2,X_2 сопротивление взаимной индуктивности X_12 и расчетное сопротивление R_12 (R_μ), введением которого учитывают потери мощности в стали статора.
Для расчета активного сопротивления необходимо определить среднюю длину витка обмотки, состоящую из суммы прямолинейных пазов и изогнутых лобовых частей катушки, найдем из формулы 4.1:
i_ср=2∙(l_п+l_л )=2∙(l_1+l_л) 4.1
где l_п – длина прямолинейных пазов, равная длине статора, м;
l_л – длина лобовой части обмоток, м, определяется по выражению 4.2:
l_л=K_л∙b_кт+2∙B 4.2
где K_л – коэффициент, принимается по таблице 4[1,с.25], K_л=1,55;
b_кт – средняя ширина катушки, м
для статора по выражению 4.3:
b_кт=(π∙(D+h_n1))/(2∙p_1 )=(3,14∙(0,057+0,00756)/(2∙2)=0,05 м 4.3
для ротора по выражению 4.4:
b_кт=(π∙(D+h_n1))/(2∙p_1 )=(3,14∙(0,051+0,00925)/(2∙2)=0,04 м 4.4
B – длина вылета прямолинейной части катушек из паза от торца сердечника до начала отгиба лобовой части, принимается B=0,015 м;
β – относительное укорочение шага обмотки, β=1.
Читать дальше
Определим магнитный поток в воздушном зазоре согласно 5.1:
ϕ= (K_E∙U_1n)/(4∙K_B∙W_1∙K_об∙f_1 )=(0,97∙380)/(4∙1,11∙203∙0,955∙50)=0,008 Вб 5.1
Определим магнитную индукцию в воздушном зазоре, согласно 5.2, она должна незначительно отличаться от ранее принятой
B_δ=(p_1∙ϕ)/(D∙L_δ )=(2∙0,008)/(0,05∙0,3)=0,7 Тл 5.2
Определим магнитную индукцию в зубце статора, согласно 5.3, при постоянном сечении
B_z1=(B_δ∙L_δ∙t_1)/(b_z1∙L_ст1 ) 5.3
где K_c – коэффициент заполнения стали, K_c=0,97.
Читать дальше
Обмотки машин переменного тока разделяются на всыпные из мягких катушек, полужесткие и жесткие. Рассматриваемые обмотки, состоящие из катушек, также называют секциями, так как они имеют два вывода. В крупных машинах используют стержневые обмотки статоров и роторов.
Читать дальше
7.1 Естественная характеристика
Определим характеристики M=f(S) и механической характеристики при помощи формулы Клосса для номинального режима работы двигателя по формуле 7.1:
M_H=(2∙M_max)/(S_H/S_кр +S_кр/S_H ) 7.1
где M – развиваемый двигательный момент, Н•м;
S_кр – критическое скольжение;
M_max – максимальный момент на механической характеристике, Н•м;
S_H – скольжение в номинальном режиме определяется по формуле 7.2
S_H=(n_1-n_H)/n_1 7.2
где n_1 – номинальная синхронная частота вращения,n1=1500 об/мин;
n_H – номинальная частота вращения nн=1430 об/мин.
S_H=(1500-1430)/1500=0,04
S_кр=S_H∙(λ+√(λ^2-1)) 7.3
где λ=M_max/M_H =1,8 – характеризует перегрузочный момент на валу двигателя
Читать дальше
В данном курсовом проекте мы, используя основы теории, устройства элементов и принцип действия асинхронных машин, номинальные параметры и каталожные данные, был произведен выбор и расчет основных размеров и параметров асинхронного двигателя с фазным ротором, расчет и построение естественных и искусственных механических характеристик.
Посредством курсового проекта был закреплен комплекс теоретических знаний по проектированию наиболее распространенного асинхронного двигателя.
Читать дальше
1. Асинхронные двигатели общего назначения/ Е. П. Бойко, Ю. В. Гаинцев, Ю.М. Ковалёв и др.; Под ред. В. М. Петрова и А. Э. Кравчика. - М.: Энергия, 1980.-488с.
2. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник/ А. Э. Кравчик, М. М. Шлоф, В. И. Афонин, Е. А. Соболевская. - М.: Энергоиздат, 1982. - 504с.
3. Гольдберг О. Д., Турин Я. С., Свириденко И. С. Проектирование электрических машин: Учебник для вузов/ Под ред. О. Д. Гольдберга. - М.: Высшая школа, 1984. – 434с.
4. Турин Я. С., Кузнецов Б. И. Проектирование серий электрических машин. - М.: Энергия, 1978. - 480с.
5. Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов.-В 2-х кн.: кн.1/ И. П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев; Под ред. И. П. Копылова.- 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Энергоатомиздат, 1993.- 464с.
6. Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов.-В 2-х кн.: кн.2/ И. П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П, Морозкин, Б.Ф. Токарев; Под ред. И. П. Копылова.- 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Энергоатомиздат, 1993.- 384с.
Читать дальше
15 страниц
21% уникальность
2024 год
3 просмотров
