Курсовая работа: Проектирование асинхронного двигателя серии 4А
Курсовая работа: Проектирование асинхронного двигателя серии 4А
Федеральное
агентство по образованию
Российской Федерации
Российский
государственный профессионально – педагогический
университет
Кафедра
электрооборудования и автоматизации промышленных
предприятий
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ СЕРИИ 4 А МОЩНОСТЬЮ 7.5 кВт
АННОТАЦИЯ
Пояснительная
записка к курсовому проекту
03.05.03.000000.000.КП
Разработал
студент
Группы
Руководитель
проекта
Екатеринбург
2007
Курсовой проект содержит
_____ листов текста, _____ иллюстраций, 2 таблицы, 2 используемых источника.
Приведен расчет
асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором серии 4А132 S4 У3 мощностью 7,5 кВт, включающий в
себя:
- выбор главных размеров
- электромагнитный расчет
- расчет и построение
рабочих и пусковых характеристик
- упрощенные тепловые и
вентиляционные расчеты.
Приведены схемы замещения
и круговые диаграммы.
Дан сборочный чертеж
асинхронного двигателя.
Содержание
Введение
1. Выбор главных размеров
2. Определение Z1, 1 и сечение
провода оюмотки статора
3. Расчет размеров
зубцовой зоны статора и воздушного зазора
4. Расчет ротора
5. Расчет
намагничивающего тока
6. Параметры рабочего
режима
7. Расчет потерь
8. Расчет рабочих
характеристик
9.Расчет пусковых
характеристик
Приложение: лист задания
на ХП
Библиография
Задание
Курсовой проект по
электрическим машинам
Тип машины - АСИНХРОННЫЙ
ДВИГАТЕЛЬ 4А 132 S4 У3
Выдано студенту
группы______________________________
Руководитель
проекта_______________________________
1. Номинальная мощность,
кВт............................7,5
2. Номинальное фазное
напряжение, В.............127
3. Число
полюсов....................................................2р=4
4. Степень защиты...................................................IР44
5. Класс нагревостойкости
изоляции....................F
6. Кратность начального
пускового момента.....2,2
7. Кратность начального
пускового тока.............7,5
8. Коэффициент полезного
действия................... =0.875
9. Коэффициент
мощности.....................................cos y =0.86
10. Исполнение по форме
монтажа.....................М1001
11. Воздушный зазор,
мм.........................................δ=
Задание выдал
" " 2006 г.
Введение
Асинхронный двигатель
является преобразователем электрической энергии в механическую и составляет
основу большинства механизмов, использовавшихся во всех отраслях народного
хозяйства.
В настоящее время
асинхронные двигатели потребляют более 40% вырабатываемой электрической
энергии, на их изготовление расходуется большое количество дефицитных
материалов: обмоточной меди, изоляции, электрической стали и других затрат.
На ремонт и обслуживание
асинхронных двигателей в эксплуатации средства составляют более 5 % затрат из
обслуживания всего установленного оборудования.
Поэтому создание серии
высокоэкономических и надежных асинхронных двигателей являются важнейшей народно
– хозяйственной задачей, а правильный выбор двигателей, их эксплуатации и
высококачественный ремонт играют первоочередную роль в экономии материалов и
трудовых ресурсов.
В серии 4А за счет
применения новых электротехнических материалов иррациональной конструкции,
мощность двигателей при данных высотах оси вращения повышена на 2 – 3 ступени
по сравнению с мощностью двигателей серии А2, что дает большую экономию
дефицитных материалов.
Серия имеет широкий ряд
модификаций специализированных исполнений для удовлетворительных максимальных
нужд электропривода.
Выбор
главных размеров
1.
Синхронная
скорость вращения поля:

2.
Высота оси
вращения h=132 мм [ двигатель 4А132S4У3]
[стр.164, 1]
3.
Внутренний
диаметр статора

табл.6-7,1]
4.
Полюсное деление 
5.
Расчетная
мощность

6.
Электромагнитные
нагрузки А = 28*103 А/м; В6 = 0,87 Тл. [стр166, 1]
7.
Обмоточный
коэффициент для однослойной обмотки принимаем
kоб1 = 0,95 [стр. 167, 1]
8.
Расчетная длина
воздушного зазора

9.
Отношение значение находится в
рекомендуемых пределах (0.8….1.3)
2.Определение
, и сечение
провода обмотки статора
10.
Предельные значения [стр. 170, 1] tmin =13 мм, tmax = 15 мм
11.
Число пазов
статора 
Принимаем Z1 = 36, тогда

12.
Зубцовое деление статора

13.
Число
эффективных проводников в пазу
[предварительно при условии а=1]


14.
Принимаем, а=1,
тогда un = a*u|n = 1*14 14
15.
Окончательные
значения

Значения А и находятся в
допустимых пределах.
16.
Плотность тока в
обмотке статора (предварительно)

17.
Сечение эффективного проводника
(предварительно)

обмоточный провод ПЭТМ
[стр. 470, 1],

18.
Плотность тока в обмотке статора
(окончательно)

3.Расчет размеров
зубцовой зоны статора и воздушного зазора
19.
Принимаем
предварительно [стр. 174, 1]
Вz1 = 1,75 Тл; Ва = 1,45 Тл, тогда

[по табл. 6-11, 1 для
оксидированных листов стали ]
20.
Размеры паза в
штампе принимаем
hш1 = 1 мм, bш1 = 3,5 мм; [стр.179, 1]
21.
Размеры паза в
свету с учетом припуска на сборку
b/1 = b1 - ∆bn =
9,7- 0,1 = 9,6 мм
b/2 = b2 - ∆bn =
7,5 – 0,1 = 7,4 мм
h/1 = h1 - ∆hn =
12,5 – 0,1 = 12,4 мм
Площадь поперечного
сечения паза для размещения проводников

22.
Коэффициент
заполнения паза

4. Расчет ротора
23. Воздушный зазор

24. Число пазов ротора стр. 185, 1, 2p = 4 и Z1 = 36 Z2 =
34
25. Внешний диаметр D2 =D – 2δ = 149-2*0,4 148 мм
26. Длина 
27. Зубцовое деление 
28. Внутренний диаметр ротора равен
диаметру вала, так как сердечник непосредственно насажен на вал.

KB = 0,23 при h = 132 мм и 2p = 4 по табл. 6-16,1
29. Ток в стержне ротора I2 = k1I1Hv1 = 0,89*26,2*14,08 = 328,3 А
k1 = 0,89 при cosφ = 0.86

30. Площадь поперечного сечения стержня

31. Паз ротора.
Принимаем 
Допустимая ширина зубца

Размеры паза:

Полная высота паза:

Сечение стержня:


33. Корткозамыкающие кольца. поперечного
сечения.

Размеры замыкающих колец:
bкл = 1,25*hn2 =1,25 *22,4 = 28 мм


5. Расчет
намагничивающего тока
34. Значение индукций:  


расчетная высота ярма
ротора при 2р=4 стр. 194,1
35. Магнитное напряжение воздушного
зазора:

где 
36. Магнитные напряжения зубцовых зон:
статора Fz1 = 2hz1Hz1 =
2*15,5*10-3*1330 = 41,23 A
ротора Fz2 = 2hz2Hz2 =
2*22,1*10-3*2010 = 88,84 А
(по таблице П-17, для
стали 2013 Нz1 = 1330 A/м при Вz1 =
1,75 Тл;
Нz2 = 2010 A/м
при Вz2 = 1,89 Тл;
hz1 = 15,5 мм; hz2 = hn2 – 0,1b2 =
22,4 – 0,1*3 = 22,1 мм)
37. Коэффициент насыщения зубцовой зоны

38. Магнитные напряжения ярм статора и
ротора

по табл. П-16 Ha = 450 А/м при Ва = 1,45Тл; Нj = 185 А/м при Вj = 1,00 Тл.

39. Магнитное напряжение на пару
полюсов

40. Коэффициент насыщения магнитной цепи

41. Намагничивающий ток:

относительное значение: 
6.
Параметры рабочего режима
42. Активное сопротивление фазы обмотки
статора:

Длина нагревостойкости изоляции
F расчетная 
Для меди 
Длина проводников фазы
обмотки:

Длина вылета лобовой
части катушки:
где квыл = 0,4
Относительное значение:

43. Активное сопротивление фазы обмотки
ротора:
где для алюминиевой
обмотки ротора Ом*м
Приводим к числу витков обмотки
статора:

Относительное значение:

44. Индуктивное сопротивление фазы
обмотки статора:

где h3 = 13,3 мм, b = 7,5 мм, h2 = 0 мм,

Относительное значение:

45. Индуктивное сопротивление фазы
обмотки ротора:

где по табл. 6-23, 1

где 

Приводим к числу витков статора:

Относительное значение:

7. Расчет
потерь
46. Основные потери в
стали:


47. Поверхностные потери
в роторе:

где к02 = 1,5

48. Пульсационные потери
в зубцах ротора:

49. Сумма добавочных
потерь в стали:

50. Полные потери в
стали:

51. Механические потери:

для двигателей 2р = 4
коэф. 
52. Добавочные потери при
номинальном режиме:

№ |
Расчетная формула |
Еди
ница
|
Скольжение |
|
0,02 |
0,025 |
0,03 |
0,035 |
0,0386 |
1 |

|
Ом |
9,72 |
7,78 |
6,48 |
5,56 |
5,04 |
|
2 |

|
Ом |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
3 |

|
Ом |
10,76 |
8,82 |
7,52 |
6,6 |
6,08 |
|
4 |

|
Ом |
0,97 |
0,97 |
0,97 |
0,97 |
0,97 |
|
5 |

|
Ом |
10,8 |
8,87 |
7,58 |
6,67 |
6,16 |
|
6 |

|
А |
11,76 |
14,32 |
16,75 |
19,04 |
20,62 |
|
7 |

|
- |
0,996 |
0,994 |
0,992 |
0,990 |
0,987 |
|
8 |

|
- |
0,090 |
0,109 |
0,128 |
0,145 |
0,157 |
|
9 |

|
А |
12,29 |
14,81 |
17,20 |
19,43 |
20,93 |
|
10 |

|
А |
9,16 |
9,66 |
10,24 |
10,86 |
11,34 |
|
11 |

|
А |
15,328 |
17,682 |
20,017 |
22,259 |
23,805 |
|
12 |

|
А |
12,11 |
14,75 |
17,25 |
19,61 |
21,24 |
|
13 |

|
кВт |
4,68 |
5,64 |
6,55 |
7,40 |
7,97 |
|
14 |

|
кВт |
0,247 |
0,328 |
0,421 |
0,520 |
0,595 |
|
15 |

|
кВт |
0,082 |
0,122 |
0,167 |
0,215 |
0,253 |
|
16 |

|
кВт |
0,015 |
0,020 |
0,025 |
0,030 |
0,035 |
|
17 |


|
кВт |
0,574 |
0,700 |
0,843 |
0,995 |
1,113 |
|
18 |

|
кВт |
4,106 |
4,940 |
5,707 |
6,405 |
6,857 |
|
19 |

|
- |
0,877 |
0,876 |
0,871 |
0,866 |
0,860 |
20 |

|
- |
0,802 |
0,838 |
0,859 |
0,873 |
0,879 |
Страницы: 1, 2, 3
|