Расчет зубцовой зоны и обмотки статора

Кафедра: «Электропривод и АПУ»

Курсовой проект

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МАЛОЙ МОЩНОСТИ

Выполнил: студент гр. ЭАбд-31

Ширманов А.Ю.

Проверил: преподаватель 

Крицштейн А.М.

Ульяновск

2017

Содержание

1. Введение……………………………………………………………………………...3

2. Расчет статора………………………………………………………………………..4

2.1 Определение главных размеров…………………………………………………4

2.2 Расчет зубцовой зоны и обмотки статора……………………………………....5

3. Расчет ротора………………………………………………………………………...8

4. Расчет намагничивающего тока …………………………………………………..10

5. Параметры рабочего режима     ………………………………………………………12

6. Расчёт потерь…………………………………………………………………….....14

7. Расчёт рабочих и пусковых характеристик………………………………………15

8. Тепловой расчет     ……………………………………………………………………19

9. Динамические параметры………………………………………………………….21

10. Заключение………………………………………………………………………...22

11. Список литературы………………………………………………………………..23

ВВЕДЕНИЕ

Как известно большую часть электроэнергии в промышленности потребляют электрические машины. Электрические машины имеют чрезвычайно широкое распространение. Они применяются в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, в энергетике, на транспорте, в авиации, в морском и речном флоте, медицине, быту и т.д. Нет ни одной отрасли промышленности, где бы не находили применения электрические машины. Существует большое разнообразие электрических машин. Они различаются по принципу действия, мощности, частоте вращения. Размеры машин колеблются в широких пределах. Имеются машины, несколько штук которых могут быть размещены в напёрстке, а есть машины, диаметр которых превышает 16 метров.

Широкому распространению электрических машин способствуют их высокие энергетические показатели, удобство обслуживания и простота управления.  

Электрические машины, в то числе и асинхронные двигатели, принято разделять по мощности на три группы: большой, средней и малой мощности. В общем случае представители разных групп, кроме мощности отличаются также конструктивными, функциональными, эксплуатационными и прочими особенностями. Деление на три группы является условным и не имеет чётких границ

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, как трехфазные, так и однофазные являются самыми распространёнными типами двигателей переменного тока. Они применяются для привода огромного числа механизмов в промышленности, сельском хозяйстве в системах автоматики и в электроприводах бытовой техники. Такое распространение они получили благодаря ряду преимуществ перед другими машинами, т.е. это простота конструкции, низкая стоимость и надёжность в эксплуатации.

К недостаткам асинхронных двигателей следует отнести относительно плохие регулировочные характеристики.

Однако этот недостаток относится лишь к машинам нормального исполнения с короткозамкнутым ротором. Специальные асинхронные двигатели с массивным ротором допускают регулировочные скорости в широких пределах.

Данная работа посвящен методике расчёт асинхронного двигателя малой мощности с короткозамкнутым ротором, а также методам исследования и определения параметров и характеристик этих двигателей.

Расчет статора

           2.1. Определение главных параметров

1.Число пар полюсов:

2. Выбор главных размеров:

    Из таблицы 1.1 для соответствующей мощности находим внешний диаметр

    статора мм, высота оси вращения мм.

3. Внутренний диаметр статора:

 мм,

    где  по таблице 1.2

4. Полюсное деление:

м

5. Расчетная мощность:

 Вт,

где

Значения  из таблицы 2.2 , а  и  из таблицы 2.1.

x12	136.35 Ом			0.75
r1	9.22 Ом			0.82
x1	5.99 Ом

6. Электромагнитные нагрузки по таблице 2.1

А = 21.8* А/м          4 Тл

7. Обмоточный коэффициент для однослойной концентрической обмотки .

8. Расчетная длинна воздушного зазора:

                       8 м

 9.Отношение , что находится в рекомендуемых пределах

(таблица 1.4).

10.Предельные значения  ( по рис. 1.4)

t1 max =9 мм ;          t1min=7 мм

Расчет зубцовой зоны и обмотки статора

11.Число пазов статора:

Принимаем Z1=24, тогда  ( табл.1.5).

12.Зубцовое деление статора (окончательно):

                          м

13.Число эффективных проводников в пазу (предварительно), при условии, что 

а = 1:

 В;

где

 А;

14. Принимаем а = 1, тогда Un = U’n *a =72*1=72

15. Окончательные значения    

;

А/м

 Вб

Тл

Значения А и Вδ находятся в допустимых пределах (по табл. 2.1)

16.Плотность тока в обмотке статора (предварительно) по таблице П.1.: 

J=7.6*  А/м

17.Сечение эффективного проводника (предварительно):

,

    Принимаем n_ЭЛ = 1, тогда q_ЭЛ =q_ЭФ =0,35

18. Плотность тока в обмотке статора (окончательно):

Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора.

19. Принимаем предварительно (по таблице 1.6) ВΖ1 =1,75 Тл, Ва =1,4 Тл, тогда

 м,

где Lδ принимаем равным Lст1

 мм

   20.Размеры полуовального паза. Ширина шлица паза:

мм

   Высоту шлица паза принимаем   hщs =0.5 мм,

Высота паза:

Высота прямой части паза:

   21.Площадь паза:

   22.Принимаем коэффициент уменьшения полезной площади паза:

КS =0.8

   23.Площадь паза в свету:

S^’П  = КS *SП =0,8*65.82 = 52.66  

24.Коэффициент заполнения паза:

  что входит в диапазон допустимых значений.

 3. Расчет ротора

25.Воздушный зазор:

мм

Принимаем δ =0.25 мм.

26.Число пазов ротора (по таблице 1,7) z2 =16, со скосом на 0.5 зубцового деления.

27. Внешний диаметр:

D2 = D – 2*δ = 0.076 – 2*0.00023 = 0.0755 м

28. Длинна:

Lδ = L2 = L1 =0.09 м

29.Зубцовое деление:

30.Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, т.к. сердечник  

    непосредственно насажен на вал.

Dj = DB = 0.16*125 =20 мм

31.Ток в стержне ротора:

I2 = Ki  * I1H*Yi =0.88*2.71*104.76 =250 A

Ki =1.08*cosφ = 1.08*0.82 = 0.88

Yi =

32.Площадь поперечного сечения стержня:

33. Паз ротора:

Принимаем bЩR = 1 мм, hЩR = 0.5 мм.

Допустимая ширина зубца при L2 = LCT

Размеры паза:

  Принимаем h12 = 9 мм

  Высота зубца ротора:

  Площадь паза, равная сечению стержня:

  34.Плотность тока в стержне:

  35.Короткозамыкающие кольца.

Площадь поперечного сечения:

,

     здесь

    где

    Размеры замыкающих колец:

аКЛ =

 4. Расчет намагничивающего тока

Динамические параметры

61.Момент инерции ротора:

K_н=0.73 при 2p=4

62. Допустимое число пусков а.д. в час на х.х.                     

63.Допустимое число реверсов в час на холостом ходу

64.Скорость нарастания температуры при пуске

где N=200, для холодного состояния двигателя перед пуском.

 10. Заключение