Курсовая работа: Расчет асинхронного двигателя по известным размерам сердечника при отсутствии паспортных данных

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ

ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ЧЕЛЯБИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АГРОИНЖЕНЕРНАЯ АКАДЕМИЯ

Факультет: Электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства

Кафедра: Электрические машины и эксплуатация электрооборудования в сельском хозяйстве

Курсовая работа

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Студент: Вайсенбург М.С.

Группа 401

Нормоконтролер:

уч. степень, звание: Банин Р.В.

Руководитель:

долж., уч. степень, звание: Банин Р.В.

Челябинск 2011

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Исходные данные

2. Расчетная часть

2.1Обработка данных обмера сердечника

2.2Выбор и определение магнитной индукции в элементах электродвигателя

2.3Определение обмоточных данных

2.4Определение номинальной мощности двигателя

2.5Определение размера и массы обмотки

2.6Расчет магнитной цепи

2.7Построение зависимости I_μ = f(U) при постоянном числе витков

2.8Построение зависимости при номинальном напряжении

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

электрооборудование двигатель обмотка сердечник

Особенность ремонта электрооборудования заключается в том, что до ремонта это оборудование рассчитывают. Эта операция необходима для проверки, соответствует ли имеющиеся обмоточные данные электродвигателя или аппарата каталожным, не подвергался ли этот аппарат перемотке уже после его изготовления. Полученные обмоточные данные сравнивают с каталожными, а определенные расчетом электромагнитные нагрузки сопоставляют с табличными. Только в случае полного совпадения всех необходимых величин или при малых расхождениях между ними можно приступать к ремонту электрооборудования.

Резкое отклонение некоторых расчетных величин от табличных или каталожных указывает на допущенную ошибку при изготовлении оборудования на заводе, при его ремонте или при перемотке на новые параметры, то есть на несоответствие паспорта электрооборудования его обмоточным данным. Это электрооборудование не выдержит послеремонтных испытаний, и его необходимо будет ремонтировать повторно. Если такое электрооборудование выпустить с ремонтного предприятия, оно выйдет из строя сразу же после установки на рабочую машину.

Обязательного проверочного расчета требует, например, перевод электромашин на другие изоляционные материалы и обмоточный провод. Кроме того, заказчик часто требует изменить паспортные данные электрооборудования для использования его в новых условиях или на другой рабочей машине.

1 . ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

2. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Обработка данных обмера сердечника

Полюсное деление статора:

Чистая длина активной стали:

где k_c - коэффициент заполнения сердечника сталью, k_c =0,97.

Высота зубца статора:

Высота ярма статора:

Площадь ярма статора:

Средняя расчетная ширина зубца статора:

где

Площадь паза статора:

Полная высота зубца ротора:

Средняя расчетная ширина зубца ротора:

Высота спинки ротора:

где D^’ – внешний диаметр сердечника ротора

2.2 Выбор и определение магнитной индукции в элементах электродвигателя

Задаёмся значением магнитной индукции в зазоре двигателя, руководствуясь приложением 2, - .

Определяем значение магнитного потока:

Магнитная индукция в зубцах статора:

где - зубцовое деление статора,

- чистая длина активной стали статора

Рекомендуемое значение магнитной индукции в зубцах статора: B_{Z 1} =1,75(Тл).

Магнитная индукция в ярме(спинке) статора:

Рекомендуемое значение магнитной индукции в ярме статора: B_С =1,1(Тл).

Магнитная индукция в зубцах ротора:

где l_p – длина сердечника ротора, lp = l_1; t₂ – зубцовое деление ротора, мм.

Магнитная индукция в ярме ротора:

где - площадь сечения ярма ротора;

2.3 Определение обмоточных данных

Число витков в фазе:

Полученное число витков округляем до ближайшего числа, кратного числу катушек ; Число эффективных проводников в одном пазу:

где m – число фаз, m = 3; а – число параллельных витков, а = 1

Сечение изолированного провода:

где k_з – коэффициент заполнения паза изолированными проводниками, k_з =0,68…0,72; S^’ _п – площадь паза, свободная от изоляции, (мм² )

S_из – площадь пазовой изоляции, (мм² )

b_из – толщина изоляции, (мм); S_кр – площадь пазовой крышки, (мм² )

; b_кр – толщина крышки, (мм)

2.4 Определение номинальной мощности двигателя

Фазный ток двигателя:

где g_г – площадь поперечного сечения неизолированного провода, (мм² )

Выбираем стандартное сечение: g_г = 0,442 (мм² ).

Полная мощность электродвигателя:

Ориентировочная мощность на валу:

Выбираем двигатель 4A90LB8У3, P = 1,1(кВт), η = 0,77, cosφ = 0,7, I_н = 3,5(А). Линейная нагрузка электродвигателя:

где I_ф.ном – номинальный ток двигателя, I_ф.ном =3,5(А).

Каталожное значение линейной нагрузки электродвигателя: А_табл = 22,9(А/м).

2.5 Определение размера и массы обмотки

Средняя длина катушек:

Длина лобовой части обмотки статора:

Средняя длина полувитка обмотки:

Масса меди обмотки статора без изоляции:

2.6 Расчет магнитной цепи

Уточнить значение потока по принятому числу витков:

Магнитная индукция в зазоре:

Магнитное напряжение (магнитодвижущая сила - МДС) в воздушном зазоре:

МДС в зубцах статора:

МДС в зубцах ротора:

МДС в ярме статора:

МДС в ярме ротора:

Полная магнитодвижущая сила магнитной цепи двигателя на пару полюсов:

Намагничивающий ток:

.

2.7 Построение зависимости I_μ = f ( U ) при постоянном числе витков

Таблица 2.1 - Зависимость I_μ = f(U)

2.8 Построение зависимости при номинальном напряжении

Аналогично для числа витков равного 0,7; 0,85; 1; 1,15; 1,3ω_н рассчитаем намагничивающий ток и остальные величины.

Результаты расчета сводим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 - Зависимость I_μ = f(ω)

Графики зависимостей тока намагничивания от напряжения при постоянном числе витков и от числа витков при постоянном напряжении.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник/ А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Собленская – М.: Энергатомиздат, 1982, - 504с.

2. Методические указания к контрольной работе «Расчет асинхронного двигателя по известным размерам сердечника при отсутствии паспортных данных»/ В.А. Буторин, - Челябинск, 2003, - 32с.

3. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Технология монтажа и ремонта электрооборудования»: расчет обмоточных данных асинхронного электродвигателя./ ЧГАУ; Сост. А.В. Частовский, В.А. Буторин. Челябинск, 1989, - 34с.