Проектирование трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором серии 4А со степенью защиты IP44
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
; (3.7)
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины
; (3.8)
С.
Сумма всех потерь двигателя при номинальном режиме и расчетной температуре
; (3.9)
Вт.
Сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя:
; (3.10)
Вт.
Sкор - эквивалентная поверхность охлаждения корпуса
, (3.11)
м2.
где Пр = 0,33 - условный периметр поперечного сечения ребер станины, [1],
Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды
, (3.12)
С.
где aв - коэффициент подогрева, [1], aв = 15 Вт/(м2С)
Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды
; (3.13)
С.
Полученное значение не превышает допускаемую температуру для класса изоляции F.
4 Вентиляционный расчет.
Требуемый для охлаждения расход воздуха
, (3.14)
где km - коэффициент, учитывающий изменение условий охлаждения по длине поверхности корпуса, обдуваемого наружным вентилятором, [1]:
, (3.15)
где m = 2,5 - коэффициент, [1].
.
м3/с.
Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором:
; (3.16)
м3/с.
.
Расход воздуха, обеспечиваемый вентилятором, больше требуемого для охлаждения.
5 Разработка конструкции и механический расчет
5.1Разработка конструкции
Станина и торцевые щиты отливаются из серого чугуна СЧ20 ГОСТ 1412-85. Станина имеет продольные рёбра, увеличивающие поверхность охлаждения и прилитые лапы. На лапах выполнены отверстия для крепления к установочной поверхности. Для обеспечения минимальной повреждаемости лобовых частей обмотки статора при окончательной обработке замков, станины имеют наружные замковые поверхности. В верхней части станины предусмотрен прилив для размещения и крепления рым-болта.
Подшипниковые щиты крепятся к станине болтами. Подшипниковые щиты имеют небольшую глубину, что обеспечивает их жёсткость при обработке и сборке. На выходном конце вала стоит подшипник средней серии, на обратном конце вала - также средней. Оба подшипника - закрытые.
Сердечники статора и ротора собираются из листов электротехнической стали 2013 толщиной 0,5 мм. Оба сердечника изолируются оксидированием. Сердечник статора скрепляется сваркой. Он закреплён в станине стопорными штифтами, предохраняющими его от проворачивания при резких толчках нагрузки. Двигатель имеет на статоре полузакрытые трапецеидальные пазы. Пазы ротора прямоугольные полузакрытые.
Двигатель выполняется со всыпной обмоткой из эмалированного провода круглого сечения. Обмотка двигателя - двухслойная. Обмотка двигателя имеет изоляционную систему класса нагревостойкости F. Обмотка фазного ротора выполняется стержневой.
Сердечник ротора посажен на вал. Вал изготовляется из стали 45. Диаметр и длина выступающего конца вала заданы в зависимости от главного установочного размера - высоты оси вращения двигателя.
Сверху на станине располагается коробка выводов, с помощью которой обмотку статора можно соединить, либо звездой либо треугольником.
Для охлаждения частей электродвигателя используется наружный вентилятор, крепящийся на выступающем конце вала, противоположном выходному. Вентилятор закрывается кожухом из листовой стали. Наружный воздух засасывается вентилятором через жалюзи кожуха и прогоняется вдоль рёбер станины. Внизу станины рёбра отсутствуют, что даёт возможность несколько уменьшить высоту оси вращения. Вентилятор - литой из алюминия. При отливке вентилятора в него устанавливается стальная втулка, которая служит для крепления вентилятора на валу.
Для защиты сердечника ротора от проворачивания на валу на нём предусмотрена шпонка.
.2 Механический расчет
Механический расчет вала ротора произведен в программной среде
Solidworks. Его результаты представлены на ниже приведенных рисунках, на которых будет отображен процесс расчета.
Рисунок 5.1 - Созданная модель вала
Симуляция вал
Дата: 20 мая 2012 г.
Создатель: Максим Алябьев
Имя исследования:SimulationXpress Study
Тип анализа:Статическое
Имя модели: вал
Активная конфигурация: По умолчанию
Твердые телаРисунок 5.2 - Информация о модели
Ссылка на модельСвойстваКомпонентыИмя: Сталь 45Г ГОСТ 535-88 Тип модели: Линейный Упругий Изотропный Критерий прочности по умолчанию: Неизвестно Предел текучести: 3.8e+008 N/m^2 Предел прочности при растяжении: 6.4e+008 N/m^2 Твердое тело 1(Повернуть1)(вал)Рисунок 5.3 - Свойства материала
Имя крепленияИзображение крепленияДанные крепленияЗафиксированный-1Объекты: 1 грани Тип: Зафиксированная геометрия Зафиксированный-2Объекты: 1 грани Тип: Зафиксированная геометрия Рисунок 5.4 - Места опор
Имя нагрузкиЗагрузить изображениеЗагрузить данныеСила-1Объекты: 1 грани, 1 плоскость(и) Справочный: Сверху Тип: Приложить силу Значения: ---, ---, 1470 N Рисунок 5.5 - Место приложения силы
Тип сеткиСетка на твердом телеИспользуемое разбиение:Стандартная сеткаАвто?/p>