Расчет асинхронного электродвигателя (стр. 1 из 7)
Реферат
Ускорение научно-технического прогресса требует всемерной автоматизации производственных процессов. Для этого необходимо создать электрические машины, удовлетворяющие по своим показателям и характеристикам, весьма разнообразным требованиям различных отраслей народного хозяйства.
Процесс создания электрических машин включает в себя проектирование, изготовление и испытание. В настоящем курсовом проекте рассматриваются вопросы проектирования электрических машин.
Под проектированием электрических машин понимается, расчет размеров отдельных ее частей, параметров обмоток, рабочих и других характеристик машины, конструирование машины в целом, а также ее отдельных деталей и сборочных единиц, оценка технико-экономических показателей спроектированной машины, включая показатели надежности.
Основные тенденции в развитии электромашиностроения.
Усовершенствование методов расчета машин;
Улучшение конструкции машин с придачей узлам и деталям эстетических и рациональных форм, при обеспечении снижения их массы и прочности. Повышение надежности машин, в частности за счет широкого распространения машин закрытого исполнения, в которых для улучшения охлаждения используют обдув наружной поверхности.
Наиболее применяемые степени защиты:
IP22- машина, защищенная от попадания твердых тел размером более 12мм и от капель воды.
IP23- машина, защищенная от попадания твердых тел размером более 12мм и от дождя.
IP44- машина, защищенная от попадания твердых тел размером более 1мм и от водяных брызг (закрытая машина).
Энергетические показатели машин (КПД и cos) в основном сохраняются на одном уровне.
Особо следует отметить повышение технологичности конструкции, осуществляемой широкой унификацией узлов и деталей машин и придания им форм, содействующих возможности применения прогрессивных технологических процессов и усовершенствованного оборудования – автоматических линий, агрегатных станков полуавтоматов, конвейеров и др.
Введение
Асинхронные двигатели - наиболее распространенный вид электрических машин, потребляющих в настоящее время около 40% всей вырабатываемой электроэнергии. Их установленная мощность постоянно возрастает.
Потребности народного хозяйства удовлетворяются главным образом двигателями основного исполнения единых серий общего назначения, то есть применяемых для привода механизмов, не предъявляющих особых требований к пусковым характеристикам, скольжению, энергетическим показателям, шуму и т.п. Вместе с тем в единых сериях предусматривают также электрические и конструктивные модификации двигателей, модификации для разных условий окружающей среды, предназначенные для удовлетворения дополнительных специфических требований отдельных видов приводов и условий их эксплуатации. Модификации создаются на базе основного исполнения серий с максимально возможным использованием узлов и деталей этого исполнения.
В некоторых приводах возникают требования, которые не могут быть удовлетворены двигателями единых серий. Для таких приводов созданы специализированные двигатели, например электробуровые, краново-металлургические и др.
Электромашиностроение прошло большой путь развития, начиная от простейшей моделей, созданных полтора века назад на основе открытий М. Фарадея (1821- 1831), до современных электродвигателей и генераторов.
В настоящее время отечественной промышленностью изготовляются асинхронные двигатели мощностью от 0,12 до 400кВт единой серии 4А и мощностью свыше 400 до 1000 кВт – серии 4А, а также серии А1- мощностью от 0,04 до 315 кВт.
Новые серии разработаны с учетом международных норм- рекомендаций МЭК. В области асинхронных двигателей разработка серий проводилась в соответствии с согласованными общими рекомендациями по унифицированной увязки установочных размеров со шкалой мощностей.
1. Выбор главных размеров и расчёт обмотки статора
Расчёт асинхронных машин начинают с определения главных размеров: внутреннего диаметра статора
и расчётной длины воздушного зазора 
. Наиболее целесообразным является выбор главных размеров, основанный на предварительном определении высоты оси вращения и увязке этого размера с наружным диаметром статора и последующем расчёте внутреннего диаметра статора.Высоту оси вращения h и соответствующий ей наружный диаметр статора
определяют по таблицам 1 и 2 приложения для заданных номинальной мощности 
, числа пар полюсов 
и исполнения двигателя: 
.Внутренний диаметр статора
определяется: 
, 
где KD – коэффициент, определяется по таблице 3 приложения.
Полюсное деление, м:
Расчётная мощность, кВт:
где Р2 – мощность на валу двигателя, кВт;
kЕ – отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, определяется по рисунку 1 приложения
Предварительные значения η и соsφ могут быть взяты по кривым приложения (рисунок 2 и 3), построенным по данным двигателей серии 4А.
Предварительный выбор электромагнитных нагрузок А, А/м и Вδ, Тл должен быть проведён особо тщательно, т.к. они определяют не только расчётную длину сердечника но и в значительной степени характеристики машины. Рекомендации по выбору А и Вδ, представленные в виде кривых на рисунках 4 и 5 приложения, основаны на данных изготовленных двигателей.
Коэффициент полюсного перекрытия αδ и коэффициент формы поля kв предварительно принимают равными:
Предварительное значение обмоточного коэффициента
выбирают в зависимости от типа обмотки статора. Для однослойных обмоток =0,95÷0,96; для двухслойных обмоток при 2р=2 принимают 
=0,90÷0,91, при 2р>2 =0,91÷0,92.Расчётная длина воздушного зазора, м:
где Ω – синхронная угловая скорость вала двигателя, рад/с:
где
- синхронная частота вращения, об/мин; 
- частота питания, Гц.Критерием правильности выбора главных размеров D и
служит отношение 
, которое должно находиться в пределах, показанных на рисунке 6 приложения для принятого исполнения машины. Если λ оказывается чрезмерно большим, то следует повторить расчёт для ближайшей из стандартного ряда большей высоты оси вращения h. Если λ слишком мало, то расчёт повторяют для следующей в стандартном ряду меньшей высоты h. 
Для расчёта магнитной цепи помимо
необходимо определить полную конструктивную длину и длину стали сердечников статора ( 
и 
) и ротора ( 
и 
). В асинхронных двигателях, длина сердечников которых не превышает 250-300 мм, радиальных вентиляционных каналов не делают. Для такой конструкции = = 
. В более длинных машинах сердечники подразделяют на отдельные пакеты, разделённые между собой радиальными вентиляционными каналами.Стандартная ширина радиального воздушного канала между пакетами
мм. Число пакетов 
и их длина 
связаны с расчётной длиной соотношением: