Проектирование судовых асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

Курсовой проект - Транспорт, логистика

Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика

Введение

 

Согласно заданию необходимо спроектировать трёхфазный асинхронный двигатель мощностью 37 кВт, с частотой вращения 3000 об/мин, напряжением 220 / 380 В при частоте 50 Гц, КПД составляет 90% и коэффициент мощности, соответственно, 0,89; ротор - короткозамкнутый, исполнение двигателя по степени защиты IP44. В качестве базовой модели принята конструкция асинхронного двигателя типа 4А200М2У3.

При проектировании использована методика и рекомендации, содержащиеся в методическом пособии Электрические машины. Курсовое проектирование судовых асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, автор А.А. Ушакевич.

Число пар полюсов

Электромагнитный расчёт

 

Определение главных размеров.

Главными размерами асинхронной машины являются внутренний диаметр статора и расчётная длина воздушного зазора . Главными они называются потому, что определяют в основном все остальные показатели машины. От размеров и и соотношения между ними зависят объём активной части машины, её масса, степень использования активной части, технико-экономические и другие важные показатели машины.

Наружный диаметр статора выбирается в зависимости от заданной высоты оси вращения по табл. 1.

 

Таблица 1

мм90100112132160180200225250280 м0,1490,1680,1910,2250,270,3130,350,390,440,53

Принимаем значение и .

Внутренний диаметр статора в общем случае может быть определён по наружному диаметру, высотам ярма и зубцового слоя:

 

 

На указанном этапе расчёта размеры и неизвестны. Поэтому для расчёта внутреннего диаметра используют:

 

 

Значение принимаем из таблицы 2.

Таблица 2

2468-120,52-0,580,64-0,680,7-0,720,74-0,77

Принимаем

Находим внутренний диаметр:

Расчётная длина воздушного зазора определяется:

 

 

где - расчётная мощность, Вт;

- внутренний диаметр статора, м;

- угловая частота вращения, рад/с;

- коэффициент формы поля ();

- обмоточный коэффициент, выбираемый в зависимости от типа обмотки статора. Для двухслойных обмоток =0,9;

- линейная нагрузка, А/м;

- индукция в воздушном зазоре, Тл.

Расчётная мощность определяется по формуле:

 

 

где - номинальная мощность, Вт;

- коэффициент отношения ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению;

- КПД машины

- коэффициент мощности

[ рис.1(в) стр.13] принимаем 0,985

Расчётная мощность будет равна:

Находим и [ рис.2(б) стр.14]: и

Определяем угловую частоту вращения:

 

 

Критерием правильности выбора главных размеров и служит отношение

где - полюсное деление, в м, вычисляемое по формуле

 

 

Находим

Величина должна находиться в пределах [рис.3 стр.15].

Величина находится в допустимых пределах.

Проектирование статора.

Выбираем тип обмотки и форму паза для статора из табл.3

 

Таблица 3

Тип обмоткиФорма паза50-1602,4,6,8Однослойная всыпная концентрическая двухплоскостнаяТрапецеидальный полузакрытый180-2502,4,6,8Двухслойная всыпнаяТрапецеидальный полузакрытый280-335 3352,4,6,8 10,12Двухслойная из жёстких полукатушекПрямоугольный полузакрытый280; 31510,12Двухслойная всыпная концентрическаяТрапецеидальный полузакрытый

Тип обмотки: Двухслойная всыпная Форма паза: Трапецеидальный полузакрытый

Находим предельные значения

 

[рис.11, стр.67]: ,

 

где - зубцовое деление статора

Предварительно определяем число пазов статора:

 

 

Из этого промежутка принимаем число пазов статора

Определяем число пазов на полюс и фазу:

 

, где - число фаз;

 

Окончательно определяем зубцовое деление статора:

 

 

Полученное значение зубцового деления должно быть не менее минимального рекомендуемого значения (табл.4)

 

Полюсное деление , м0,4Зубцовое деление статора , м0,016-0,0200,017-0,0220,020-0,028

Находим число эффективных проводников в пазу (предварительно при условии )

 

(здесь - номинальный фазный ток обмотки статора)

 

Величина определяется по формуле:

 

, где - номинальное фазное напряжение.

 

Принимаем , т.к. при этом значении номинальный фазный ток обмотки статора в параллельной ветви обмотки статора не превышает 50-55 А.

 

 

Определяем число параллельных ветвей в обмотке статора. При выборе числа параллельных ветвей следует обязательно проверить выполнимость обмотки, т.е. соотношение . Для двухслойных обмоток: должно быть целым числом.

Принимаем . Отсюда находим (окончательно) число эффективных проводников в пазу: .

Находим число последовательно соединённых витков в фазе обмотки статора :

 

 

Уточняем электромагнитные нагрузки и :

 

 

Чтобы уточнить , нужно найти величину потока:

 

 

Здесь уточняем :

 

 

(для двухслойных обмоток относительный шаг обмотки рекомендуется принимать )

 

двигатель асинхронный статор ротор ток

Значения и находятся в допустимых пределах [рис.2(б) стр.14].

Размеры проводника обмотки статора определяются исходя из теплового фактора , который характеризует тепловую нагрузку (или нагрев пазовой части) обмотки статора. Для этого по кривым [рис.4 стр.20] выбираем произведение .

 

 

Далее определяем допустимую плотность тока :

 

 

Предварительно определяем сечение эффект?/p>