Выбор главных размеров

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Контрольные вопросы для защиты курсового проекта

Структура и содержание курсового проекта

Курсовой проект по расчету трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором общего назначения включает в себя расчетную записку на листах формата А4 и графическую часть на листе формата А1. Расчетная записка должна содержать следующее разделы:

· задание на проектирование,

· содержание, введение,

· выбор главных размеров,

· расчет зубцовой зоны статора,

· расчет зубцовой зоны ротора,

· расчет тока намагничивания,

· расчет параметров обмоток статора и ротора,

· расчет потерь и КПД,

· расчет рабочих характеристик,

· расчет параметров и характеристик пускового режима,

· тепловой расчет.

Графическая часть представляет собой чертеж общего вида (продольный и поперечный разрезы асинхронного двигателя). На чертеже проставляются габаритные и установочные размеры. В расчетной записке в соответствующих разделах также должны быть представлены: фрагменты зубцового слоя статора и ротора в увеличенном масштабе с размерами, спецификация паза статора, развернутая схема обмотки статора с указанием всех ее параметров, продольный и поперечный разрезы активных частей статора и ротора с размерами, рабочие и пусковые характеристики.

1. Конструкция и назначение основных элементов асинхронного двигателя.

2. Принцип работы асинхронного двигателя.

3. Способы охлаждения асинхронных двигателей.

4. Выбор главных размеров, электромагнитные нагрузки (А, В_d).

5. Формирование зубцового слоя сердечника статора.

6. Выбор величины воздушного зазора, его влияние на параметры двигателя.

7. Выбор числа пазов ротора. Влияние соотношения пазов статора и ротора на рабочие свойства машины.

8. Расчет магнитной цепи двигателя. Участки, на которые разбивается магнитная цепь машины.

9. Расчет тока намагничивания и его влияние на характеристики двигателя.

10. Рабочие характеристики асинхронного двигателя. Величина скольжения в номинальном режиме.

11. Пусковые характеристики асинхронного двигателя. Пусковой и максимальный моменты. Влияние насыщения и вытеснения тока на пусковые характеристики.

12. Потери мощности в асинхронном двигателе и КПД.

Техническое задание на учебное проектирование асинхронного двигателя содержит номинальные данные проектируемой машины и указания о режиме ее работы, об исполнении по способу монтажа, о степени защиты от воздействия окружающей среды и системе охлаждения. Кроме того, могут быть заданы также дополнительные требования к проектируемому двигателю, например, наименьшие допустимые значения кратности максимального и минимального моментов, а для двигателей с короткозамкнутыми роторами также – предельные значения пускового тока и наименьшие значения пусковых моментов. В отношении требований, не оговоренных в задании, спроектированная машина должна удовлетворять соответствующим ГОСТ.

Проектирование новой машины начинают с выбора базовой модели, на которую ориентируются при проведении всех расчетов, начиная с выбора главных размеров, и при разработке конструкции отдельных узлов. За базовую обычно выбирается конструкция двигателя одной из новых серий, выпускаемых в настоящее время. Например, при проектировании асинхронных двигателей общего назначения малой и средней мощности (до 400 кВт) в качестве базовой модели следует выбирать конструкцию двигателей серии 4А или АИ, исполнения, предусмотренного в техническом задании.

В начальной стадии проектирования при выборе главных размеров и электромагнитных нагрузок необходимо учесть дополнительные требования технического задания. Если проектируемая машина должна иметь большой максимальный момент, то индуктивное сопротивление ее обмоток не должно быть большим, поэтому в такой машине нецелесообразно выбирать малое значение индукций, большую линейную нагрузку, узкие и глубокие пазы и т.п.

Требования к пусковым характеристикам с короткозамкнутым ротором следует обязательно учитывать при выборе конфигурации пазов ротора. Так, узкие и глубокие пазы с сужающейся верхней частью обеспечивают большое увеличение расчетного активного сопротивления ротора при пуске и большие пусковые моменты, но при таких пазах возрастает индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора и уменьшаются перегрузочная способность двигателя и коэффициент мощности при номинальном режиме.

Полностью учесть все требования технического задания к характеристикам двигателя при выборе размеров магнитопровода и обмотки машины, не ориентируясь на данные выпущенных машин, невозможно. Поэтому перед началом расчета следует детально изучить конструкцию базового двигателя, критически оценить принятые в ней соотношения размеров, уровни электромагнитных нагрузок и другие данные и лишь после этого приступить к расчету.

Расчет асинхронных машин начинают с определения главных размеров: внутреннего диаметра статора Dи расчетной длины магнитопровода l_δ. Размеры D и l_δ связаны с мощностью, угловой скоростью и электромагнитными нагрузками выражением «машинной постоянной»:

(3.1)

В начальный период расчета двигателя все величины, входящие в (3.1), кроме синхронной угловой скорости, неизвестны. Поэтому расчет проводят, задаваясь на основании имеющихся рекомендаций значениями электромагнитных нагрузок (Aи B _δ), коэффициентов (α_δ, k_B и k _об) и приближенно определяют расчетную мощность Р'. Остаются два неизвестных (D и l_δ), однозначное определение которых без дополнительных условий невозможно. Таким условием является отношение l _δ/ D или более употребительное в расчетной практике отношение λ= l _δ/τ. Это отношение в значительной степени определяет экономические данные машин, а также оказывает влияние на характеристики и условия охлаждения двигателей.

Анализ показывает, что у большинства выполненных асинхронных двигателей общего назначения отношение λ изменяется в достаточно узких пределах. Поэтому для определения D и l _δ можно предварительно выбрать то или иное отношение λ, характерное для заданного исполнения и числа полюсов машины. Это позволит однозначно определить главные размеры, исходя из (3.1). Однако внутренний диаметр статора непосредственно связан определенными размерными соотношениями с внешним диаметром статора D_а, в свою очередь определяющим высоту оси вращения h, значение которой при проектировании новых двигателей может быть принято только из стандартного ряда высот, установленных ГОСТом.

Внешний диаметр статора должен также соответствовать определенным условиям, налагаемым требованиями раскроя листов электротехнической стали с наименьшими отходами при штамповке. С учетом этих требований при ручном расчете асинхронного двигателя более целесообразным является выбор главных размеров, основанный на предварительном определении высоты оси вращения, увязке этого размера с внешним диаметром статора и последующем расчете внутреннего диаметра статора D.

В связи с этим выбор главных размеров проводят в следующей последовательности.

Дата добавления: 2014-12-27