Замечания руководителя

Факультет автоматики и электромеханики

Кафедра электромеханических систем и электроснабжения

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине“Электрические машины”

Тема: «Проектирование асинхронного электродвигателя»

Выполнил: студент группы ЭСХ-031 С.А. Калугин

Преподаватель Н. И. Королёв

Представлена к защите ________________

Оценка______________ Защищена______________

ВОРОНЕЖ 2006 г.

Техническое задание

1. Наименование объекта проектирования: электродвигатель асинхронный трехфазный с короткозамкнутым ротором.

2. Технические данные:

2.1 Номинальная мощность, Р_н: 7,1 кВт;

2.2 Номинальное напряжение: U_н: 220/380 В;

2.3 Число пар полюсов 2р=6;

2.4 Высота оси вращения: h: 132 мм.

3. Технические требования:

3.1 Исполнение по способу защиты от воздействия

окружающей среды: IP44.

3.2 Исполнение по способу охлаждения: IC01.

3.3 Конструктивное исполнение: IM1001.

Замечания руководителя

Техническое задание 2

Замечание руководителя 3

Введение 5

1.Электромагнитный расчет 8

1.1 Выбор главных размеров 8

1.2 Определение числа пазов статора, числа витков и сечения провода обмотки статора 10

1.3 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора 13

1.4 Расчет ротора 15

1.5 Расчет намагничивающего тока 19

1.6 Параметры рабочего режима 23

1.7 Расчет потерь 27

1.8 Расчет рабочих характеристик 30

1.9 Расчет пусковых характеристик 32

2. Тепловой расчет 38

3. Вентиляционный расчет 40

4. Выбор конструкции 41

Заключение 43

Список литературы 44

Приложение 1. Схема обмотки 45

Приложение 2. Пусковые и рабочие характеристики 46

Приложение 3. Изображение паза статора и ротора 47

Введение

Электрификация промышленности, транспорта, сельского хозяйства и быта населения обусловливает необходимость применения разнообразного электротехнического оборудования. Одним из основных видов этого оборудования являются электрические машины, которые служат для преобразования механической энергии в электрическую и обратно — электрической энергии в механическую, а также для преобразования одного рода электрической энергии в другой.

Асинхронные машины — наиболее распространённые электрические

машины. Особенно широко они используются в качестве электродвигателей и

являются основными преобразователями электрической энергии в механическую. В настоящее время асинхронные двигатели потребляют около половины всей вырабатываемой в мире электроэнергии и широко применяются в качестве электропривода большинства механизмов. Это объясняется простотой конструкции, надежностью и высоким значением КПД этих электрических машин.

Наибольшее распространение получили асинхронные двигатели напряжением до 1000 В. При этом машины мощностью от 0,75 до 100 кВт потребляют более 90% от общего потребления электроэнергии асинхронными двигателями.

Открытие асинхронных машин относится к 80-м годам прошлого столетия. Их создание связывают с именами итальянского ученого Г. Феррариса, югославского учёного Н. Тесла и русского учёного М. О. Доливо-Добровольского. Г. Феррарис и Н. Тесла независимо друг от друга в 1888 г. предложили способ получения вращающегося магнитного поля при двухфазном токе и создали первые асинхронные машины. Двигатель Г. Феррариса имел сплошной медный ротор, сосредоточенную двухфазную обмотку на статоре и развивал мощность в несколько ватт. Двигатель Н. Тесла имел также двухфазную сосредоточенную обмотку на статоре и такую же обмотку на роторе. Однако эти двигатели не получили широкого распространения.

Наибольшую роль в создании асинхронных двигателей сыграл М. О. Доливо-Добровольский. В 1889 г. он впервые использовал трёхфазный ток для получения, вращающегося магнитного поля, применил на статоре распределённую трёхфазную обмотку и обмотку ротора в виде беличьей клетки. Он также предложил трёхфазную обмотку ротора, выведенную на контактные кольца, и использовал для пуска двигателя реостат, подключенный к обмотке ротора через контактные кольца.

Почти за 100 лет существования асинхронных двигателей в них совершенствовались применяемые материалы, конструкция отдельных узлов и деталей, технология их изготовления, однако принципиальные конструкторские решения, прехюженные М. О. Доливо-Добровольским, в основном остались неизменными.

В дальнейшем большое распространение получили также и однофазные асинхронные двигатели, в основном для электробытовых приборов. Появилось также большое количество разновидностей и модификаций асинхронных машин, в частности асинхронные исполнительные двигатели, тахогенераторы, сельсины, поворотные трансформаторы и др. Небольшое применение нашли и асинхронные генераторы.

В 1969 - 1972 гг. была разработана серия асинхронных двигателей общего назначения — серии 4А.

В серии 4А за счёт применения новых электротехнических материалов и рациональной конструкции мощность двигателя при данных высотах оси вращения повышена на две - три ступени по сравнению с мощностью двигателей серии А2, что дало большую экономию дефицитных материалов. Существенно улучшились виброшумовые характеристики. При проектировании серии большое внимание было уделено повышению надёжности машин. Впервые в мировой практике для асинхронных двигателей общего назначения были стандартизированы показатели надёжности. Серия имеет широкий ряд модификаций и специализированных исполнений для максимального удовлетворения нужд электропривода. Благодаря высокому уровню унификации и стандартизации деталей и сборочных единиц это не создаёт существенных затруднений в производстве.

Наряду с развитием серий асинхронных двигателей общего назначения совершенствовались и методы проектирования.

В 80-х годах разработана новая унифицированная серия асинхронных двигателей АИ. Машины серии АИ, отличаются повышенными надёжностью и перегрузочной способностью, расширенным диапазоном регулирования, лучшими массогабаритными и энергетическими показателями, а также улучшенными виброакустическими характеристиками по сравнению с машинами серии 4А.

Опыт разработки и внедрения крупных серий асинхронных двигателей показал необходимость совместной работы расчётчиков, конструкторов и технологов, начиная с момента разработки технического задания на серию. В настоящее время немыслимо проектирование серий каких-либо изделий без глубокой технологической проработки.

Создание высокоэкономичных, высоконадёжных асинхронных двигателей единых серий — сложная научно-техническая задача, имеющая большое народнохозяйственное значение.