Введение.

    

   Асинхронные двигатели являются основными преобразователями  электрической энергии в механическую и составляют основу электропривода большинства механизмов, используемых во всех отраслях народного хозяйства.

   Асинхронные двигатели общего назначения мощностью от 0,06 до      400 кВт напряжением до 1000 В – наиболее широко применяемые электрические машины. В народнохозяйственном парке электродвигателей они составляют по количеству 90%, по мощности – примерно 55%. Потребность, а, следовательно, и производство асинхронных двигателей на напряжение до 1000 В в РБ растёт из года в год.

   Асинхронные двигатели потребляют более 40% вырабатываемой в РБ электроэнергии, на их изготовление расходуется большое количество дефицитных материалов: обмоточной меди, электротехнической стали и др., а затраты на обслуживание всего установленного оборудования уменьшаются. Поэтому создание серий высокоэкономичных и надёжных АД являются важнейшими задачами, а правильный выбор двигателей их эксплуатацией и высококачественный ремонт играют роль в экономии материальных и трудовых ресурсов.

   Сроки жизни электрооборудования довольно длительные (до 20 лет). За этот срок в  процессе эксплуатации одни из элементов  электрооборудования (изоляция) стареют, другие (подшипники) изнашиваются.

   Процессы  старения и износа выводят электродвигатель из строя. Эти процессы зависят от многих факторов: условий и режима работы, технического обслуживания и т.д. Одна из причин выхода электрооборудования из строя – аварийные режимы: перегрузка рабочей части машины, попадание в рабочую машину посторонних предметов, неполнофазные режимы работы  и т.п.

   Электрооборудование, вышедшее из строя, восстанавливают. Особенность ремонта в том, что до ремонта двигатель рассчитывают. Это необходимо для проверки соответствия имеющихся обмоточных данных электродвигателя каталожными.

   Полученные  данные сравниваются с каталожными. Только в случае полного совпадения всех необходимых величин или  при малых расхождениях между ними можно приступать к ремонту электродвигателя. 
 
 
 
 
 
 
 
 

      1. Задание на курсовую работу

 

      Таблица 1.Исходные данные к проекту 

 

Размеры магнитопровода и  его паза:

    D – Внутренний диаметр сердечника статора, мм.

    D_a – Внешний диаметр сердечника статора, мм.

    l – полная длина сердечника статора, мм.

    Z– число пазов, шт.

    b – большой размер ширины паза, мм.

    b' – меньший размер ширины паза, мм.

    b_ш – ширина шлица паза, мм.

    h – полная высота паза, мм.

    e – высота усика паза, мм.

    δ – толщина листов стали, мм, и род изоляции даны цифрами.

    Технические условия заказчика:

    n – частота вращения магнитного поля статора, мин^-1.

    U_ф – фазное напряжение обмотки статора, В.

    Y/Δ – схема соединения обмоток фаз, звезда/треугольник.

    f – частота тока, Гц. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

План  расчета. 

Часть 1. 

1.  Подготовить данные обмера магнитопровода  для их использования в дальнейших расчетах.

2.  Обосновать выбор типа обмотки.

3.  Рассчитать обмоточные данные.

4.  Составить и вычертить в развернутом  виде схему обмотки.

5.  Рассчитать число витков на  фазу и в одной катушке (секции) обмотки.

6.  Произвести расчет магнитной нагрузки (индукции) в воздушном зазоре ( ), зубцах ( ), спинке статора ( ) двигателя и сравнить полученные значения с допустимыми.

7.  Охарактеризовать изоляцию паза, лобовой части обмотки, выбрать для них изоляционные материалы.

8.  Выбрать марку обмоточного провода  и рассчитать его сечение, на  основании последнего определить число параллельных проводников ( ) и ветвей ( ) обмотки, выбрать стандартные размеры провода.

9.  Рассчитать среднюю длину витка  ( ), определить массу обмотки ( ) и электрическое сопротивление обмотки одной фазы постоянному току в холодном состоянии ( ).

10. Рассчитать  номинальные данные двигателя.

11. Произвести  проверочный расчет линейной  нагрузки ( ) двигателя и сравнить полученное значение с допустимым.

12. Привести  в виде таблицы задание обмотчику  по выполнению двухслойной обмотки. 

Часть 2. 

   На  основании индивидуального задания  во второй части работы произвести перерасчет обмотки статора того же АД: а) на другое напряжение,   б) другую частоту вращения, в) на другую частоту тока и пр. в соответствии с полным объемом работы. Все расчеты производятся на ЭВМ, результаты которых сводятся в таблицу.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Часть 1. 

    Подготовка  данных обмера магнитопровода. 

   Подготовка  данных обмера магнитопровода проводится для удобства выполнения последующих  расчетов и включает в себя расчет следующих площадей, м²:

    а) полюса в воздушном зазоре ( ),

    б) полюса в зубцовой зоне статора ( ),

    в) поперечного сечения спинки статора ( ),

    г) площади паза в свету ( ), мм².

   Первые  три площади необходимы для расчета  магнитных нагрузок, последняя для расчета сечения обмоточного провода. 

    Площадь полюса в воздушном  зазоре. 

   В воздушном зазоре сопротивление  магнитному потоку по всей площади равномерное. Поэтому

,

где - полюсное деление (ширина полюса в воздушном зазоре, м),

    м,

где - количество пар полюсов, шт.

     - расчетная длина сердечника статора, без учета каналов для охлаждения, м; если каналов нет м.

    м². 

    Площадь полюса в зубцовой зоне статора. 

   В зубцовой зоне статора магнитный  поток протекает по листам электротехнической стали, следовательно, площадь полюса будет равна произведению активной площади зубца на их количество в полюсе, м²

    ,

где - площадь одного зубца, м²,

    - количество зубцов под полюсом,  шт.

    ,

где - активная длина магнитопровода (без изоляции листов), м,

    ,

где - коэффициент, учитывающий заполнение пакета магнитопровода сталью, зависящий от рода изоляции и толщины листов стали. По справочной литературе для толщины листов стали статора d = 0,5 и рода изоляции – оксидная пленка, принимаем [табл.1 лит. 1 ].

    м.

    – расчетная средняя ширина зубца, м.

    ,

где и – ширина зуба, соответственно, в узком и широком местах, м. 

   Ширина  зуба в узком и широком местах зависит от размеров зубца магнитопровода и формы:

м; 

м; 

  м

  м² . 

   Количество  зубцов под полюсом определяется из выражения:

     

  м². 
 
 

    Площадь магнитопровода в  спинке статора.

   Площадь спинки статора, перпендикулярная магнитному потоку, равна произведению ее высоты на активную длину магнитопровода, м²:

    ,

где – высота спинки статора, м. 

    м 

  м².  
 
 
 

    Площадь паза в свету. 

   Площадь паза в свету требуется для  расчета сечения обмоточного  провода.

   Для определения площади паза его сечение разбивается осевыми линиями на простейшие фигуры. Видно, что площадь паза равна, м²:

    ,

где – площадь трапеции, где основания и , а высота:

    мм.

   Тогда

    мм²,

где и - площади полуокружностей с диаметрами, соответственно и , мм².

    мм²;

    мм²;

    мм². 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Выбор типа обмотки. 

   Выбор делается исходя из:

• технической возможности выполнения обмотки в данных условиях;
• минимального расхода обмоточного провода;
• номинальной мощности и напряжения;
• типа паза;
• достоинств и недостатков обмоток;
• экономической ценности.