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>