Исходные данные для проектирования

СОДЕРЖАНИЕ

  стр.
Введение  
1 Исходные данные для проектирования  
1.1. Задание курсовой работы  
2 Пояснительная записка  
2.1 Состав и объем пояснительной записки  
2.2 Требования к структурным элементам  
2.3 Требования к графическим документам  
3 Методические указания к выполнению курсового проекта «Расчет обмоточных данных асинхронного двигателя»  
3.1 Обработка данных обмера сердечника  
3.1.1 Полюсное деление  
3.1.2 Чистая длина активной стали  
3.1.3 Высота тела (спинки) статора  
3.1.4 Площадь поперечного сечения ярма статора  
3.1.5 Площадь полюсного деления в воздушном зазоре  
3.1.. Средняя расчетная ширина зубца статора  
3.1.7 Площадь поперечного сечения зубцов полюсного целения  
3.1.8. Площадь паза статора для трапецеидальных пазов  
3.2 Определение индукций по участкам магнитной це пи и магнитного потока  
3.2.1 Ориентировочная мощность на валу электродвигателя  
3.2.2 Индукция в воздушном зазоре  
3.2.3 Величина магнитного потока  
3.2.4 Индукция в зубцах статора  
3.2.5Индукция в спинке статора  
3.3 Расчет обмоточных данных  
2.3.1 Число витков в фазе. 12  
3.3.2 Предварительное число эффективных проводников в пазу  
3.3.4 Диаметр изолированного провода  
3.3.5 Окончательная площадь поперечного сечения про вода и его диаметр  
3.3.6 Диаметр голого провода  
3.3.7 Выбор конструкции пазовой изоляции  
3.4 Определение номинальной мощности  
3.4.1 Фазный ток статорной обмотки. 14  
3.4.. Полная потребляемая мощность  
3.4.3 Расчетная мощность на валу двигателя  
3.4.4 Номинальный фазный ток двигателя (выбранного по каталогу)  
3.4.5 Линейная нагрузка электродвигателя  
3.5 Определение геометрических размеров катушек и массы обмоточного провода  
3.5.1 Средняя ширина катушки. 17  
3.5.2 Длина лобовой части обмотки  
3.5.3 Средняя длина витка обмотки статора  
3.5.4 Общая длина проводников фазы обмотки  
3.5.5 Масса обмоточного провода без изоляции  
3.5.6 Масса меди обмотки статора с изоляцией  
3.5.7 Активное сопротивление фазы статорной обмотки  
3.6 Расчет магнитной цепи машины и намагничивающее го тока  
3.6.1. Магнитодвижущая сила воздушного зазора, А: 18  
3.6.2 Магнитодвижущая сила зубцовой зоны статора  
3.6.3 Магнитодвижущая сила ярма статора  
3.6.4 Суммарная магнитодвижущая сила магнитной цепи двигателя (на пару полюсов)  
3.6.5 Намагничивающий ток  
3.6.6 Относительное значение намагничивающего тока  
3.7 Расчет зависимостей при и при  
Список используемых источников  
Приложения  

 

 

Введение

 

Наиболее широко применяемыми в сельском хозяйстве электричес­кими машинами являются трехфазные асинхронные электродвигатели. Выпускники факультета электрификации в своей практической деятель­ности обычно сталкиваются с проблемами расчета асинхронных электродвигателей, трансформаторов и другой аппаратуры. В ремонтной практике случается, что на машину отсутствует паспорт, заказчик иногда просит перевести машину на другое напряжение, частоту вра­щения.

Задачей курсовой работы является практическое применение студентами знаний по конструктивному исполнению электрических машин и методику их расчета, а также проектирование электроремонтного предприятия.

Цель курсовой работы - освоить методику сокращенного расчета асинхронного двигателясерии 4А при отсутствии паспортных и обмоточных данных и уметь проектировать электроремонтное предприятие.

Курсовая работа является завершающим этапом изучения курса "Технология ремонта электрооборудования". Непременным условием её качественного выполнения является усвоение курса "Электрические машины".

Парк двигателей разделяется по сериям, исполнениям и мо­дификациям. В сельском хозяйстве применяют двигатели единой серии 4А и АИР. Четвертая серия имеет двигатели основного исполнения, модификации по электрическим, конструктивным, климатическим и другим параметрам, а также узкоспециализи­рованные исполнения, в том числе и для сельского хозяйства.

Двигатели серии 4А сельскохозяйственного назначения вы­полняют на базе двигателей основного исполнения мощностью от 0,12 до 30 кВт, с синхронной частотой вращения 3000, 1500 и 1000 мин-1. Они имеют закрытое обдуваемое исполнение (1Р 44), чугунные корпуса и подшипниковые щиты. Коробки выводов выполнены двухштуцерными с уплотнением для предотвраще­ния попадания влаги. Для присоединения к сети предусмотрены клеммные колодки. Конструкция двигателей позволяет попол­нять смазку подшипниковых узлов без разборки, а в двигателях с высотой оси вращения до 132 мм применены подшипники, не требующие пополнения или замены смазки во время всего срока службы. В двигателях сельскохозяйственного назначения применены обмоточные и установочные провода, пропиточные, ла­кокрасочные и антикоррозийные материалы, обеспечивающие нагревостойкость по классу В – 130°С, стойкость к воздействию повышенной влажности, агрессивных сред животноводческих помещений, дезинфицирующих растворов и аэрозолей. Они мо­гут работать при температуре окружающей среды от -45 до +45 °С, допускают длительную работу на пониженном на 20% напряжении со снижением паспортной мощности на 15%. Рас­четный срок службы двигателей 8... 10 лет, но не менее 12 000 ч при работе двигателя в среднем 1500 ч/год.

Электродвигатели серии 4А имеют 32 ступени мощности: 0,06; 0,09; 0,12; 0,18; 0,25; 0,37; 0,55; 0,75; 1,1; 1,5; 2,2; 3; 4; 5,5; 7,5; 11; 15; 18,5; 22; 30; 37; 45; 55; 75; 90; 110; 132; 160; 200; 250; 315; 400 кВт.

Обозначение типа электродвигателя (4АН200М4УЗ) расшиф­ровывается следующим образом:

4А – серия электродвигателя;

Н– обозначение электродвигателя защищенного исполнения, отсутствие буквы означает, что электродвигатель - закрытого обдуваемого исполнения;

200 – высота оси вращения, мм;

М – установочный размер по длине станины (М, L, S);

4 – число полюсов обмотки (2,4,6,8 и т.д.);

У – климатическое исполнение;

3– категория размещения (1,2,3,4).

Возможные степени защищенности электродвигателей серии 4А сельскохозяйственного назначения приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Степени защиты электродвигателей серии 4А сельскохозяйственного назначения

Электродвигатели серии 4А сельскохозяйственного назначе­ния допускают работу при снижении напряжения до 80% от но­минального при незначительном снижении мощности, а также кратковременную работу с сохранением момента, равного но­минальному. При высотах оси вращения 90-132 мм электродви­гатели выполняются на напряжение 380 В с тремя выводами, а при высоте оси вращения более 160 мм они выпускаются с шес­тью выводами на напряжение 660/380. Предусмотрены следую­щие модификации электродвигателей серии 4А: с повышенным скольжением; с повышенным пусковым моментом; со встроен­ной температурной защитой; многоскоростные; для мотор-редукторов; для привода пропеллерных вентиляторов типа ВО.

Кроме электродвигателей серии 4А промышленность выпус­кает трехфазные асинхронные электродвигатели серии АИР (АИ). Эта серия предусматривает основное исполнение и прак­тически все исполнения трехфазных двигателей серии 4А. Элек­тродвигатели серии АИР выпускаются с высотами оси вращения от 45 до 355 мм, мощностью от 0,025 до 315 кВт. Эта серия отли­чается от электродвигателей серии «4А» пониженным уровнем шума и повышенной надежностью. Отличия в обозначении от электродвигателей серии «4А» заключаются в следующем:

АИ – обозначение серии;

Р – говорит о привязке к установочным размерам серий элек­тродвигателей стран СЭВ.

Степень защищенности электродвигателей определена ГОСТ 17494-72 и ГОСТ 14254-80. Повышение надежности достигнуто за счет применения материалов класса нагревостойкости «Р» при допустимом перегреве обмоток, соответствующем классу нагревостойкости «В» – 130°С. Рассмотрим обозначения раз­личных модификаций электродвигателей серии АИР:

АИРП – электродвигатели с повышенным пусковым моментом;

АИРС– электродвигатели с повышенным скольжением;

АИРУТ – однофазные электродвигатели с пусковым и рабо­чим конденсаторами;

АИРК – электродвигатели с фазным ротором;

АИР...Б.. – электродвигатели со встроенной температурной защитой (АИР 80А2БУЗ).

Электродвигатели сельскохозяйственного исполнения выпус­каются на базе унифицированной серии «АИ» с высотами оси вращения от 50 до 200 мм, они предназначены для эксплуатации в сельскохозяйственных помещениях с агрессивными средами и обозначаются – АИР 100L4БСУЗ. Эти электродвигатели могут работать в помещениях с концентрацией агрессивных газов: ам­миак и сероводород от 10 до 20 мг/м3; углекислый газ – до 30 г/м3, – и допускают длительное снижение напряжения до 80-90% от номинального значения со снижением мощности, соответственно, не более чем на 30 и 20% для электродвигателей с высотами оси вращения 50-80 мм и не более чем на 25 и 15% для остальных электродвигателей. Возможна также кратковремен­ная работа (не более 10 минут) с сохранением номинального момента на валу при снижении напряжения до 80% от номи­нального значения.

 

Исходные данные для проектирования

Задание к курсовой работы

 

На основании индивидуального задания первой части произвести расчет обмотки статора

Все данные для выполнения курсовой работы выдаются индивидуально (исходные данные приведены в таблице 1.1).

В него включены следующие параметры машины для единой серии 4А исполнение машины: номинальное напряжение – U1ф B; частота вращения поля статора n1, об/мин; соединение фаз ∆ / Y; f - частота тока, Гц; толщина листов стали, ∆, мм; размеры активного железа статора в миллиметрах (рисунок 1): наружный диаметр Da , диаметр расточки D , осевая длина сердечника l , воздушный зазор ∂, число пазов статора – Z1; размеры паза статора (рисунок 2): в1 - больший размер ширины паза, в2 - меньший размер ширины паза, вщ –ширина шлицы паза, h - полная высота паза, е - высота ушка паза;

 

в1 - больший размер ширины паза;

в2 - меньший размер ширины паза;

вщ- ширина шлица паза;

е - высота усика паза;

h- полная высота паза.

 

 


 

 

 

Рисунок 1 - Размеры активного железа сердечника статора и ротора.

 

 

Рисунок 2 - Паз статора а, б - трапецеидальный полузакрытый в - прямоугольный полуоткрытый.

 

 

 

Рисунок 3 - Паз ротора а - овальный полузакрытый б, в - овальный закрытый.


Таблица 1.1 - Данные к курсовой работе по дисциплине

Вариант D Da l Z в1 в2 вщ h e К части работы
n U1ф
мм мм мм   мм мм мм мм мм мм 1/с В
1. 6,4 4,8 1,8 9,8 0,5 0,25
2. 6,4 4,8 1,8 9,8 0,5 0,25
3. 6,3 4,8 1,8 9,0 0,5 0,30
4. 6,3 4,8 1,8 9,0 0,5 0,30
5. 6,5 4,7 1,8 10,4 0,5 0,25
6. 6,5 4,7 1,8 10,4 0,5 0,25
7. 4,9 3,5 1,8 10,9 0,5 0,25
8. 4,9 3,5 1,8 10,9 0,5 0,25
9. 7,5 5,9 2,0 9,3 0,5 0,35
10. 7,3 5,2 2,0 11,6 0,5 0,25
11. 7,5 5,9 2,0 9,3 0,5 0,35
12. 7,3 5,2 2,0 11,6 0,5 0,25
13. 5,5 3,9 2,0 12,2 0,5 0,25
14. 5,5 3,9 2,0 12,2 0,5 0,25
15. 5,5 3,9 2,0 12,2 0,5 0,25
16. 8,5 6,8 3,0 11,6 0,5 0,35
17. 8,5 6,8 3,0 11,6 0,5 0,35
18. 6,0 4,4 2,5 12,1 0,5 0,25
19. 6,0 4,4 2,5 12,1 0,5 0,25
20. 6,0 4,3 2,5 13,0 0,5 0,25
21. 6,0 4,3 2,5 13,0 0,5 0,25
22. 6,0 4,3 2,5 13,0 0,5 0,25
23. 6,0 4,3 2,5 13,0 0,5 0,25
24. 10,1 8,1 3,2 12,6 0,5 0,40
25. 6,5 4,8 3,0 12,9 0,5 0,25
26. 6,6 4,7 2,7 13,8 0,5 0,25
                         
27. 6,6 4,7 2,7 13,8 0,5 0,25
28. 6,6 4,7 2,7 13,8 0,5 0,25
29. 11,3 9,1 3,5 14,1 0,5 0,45
30. 11,3 9,1 3,5 14,1 0,5 0,45
31. 7,1 4,9 3,0 15,8 0,5 0,30
32. 7,1 4,9 3,0 15,8 0,5 0,30
33. 7,5 5,4 3,0 15,4 0,5 0,30
34. 7,5 5,4 3,0 15,4 0,5 0,30
35. 12,6 10,5 3,5 15,1 0,5 0,60
36. 8,2 6,5 3,5 14,3 0,5 0,30
37. 5,7 4,3 3,0 15,6 0,5 0,30
38. 5,7 4,3 3,0 15,6 0,5 0,30
39. 6,3 4,5 3,0 17,5 0,5 0,30
40. 6,3 4,5 3,0 17,5 0,5 0,30
                           
41. 13,4 10,2 4,0 16,5 0,9 0,60
42. 9,2 6,1 3,5 17,8 0,9 0,35
43. 9,2 6,1 3,5 0,9 0,35
44. 6,6 4,8 3,5 16,0 0,9 0,35
45. 6,6 4,8 3,5 16,0 0,9 0,35
46. 7,1 4,8 3,5 17,6 0,9 0,35
47. 7,1 4,8 3,5 17,6 0,9 0,35
48. 11,9 8,7 4,0 20,0 1,0 0,80
49. 11,9 8,7 4,0 20,0 1,0 0,80
50. 9,9 7,3 3,7 20,5 1,0 0,50
51. 9,9 7,3 3,7 20,5 1,0 0,50
52. 8,2 6,1 3,7 18,8 1,0 0,45
53. 8,2 6,1 3,7 18,8 1,0 0,45
54. 9,2 6,8 3,7 19,1 1.0 0,45
55. 9,2 6,8 3,7 19,1 1,0 0,45
                         
56. 12,9 9,2 4,0 24,7 1,0 1,0
57. 12,9 9,2 4,0 24,7 1,0 1,0
58. 11,0 8,2 3,7 24,0 1,0 0,6
59. 11,0 8,2 3,7 24,0 1,0 0,6
60. 7,2 5,0 3,7 26,5 1,0 0,5
61. 7,2 5,0 3,7 26,5 1,0 0,5
62. 14,9 10,5 4,0 28,2 1,0 0,9
63. 14,9 10,5 4,0 28,2 1,0 0,9
64. 12,3 9,4 3,7 24,5 1,0 0,7
65. 12,3 9,4 3,7 24,5 1,0 0,7
66. 8,4 6,2 3,7 25,0 1,0 0,5
67. 8,4 6,2 3,7 25,0 1,0 0,5
68. 8,4 6,2 3,7 25,0 1,0 0,5
69. 15,0 10,5 4,0 29,2 1,0 1,0
70. 13,0 9,9 3,7 27,0 1,0 0,85
                         
71. 9,3 7,0 3,7 27,6 1,0 0,6
72. 9,3 7,0 3,7 27,6 1,0 0,6
73. 12,7 8,7 4,0 32,3 1,0 1,2
74. 12,7 8,7 4,0 32,3 1,0 1,2
75. 11,9 8,5 3,7 34,0 1,0 1,0
76. 11,9 8,5 3,7 34,0 1,0 1,0
77. 10,0 7,7 3,7 28,6 1,0 0,7
78. 10,0 7,7 3,7 28,6 1,0 0,7
79. 10,0 7,7 3,7 28,6 1,0 0,7
80. 10,0 7,7 3,7 28,6 1,0 0,7
81. 7,9 6,2 3,7 26,3 1,0 0,7
82. 11,6 11,6 6,4 45,9 1,1 1,3
83. 11,6 11,6 6,4 45,9 1,1 1,3
84. 9,9 9,9 5,7 45,0 1,1 0,9
85. 9,9 9,9 5,7 45,0 1,1 0,9
                         
86. 8,8 8,8 5,2 36,8 1,1 0,8
87. 8,8 8,8 5,2 36,8 1,1 0,8
88. 9,3 9,3 5,3 36,5 1,1 0,8
89. 9,3 9,3 5,3 36,5 1,1 0,8
90. 10,6 8,1 4,0 38,0 1,0 0,7
91. 10,6 8,1 4,0 38,0 1,0 0,7
92. 11,6 11,6 6,4 45,9 1,1 1,3
93. 11,6 11,6 6,4 45,9 1,1 1,3
94. 9,9 9,9 5,7 45,0 1,1 0,9
95. 9,9 9,9 5,7 45,0 1,1 0,9
96. 8,8 8,8 5,2 36,8 1,1 0,8
97. 8,8 8,8 5,2 36,8 1,1 0,8
98. 9,3 9,3 5,3 36,5 1,1 0,8
99. 9,3 9,3 5,3 36,5 1,1 0,8
100. 9,3 9,3 5,3 36,5 1,1 0,8

 

 

Для всех вариантов:

 

§ Толщина стали - 0,5 мм:

§ Изоляция листов стали - лак:

§ Исполнение двигателя - закрытое:

§ В первой части курсовой f = 50 Гц;

§ Схема соединения обмоток А/У;

§ Пазы трапециидальные с 1 - 47 варианты (рисунок 2а), с 48-81,90-91 (рисунок 2б);

§ Пазы с параллельными стенками с 82-89 и 92-100 (рисунок 2в).

 


Пояснительная записка