Рассматриваемый двигатель

ПРОЕКТИРОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

 

Работу выполнил студент

учебной группы 12 - ЗЭА

Романов Александр Александрович

«___» ___________ 2015 г.

 

Калининград 2015

Содержание

Исходные данные…………………………………………………………............3

Введение…………………………………………………………………………...4

1. Выбор главных размеров………………………………………………………8

2. Расчёт статора…………………………………………………………………11

3. Расчёт ротора………………………………………………………………….17

4. Расчёт магнитной цепи……………………………………………………….19

5. Расчет активных и индуктивных сопротивлений обмоток………………...22

6. Расчет параметров режимов холостого хода и номинального…………….28

7. Расчет круговой диаграммы и рабочих характеристик…………………….33

8. Расчет максимального момента……………………………………………...35

9. Расчет начального пускового тока и начального пускового момента…….37

10. Тепловой и вентиляционный расчеты ……………………………………..41

11. Расчет массы двигателя и динамического момента инерции ротора ……45

12. Расчет надежности обмотки статора……………………………………….47

13. Конструирование спроектированного асинхронного двигателя…………51

14. Список литературы…………………………………………………………52

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

1. Номинальный режим работы - продолжительный (S1)

2. Исполнение роторы - короткозамкнутый (беличья клетка)

3. Номинальная отдаваемая мощность P2:=7500 Вт

4. Количество фаз статора: m:=3

5. Способ соединения фаз статора: Δ/Y

6. Частота рабочей сети: f1:=50 Гц

7. Номинальное напряжение в фазе: U1ном:=220 В

8. Синхронная частота вращения: n1:=3000 об/мин

9. Количество пар полюсов (по форм 9-1): p:=1

10. Степень защиты: IP44

11. Способ охлаждения: ICA0141

12. Исполнение по способу монтажа: IM1001

13. Климатические условия и категория размещения: УЗ

14. Класс нагревостойкости изоляции: F

15. Форма выступающего конца вала: цилиндрическая

16. Способ соединения с приводным механизмом: упругая муфта

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Общие данные

Асинхронные двигатели - наиболее распространенный вид электрических машин, потребляющих в настоящее время около 40 % всей вырабатываемой электроэнергии. Их установленная мощность постоянно возрастает.

Асинхронные двигатели широко применяются в приводах металлообрабатывающих, деревообрабатывающих и других станков, кузнечно-прессовых, ткацких, швейных, грузоподъемных, землеройных машин, вентиляторов, насосов, компрессоров, центрифуг, в лифтах, в ручном электроинструменте, в бытовых приборах и т.д. Практически нет отрасли техники и быта, где не использовались бы асинхронные двигатели.

Потребности народного хозяйства удовлетворяются главным образом двигателями основного исполнения единых серий общего назначения, т.е. применяемых для привода механизмов, не предъявляющих особых требований к пусковым характеристикам, скольжению, энергетическим показателям, шуму и т.п. Вместе с тем в единых сериях предусматривают также электрические и конструктивные модификации двигателей для разных условий окружающей среды, предназначенные для удовлетворения дополнительных специфических требований отдельных видов приводов и условий их эксплуатации. Модификации создаются на базе основного исполнения серий с максимально возможным использованием узлов и деталей общего исполнения.

В некоторых приводах возникают требования, которые не могут быть удовлетворены двигателями единых серий. Для таких приводов созданы специализированные двигатели, например электробуровые, краново-металлургические и др.

Разработанное и внедренное в производство основное исполнение единой серии подразделяется на два основных ряда: серию с h = 50 - 355 мм (мощностью от 0,12 до 400 кВт при 2р = 4) и серию с h = 400 - 450 мм (мощностью от 400 до 1000 кВт при 2p = 4).

Серия 4А

Основное исполнение серии. Двигатели выполняются с короткозамкнутым (при h = 50 - 355 мм) и с фазным роторами (h = 200 - 355 мм). По степени защиты от внешних воздействий и по способу охлаждения различают: закрытое исполнение (IP44) с наружным обдувом от вентилятора, расположенного на валу двигателя (IC0141) при h = 50 - 355 мм; защищенное исполнение (IP23) с самовентиляцией (IC01) при h = 160 - 355 мм.

Двигатели мощностью от 0,12 до 0,37 кВт изготовляют на номинальные напряжения 220 и 380 В, со схемой соединения обмоток статора D или Y; эти двигатели имеют три выводных провода. Двигатели мощностью от 0,55 до 11 кВт, кроме того, выполняют на напряжение 660 В (при тех же схемах соединения и количестве выводных проводов). Двигатели мощностью от 15 до 110 кВт изготовляют на номинальные напряжения 220/380 и 380/660 В, а от 132 до 400 кВт - только на 380/660 В; эти двигатели имеют схему соединения Δ/Y и шесть выводных проводов. Двигатели h = 50 - 132 мм выполняют с изоляцией класса нагревостойкости В; остальные - с изоляцией класса F. Общие технические данные на указанные двигатели регламентированы ГОСТ 19523.

Модификации серии 4А при h = 50 - 355 мм. На базе основного исполнения серии изготовляются следующие электрические модификации: двигатели с повышенным пусковым моментом (h = 160 - 250 мм), предназначенные для привода механизмов, имеющих большие статические и инерционные нагрузки в момент пуска (компрессоры, конвейеры, насосы, поворотные круги и т. д.);

двигатели с повышенным скольжением (h = 71 - 250 мм) - для работы в повторно-кратковременных режимах с частыми пусками или с пульсирующей нагрузкой (штамповочные прессы, молоты, поршневые компрессоры и т. д.);

многоскоростные двигатели (h = 56 - 355 мм) на две, три и четыре частоты вращения - для привода механизмов со ступенчатым регулированием частоты вращения. (металлообрабатывающие станки, механические колосниковые решетки, некоторые виды лебедок и т д.); двигатели на частоту 60 Гц (h = 50 - 355 мм) - для работы от сети с указанной частотой.

Серия охватывает следующие конструктивные модификации: малошумные двигатели (h = 56 - 160 мм) - для работы в приводах с повышенными требованиями к уровню шума; встраиваемые двигатели (h = 50 - 250 мм) - для встраивания в станки и механизмы (двигатели поставляются в виде обмотанного сердечника статора и ротора); двигатели со встроенной температурной защитой (h = 50 - 355 мм) - для привода механизмов, работающих со значительными перегрузками, частыми пусками и т.д.

Серия охватывает следующие модификации по условиям окружающей среды: двигатели тропического исполнения (h = 50 - 355 мм) - для работы в условиях влажного или сухого тропического климата при температуре окружающего воздуха от -10 до +45°С, относительной влажности до 100% (при температуре + 35°С), при воздействии солнечной радиации, песка, пыли и плесневых грибков; двигатели влагоморозостойкого исполнения (h = 50 - 355 мм) - для работы при температуре окружающей среды до -40°С и относительной влажности 100% (при температуре +25°С); двигатели химостойкого исполнения (h = 50 - 355 мм) - для работы при температуре окружающей среды в пределах ±40°С, относительной влажности 80% (при температуре +25°С), наличии химически активной невзрывоопасной среды.

Серия охватывает следующие исполнения по степени защиты от внешних воздействий и способу охлаждения: защищенное исполнение (IP23) с самовентиляцией (ICO1) при h = 400 и 450 мм; закрытое исполнение (IP44) с охлаждением с помощью воздухоохладителя (IC0161) при h = 400 и 450 мм.

Двигатели изготовляют с короткозамкнутым или фазным ротором и на номинальное напряжение 6000 В. Обмотка статора имеет шесть выводов, соединенных в звезду.

Рассматриваемый двигатель

Исполнение по степени защиты:

IP44 - 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:

ICА1041 - двигатель, обдуваемый наружным вентилятором, расположенным на валу машины.

Конструктивное исполнение по способу монтажа:

IM1001 - по первой цифре - двигатель на лапах, с подшипниковыми щитами; по второй и третьей цифрам - с горизонтальным расположением вала и нижним расположением лап; по четвертой цифре - с одним цилиндрическим концом вала.

Климатические условия работы:

У3 - по букве - для умеренного климата; по цифре - для размещения в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха, воздействия песка и пыли, солнечной радиации существенно меньше, чем на открытом воздухе (каменные, бетонные, деревянные и другие неотапливаемые помещения.

Таким образом, данному двигателю соответствует следующее условное обозначение:

А112М2У3

где:

4 - порядковый номер серии;

А - род двигателя асинхронный;

112 - высота оси вращения;

М - условная длина станины по МЭК;

2 - число полюсов;

У - климатическое исполнение для умеренного климата;

3 - категория размещения.