Асинхронный двигатель

Методические указания по курсовому проекту. Проектирование проводится в соответствии с учебным пособием [3].

В табл. 6 приведены исходные данные для проектирования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором: номинальная мощность двигателя (кВт), линейное напряжение (В), синхронная частота вращения (об/мин).

Общие данные: число фаз - 3, частота - 50 Гц, режим работы - длительный, конструктивное исполнение IM1001; исполнение по способу защиты от воздействия окружающей среды IР44, категория климатического исполнения - У3, способ охлаждения - самовентиляция.

В качестве ориентировочных и проверочных могут быть приняты данные базового двигателя серии 4А, имеющего равную мощность, скорость (напряжение) по табл. 4. (по табл. 2.1; 3.1; 5.2 (или 5.7); 6.1 в [6]). Высота оси h в П.2 выбирается из ряда по ГОСТ13267-73, но не менее чем у базового двигателя, например, для АД 4А280S6У3 h= 280 мм. Следует обратить внимание на то, что двигатель проектируется с вытеснением тока в роторе, поэтому пусковой момент должен быть больше номинального.

Проектирование ведется в следующей последовательности.

ПП.1–10. Выбор главных размеров по § 6.4. Высота оси вращения по рис. 6.7(а), табл. 6.6. Внутренний диаметр статора по табл. 6.7. Расчетная мощность по (6-4). Электромагнитные нагрузки по рис. 6.11, а. Расчетная длина воздушного зазора по (6-6). Проверка отношения длины воздушного зазора к полюсному делению (рис.6-14, а).

ПП.10–18. Определение числа пазов, числа витков и сечения провода обмотки статора. Предварительное число пазов по (6-16) с учетом рис.6.15 (зубцового деления). Число эффективных проводников в пазу по (6-17). Номинальный ток статора по (6-18). Окончательное число витков, линейная нагрузка, магнитный поток и индукция, соответственно по (6-20), (6-21), (6-22) и (6-23) с проверкой по рис.6.11, б. Сечение эффективного проводника по (6-24). Плотность тока обмотки статора (6-27).

ПП.19–24. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора по § 6.5, § 6.6. Паз статора по рис. 6.19, а с учетом табл. 6.10, по (6-39), (6-28), (6-40), (6-45–6-47), (6-51) с учетом табл.3-8 (3-9). Проверка коэффициента заполнения паза по табл.3.12.

ПП.25–35. Расчет ротора по § 6.7. Воздушный зазор по рис.6.21; число пазов ротора по табл.6.15; внутренний диаметр ротора по (6.101) с учетом табл.6.16. Ток в стержнях по (6.60) с учетом рис.6.22 и (6.68); площадь поперечного сечения стержней по (6.69). Вид паза ротора по рис.6.27, б или 6.28 – 6.30. Допустимая ширина зубца по (6-77). Размеры паза по (6-74–6-76) с учетом рис.6.66, б. Уточненное сечение стержня по (6.78). Плотность тока в стержнях, размеры замыкающих колец (6-73).

ПП.36–43. Расчет намагничивающего тока по § 6.8. Значение индукций по (6.104, 105, 107). Магнитное напряжение на участках магнитной цепи по (6.110, 111, 121, 127). Коэффициенты насыщения (6.124, 128). Намагничивающий ток (6.129), (6.130).

ПП.44–47. Параметры рабочего режима по § 6.9. Активное сопротивление фазы обмотки статора (6.131), длина проводников фазы (6.133), длина вылета лобовой части катушки с учетом табл.6.19. Активное сопротивление фазы обмотки ротора (6.164, 165, 169). Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора (4.42) с учетом: табл.6.22, рис.6.38; (6.154, 155, 170, 172), рис.6.39. Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора (6.173) с учетом: табл.6.23, рис.6.40, (6.156, 174, 176) с приведением к числу витков статора (6.178).

ПП.48–55. Расчет потерь (§ 6.10). Потери в стали по(6.183) с учетом: табл.6.24, (6.184, 185). Поверхностные потери в роторе (6.190) с учетом (6.186, 188). Пульсационные потери в зубцах ротора (6.196) с учетом (6.192, 197). Сумма добавочных потерь в стали (6.198). Полные потери в стали (6.199), механические потери (6.205); добавочные потери при номинальном режиме; холостой ход двигателя (6.212), с учетом (6.213 – 215).

ПП.56–58. Расчет рабочих характеристик (§ 6.11) по(6.179, 180, 217, 218, 222, 223). Построение рабочих характеристик: результаты расчета в табл.1. Расчет пусковых характеристик (по § 6.12). Параметры: (6.235-237, 243, 247) с учетом рис.6.46, 6.47. Учет эффекта вытеснения тока: табл.6.23, рис.6.40, (6.250, 251). Ток ротора по (6-269). Учет насыщения (6.252-254), рис.6.50, (6-255), (6.258-266). Расчет токов и моментов (6.268-271), критическое скольжение (6.272). Пусковые характеристики: табл.2.

ПП.59–60. Тепловой расчет (по § 6.15). Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя (6.314) с учетом табл.6.30, (6.312), рис.6.59. Перепад температуры в изоляции пазов части обмотки статора (6.315) с учетом (6.316). Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей (6.319). Превышение температуры наружной поверхности лобовых над температурой воздуха внутри двигателя (6.320). Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри двигателя (6.321). Превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой окружающей среды (6.322). Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды (6.328, табл.5.1). Расчет вентиляции: требуемый расход воздуха (6.340). Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором (6.342).

Конструкция двигателя должна быть выполнена на чертежном листе формата А1, с указанием габаритных размеров. На чертеже следует показать конструкцию паза, конструкцию секции.