Материал: Расчет электродвигателя с короткозамкнутым ротором

Расчет электродвигателя с короткозамкнутым ротором

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное автономное образовательное

Учреждение высшего профессионального образования

Национальный исследовательский технологический университет

МИС и С

Новотроицкий филиал

Кафедра прикладной информатики и управления систем автоматики

Курсовая работа

по дисциплине «Электрические машины»

на тему: «Расчет электродвигателя с короткозамкнутым ротором»

Новотроицк 2015

Оглавление

Введение

. Технические данные двигателя 4AН200М6У3

. Расчет асинхронного двигателя

.1 Выбор главных размеров

.2 Расчет зубцовой зоны и обмотки статора

2.3 Выбор воздушного зазора

.4 Расчет ротора

.5 Расчет магнитной цепи

.6 Параметры рабочего режима

.7 Расчет потерь

.8 Расчет рабочих характеристик

Заключение по работе

Список использованных источников

Введение

Асинхронные двигатели являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу электропривода большинства механизмов. Серия 4А охватывает диапазон номинальных мощностей от 0,06 до 400 кВт и имеет 17 высот оси вращения от 50 до 355 мм.

В данном курсовом проекте рассматривается следующий двигатель:

Исполнение по степени защиты : IP23 - по первой цифре соответствует защите от возможности соприкосновения инструмента, проволоки или других подобных предметов, толщина которых превышает 1 мм, с токоведущими или движущимися частями внутри машины; по второй цифре - защите от водяных брызг любого направления, попадающих на оболочку.

Способ охлаждения: IC01 - защищенная машина с самовентиляцией.

Данному двигателю соответствует следующее условное обозначение:

АН200М6У3

где:

- порядковый номер серии;

А - род двигателя - асинхронный;

Н-двигатель защищённого исполнения;

- высота оси вращения;

М - установочный размер по длине корпуса ;

- число полюсов: 6;

У - климатическое исполнение - для умеренного климата;

- категория размещения.

1. Технические данные двигателя 4AН200М6У3

Таблица 1- Технические данные двигателя 4АН200M6У3

. Расчет асинхронного двигателя

2.1 Выбор главных размеров

Выбор главных размеров проводится в следующей последовательности.

Из ряда высот оси вращения берем ближайшее к предварительно найденному меньшее стандартному значение h=200 мм. В зависимости от выбранной высоты оси вращения выбираем наружный диаметр статора Da =0,272 с помощью таблицы [2, табл.6-6] приведенной в методическом указании.

Значения коэффициента изменяется в пределах 0,7-0,72. Примем .

Отсюда,

Полюсное деление,

Расчетная мощность,

где Р2 - мощность на валу двигателя, кВт;

=0,99 - отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению определяется по рисунку П.2.

Выбираем по рисунку П.6.а электромагнитные нагрузки - линейная нагрузка А= А/м, и магнитная индукция в воздушном зазоре =0,82 Тл.

Предварительное значение обмоточного коэффициента выбираем исходя из двухслойной обмотки для которой =0,92, т.к. для двухслойной обмотки h=200 мм.

Синхронная угловая скорость,

где - синхронная частота вращения, об/мин.

Расчетная длина воздушного зазора,,

где - предварительное значение коэффициента формы поля.

Для проверки правильности выбора главных размеров необходимо вычислить отношение

Оно должно находиться в пределах, указанных на рисунке П.7. По графику  должно быть от 0,9 до 1,7 , таким образом расчет верен.

Полная конструктивная длина и длина стали  сердечника статора определяется с учетом наличия радиальных вентиляционных каналов.

Т.к. в нашем случае мм, то радиальные каналы не устраивают и

Длина сердечника ротора  принимается при этом равной ; длина стали сердечника ротора .

2.2 Расчет зубцовой зоны и обмотки статора

Выбор конструктивного исполнения обмотки статора производится из следующих соображений. В машинах мощностью до 1000 кВт, а также при h=280 и 315 мм и  при номинальном напряжении применяют всыпную обмотку статора; при  и - обмотку из полужестких катушек; при - из жестких катушек.

В нашем случае мы применим всыпную обмотку.

Выбор предельных значений зубцового деления статора производят для двигателей со всыпной обмоткой статора по графику (рисунок П.10)

Возможные числа пазов статора

Принимаем ,тогда Обмотка двухслойная.

Окончательное значение зубцового деления статора:

Это значение нам подходит т.к. оно не выходит за доступные пределы более чем на 10%.

Число эффективных проводников в пазу

где - число эффективных проводников в пазу (предварительно, при условии a=1)

где А - применяется по пункту 2.1.4, ; - номинальный ток обмотки статора;

Число параллельных ветвей обмотки выбирается из ряда возможных чисел параллельных ветвей для обмотки данного типа и заданного числа полюсов так, чтобы  было целым. Если требуемое значение  получить не удается, то выбирают такое а, при котором требует лишь незначительного округления до целого четного числа.

Число витков в фазе обмотки

Окончательное значение линейной нагрузки

необходимо сопоставить с рекомендуемым (рисунок П.5.)

Шаг обмотки y выбирается для двухслойной петлевой обмотки обычно равным

Магнитный поток,

Утонченное значение магнитной индукции в воздушном зазоре,

Допустимая плотность тока,

где  - допустимое значение произведения линейной нагрузки и плотности тока, определяемое из рисунка П.11., , А - линейная нагрузка, .

Сечение эффективного проводника,

Сечение эффективного проводника (окончательно): принимаем , тогда . Принимаем обмоточный провод марки ПЭТВ.

Плотность тока в обмотке статора (окончательно)

В серии 4А применяются трапецеидальные пазы: при мм угол наклона граней клиновой части .

По допустимым значениям индукции находим высоту ярма , а также ширину зубца

Высота ярма статора,

Размеры пазов в штампе:

- при  

где  - диаметр изолированного обмоточного провода, мм.

Площадь поперечного сечения паза в штампе,

где

Высота клиновой части паза:

 при ;

Размеры паза в свету:

и

;

;

;

Площадь корпусной изоляции, ,

где  - односторонняя толщина изоляции в пазу,

Площадь прокладок в пазу, ,

Площадь прокладок (при h=от 180 до 250 мм) в двухслойной обмотке

Площадь поперечного сечения паза, остающаяся для размещения проводников обмотки:

Контроль правильности размещения обмотки в пазах производят по коэффициенту заполнения проводниками свободной от изоляции площади паза

Полученное значение допустимо для механизированной укладки обмотки.

Рисунок 1- Паз статора

2.3 Выбор воздушного зазора

При , воздушный зазор равен

2.4 Расчет ротора

Короткозамкнутый ротор

Воздушный зазор

Количество пазов ротора для двигателей с короткозамкнутым ротором выбирают в зависимости от и наличия скоса пазов. (Таблица П.9.) В нашем случае выбираем

Внешний диаметр ротора

Длина магнитопровода ротора

Зубцовое деление ротора

Принимая , находим коэффициент приведения токов

Ток фазы ротора, равный току участка кольца расположенного между стержнями:

где принимается в соответствии с Рисунком П.16.

Ток стержня

Сечение стержня обмотки ротора

,