додати матеріал


Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Випускна кваліфікаційна робота (Дипломний проект)

Підготував студент ЗФ, 6-ого курсу, групи 1801, Полукаров О.М.

Самарський державний технічний університет

Кафедра: "Електромеханіка і нетрадиційна енергетика"

Самара 2006р.

Мета розробки

Розрахувати і сконструювати двошвидкісний асинхронний двигун з полюсопереключаемой обмоткою статора.

Вихідні дані

Частоти обертання: велика Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів при Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

менша Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів при Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Схема з'єднання фаз обмотки статора: Y / YY

Виконання: а) за ступенем захисту - IP44

б) за сист. охолодження - ICO141

в) за способом монтажу - IM20

Номінальна напруга: Uном = 220В

Частота мережі: f = 50Гц

Основні джерела для розробки

«Проектування електричних машин», під ред. Копилова.

«Обмотки електричних машин», Г.К. Жерве

«Технологія виробництва асинхронних двигунів», В.Г. Костромін

«Шуми і вібрація електричних машин», Н.Г. Шубова

Зміст розрахунково-пояснювальної записки

Введення.

Електромагнітний розрахунок.

Тепловий розрахунок.

Механічний розрахунок валу.

Технологія виготовлення обмоток статора.

Питання стандартизації.

Питання екології. Шум і вібрація електричних машин.

Економічна частина.

Питання охорони праці.

Введення

Асинхронні двигуни в силу ряду переваг (відносна дешевизна, високі енергетичні показники, простота обслуговування) є найбільш поширеними серед всіх електричних машин. Вони - основні двигуни в електроприводах практично всіх промислових підприємств.

Розглянутий в даній дипломній роботі двигун - багатошвідкісний, а саме - двошвидкісний. Багатошвидкісні двигуни зазвичай виконуються з короткозамкненим ротором. Асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором простіше із пристрою й обслуговування, а так де дешевше і легше в роботі, щодо двигунів з фазним ротором.

Багатошвидкісні двигуни застосовуються в металоріжучих та деревообробних верстатах, у вантажних і пасажирських ліфтах, для приводів вентиляторів і насосів, і в ряді інших випадків. Область застосування таких двигунів дуже широка. Проектований двигун використовується в деревообробному виробництві в приводах деревообробних верстатів. Деревообробні виробництва відносяться до приміщень II класу з вогнестійкості категорії В (До категорії В належать виробництва пов'язані з обробкою твердих горючих речовин і матеріалів, а так само рідин з температурою спалаху вище 120 º С.), тому двигун має закрите виконання IP44.

Найбільш часто застосовуються на практиці полюснопереключаемие обмотки співвідношенням числа полюсів 1:2. Полюснопереключаемая обмотка для швидкостей 1:2 виконується, як правило, у вигляді двошарової петлевий обмотки, так як одношарова обмотка дає менш сприятливі криві полів.

Кожна фаза обмотки з перемиканням кількості пар полюсів у відношенні 1:2 складається з двох частин, або половин, з однаковою кількістю котушкових груп у кожній частині.

Крок обмотки при 2p1 полюсах, як правило, вибирається рівним полюсному поділу при 2p2 полюсах.

Подвійну кількість полюсів виходить при зміні напрямку струму в одній з двох частин кожної фази, що робиться шляхом перемикання цих частин. Полюсний поділ при цьому дорівнюватиме половині полюсного поділу при меншій кількості полюсів.

При перемиканні багатошвідкісний обмотки магнітні індукції на окремих ділянках магнітного ланцюга в загальному випадку змінюються, що необхідно мати на увазі при проектуванні двигуна, щоб, з одного боку, домогтися по можливості більш повного використання матеріалів двигуна, а з іншого боку - не допустити надмірного насичення ланцюга.

Маса і вартість багатошвидкісних двигунів дещо більше, ніж маса і вартість звичайних одношвидкісних асинхронних двигунів.

Електромагнітний розрахунок

1.1. Вибір головних розмірів

Висота осі обертання h = 112мм

Da = 0,197 м (див. табл. 9.8 «Проектування електричних машин», під ред. І. П. Копилова)

Внутрішній діаметр статора:

D = kd * Da = 0,55 * 0,197 = 0,1084 м,

де kd = 0,55 (за табл. 9.9)

Полюсний поділ τ:

τ = πD/2p = π * 0,1084 / 2 * 1 = 0,1703 м

Розрахункова потужність:

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

kE = 0,97 за рис. 9.20; η = 0,86; Cos φ = 0,86 за рис. 9.21a

Електромагнітні навантаження (попередньо) за рис. 9.22а:

А = 24 * 103 А / м; Bδ = 0,75 Тл.

Обмотувальний коефіцієнт для двошарової обмотки:

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ; Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Розрахункова довжина магнітопровода:

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

[Ω = 2πf / p = 2π * 50 / 1 = 314,2]; kB = 1,11.

Ставлення Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

трохи перевищує рекомендований значення.

1.2. Визначення Z1, W і площі поперечного перерізу проводу обмотки статора

Граничне значення tz1 (за рис. 9.26):

tz1max = 0,016 м

tz1min = 0,013 м

Число пазів статора:

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Приймаються Z1 = 24, тоді q1 = Z1/2pm = 24 / 2 * 1 * 3 = 4

Зубцеву поділ статора (остаточно):

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Число ефективних провідників у пазу (попередньо, за умови а = 1):

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Приймаються а = 2, Uп = 2 * 22 = 44

Остаточні значення:

число витків у фазі

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

лінійне навантаження

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

магнітний потік

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

для двошарової обмотки двошвидкісного асинхронного двигуна

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

індукція в повітряному зазорі

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Значення А і Bδ знаходяться в допустимих межах (див. рис. 9.22, a).

Щільність струму в обмотці статора (попередньо)

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

A по п.14 23,814 * 103; (AJ1) = 140 * 109 за рис. 9.27, а

16. Площа поперечного перерізу ефективного провідника (попередньо), Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Перетин ефективного провідника (остаточно):

приймаємо nел = 1, тоді qел = qеф / nел = 1,306 мм2

приймаємо обмотувальний дріт марки ПЕТВ (див. додаток 3)

dел = 1,32; qел = 1,368; qеф = nел * qел = 1 * 1,368 = 1,368 мм2; dел.із. = 1,405 мм

Щільність струму в обмотці статора (остаточно):

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

1.3. Розрахунок розмірів зубцеву зони статора і повітряного зазору

Приймаються попередньо по табл. 9.12

Bz1 = 1,9; Ba = 1,55; тоді

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

kc = 0,95 за табл. 9.13 для оксидированной сталі марки 2013.

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Розміри паза в штампі:

bш1 = 3,5; hш1 = 0,545 про

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Розміри паза у просвіті з урахуванням припуску на збірку:

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

площа поперечного перерізу паза для розміщення провідників обмотки:

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Коефіцієнт заповнення паза

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Отримане значення kз припустимо для механізованого укладання.

1.4. Розрахунок ротора

Повітряний зазор

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

приймаємо δ = 0,5 * 10-3м (за рекомендацією табл. 9.9; Гольдверг «Проектування електричних машин")

Число пазів ротора.

Z2 = 18 по табл. 9.18 з скосом пазів.

Зовнішній діаметр ротора

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Довжина муздрамтеатру

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Зубцеву поділ ротора

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Внутрішній діаметр ротора дорівнює діаметру валу, тк сердечник ротора безпосередньо насаджується на вал

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів (За табл 9.19)

Струм в обмотці ротора.

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

де Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

пази виконуються з скосом Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ; Bск-скіс пазів = tZ2

Площа поперечного перерізу стрижня (попередньо)

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Щільність струму J2 приймаємо J2 = 3 * 106 A/м2

Паз ротора визначаємо за рис. 9.40a

приймаємо bш2 = 1,5 мм; hш2 = 0,75 мм; h'ш2 = 0

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів - Приймаємо за табл. 9.12

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ; Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів - Додаткова ширина зубця

Розміри паза

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Уточнюємо ширину зубців ротора

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

b / / 2 = π Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів - B2 = π Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів - 6,8 = 7,8 мм

hn2 = hш2 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів + H1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,75 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів + 6,6 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 15,3 мм

b / / Z2 = b/Z2 = 7,8 мм

Приймаються b1 = 9,1 мм; b2 = 6,8 мм; h1 = 6,6 мм

Площа поперечного перерізу стержня:

qc = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів (9,12 +6,82) + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів (9,1 +6,8) ∙ 6,6 = 103,15 ∙ 10-6 м2

Щільність струму в стержні

J2 = I2/qc = 310,26 / 103,15 ∙ 10-6 = 3 ∙ 106 А / м

Щільність струму не змінилася.

Короткозамикающіе кільця. Площа поперечного перерізу кільця.

qкл = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 350,33 мм2

Iкл = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 893,35 А

Δ = 2sin Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 2sin Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 2sin Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,3473

Iкл = 0,85 ∙ I2 = 0,85 ∙ 3 ∙ 106 = 2,55 ∙ 106 А/м2

Розміри короткозамикающіх кілець

hкл = 1,25 hn2 = 1,25 ∙ 15,3 = 19,125 мм

bкл = qкл / hкл = 350,33 / 19,125 = 18,32 мм

qкл = hкл ∙ bкл = 19,125 ∙ 18,32 = 350,37 мм2

Dк.ср = D2 - hкл = 107,4-19,125 = 88,275 мм

1.5. Розрахунок магнітного кола для 2р = 2

Муздрамтеатр зі сталі 2013; товщина листів 0,5 мм.

Магнітне напруга повітряного зазору

Fδ = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 724,62 А

Кδ = Кδ1 ∙ Кδ2 = 1,168 ∙ 1,031 = 1,204

Кδ1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,168

j1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 4,083

Магнітне напруга звукової зони статора

FZ1 = 2hZ1 ∙ HZ1 = 2 ∙ 16,46 ∙ 10-3 ∙ 1950 = 68,14 А

де hZ1 = hn1 = 16,46 (див. п. 20 розрахунку)

HZ1 = 1950 А / м

Розрахункова індукція в зубцях

В/Z1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,9

Знайдемо розрахункову напруженість методом послідовних наближень за формулами:

В / ZХ = ВZХ + М0НZX ∙ Knx = ВZХ + 4π ∙ 10-7 ∙ НZX ∙ Knx

Knx = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,915

де bnx = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 10,825 мм

bzx = bz1 = 5,95 мм

1,9 = 1,88 +2,41 ∙ 10-6 ∙ 1950 = 1,885

Отримана точність розрахунку задовольняє вимогам, тому приймаємо НZX = 1950А / м.

Магнітне напруга зубцеву зони ротора.

FZ2 = 2hz2 ∙ НZ2 = 2 ∙ 14,62 ∙ 10-3 ∙ 1980 = 57,9 А

hz2 = hn2 -0,1 b = 15,3-0,1 ∙ 6,8 = 14,62

ВZ2 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,9

КС2 = 0,95

В/Z2х = ВZ2х + М0НZ2X ∙ Kn2x = ВZ2Х + 4π ∙ 10-7 ∙ НZ2X ∙ Kn2x

Knx = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,073

bn2x = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 7,95 мм

bz2x = bz2 = 7,8 мм

В / Zх = ВZх + 1,35 ∙ 10-6 ∙ НZX

1,9 = 1,885 +1,35 ∙ 10-6 ∙ 1980

НZ2X = 1980 А / м

Отримана точність розрахунку задовольняє вимогам, тому приймаємо НZX = 1950 А / м.

Коефіцієнт насичення зубцеву зони

Кz = 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,174

39. Магнітне напруга ярма статора

Fa = La ∙ Ha = 265,7 ∙ 10-3 ∙ 630 = 167,391 А

La = π Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Π Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 265,7 ∙ 10-3 м

На = 630 А / м; Ва = 1,55 Тл

Ва = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,55 Тл

Магнітне напруга ярма статора

Fa = La ∙ Ha = 265,7 ∙ 10-3 ∙ 630 = 167,391 A

La = π Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Π Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 265,7 ∙ 10-3 м

Ha = 630A / м

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Магнітне напруга ярма ротора

Fj = Lj ∙ Hj = 95,9 ∙ 10-3 ∙ 440 = 42,2 А

Lj = π Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Π Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 95,9 ∙ 10-3 м

hj = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 15,745 мм

hj = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 30 мм

Вj = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,44 Тл

Нj = 440 А / м по табл. П1 .. 6.

Магнітне напруга на пару полюсів.

Fц = Fδ + Fz1 + Fz2 + Fa + Fj = 724,62 +68,14 +57,9 +167,391 +42,2 +1060,251 А

Коефіцієнт насичення магнітного кола.

Кμ = Fц / Fδ = 1060,251 / 724,62 = 1,463

Намагнічує струм

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 5,873 А

Відносне значення

Iμ * = Iμ / I1ном = 5,873 / 15,36 = 0,3824

1.6. Параметри робочого режиму для 2р = 2

Активний опір обмотки статора

r1 = KRρ115 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,522 Ом

KR = 1; ρ115 = 10-6/41 Ом ∙ м для мідних провідників;

для класу непревостойкості ізоляції Fυрасч = 1150С.

Довжина провідників фази обмотки:

L1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ср ∙ W1 = 0,6654 ∙ 88 = 58,86 м

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ср = 2 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів n1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів Л1) = 2 (0,1754 +

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів n1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів 1 = 0,1754 м; Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів n1 = Кл ∙ bкт ∙ 2В = 1,2 ∙ 0,11441 + 2 ∙ 0,01 = 0,1573 м;

bкт = π Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Π Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 114,41 мм

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів вив = Квил ∙ bкт + В = 0,26 ∙ 0,11441 +0,01 = 39,747 мм

де В = 0,01 м по табл. 9.23; Кл = 1,2

Відносне значення r1

r1 * = r1 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,522 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,0364

Активний опір фази алюмінієвої обмотки ротора:

r2 = rс + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 82,95 ∙ 10-6 +2 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 118,6 ∙ 10-6 Ом

rс = ρ115 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 82,95 ∙ 10-6Ом

KR = 1; ρ115 = 10-6/20, 5 (Ом ∙ м) для алюмінієвої обмотки ротора.

rкл = ρ115 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 2,15 ∙ 10-6 Ом

Наводимо r / 2 до числа витків обмотки статора

r / 2 = r2 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 118,6 ∙ 10-6 ∙ Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,3682

Відносне значення

r / 2 * = r / 2 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,3682 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,0257

Індуктивний опір фази обмотки статора.

X1 = 15,8 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 15,8 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ∙ ∙ (0,9926 +0,7266 +2,544) = 1,144 Ом

λn1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ∙ 0,625 = 0,9926

h2 = h / n.к - 2bіз = 13,06-2 ∙ 0,3 = 12,46 мм;

hк = 0,5 (b1 - bш1_ = 0,5 (9,1-3,5) = 2,8 мм

β = урасч / τ = 7 / 12; при вкороченні 1 / 3 ≤ β ≤ 2 / 3

К / β = 0,25 (6β-1) = 0,25 (6 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів -1) = 0,625

Кβ = 0,25 (1 +3 ∙ К / β) = 0,25 (1 +3 ∙ 0,625) = 0,7187

ℓ / δ = ℓ δ = 0,1754 м; h1 = 0 (провідники закріплені пазової кришкою)

λл1 = 0,34 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,34 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,7266;

де ℓ Л1 = 0,1573 м

λд1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ∙ ξ = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 2,544

ξ = 2К/ск ∙ Кβ - К2об1 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 2 ∙ (1 + β2ск) = 2 ∙ 2,3 ∙ 0,71875-0,75982 ∙ 1,322 (1 +12) = 1,2944

(TZ2/tZ1 = 18,74 / 14,2 = 1,32 за рис. 9.51 (д) К / ск = 2,3; βск = 1)

Відносне значення

Х1 * = Х1 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,144 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,08

Індуктивний опір фази обмотки ротора.

X2 = 7,9 f1 ∙ ℓ / δ Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 7,9 ∙ 50 ∙ 0,1754 ∙ (1,2376 + 0,1387 + 2,6 + +0,8866) = 337 ∙ 10-6 Ом

де відповідно до табл. 9.27 (див. рис. 9.52а)

λn2 = [ Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ] ∙ Kд + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = [ Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ] ∙ 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,2376

h0 = h1 + 0,4 b2 = 6,6 + 0,4 ∙ 6,8 = 9,32 мм;

qc = 103,15 мм2

Кд = 1

λл2 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,1387

λд2 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ∙ ξ = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 2,6

При Z2 / p ≥ 10 можна прийняти ξ = 1

γск = βск Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1 ∙ Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,69813

Кск = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,9798

λск = (tZ2 ∙ β2cк) / (12Кδ ∙ Кμ) = (18,74 ∙ 12) / (12 ∙ 1,204 ∙ 1,463) = 0,8866

βcк = 1; Кμ = 1,463

Наводимо Х2 до числа витків статора

Х / 2 = Х2 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 337 ∙ 10-6 ∙ Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,046 Ом

Відносне значення

Х / 2 * = Х / 2 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,046 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,073

1.7. Розрахунок втрат для 2р = 2

Втрати в сталі основні

РСТ. осн = ρ1, 0 150 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) Β ∙ (Kда ∙ В2а ∙ ma + KдZ ∙ В2Z1 ∙ mZ1) = 2,5 ∙ ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 1,6 ∙ (1,6 ∙ 1,552 ∙ 19,23 +1,8 ∙ 1,92 ∙ 3,055) = 234,43 Вт

[Ρ1, 0 150 = 2,5 Вт / кг для сталі 2013 по табл.9.28]

ma = π (Da-ha) ∙ ha ∙ ℓ ст1 ∙ КС1 ∙ γс = π (0,197-0,02784) ∙ 0,02784 0,1754 ∙ 0,95 ∙ 7,8 ∙ 103 = 19,23 кг.

γс = 7,8 ∙ 103 кг/м3 - питома маса стали

Kда = 1,6; KдZ = 1,8; ВZ1 = 1,9 Тл; Ва = 1,55 Тл

mZ1 = hZ1 ∙ bZ1ср ∙ Z1 ∙ ℓ ст1 ∙ КС1 ∙ γс = 16,46 ∙ 10-3 ∙ 5,95 ∙ 10-3 ∙ 24 ∙ 0,1754 ∙ 0,95 ∙ 7,8 ∙ 103 = 3,055 кг

де bZ1ср = 5,95 мм = bZ1

Поверхневі втрати в роторі

Рпов2 = рпов2 (tZ2-bш2) ∙ Z2 ∙ ℓ ст2 = 518,831 ∙ (18,74-1,5) ∙ 10-3 ∙ 18 ∙ 0,1754 = 28,24 Вт

рпов2 = 0,5 К0, 2 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 1,5 (В0, 2 ∙ tZ1 ∙ 103) 2 = 0,5 ∙ 1,5 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 1,5 (0,4214 ∙ 0,0142 ∙ 103) 2 = 518,831 Вт/м2,

де К0, 2 = 1,5 Вδ = 0,7563 Тл

В0, 2 = β0, 2 ∙ Кδ ∙ Вδ = 0,35 ∙ 1,204 ∙ 0,7563 = 0,4214 Тл

β0, 2 = f (bШ1 / δ) = 50 (3,5 / 0,5) = 350 мм = 0,35 м

Поверхневі втрати в статорі.

Рпов1 = рпов1 (tZ1-bш1) ∙ Z1 ∙ ℓ СТ1 = 61,67 ∙ (14,2-3,5) ∙ 10-3 ∙ 24 ∙ 0,1754 = 2,78 Вт

рпов1 = 0,5 К0, 1 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 1,5 (В0, 1 ∙ tZ2 ∙ 103) 2 = 0,5 ∙ 15 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 1,5 (0,1366 ∙ 0,01874 ∙ 103) 2 = 61,67 Вт/м2

В0, 1 = β0, 1 ∙ Кδ ∙ Вδ = 0,15 ∙ 1,204 ∙ 0,7563 = 0,1366 Тл

β0, 1 = f (bШ2 / δ) = 50 (13,5 / 0,5) = 150 мм = 0,15 м

Пульсаційні втрати в зубцях ротора.

Рпул2 = 0,11 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 2mZ2 = 0,11 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 2 ∙ 2,668 = 16,3 Вт/м2

Впул2 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,1035 Тл

ВZ2ср = 1,9 (п.37 розрахунку); γ1 = 4,083 (п.35 розрахунку)

mZ2 = Z2 ∙ hZ2 ∙ bZ2ср ∙ ℓ ст2 ∙ КС2 ∙ γ2 = 18 ∙ 14,62 ∙ 10-3 ∙ 7,8 ∙ 10-3 ∙ 0,1754 ∙ 0,95 ∙ 7,8 ∙ 103 = 2,668 кг

Пульсаційні втрати в зубцях статора.

Рпул1 = 0,11 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 2mZ1 = 0,11 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 2 ∙ 3,055 = 1,385 Вт

Впул1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,0376

γ2 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,125

Сума додаткових втрат в сталі

РСТ. доб. = Рпов1 + Рпул1 + Рпов2 + Рпул2 = 2,78 +1,385 +28,24 +16,3 = 48,705 Вт

Повні втрати в сталі

РСТ. = РСТ. осн. + РСТ. доб = 234,43 + 48,705 = 283,135 Вт

Механічні втрати

Рмех = Кт ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 2 ∙ (10 ∙ Dвент) 3 = 2,9 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 2 ∙ (10 ∙ 0,197) 3 = 199,544 Вт

Кт = 2,9 (для двигунів з аксіальної системою вентиляції),

де Dвент ≈ Dа, Dвент - зовнішній діаметр вентилятора.

Холостий хід двигуна.

IХ.Х. = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 5,93 А

IХ.Х.а = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,8132 А

Ре1хх = m ∙ I2μ ∙ r1 = 3 ∙ 5,8732 ∙ 0,522 = 51,0146 Вт

IХ.Х.р ≈ Iμ = 5,873 А

Cosφx.x. = IХ.Х.а / IХ.Х. = 0,8132 / 5,03 = 0,1371

1.8. Розрахунок магнітного кола для 2р = 4

Магнітне напруга повітряного зазору.

Fδ = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 681,314 А

Вδ = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,7111

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 6,76 ∙ 10-3 Вб

Магнітне напруга зубцеву зони статора

FZ1 = 2h1 ∙ HZ1 = 2 ∙ 16,46 ∙ 10-3 ∙ 1450 = 47,73 А

HZ1 = 1450 А / м

В/Z1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,786

Приймаються ВZ1 = 1,786 Тл, перевіряємо співвідношення В/Z1 і ВZ1

1,786 = 1,784 +2,41 ∙ 10-6 ∙ 1450 = 1,787

Отримана точність розрахунку задовольняє вимогам, тому приймаємо HZх = 1450 А / м

Магнітне напруга зубцеву зони ротора.

FZ2 = 2hZ2 ∙ HZ2 = 2 ∙ 14,62 ∙ 10-3 ∙ 1500 = 43,86 А

HZ1 = 1500 А / м

ВZ2 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,798 ≈ 1,8

1,8 = 1,795 + 1,35 ∙ 10-6 ∙ 1500 = 1,797

Отримана точність розрахунку задовольняє вимогам, тому приймаємо HZ1 = 1500 А / м

Коефіцієнт насичення зубцеву зони.

Кz = 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,14

Магнітне напруга ярма статора.

Fa = La ∙ Ha = 132,858 ∙ 10-3 ∙ 106 = 14,083 А

La = π Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Π Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 132,858 ∙ 10-3 м

На = 106 А / м;

Ва = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,73

Магнітне напруга ярма ротора.

Fj = Lj ∙ Hj = 47,95 ∙ 10-3 ∙ 231 = 11,076 А

Lj = π Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Π Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 47,95 ∙ 10-3 м

hj = 15,745 ∙ 10-3 м

h / j = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 18 ∙ 10-3 м

Вj = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,127 Тл

Нj = 231 А / м

Магнітне напруга на пару полюсів.

Fy = Fδ + FZ1 + FZ2 + Fa + Fj = 681,314 +47,73 +43,86 +14,083 +11,076 = 798,063 А.

Коефіцієнт насичення магнітного кола.

kм = Fy / Fδ = 798,063 / 681,314 = 1,1714

Намагнічує струм.

Iм = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 4,157 А.

Відносне значення.

Iм *= Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,5413

1.9. Параметри робочого режиму для 2р = 4

Активний опір обмотки статора.

r1 = kR ∙ ρ115 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1 ∙ Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатівПроектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 2,088 Ом.

kR = 1

L1 = lep ∙ w1 = 06654 ∙ 176 = 117,11 м.

lсp1 = 0,6654 м; ln1 = l1 = 175,4 мм = 0,1757 м; lл1 = 0,1573 м

Відносне значення

r1 *= r1 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 2,088 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,073.

Активний опір фази алюмінієвої обмотки ротора.

r2 = rс +2 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 82,65 ∙ 10-6 +2 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 92,14 ∙ 10-6 Ом.

rс = 82,65 ∙ 10-6 Ом; rкл = 2,15 ∙ 10-6 Ом

Δ2 = 2 sin Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 2sin Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,684

Наводимо r2 до числа витків обмотки статора

r / 2 = r2 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 92,14 ∙ 10-6 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,294

Відносне значення

r / 2 *= r / 2 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,294 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,0452

Індуктивний опір фази обмотки статора.

Х1 = 15,8 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 15,8 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів (1,121 + 0,2337 + 4,57) = 3,18 Ом

λn1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,121

h2 = 12,46 мм; hк = 2,8 мм; h1 = 0; Кβ = К / β = 1

λл1 = 0,34 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,34 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,2337

λД1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ξ = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 4,57

ξ = 2 ∙ Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 2 ∙ 2,3 ∙ 1-0,8082 ∙ (1,32) 2 (1 +12) = 2,325;

К / ск = 2,3; βск = 1; tZ2 / tZ1 = 1,32

Відносне значення

Х1 *= х1 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 3,18 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,111

Індуктивний опір фази обмотки ротора.

Х2 = 7,9 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 7,9 ∙ 50 ∙ 0,1754 (1,2376 + 0,0358 + 2,6 + 1,1073) = 345,08 Ом

λn2 = 1,2376 λД2 = 2,6

λл2 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,0358

λск = (tZ2 ∙ β2cк) / (12 ∙ Кδ ∙ К ∙ μ) = (18,74 ∙ 12) / (12 ∙ 1,204 ∙ 1,1714) = 1,1073

До ∙ μ = 1,1714

Наводимо Х2 до числа витків статора

Х / 2 = х2 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 345,08 ∙ 10-6 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 4,846

Відносне значення

Х / 2 *= х / 2 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 4,846 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,17

1.10. Розрахунок втрат для 2р = 4

Втрати в сталі основні

РСТ. осн = ρ1, 0 150 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) Β ∙ (Kда ∙ В2а ∙ ma + KдZ ∙ В2Z1 ∙ mZ1) = 2,5 ∙ ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 1,6 ∙ (1,6 ∙ 0,732 ∙ 19,23 + 1,8 ∙ 1,7862 ∙ 3,055) = 84,78 Вт

[Ρ1, 0 150 = 2,5 Вт / кг для сталі 2013 по табл.9.28]

ma = 19,23 кг; Kда = 1,6; KдZ = 1,8; ВZ1 = 1,786 Тл; Ва = 0,73 Тл

m1 = 3,055 кг

Поверхневі втрати в роторі

Рпов2 = рпов2 (tZ2-bш2) ∙ Z2 ∙ ℓ ст2 = 92,8 ∙ (18,74-1,5) ∙ 10-3 ∙ 18 ∙ 0,1754 = 5,05 Вт

рпов2 = 0,5 К0, 2 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 1,5 (В0, 2 ∙ tZ1 ∙ 103) 2 = 0,5 ∙ 1,5 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 1,5 (0,2997 ∙ 0,0142 ∙ 103) 2 = 92,8 Вт/м2,

В0, 2 = β0, 2 ∙ Кδ ∙ Вδ = 0,35 ∙ 1,204 ∙ 0,7111 = 0,2997 Тл

β0, 2 = f (bШ1 / 0,5) = 50 (3,5 / 0,5) ∙ 10-3 = 0,35 м

Поверхневі втрати в статорі.

Рпов1 = рпов1 (tZ1-bш1) ∙ Z1 ∙ ℓ СТ1 = 19,273 ∙ (14,2-3,5) ∙ 10-3 ∙ 24 ∙ 0,1754 = 0,87 Вт

рпов1 = 0,5 К0, 1 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 1,5 (В0, 1 ∙ tZ2 ∙ 103) 2 = 0,5 ∙ 15 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 1,5 (0,13 ∙ 0,01874 ∙ 103) 2 = 19,273 Вт/м2

В0, 1 = β0, 1 ∙ Кδ ∙ Вδ = 0,15 ∙ 1,204 ∙ 0,7111 = 0,13 Тл

β0, 1 = f (bШ2 / δ) = 0,15 м

Пульсаційні втрати в зубцях ротора.

Рпул2 = 0,11 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 2 mZ2 = 0,11 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) ∙ 2,668 = 3,653 Вт

Впул2 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,098 Тл

ВZ2ср = 1,8 (п. 59 розрахунку); γ1 = 4,083 mZ2 = 2,668 кг

Пульсаційні втрати в зубцях статора.

Рпул1 = 0,11 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 2 mZ1 = 0,11 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 2 ∙ 3,055 = 0,307 Вт

Впул1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,0354

γ2 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,125

ВZ1ср = 1,786 з п. 58 розрахунку mZ1 = 3,055 кг

Сума додаткових втрат в сталі

РСТ. доб. = Рпов1 + Рпул1 + Рпов2 + Рпул2 = 0,87 +0,307 +5,05 +3,653 = 9,88 Вт

Повні втрати в сталі

РСТ. = РСТ. осн. + РСТ. доб = 84,78 + 9,88 = 94,66 Вт

Механічні втрати

Рмех = Кт ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 2 ∙ (10 ∙ Dвент) 3 = 2,9 ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 2 ∙ (10 ∙ 0,197) 3 = 49,886 Вт

Холостий хід двигуна.

IХ.Х. = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 4,168 А

IХ.Х.а = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,301 А

Ре1хх = m ∙ I2μ ∙ r1 = 3 ∙ 4,1572 ∙ 1,044 = 54,123 Вт

Cosφx.x. = IХ.Х.а / IХ.Х. = 0,301 / 4,168 = 0,0722

1.11. Розрахунок робочих характеристик для 2р = 2

Параметри:

r12 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 2,266 Ом

Х12 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів - 3,18 = 34,28 Ом

С1 = 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,093

Використовуємо наближену формулу, тому що Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів <10

γ = arctg Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Arctg Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів <10

Активна складова струму синхронного холостого ходу.

I0a = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,5108 А

а / = С21 = 1,0932 = 1,195

а = з1 ∙ r1 = 1,093 ∙ 0,522 = 0,5705

b = с1 (х1 + с1х / 2) = 1,093 (3,18 +1,093 ∙ 1,046) = 4,725 Ом

Втрати, які не змінюються при зміні ковзання.

РСТ + Рмех = 283,135 + 199,544 = 482,679 Вт

Розраховуємо робочі характеристики для ковзання 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,025; 0,0275; 0,03. Після побудови уточнення значення номінального ковзання SНОМ = 0,0234.

Розрахунки зведені в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1.

№ п / п Розрахункова формула розмірність Ковзання S
0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,0275 0,03 Sком = 0,0234
1 а/r/2/S Ом 78,353 39,18 26,12 19,56 15,67 14,246 13,06 16,742
2 R = a + а/r/2/S Ом 78,89 39,714 26,654 20,124 16,205 14,78 13,594 17,276
3 X = b + b/r/2/S Ом 2,293 2,293 2,293 2,293 2,293 2,293 2,293 2,293
4

Z = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Ом 78,92 39,78 26,8 20,254 16,37 14,957 13,79 17,428
5 I / / 2 = U1ном / Z А 2,79 5,53 8,209 10,862 13,44 14,709 15,954 12,623
6 Cosφ / 2 = R / Z - 0,9996 0,999 0,9946 0,9936 0,9899 0,9882 0,9858 0,9913
7 Sin φ / 2 = X / Z - 0,0291 0,058 0,0856 0,1132 0,1401 0,1533 0,1633 0,13157
8 I1a = I0a + I / / 2 cosφ / 2 А 3,226 5,962 8,602 11,23 13,74 14,97 16,165 12,95
9 I1p = I0p + I / / 2 sinφ / 2 А 5,954 6,194 6,576 7,103 7,756 8,13 8,526 7,534
10

I1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

А 6,772 8,597 10,83 13,29 15,78 17,04 18,28 14,983
11 I / 2 = c1 ∙ I / / 2 А 2,878 5,705 8,468 11,204 13,863 15,172 16,457 13,021
12 Р1 = 3 ∙ U1номI1a10-3 кВт 2,13 3,935 5,68 7,412 9,07 9,882 10,67 8,547
13 Pе1 = 3 ∙ I21r1 ∙ 10-3 кВт 0,072 0,116 0,1837 0,2766 0,39 0,455 0,5233 0,3515
14 Pе2 = 3 ∙ (I / 2) 2r / 2 ∙ 10-3 кВт 0,0092 0,036 0,0792 0,1387 0,2123 0,2543 0,2992 0,1873
15 Pдоб = 0,005 ∙ Р1 кВт 0,01065 0,0198 0,0284 0,03706 0,04535 0,04941 0,05335 0,04274
16 ΣР = РСТ + Рмех + Ре12 + Ре1 + Рдоб. кВт 0,5744 0,6544 0,7739 0,935 1,13025 1,2413 1,3584 1,0642
17 Р2 = Р1 - ΣР кВт 1,556 3,28 4,91 6,48 7,94 8,641 9,312 7,483
18 η = 1 - ΣP / P1 - 0,7303 0,8337 0,864 0,874 0,8754 0,8744 0,8727 0,8755
19 Cos φ = I1a / I1 - 0,4704 0,6935 0,7943 0,845 0,8708 0,8787 0,8843 0,8644

1.12. Розрахунок пускових характеристик для 2р = 2

а) розрахунок струмів з урахуванням впливу зміни параметрів під впливом ефекту витіснення струму (без урахування впливу насичення від полів розсіювання).

81. Активний опір обмотки ротора з урахуванням впливу ефекту витіснення струму.

ξ = 2πhc Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 63,61 hc Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 63,61 ∙ 14,55 ∙ 10-3 = 0,9255

hc = hn2 - (hШ2 + h / Ш) = 15,3 - (0,75 +0) = 14,55 мм

за рис. 9.57 для ξ = 0,9255 знаходимо φ = 0,89 ∙ ξ4, тому що ξ <1

r / a = rc = 82,95 ∙ 10-6 Ом

φ = 0,89 ∙ 0,92554 = 0,65306

Глибина проникнення струму

hr = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 8,8 мм

КД = φ / = 0,96 (за рис. 9.58 для ξ = 0,9255 φ / = 0,96)

так як (0,5 ∙ 9,1) ≤ 8,8 ≤ (6,6 +9,1 ∙ 0,5)

qr = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 68,05 мм2

br = b1 - Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 9,1 - Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 7,62

Кr = qc / qr = 103,15 / 68,05 = 1,516

Кr = 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,361

r2 = 118,6 ∙ 10-6 Ом; rс = 82,95 ∙ 10-6 Ом;

r/2ξ = Кr ∙ r / 2 = 1,361 ∙ 0,3682 = 0,5011 Ом

Індуктивний опір обмотки ротора з урахуванням впливу ефекту витіснення струму.

(За рис. 9.58) для ξ = 0,9255 φ / = КД = 0,96

Кх = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,9926

λn2ξ = λn2-Δλn2 ξ = 1,2376-0,029506 = 1,208

Δλn2 ξ = λ/n2 (1-КД) = [ Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ] (1-КД) =

= [ Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ] (1-0,96) = 0,029506

Х/2ξ = Х / 2 ∙ Кх = 1,046 ∙ 0,9926 = 1,03826

Пускові параметри

Х12n = Kμ ∙ X12 = 1,463 ∙ 36,316 = 53,13

Х12 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів -Х1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів -1,144 = 36,316

С1n = 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,0215

Розрахунок струмів з урахуванням впливу ефекту витіснення струму для S = 1

Rn = r1 + c1n ∙ r/2ξ / S = 0,522 +1,0215 ∙ 0,5011 / 1 = 1,034

Хn = X1 + c1n ∙ X/2ξ = 1,144 +1,0215 ∙ 1,03826 = 2,2046

I/2n = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 90,35 А

I1n = I / 2 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 90,35 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 92,135

Результати розрахунків для S = 1 та інших ковзань зведені в табл. 1.2., 1.3

Таблиця 1.2

№ п / п Розрахункова формула розмірність Ковзання S
1 0,8 0,5 0,2 0,1 Sком = 0,3449
1

ξ = 2πhc Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

- 0,9255 0,828 0,6544 0,41 0,2927 0,5435
2 φ (ξ) - 0,65306 0,4183 0,1633 0,0261 0,0065 0,0777
3 hr = hc / (1 + φ) мм 8,8 10,26 12,51 14,18 14,456 13,501
4 Kr = qc / qr - 1,516 1,31 1,097 1 1 1,0314
5

KR = 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів (Kr -1)

- 1,361 1,217 1,068 1 1 1,022
6 r/2ξ = KR ∙ r / 2 Ом 0,5011 0,4481 0,3932 0,3682 0,3682 0,3763
7 Kд = φ / (ξ) - 0,96 0,965 0,97 0,98 0,99 0,975
8 λn2ξ = λn2 - Δλn2ξ - 1,21 1,212 1,2155 1,223 1,2302 1,21916
9 Kx = Σλ2ξ/Σλ2 - 0,9926 0,9936 0,9944 0,9963 0,9981 0,99536
10 X/2ξ = Kx ∙ X / 2 Ом 1,0383 1,039 1,04 1,042 1,044 1,041
11

Rn = r1 + c1n Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Ом 1,034 1,094 1,3254 2,403 4,283 1,6365
12 Xn = x1 + c1n ∙ x/2ξ Ом 2,2046 2,20534 2,20636 2,2084 2,21045 2,2074
13

I/2n = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

А 90,35 89,363 85,475 67,415 45,644 80,062
14

I1n = I/2n Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

А 92,135 91,131 87,176 68,804 46,682 81,67

Таблиця 1.3

№ п / п Розрахункова формула розмірність Ковзання S
1 0,8 0,5 0,2 0,1 Sком = 0,3449
1 Кнас = - 1,3 1,25 1,2 1,15 1,1 1,18
2

Fn cp = 0,7 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

2524,985 2401,414 2205,307 1668,02 1082,513 2031,587
3 В = Fn ∙ cp ∙ 10-6 / (1,6 ∙ δ ∙ Cn) Тл 3,33 3,17 2,908 2,2 1,43 2,68
4 Kδ = f (Bфδ) - 0,66 0,7 0,74 0,85 0,93 0,78
5 С1 = (tz1-bш1) (1-Кδ) мм 3,638 3,21 2,782 1,605 0,749 2,354
6 λn1нас = λn1 - Δλn1нас - 0,7442 0,7623 0,7824 0,8505 0,9168 0,8047
7 λД1нас = Кδ ∙ λД1 - 1,679 1,781 1,883 2,162 2,366 1,984
8 X1нас = x1 Σλ1нас/Σλ1 Ом 0,8452 0,8774 0,9101 1,0035 1,076 0,9434
9 С1nнас = 1 + Х1нас/Х12n - 1,016 1,0165 1,01713 1,0189 1,0203 1,01776
10 С2 = (tz2-bш2) (1-Кδ) мм 5,862 5,172 4,482 2,586 1,207 3,793
11 λn2насξ = λn2ξ - Δλn2нас - 0,8119 0,8244 0,8409 0,9066 1,0072 0,8609
12 λД2нас = Кδ ∙ λД2 - 1,716 1,82 1,924 2,21 2,418 2,028
13 X/2насξ = X / 2 ΣХ2насξ / Σλ2 Ом 0,7015 0,7321 0,7638 0,8563 0,9375 0,7964
14 Rnнас = r1 + c1n нас r/2ξ/S Ом 1,031 1,091 1,322 2,398 4,279 1,632
15 Xnнас = X1нас + С1nнас ∙ X/2насξ Ом 1,558 1,622 1,687 1,876 2,0325 1,754
16

I/2нас = U1 / Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

А 117,754 112,552 102,646 72,262 46,445 91,816
17

I1nнас = I/2нас Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

А 119,32 1144,127 104,152 73,496 47,407 93,233
18 К / нас = I1нас / I1n - 1,29 1,25 1,195 1,068 1,0155 1,1416
19 I1 * = I1нас / I1ном - 7,965 7,62 6,953 5 3,165 6,224
20

M * = ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 2KR ∙ Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

2,605 2,66 3,106 3,603 2,977 3,45

1.13. Розрахунок пускових характеристик з урахуванням впливу витіснення струму та насичення полів розсіювання для 2р = 2

Розрахунок проведено для точок характеристик відповідних

S = 1; 0,8; 0,5; 0,2; 0,1; Sкр = 0,3449

Sкр = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,3449

Індуктивний опір обмоток.

Приймаються Кнас = 1,3

Fn.ср = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів =

= 0,7 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів (0,625 + 0,7343 ∙ 0,7598 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) = 2524,985 А

СN = 0,64 +2,5 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,64 +2,5 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,948

ВФδ = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 3,33 Тл

за рис. 9.61 для ВФδ = 3,33 Тл Кδ = 0,66

Се1 = (tZ1 + bШ1) (1-Кδ) = (14,2-3,5) (1-0,66) = 3,638 мм

Δλn1нас = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,2484

[Hк = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 2,8 мм]

Δλn1нас = λn1-Δλn1нас = 0,9926 - 0,2484 = 0,7442

Коефіцієнт магнітної провідності диференціального розсіювання обмотки статора з урахуванням впливу насичення:

λД1нас = λД1 ∙ Кδ = 2,544 ∙ 0,66 = 1,679

Х1нас = Х1 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Х1 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів =

= 1,144 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,8452

Х1нас - індуктивний опір фази обмотки статора з урахуванням впливу насичення.

Коефіцієнт магнітної провідності пазової розсіювання обмотки ротора з урахуванням впливу насичення і витиснення струму:

Δλn2нас = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,3981

Се2 = (tZ2 + bШ2) (1-Кδ) = (18,74 - 1,5) (1-0,66) = 5,8616 мм

λn2насξ = λn2ξ - Δλn2нас = 1,21 - 0,3981 = 0,8119

Коефіцієнт магнітної провідності диференціального розсіювання ротора з урахуванням впливу насичення:

λД2нас = λД2 ∙ Кδ = 2,6 ∙ 0,66 = 1,716

Наведене індуктивний опір фази обмотки ротора з урахуванням впливу ефекту витіснення струму та насичення:

Х/2ξ = Х / 2 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Х / 2 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів =

= Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,7015

С1nкас = 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,016

Розрахунок струмів і моментів.

Rn = r1 + C1nнас Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ;

Rn = 0,522 + 1,016 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,0311 Ом

Хn = Х1 нас + С1nнас ∙ Х/2насξ = 0,8452 + 1,016 ∙ 0,7015 = 1,558 Ом

I/2нас = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 117,754 А

I1nнас = I/2нас Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів =

= 117,754 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 119,32 А

Кратність пускового струму з урахуванням впливу витіснення струму та насичення.

In *= Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 7,965

Кратність пускового моменту з урахуванням впливу витіснення струму та насичення.

μn * = ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 2 ∙ Кr Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 2 ∙ 1,361 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 2,605

Отриманий в розрахунку коефіцієнт насичення

К / нас = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,29

Відрізняється від прийнятого від 0,77%, що задовольняє вимогам.

Приймаються при

S = 0,8 Кнас = 1,25

S = 0,5 Кнас = 1,2

S = 0,2 Кнас = 1,15

S = 0,1 Кнас = 1,1

S = 0,3449 Кнас = 1,18

Розрахунки зведені в таблиці 3.

Розрахунок робочих характеристик для 2р = 4.

Розраховуємо робочі характеристики для ковзань

S = 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,025; 0,03; 0,035; 0,04; SНОМ = 0,038

Результати розрахунку зведені в таблицю 1.4

Таблиця 1.4

№ п / п Розрахункова формула розмірність Ковзання S
0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 Sком = 0,038
1 а/r/2/S Ом 29,095 145,48 97 72,74 58,191 48,5 41,565 36,37 38,282
2 R = a + а/r/2/S Ом 293,164 147,694 99,214 74,954 60,405 50,714 43,78 38,584 40,496
3 X = b + b/r/2/S Ом 8,64 8,64 8,64 8,64 8,64 8,64 8,64 8,64 8,64
4

Z = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Ом 293,291 147,973 99,59 75,45 61,02 51,445 44,62 39,54 41,41
5 I / / 2 = U1ном / Z А 0,7501 1,487 2,21 2,916 3,6054 4,28 4,931 5,564 5,313
6 Cosφ / 2 = R / Z - 0,9996 0,9984 0,9962 0,9934 0,9899 0,9858 0,9812 0,976 0,9779
7 Sin φ / 2 = X / Z - 0,02946 0,0584 0,08676 0,1145 0,1416 0,168 0,1936 0,2185 0,2085
8 I1a = I0a + I / / 2 cosφ / 2 А 1,0423 1,777 2,5 3,19 3,861 4,512 5,131 5,723 5,49
9 I1p = I0p + I / / 2 sinφ / 2 А 4,1791 4,244 4,35 4,491 4,668 4,88 5,112 5,373 5,286
10

I1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

А 4,307 4,601 5,02 5,509 6,06 6,65 7,243 7,85 7,607
11 I / 2 = c1 ∙ I / / 2 А 0,7953 1,577 2,343 3,092 3,823 4,54 5,23 5,9 5,6334
12 Р1 = 3 ∙ U1номI1a10-3 кВт 0,688 1,173 1,65 2,1054 2,55 2,978 3,39 3,78 3,6234
13 Pе1 = 3 ∙ I21r1 ∙ 10-3 кВт 0,1162 0,1326 0,1579 0,1901 0,23 0,277 0,3286 0,386 0,625
14 Pе2 = 3 ∙ (I / 2) 2r / 2 ∙ 10-3 кВт 0,0025 0,0097 0,02132 0,0371 0,057 0,08 0,1062 0,1351 0,1232
15 Pдоб = 0,005 ∙ Р1 кВт 0,00344 0,0059 0,00825 0,01053 0,01275 0,0149 0,01695 0,0189 0,01812
16 ΣР = РСТ + Рмех + Ре12 + Ре1 + Рдоб. кВт 0,2667 0,29272 0,33202 03823 0,4443 0,51645 0,5963 0,68455 0,64837
17 Р2 = Р1 - ΣР кВт 0,4213 0,8803 1,318 1,723 2,106 2,462 2,794 3,1 2,975
18 η = 1 - ΣP / P1 - 0,6124 0,7504 0,7988 0,8184 0,8258 0,8266 0,8241 0,8189 0,82106
19 Cos φ = I1a / I1 - 0,242 0,3862 0,498 0,5791 0,6371 0,6785 0,7084 0,729 0,7217

1.14. Розрахунок пускових характеристик для 2р = 4

Розрахунок струмів в пусковому режимі з урахуванням впливу ефекту витіснення струму.

Активний опір обмотки ротора з урахуванням впливу ефекту витіснення струму.

[Υрасч = 115 0С, ρ115 = 10-6 / 20,5 Ом ∙ м, f1 = 50 Гц]

ξ = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 63,61 ∙ hc Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 63,41 ∙ 14,55 ∙ 10-3 = 0,9255

hc = 14,55 мм; r / c = rc = 82,95 ∙ 10-6 Ом

φ = 0,89 ∙ 0,92554 = 0,65306, так як ξ <1

hr = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 8,8 мм

КД = φ / = 0,96 (за рис. 9.58 для ξ = 0,9255).

qr = 68,05 мм2,

де br = b1 - Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів (Hr - Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) = 9,1 - Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів (8,8 - Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) = 7,62 мм

qr = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 68,05 мм2

Кr = qc / qr = 103,15 ∙ 10-6 / 68,05 ∙ 10-6 = 1,516

Кr = 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ∙ (Кr-1) = 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів (1,516-1) = 1,4645,

де r2 = 92,14 ∙ 10-6 Ом

Приведений опір ротора з урахуванням впливу ефекту витіснення струму.

r/2ξ = Кr ∙ r / 2 = 1,465 ∙ 1,294 = 1,896

Індуктивний опір обмотки ротора з урахуванням впливу ефекту витіснення струму.

Кх = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,9924

λn2ξ = λn2 - Δ λn2ξ = 1,238 - 0,0295 = 1,2085

Δ λn2ξ = λ/n2 (1-КД) = [ Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ] (1 - КД) = 0,0295

х/2ξ = х / 2 ∙ Кх = 4,85 ∙ 0,9924 = 4,813

С1n = 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,0546

Х12 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів - Х1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів -3,18 = 49,743 Ом

Х12n = Х12 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Кμ ∙ х12 = 1,1714 ∙ 49,743 = 58,27 Ом

Sкр ≈ Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 16,46

Розрахунок струмів з урахуванням впливу витіснення струму.

Rn = r1 + C1n ∙ r/2ξ / S = 2,088 + 1,0546 ∙ 1,294 / 1 = 2,903

Хn = х1 + C1n ∙ х/2ξ = 3,18 + 1,0546 ∙ 4,813 = 8,256

I/2n = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 25,14 А

I1n = I/2n Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 25,14 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 27,242 А

Докладний розрахунок наведений для S = 1.

Дані розрахунку інших точок зведені у таблиці 1.5.

№ п / п Розрахункова формула розмірність Ковзання S
1 0,8 0,5 0,2 0,1 Sком = 0,1646
1

ξ = 63,61 hc Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

- 0,9255 0,828 0,6544 0,414 0,2927 0,3755
2 φ (ξ) - 0,6531 0,4183 0,1632 0,0261 0,0065 0,0177
3 hr = hc (1 + φ) мм 8,8 10,26 12,51 14,18 14,46 14,3
4 Kr = qc / qr - 1,516 1,31 1,1 1 1 1
5

KR = 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів (Kr -1)

- 1,465 1,28 1,09 1 1 1
6 r/2ξ = KR ∙ r / 2 Ом 1,896 1,656 1,41 1,294 1,294 1,294
7 Kд = φ / (ξ) - 0,96 0,965 0,97 0,98 0,99 0,985
8 λn2ξ = λn2 - Δλn2ξ - 1,21 1,212 1,2155 1,223 1,2302 1,2265
9 Kx = Σλ2ξ/Σλ2 - 0,9924 0,9936 0,9944 0,9963 0,9981 0,9972
10 X/2ξ = Kx ∙ X / 2 Ом 4,813 4,819 4,823 4,832 4,841 4,836
11

Rn = r1 + c1n Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Ом 2,903 3,8 4,82 8,9 15,7 10,21
12 Xn = x1 + c1n ∙ x/2ξ Ом 8,256 8,077 8,08 8,091 8,1 8,095
13

I/2n = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

А 25,14 24,646 23,38 18,3 12,453 16,9
14

I1n = I/2n Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

А 27,242 26,653 25,31 19,94 13,821 18,466

1.15. Розрахунок пускових характеристик з урахуванням ефекту витіснення струму та насичення від полів розсіювання для 2р = 4

Індуктивний опір обмоток.

Приймаються Кнас = 1,05.

Fпр. СР = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів (К / β + Ку Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) =

= Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ∙ (1 +1 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) = 1027,841 А

СN = 0,64 +2,5 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,948

ВФδ = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,355

за рис. 9.61 для В = 1,355 Кδ = 0,95

Коефіцієнт магнітної провідності пазової розсіювання обмотки статора з урахуванням впливу насичення:

Се1 = (tZ1 - bш1) (1-Кδ) = (14,2-3,5) (1-0,95) = 0,535

Δ λn1нас = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатівПроектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,08255,

де hк = 2,8 мм

λn1нас = λn1-Δ λn1нас = 1,121 -0,08255 = 1,038455

Коефіцієнт магнітної провідності диференціального розсіювання обмотки статора з урахуванням впливу насичення:

λД1нас = λД1 ∙ Кδ = 4,57 ∙ 0,95 = 4,3415

Індуктивний опір фази обмотки статора з урахуванням впливу насичення:

Х1нас = Х1 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 3,18 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 3,013051

Коефіцієнт магнітної провідності пазової розсіювання обмотки ротора з урахуванням впливу насичення і витиснення струму:

Δ λn2нас = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатівПроектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,1825

Се2 = (tZ2 - bш2) (1-Кδ) = (18,44 - 1,5) (1-0,95) = 0,862

λn2насξ = λn2ξ - Δ λn2нас = 1,21 - 0,1825 = 1,02753

Коефіцієнт магнітної провідності диференціального розсіювання ротора з урахуванням насичення:

λД2нас = λД2 ∙ Кδ = 2,6 ∙ 0,95 = 2,47

Наведене індуктивний опір фази обмотки ротора з урахуванням впливу ефекту витіснення струму та насичення:

Х/2насξ = Х / 2 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 4,846 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 4,42054

С1nнас = 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1 + Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,05171

де Х12 = 58,27

Розрахунок струмів і моментів:

Rnнас = r1 + C1nнас Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 2,088 +1,05171 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 4,082

Хnнас = Х1нас + C1nнас ∙ Х/2насξ = 3,013051 +1,05171 ∙ 4,42 = 7,662

I/2нас = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 25,341 А

I1nнас = I/2нас Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 25,341 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 27,316

Стислість пускового струму з урахуванням впливу ефекту витіснення струму та насичення:

In *= Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 3,6

Кратність пускового моменту з урахуванням впливу витіснення струму та насичення.

μn * = ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 2 ∙ Кr Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 2 ∙ 1,465 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,1265

Отриманий в розрахунку коефіцієнт насичення

К / нас = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,025

Відрізняється від прийнятого К / нас = 1,05 на 0,5%, що задовольняє вимогам.

Для розрахунку інших точок характеристики задаємося Кнас зменшеним в залежності від струму I1.

Приймаються при

S = 0,8 Kнас = 1,04

S = 0,5 Kнас = 1,03

S = 0,2 Kнас = 1,02

S = 0,1 Kнас = 1,01

S кр = 0,1646 Kнас = 1,0165

Дані розрахунку зведені в таблицю 1.6.

№ п / п Розрахункова формула розмірність Ковзання S
1 0,8 0,5 0,2 0,1 Sком = 0,1646
1 Кнас = - 1,05 1,04 1,03 1,02 1,01 1,0165
2

Fn cp = 0,7 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

А 1027,841 996,04 936,757 730,841 501,601 674,5
3 В = Fn ∙ cp ∙ 10-6 / (1,6 ∙ δ ∙ Cn) Тл 1,355 1,313 1,235 0,9637 0,6614 0,8894
4 Kδ = f (Bфδ) - 0,95 0,955 0,96 0,97 0,99 0,98
5 С1 = (tz1-bш1) (1-Кδ) мм 0,535 0,4815 0,428 0,321 0,107 0,214
6 λn1нас = λn1 - Δλn1нас - 1,038455 1,046 1,0537 1,06957 1,10317 1,086042
7 λД1нас = Кδ ∙ λД1 - 4,3415 4,36435 4,3872 4,433 4,524 4,479
8 X1нас = x1 Σλ1нас/Σλ1 Ом 1,05171 1,052 1,052705 1,05284 1,054 1,05341
9 С1nнас = 1 + Х1нас/Х12n - 3,01305 3,0294 3,0458 3,07881 3,146 3,1122
10 С2 = (tz2-bш2) (1-Кδ) мм 0,862 0,7758 0,6896 0,5172 0,1724 0,3448
11 λn2насξ = λn2ξ - Δλn2нас - 1,0275 1,04155 1,05803 1,0948 1,17866 1,13305
12 λД2нас = Кδ ∙ λД2 - 2,47 2,483 2,496 2,522 2,574 2,548
13 X/2насξ = X / 2 ΣХ2насξ / Σλ2 Ом 4,4205 4,45435 4,49123 4,5698 4,7397 4,65014
14 Rnнас = r1 + c1n нас r/2ξ/S Ом 4,082 4,2656 5,0566 8,89986 15,7268 10,37
15 Xnнас = X1нас + С1nнас ∙ X/2насξ Ом 7,66218 7,71535 7,774 7,89 8,1418 8,0107
16

I/2нас = U1 / Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

А 25,741 24,9546 23,7226 18,497 12,423 16,79
17

I1nнас = I/2нас Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

А 27,316 26,918 25,616 20,252 13,96 18,77
18 К / нас = I1нас / I1n - 1,025 1,021 1,02 1,0187 1,0153 1,016463
19 I1 * = I1нас / I1ном - 3,6 3,54 3,37 2,66 1,835 2,47
20

M * = ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) 2KR ∙ Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

1,1265 1,193 1,47 2,04845 1,85 2,05

2. Тепловий розрахунок

102. Перевищення температури внутрішньої поверхні осердя над температурою повітря всередині двигуна.

Δυпов1 = К Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,22 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 9,430 З

[За табл. 9.35 К = 0,22; Р/еп1 = Кр ∙ Ре1 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ] = 1,07 ∙ 351,5 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 198,3 Вт, де з табл. 1 для S = SНОМ Ре1 = 0,3515 кВт, по (ріс.9.67а) α1 = 169 Вт / (м2 ∙ 0С); Кр = 1,07 (клас F)].

103. Перепад температури в ізоляції пазової частини обмотки статора:

Δγіз.n1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ∙ 10-3 = 2,860 З

[Пп1 = 2hnк + b1 + b2 = 2 ∙ 13,16 +9,1 +12,55 = 47,97 мм]

λекв = 0,16 Вт / (м2 ∙ 0С) для ізоляції класу нагрівостійкості F;

знаходимо λ / екв (за рис.9, 69) для d / dіз = 1,32 / 1,405 = 0,9395

λ / екв = 1,3 Вт / (м2 ∙ 0С);

104. Перепад температури по товщині ізоляції лобових частин:

Δυіз.л1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ∙ 10-3 = 0,5180 З

[Р/ел1 = Кр ∙ РЕ1 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 1,07 ∙ 351,5 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 177,82 Вт

Пл1 = пп1 = 0,04797 м; bіз.л1 max = 0].

105. Перевищення температури зовнішньої поверхні лобових частин над температурою повітря всередині двигуна:

Δυпов.л1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 8,550 З

106. Середнє перевищення температури обмотки статора над температурою повітря всередині двигуна.

Δυ / 1 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів =

= Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 10,770 З

107. Перевищення температури повітря всередині двигуна над температурою навколишнього середовища:

ΔυВ = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 54,80 З

[ΣР / в = ΣР / - (1-К) (Р/еп1 + Рст.осн) - 0,9 Рмех = 1101,89 - (1-0,22) (198,3 +234,43) = 764, 36Вт.

ΣР = 1064,173 з табл.1 для S = SНОМ; Sкор = 0,6064 м2

Sкор = (πD +8 Пр) (1 +2 ℓ вив) =

= (Π ∙ 0,197-8 ∙ 0,22) (0,1754 +2 ∙ 0,039747) = 0,6064 м2

де (за рис. 9.70) Пр = 0,22 м для h = 112 мм;

(За рис. 9.67 а) αВ = 23 В / (м2 ∙ 0С) для Da = 0,197 м].

Ре2 = 187,3 Вт з табл. 1 для S = SНОМ

ΣР / = ΣР-(Кр-1) (Ре1 + Ре2) = 1064,173 - (1,07-1) (351,5 +187,3) = 1101,89 Вт

108. Середнє перевищення температури обмотки статора над температурою навколишнього середовища:

Δυ1 = Δυ / 1 + ΔυВ = 10,77 +54,8 = 65,570 З

109. Перевірка умов охолодження двигуна.

Необхідний для охолодження витрата повітря:

Qв = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,0801 м3 / с

Км = m / Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 2,6 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 6,32

Витрата повітря, що забезпечується зовнішнім вентилятором:

Q / У = 0,6 D3A Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,6 ∙ 0,1973 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,1376 м3 / с

Нагрівання частин двигуна знаходиться в допустимих межах.

Вентилятор забезпечує необхідний витрата повітря.

Висновок: спроектований двигун відповідає поставленим в технічному завданні вимогам.

Примітка: вище наведені розрахунки наведені лише для більшої частоти обертання.

3. Механічний розрахунок валу

Самим навантаженим в механічному відношенні елементом проектованого асинхронного двигуна є вал. Нижче представлені результати механічного розрахунку вала на міцність і жорсткість, проведені за методикою, викладеною в § 8.3 [1]

На малюнку представлений ескіз розглянутого валу. Ескіз повністю аналогічний рис. 8.14 [1]. Геометричні розміри валу наведено в міліметрах. Розрахунок параметрів ділянок вала, що входять у формулу 8.16 / 1 /, виконаний відповідно до табл. 8.3 [1] і зведені в табл. 3.1.

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

1. Прогин валу посередині муздрамтеатру під тиском сили тяжіння ротора.

fG = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів (Sb ∙ a2 + Sa ∙ b2) = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ∙ (468,414 ∙ 102 ∙ 182 ∙ 10-4 + 327,408 ∙ 102 ∙ 20,62 ∙ 10-4) = 413 ∙ 10-8 м

[Sb = 468,414 ∙ 102м-1 і Sa = 327,408 102 м-1взяти з табл. 3.1

Gp = 9,81 ∙ mp = 9,81 ∙ 13,15 = 129Н; mp = 6500 ∙ D22 ∙ ℓ 2 = 6500 (107,4 ∙ 10-3) 2 ∙ 175,4 ∙ 10-3 = 1,15 кг ]

2. Прогин валу посередині муздрамтеатру ротора від поперечної сили муфти:

fn = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів [( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ℓ ∙ S0-Sв) ∙ а + Sab] = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ∙ [( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів 38.8 ∙ 10-2 ∙ 25,4 ∙ 104 - 468,414 ∙ 102) ∙ 18,4 ∙ 10-2 +327,408 ∙ 102 ∙ 20,6 ∙ 10-2] = 668,5 ∙ 10-8 м

[Fn = Kn ∙ Mком / R = 0,3 ∙ 23,875 / 0,5 ∙ 84 ∙ 10-3 = 170,536 Н]

Dм - діаметр по центрах пальців муфти = 84 мм

Мком = 9550 Рном / nном = 9550 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 23,875 Н ∙ м

3. Первісне зсув ротора.

е0 = 0,1 ∙ δ + fc1 + fn = 0,1 ∙ 0,5 ∙ 10-3 + 413 ∙ 10-8 + 668,5 ∙ 10-8 = 0,0060815 ∙ 10-2м

4. Початкова сила одностороннього магнітного тяжіння:

Т0 = 2,94 D2 ∙ ℓ 2 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ∙ 105 = 2,94 ∙ 107,4 ∙ 10-3 ∙ 175,4 ∙ 10-3 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ∙ 105 = 673,631 Н

D2 - діаметр ротора; ℓ 2 - довжина ротора без радіальних каналів.

5. Прогин від сили Т0.

fт = fa ∙ T0 / Gp = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,00215666 ∙ 10-2 м

6. Сталий прогин валу від одностороннього магнітного притягання

FМ = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 0,00334172 ∙ 10-2 м

де m = fT/e0 = 0,00215666 ∙ 10-2/0, 0060815 ∙ 10-2 = 0,35462633

7. Сумарний прогин посередині муздрамтеатру ротора.

f = FМ + fa + fn = 0,00334172 +413 ∙ 10-8 + 668,5 ∙ 10-8 = 4423,22 ∙ 10-8 м

тобто становить 8,85%, що допустимо.

8. Критична частота обертання.

nкріт = 30 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 30 Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 11859,103

11860> 1,3 nном

9. У розрахунку на міцність приймаємо коефіцієнт перевантаження К = 2, α = 0,6.

Напруга на вільному кінці валу в перетині А.

Міа = К ∙ Fn ∙ Zi = 2 ∙ 170,536 ∙ 6,7 ∙ 10-2 = 22,865 Нм

Wa = 0,1 ∙ d3 = 0,1 ∙ (2,8 ∙ 10-2) 3 = 2,2 ∙ 10-6 м3

GпрА = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 166,616 ∙ 105 Па

10. Напруга в перетині Б.

МІБ = К ∙ Fn ∙ Zi = 2 ∙ 170,536 ∙ 13,5 ∙ 10-2 = 46,072 Нм

Wa = 0,1 ∙ d3 = 0,1 ∙ (3 ∙ 10-2) 3 = 2,7 ∙ 10-6 м3

GпрА = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 200,94 ∙ 105 Па

11. Напруга в перетині Є.

Міє = К ∙ Fn ∙ З ∙ (1 - Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) + (Ср + Т) Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 2 ∙ 170,536 ∙ 18 ∙ 10-2 (1 - Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) + (129 +1043,784) Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 78,14 Нм;

де Т = Тс / (1-m) = 673,631 / (1-0,3546) = 1043,784 Н

WЕ = 0,1 ∙ d3 = 0,1 ∙ (3,7 ∙ 10-2) 3 = 5,0653 ∙ 10-6 м3

GпрЕ = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 164,3075 ∙ 105 Па

12. Напруга в перетині Д.

МЗС = 2 ∙ 170,536 ∙ 18 ∙ 10-2 (1 - Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) + (129 +1043,784) Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 60,198 Нм

Wд = 0,1 ∙ (4,1 ∙ 10-2) 3 = 6,8921 ∙ 10-6 м3

GпрД = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 96,731 ∙ 105 Па

13. Напруга в перетині Г.

МіГ = [K ∙ Fn ∙ C + (Gp + T) b] Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = [2 ∙ 170,536 ∙ 18 ∙ 10-2 (129 +1043,784) ∙ 20,6 ∙ 10-2] Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 23,427 Нм

Wг = 0,1 ∙ (4 ∙ 10-2) 3 = 6,4 ∙ 10-6 м3

GпрД = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 57,826 ∙ 105 Па

14. Напруга в перетині Ж.

МіЖ = [K ∙ Fn ∙ C + (Gp + T) b] Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = [2 ∙ 170,536 ∙ 18 ∙ 10-2 (129 +1043,8) ∙ 20,6 ∙ 10-2] Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 71,842 Нм

WЖ = 0,1 ∙ (4,1 ∙ 10-2) 3 = 6,8921 ∙ 10-6 м3

GпрЖ = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 112,221 ∙ 105 Па

Для сталі марки 45 межа плинності дорівнює 3600 ∙ 105 Па.

З зіставлених даних випливає, що найбільш навантаженим є перетин А, для якого

Gпр = 166,616 ∙ 105 Па <0,7 ∙ 3600 ∙ 105 Па.

Таким чином, вал задовольняє всім вимогам механічних розрахунків.

Таблиця 3.1.

№ уч-ка di, м Ii, М4 Уi, м У3i, м3 У3i - У3i-1, м3

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів , М-1

У2i, м2 У2i - У2i-1, м2

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів , М-2

Ліва частина
1 3,7 ∙ 10-2 9,2 ∙ 10-8 4,2 ∙ 10-2 74,088 ∙ 10-6 74,088 ∙ 10-6 8,053 ∙ 102 17,64 ∙ 10-4 17,64 ∙ 10-4 1,9174 ∙ 104
2 4,1 ∙ 10-2 14 ∙ 10-8 11,3 ∙ 10-2 1442,897 ∙ 10-6 1368,809 ∙ 10-6 97,772 ∙ 102 127,69 ∙ 10-4 110,05 ∙ 10-4 7,8607 ∙ 104
3 4,5 ∙ 10-2 20,13 ∙ 10-8 20,6 ∙ 10-2 8741,816 ∙ 10-6 7298,919 ∙ 10-6 362,59 ∙ 102 424,36 ∙ 10-4 314,31 ∙ 10-4 15,614 ∙ 104
№ уч-ка di, м Ii, М4 Хi, м Х3i, м3 Х3i - Х3i-1, м3

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів , М-1

Sb = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 468,414

Sa = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 327,408

S0 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 25,4

Права частина
1 3,7 ∙ 10-2 9,2 ∙ 10-8 3 ∙ 10-2 27 ∙ 10-6 27 ∙ 10-6 2,935 ∙ 102
2 4,1 ∙ 10-2 14 ∙ 10-8 9,2 ∙ 10-2 778,688 ∙ 10-6 751,688 ∙ 10-6 53,692 ∙ 102
3 4,5 ∙ 10-2 20,13 ∙ 10-8 18,4 ∙ 10-2 6229,504 ∙ 10-6 5450,816 ∙ 10-6 270,781 ∙ 102

4. Технологічний процес виготовлення обмотки статора

4.1. Основні технологічні операції

Фактично технологічний процес виготовлення обмотки статора зводиться до наступних основних операцій:

1. Пазоізоліровка.

2. Намотування або укладання в пази котушкових груп.

3. Заклеювання обмотки в пази.

4. Бандажування лобових частин.

5. Просочення.

6. Сушка.

7. Випробування.

Нижче ці операції описані докладно.

Крім перерахованих основних є заготівельні процеси. До них належать: порізка рулонів ізоляційного матеріалу на ролики для подальшого виготовлення з них пазових коробів, кришок та інших деталей; виготовлення міжфазних прокладок; порізка трубчастих ізоляційних матеріалів; виготовлення висновків обмотки з монтажних проводів.

При ручній укладанні обмотки до заготівельних процесів відносять також намотування котушок.

У серії 4А весь комплекс статорообмоточних операцій для двигунів потужністю до 100 кВт механізований. Перша операція - ізолювання пазів статора здійснюється на верстатах напівавтоматах моделей ІПС-3-4; ІПС-5М; ІПС-8; ІПС-4 вітчизняного виробництва конструкції ВНІІТелектромаш. У верстаті матеріал формується за формою паза і подається в паз статора. Зусилля подачі коробочки у паз контролюється запобіжною муфтою. Верстати легко перебудовуються на різні частини пазів і на різні виконання статорів.

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів Найбільш часто застосовується конструкція пазової ізоляції, розроблена з урахуванням вимог машинних процесів, показана на рис. 4.1, а. Так як пазовий

Рис. 4.1 Конструкція пазової ізоляції з основними розмірами.

короб 3 відкритий, тобто бічні кромки його розімкнуті, всередину короби поверх котушки 2 встановлюють пазову кришку 1 таким чином, щоб бічні сторони короба і кришки взаємно перекривалися. Значення цього перекриття вибирають з умов забезпечення необхідної електричної міцності ізоляційної конструкції. Якщо в одному пазу знаходяться боку двох котушок, їх поділяють міжшарової прокладкою 4.

У розглянутій конструкції ізоляції пазова кришка одночасно з функціями ізоляційної деталі виконує роль клина, закріплювального котушку в пазу, тому її називають кришкою-клином, а процес установки - заклинюванням обмотки. Пазовий короб має манжети 5 (рис 4.1, б), що фіксують його в пазу в поздовжньому напрямку. Частіше за інших застосовують просту конструкцію з одинарними манжетами. На рис. 4.1 б, в зазначені основні розміри короби, а на рис. 4.1 г - кришки.

Наступна операція-укладання обмотки в пази статора. Верстати для укладання обмотки працюють за двома різними схемами: 1) безпосередня укладання провідників у паз, 2) роздільна намотування секції і пересипання їх у пази статора. На верстатах безпосереднього укладання провід простягається через ролики в фильеру проводоводітеля. На ньому встановлені спеціальні кільця, за допомогою яких провід протягують в паз і закидається на пластини і гаки, що утворюють лобові частини. Проводоводітель робить складні зворотно-поступальні рухи уздовж осі (провід проводиться через паз) і обертальні навколо осі статора (утворюється лобова частина). Приклад такого верстата серії WST-600 («Електромат» Німеччина).

Більш ефективними є верстати роздільної намотування. Комплекс цього верстата складається з двох агрегатів. На першому намотуються на шаблони секції, які на спеціальній оправці переносяться на другий агрегат з встановленим на ньому сердечником статора. Тут секції втягуються в паз на один хід, після чого проводиться закліновка рулонним синтетичним матеріалом. Прикладом такого обладнання служить комплекс верстатів НК-7 і ЗСР-3, розроблених ВНІІТелектромаш. Далі виробляється намотування котушкових груп електродвигуна. Шаблон розміщується на планшайбі шпинделя верстата. За допомогою розкладчика здійснюється однорідна намотування. Всі операції (намотка, обрізка, пересипання на знімач і т.д.) виробляються автоматично від гідросистеми. Котушки укладають на оправлення, куди встановлюється статор, закріплений на рухомий каретці. Відбувається одночасне всмоктування і заклинювання в пазах. Рухома каретка переходить на формувальну позицію, де відбувається віджимання лобових частин. Для всмоктування другого ярусу котушок цикл повторюється.

Опресування статори бандажіруются на верстатах типу БС, розроблених ВНІІТелектромаш. Бандажування проводиться лавсановий шнуром підвищеної міцності, при цьому голка проходить в просвіти між котушками, робить петлю і затягує її. Після бандажування статор відчувають і посилають на просочення.

Технологічний процес просочення обмоток: електричних машин є невід'ємною частиною процесу виготовлення електродвигунів. Стосовно до сучасних електричним машинам він повинен забезпечувати:

цементацію провідників обмотки, що попереджає вібрацію окремих провідників і стирання ізоляції;

підвищення теплопередачі від провідників, що лежать в пазах, до сердечника;

створення додаткового захисту від зволоження ізоляції провідників і дії; агресивних середовищ.

Ці умови задовольняються при використанні сучасних просочувальних складів основою яких є головним чином синтетичні смоли. Існують різні способи введення просочувального складу в обмотки. Вибір способу диктується конструктивними особливостями просочуємо виробів, застосовуваним просочувальним складом, характером виробництва виробів.

Просочення статорів двигунів з висотами осі обертання до 180 мм здійснюється крапельним (струменевим) методом просочувальними складами без розчинників на спеціальних роторних установках УПС конструкції ВНІІТелектромаш. До основних переваг крапельного методу відносяться:

значне скорочення тривалості процесу просочення й термообробки обмоток;

* Відсутність необхідності в зачистці поверхонь пакетів від напливів просочувального складу;

* Дуже малі втрати просочувального складу;

* Хороше заповнення обмотки смолою при одноразовому просочення;

* Хороша цементація витків обмотки;

* Компактне технологічне обладнання, що вимагає невеликих виробничих площ; * можливість автоматизації процесу просочення й термообробки;

* Зниження трудомісткості процесу просочення й термообробки;

* Зниження витрати електроенергії, особливо при струмового нагріванні обмоток;

* Мале виділення летких, відсутність вибухонебезпечного середовища, що дає можливість вбудовувати технологічне обладнання в поточно-механізовані лінії виготовлення сердечників статорів або якорів.

Основна перевага складів без розчинників в тому, що процес їх полімеризації протікає протягом 15-30 хв, в той час як полімеризація основи лаків з розчинниками вимагає 8-10 ч. Оскільки лаки з розчинниками містять до 50% (основи) смоли, а без розчинників - близько 100%, заповнення обмоток смолою при застосуванні останніх у 2 рази більше, ніж при просочення лаками з розчинниками, тобто поліпшується якість просочення, збільшується теплопровідність системи ізоляції, підвищується надійність обмотки. При просочуванні лак подається регульованою цівкою з сопла на лобову частину обмотки, статор в цей момент повільно обертається, вісь його нахилена у вертикальній площині. Лак розтікається по провідниках лобовій частині, затікає в паз. Статор при цьому нагрівається пропускається по обмотці струмом промислової частоти, що сприяє спочатку процесу підвищення жидкотекучести лаку, зменшенню його в'язкості, а потім - отверждению. Після просочення обмотку сушать. Чим вище температура сушіння, тим швидше видаляється волога з обмотки, проте не можна перевищувати температуру, яка визначається нагревостойкость ізоляції, щоб уникнути її прискореного старіння. Значно швидше відбувається сушіння під вакуумом. Перед вакуумної сушкою обмотки прогрівають при атмосферному тиску. Після сушіння обмотку піддають контрольним випробуванням.

При випробуваннях обмотка піддається дії підвищених напруг, струмів, швидкостей обертання. Обмотки контролюють і відчувають після виготовлення елементів обмотки, після укладання обмотки в пази, після складання машини і в процесі експлуатації.

Після виготовлення елементів обмотки їх контролюють і відчувають, щоб не допустити укладання в пази завідомо негідних котушок. Уклавши обмотку в пази, виявляють ослаблення і порушення ізоляції, що відбуваються в процесі укладання обмоток в пази, так як це не можна перевірити у зібраній машині. При випробуваннях зібраної машини перевіряють надійність обмоток при підвищених швидкостях обертання і під навантаженням.

4.2. Стандартизація

На сучасному рівні промислового розвитку без широкого застосування уніфікації і стандартизації неможлива організація рентабельного виробництва та експлуатації електричних машин. Стандартизацією вирішуються завдання зменшення витрат на виробництво та експлуатацію електричних машин, а також завдання мінімізації витрат суспільної праці на генерування, передачу електричної енергії та її перетворення в механічну. Для досягнення цієї мети з позицій споживача бажано для кожного конкретного механізму мати спеціальну електричну машину. З позицій виробника бажано в максимальній мірі зберегти номенклатуру електричних машин і отримати мінімум витрат праці при їх виробництві, а також експлуатаційному обслуговуванні та ремонті.

Виходячи з цього, стандартизація електричних машин має ряд особливостей. Споживачеві стандартизація повинна забезпечити можливість отримання електричних машин з необхідними електромеханічними характеристиками, можливість підключення електричної машини до електричних мереж, її сопрягаемость з виробничими механізмами і можливість її заміни при необхідності іншої однотипної машиною, виготовленої іншими фірмами або заводами.

Виробникові електричних машин стандартизація повинна забезпечити можливість випуску більшого різноманіття машин при мінімальній перебудові технології та обладнання для збереження при цьому масового або великосерійного характеру виробництва.

Для задоволення цих вимог стандартизація електричних машин будується за ієрархічним принципом. Основу цієї системи складають групи стандартів верхнього, середнього і нижнього рівнів.

Група стандартів верхнього рівня, так звані, основоположні, поширюється на всі види і типи машин. Ряд груп стандартів, що поширюються на окремі види машин, відносяться до середнього рівня, і ряд стандартів на конкретні сукупності машин - до нижнього рівня.

До групи основних стандартів входять ГОСТ, забезпечують конструктивну сумісність з виробничими механізмами і взаємозамінність машин, ряди номінальних напруг, частот струму і частот обертання, з якими дозволяється проектувати і виготовляти електричні машини. У цю ж групу входять ГОСТ, визначають єдину термінологію, єдині методи випробувань, єдині вимоги стійкості до зовнішніх впливів.

Стандартизація електричних машин базується на кількох принципах:

1) повинно бути згруповано для уніфікації і подальшої стандартизації все те, що прямо не перешкоджає отриманню будь-яких необхідних споживачам характеристик електричних машин;

2) повинні бути стандартизовані конструктивні параметри, що забезпечують максимальну вигоду як виробникові, так і споживачеві за рахунок конструктивної взаємозамінності складових частин і машини в цілому;

3) повинні бути створені обмежувальні стандарти, що виключають можливість створення електричних машин з дуже близькими чи збігаються за основними параметрами характеристиками.

Розробка та встановлення технічних нормативів і норм на конкретні групи і види електричних машин здійснюється на основі об'єднання їх у групи однорідної народногосподарської продукції - продукції, що володіє однаковими принципами дії і властивостями, загальними значеннями основних конструктивно - технологічних параметрів і однаковим чи подібним цільовим (функціональним) призначенням .

5. Шум і вібрація електричних машин

Людський організм піддається впливу змішаних навантажень, а в традиційних електричних машинах - шуму і вібрації. Вплив шуму підвищеного рівня гучності на людський організм може негативно позначається на нервовій системі людини в цілому, а також може пошкодити слуховий апарат. Сильна короткочасна вібрація робить фізична і фізіологічний вплив на людину. численні спостереження показують, що робота, і особливо відпочинок, при підвищених рівнях гучності шуму призводить до підвищення кров'яного тиску і дратівливості. Загальне самопочуття погіршується, а працездатність, особливо при розумовій праці, знижується.

Джерелами є:

а) Електромагнітні сили. Ці сили діють в повітряному зазорі між статором і ротором і мають характер обертових або пульсуючих силових хвиль. Їх величина залежить від електромагнітних завантажень і деяких конструктивних і розрахункових параметрів активного ядра машини. Викликаючи електромагнітними силами вібрація залежить від характеристик статора як коливальної системи. У більшості типів електричних машин значення магнітної вібрації в діапазоні 100-4000 Гц.

б) Підшипники кочення. Інтенсивність звуку цього джерела залежить від наступних чинників: від якості виготовлення самих підшипників; від точності обробки місць під посадку підшипників і замків у щитах для їх фіксації щодо корпусу машини; від властивостей підшипникових щитів, які при невдалих конструктивних формах можуть бути інтенсивними випромінювачами шуму, збуджуваного підшипниками;

в) Аеродинамічні сили. Інтенсивність звуку вентиляторів і вентиляційних каналів електричної машини залежить від того, наскільки добре з точки зору аеродинаміки та акустики вони сконструйовані. Особливу увагу тут приділяється також конструювання тонкостінних повітроводів, які можуть бути інтенсивними випромінювачами шуму. Добре виконана в аеродинамічному відношенні електрична машина не містить в спектрі шуму дискретних складових;

г) Механічна незбалансованість роторів. Ротор збуджує відчутні вібрації особливо у швидкохідних машинах з частотами обертання 3000 об / хв і вище. Зменшення небалансу ротора досягається динамічним зрівноважуванням ротора на балансувальному верстаті або, в особливих випадках, у зібраній машині. Надзвичайно важливим є процес виготовлення ротора, при якому була б досягнута максимальна монолітність обертових обмоток;

д) Тертя щіток про колектор або контактні кільця. Порушуваний тертям шум є переважно високоякісним, особливо проявляється в великих машинах постійного струму з великим щітковим апаратом.

Методика розрахунку вібрації електричної машини багато в чому залежить від характеру сил і місць їх застосування. Наприклад, причинами низькочастотної вібрації (від 1 до 100 Гц) в машинах з частотою обертання до 3000 об / хв є: небаланс ротора; неспіввісність приводів окремих агрегатів; порушення геометрії цапф; подвійна жорсткість ротора. Динамічна модель для дослідження таких коливань складається звичайно з 2-3 зосереджених мас, пов'язаних між собою пружними безінерційні елементами. Вся машина розглядається як єдина пружна система, дослідження властивостей якої здійснюється зазвичай методами прикладної теорії коливань.

У діапазоні середніх і високих частот вібрація збуджується електромагнітними силами і підшипниками кочення. Динамічна модель представлена ​​у вигляді сукупності радіальних каналів, по яких коливання поширюються від точок докладання зусиль до обраних точках спостереження. Найбільшу інтенсивність має вібрація, порушувана основний хвилею обертового магнітного поля. Частота цієї вібрації дорівнює подвоєній частоті живильної мережі.

Вібрація окремих елементів конструкції електричної машини може бути розрахована методом електромеханічної аналогії. Суть методу в тому, що будь-які механічні коливальні системи можуть бути замінені еквівалентними електричними ланцюгами. В якості основи для побудови аналогії між механічними та електричними системами використовуються диференціальні рівняння, що описують коливальні процеси, що відбуваються у системах.

Вібрація статорів асинхронних машин, порушувана електромагнітними силами

Основним джерелом магнітного шуму є не коливання зубців або полюсів, безпосередньо до яких докладено електромагнітні сили, а коливання ярма статора. При розрахунках ярмо статора представляється у вигляді циліндричної оболонки, на яку впливає система з r числом хвиль, які періодично змінюються в часі і симетрично розподілених по колу радіальних і тангенціальних сил.

При r = 0 статора вібрує, як пульсуючий циліндр (розтягнення-стиснення). Частота власних коливань кільця статора ω0 = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів .

При r = 1 всі сили, що збуджують цей вид коливань, приводяться до однієї обертається результуючої силі, прикладеної в центрі ваги машніх.

ω0 = f (α) Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів .

При r ≥ 2 (найбільш часто зустрічаються в практиці) частота власних коливань ярма статора машин змінного струму може бути розрахована за формулами:

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів при Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ≤ 1,0;

ω0 = r (r2 -1) Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів при Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів > 1,0;

де Х = h2 / (12R2c)

m - маса, яка припадає на 1 см2 середньої циліндричної поверхні ярма;

h - висота спинки статора, см;

Rc - середньої радіус ярма, см;

Е - модуль пружності, Н/см2.

Параметри коливальної системи, еквівалентній статора: коливається маса (в кг).

mc = мc / (2πRc ∙ ℓ t),

де мc - повна маса пакета заліза статора з обматкой або станини з полюсами;

ℓ t - активна довжина ярма;

наведена податливість статора дорівнює:

для коливань при r = 0 λс = R2c / (Eh);

для коливань при r ≥ 2

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів при Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ≤ 1,0;

λс =

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів (1 +3 r2X) при Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів > 1,0

Повне механічний опір статора при частоті ω збуджуючих сил Zc = ω mc -1 / (ωλc).

Швидкість коливань на поверхні осердя статора в = р0/Zc, тут р0 = р01R0 / Rc,

де Р01 - питома сила, що діє в повітряному зазорі, Н/см2;

R0 - радіус розточки статора, див.

При жорсткому кріпленні машини до фундаменту просторові форми коливань статора спотворюються. Тому при дослідженнях віброакустичних характеристик машин прийнята методика, при якій машина встановлюється на амортизатори, чим виключається вплив фундаментів.

У машинах змінного струму пакет заліза статора переважно жорстко кріпиться в корпусі, тому необхідно врахувати опір корпусу:

Zк = ω mc -1 / (ωλк).

При цьому коливальна швидкість на поверхні корпусу

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів 2 = р0 / (Zc + Zк).

Величини Mк і λк розраховуються аналогічно розрахунку mс і λс.

Вплив режиму роботи на рівень гучності магнітного шуму.

Розрахунок радіальних сил в режимі холостого ходу може бути проведений за формулами:

Р1 = 20В2δ і Рυμ = 40Вυ ∙ Вμ

1) Основна хвиля магнітного поля при переході від навантаження до режиму холостого ходу практично не змінює свою величину;

2) Вищі гармоніки обмотки статора Вυ і ротора Вμ змінюють свою величину пропорційно I1/I0r і I/2/I0r відповідно. Тому рівень вібрації, порушуємо цими гармоніками полів, при переході від навантаження до режиму холостого ходу повинен знизитися на значення

ΔL = 20lg Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів -20lg Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Аеродинамічний шум

Основні причини виникнення:

1. Шум вентилятора, обумовлений зривистим вихорами від розсічення повітряного струменя крайками лопаток та дисками вентилятора.

2. Шум обертання ротора, обумовлений зривом вихорів з його поверхні від розсічення повітряного струменя головками обмоток ротора або виступаючими кінцями стрижнів білячої клітини короткозамкнених роторів.

3. Шум повітряних потоків, що викликаються зривом вихорів з нерухомих перешкод у вентиляційних шляхах. Наприклад, на решітках вхідних і вихідних вікон, з ребер статора, лобових частин обмоток статора і ін

4. Звуки, що викликаються тим, що повітряний потік на виході з вентиляторного колеса зустрічає на своєму шляху перешкоди у вигляді ребер, прохідних шпильок і ін деталей.

5. Тональні звуки дискретної частоти, викликані періодичними коливаннями тиску на окремих ділянках аеродинамічній ланцюга. Наприклад, при пульсаціях потоку повітря, що виходить з радіальних вентиляційних каналів ротора і входить в радіальні вентиляційні канали статора.

Загальні рівні гучності шуму електричних машин на відстані 0,5 м від корпусу в точці з максимальним рівнем розраховують за наступними наближеним формулами: L = 10lgP +20 lgn +5, машини захищеного виконання з самовентиляцією, де Р - потужність машини, кВт; n - частота обертання, об / хв;

машини з замкнутою самовентиляцією:

L = 10lgP +20 lgn;

машини закриті з водяним охолодженням:

L = 10lgP +20 lgn -10;

машини з незалежною вентиляцією, шум яких визначається шумом вентилятора:

L = 14lgP +80, де Р - потужність вентилятора, кВт.

Коливання ротора.

Коливання валу з одного зосередженої масою сердечника ротора викликають додаткові навантаження на підшипникові опори і відповідно шум і вібрацію.

Проблема математичного опису коливання роторів надзвичайно складна, тому тут не розглядається.

Зрівноважування роторів

Однією з основних причин вібрації ротора і всієї машини в цілому є неврівноваженість ротора (небаланс). Три можливі випадки його небалансу:

Статичний - відцентрова сила небалансу викликає на опорах однакові за значенням і співпадаючі по фазі вібрації: А1 = А2;

Динамічний - пара відцентрових сил небалансу викликає на опорах однакові за значенням і протилежні по фазі вібрації: А1 =-А2;

Змішаний - залишковий небаланс ротора призводить до пари сил і до радіальної силі, прикладеної в центрі ваги ротора; вібрації опор тут різняться як за значенням, так і по фазі: А1 ≠ А2.

Найбільш поширений у практиці - змішаний. Ці види небалансу можуть бути усунені шляхом установки додаткових вантажів, які призвели б до компенсації. Зазвичай вантажі встановлюють у двох площинах ротора, у спеціальних кругових канавках з радіусом r. Наприклад, при статичному небалансу mнеб = (e / r) М,

де М - маса ротора, е - зсув центру ваги ротора.

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = Мω2е / ​​Zм - швидкість коливання опор.

А1 = Мωе / Zм = mнеб (ω r / Zм) = mнеб ∙ К - амплітуда вібрації,

де Zм = механічне сопротівленііемашіни.

Величина ω r / Zм = К характеризує балансуючу чутливість машини.

Тепловий небаланс викликається нерівномірним нагрівом або охолодженням активної зони ротора і зустрічається в турбогенераторах з повітряним і безпосереднім водяним охолодженням.

Вібрація машин, порушувана небалансів

Ротори різних типів електричних машин мають свої конструктивні особливості, тому піддаються врівноважування з різним ступенем тяжкості.

Найвища точність може бути досягнута в асинхронних двигунах з короткозамкненим ротором. Ротори цих машин термічно стабільні в часі і практично не змінюють свій небаланс в експлуатації.

Якорі машин постійного струму і явно полюсні ротори синхронних машин мають більш високий залишковий небаланс. Стабільність вібрації зазначених машин досягається особливою технологією формування й запічку колекторів і обмоток роторів.

Найвищі вібрації спостерігаються в машинах із гнучкими роторами, у яких робоча частота обертання вище першої та другої критичної. Ротори цих машин особливо чутливі до теплової несиметрії і вимагають додаткової балансування ротора у зібраній машині.

При розробці норм на допустимий залишковий небаланс роторів електричних машин і викликані їм вібрації виходять з необхідності виконання наступних вимог:

1) забезпечити відсутність втомних руйнувань протягом інсталяційного терміну служби машини;

2) рівень вібрації електричних машин не має відбиватися на якості технологічних процесів;

3) вібрація машин при їх експлуатації не повинна мати шкідливого фізичного впливу на людину.

У залежності від розмірів і вимог до виконання машини її відносять до одного з класів вібрації, які позначаються індексами, відповідними максимально допустимої для даного класу вібраційної швидкості Vеф. max (в мм за сек): 0,28; 0,45; 0,71; 1,12; 1,8; 2,8; 4,5; 7,1. За стандартом НСО-2372-74 двигуни потужністю до 15 кВт, що вбудовуються в основний механізм, відносять до класу вібрації 18,, великі машини на важких фундаментах - 4,5.

Вібрація машини, порушувана небалансів, практично не піддається розрахунку через неможливість визначити розподіл залишкової неврівноваженості у всьому обсязі ротора. У самому простому випадку, коли в роторі є чисто статичний небаланс, центр тяжіння машини збігається з центром ваги амортизуючого кріплення, розрахунок вібрації виробляють як для одномасової системи, в якій розрахунковими елементами є маса машини і жорсткість амортизації. При гнучкому роторі, жорсткість якого порівнянна з жорсткістю амортизації, розрахунок виробляють як для двухмассовой системи, в якій розрахунковими елементами є маси статора і ротора, а так само жорсткість ротора при вигині і жорсткість амортизації. Вібрація машини в дБ, виміряна щодо прискорення, буде тим вище, ніж швидкохідні машина.

Джерела вібрацій підшипників кочення.

При виготовленні деталей підшипників мають місце відхилення в межах допусків, нормованих відповідними ГОСТ. Цими відхиленнями в значній мірі обумовлені вібрація і шум підшипників. Найбільш істотні: радіальний і осьової бій кілець, овальність, гранность і конусность кілець; разномерность, овальність і гранность кульок; допуски в гніздах сепараторів; хвилястість і шорсткість доріжок кочення.

Класи точності виконання підшипників: Н - нормальної, П - підвищеного, В - високого, А - особливо високої, З-надвисокої.

1. Радіальний бій внутрішнього кільця підшипника викликає вібрації, подібні залишковим небалансу ротора. Радіальний бій зовнішніх кілець порушує співвісність в підшипникових вузлах. Бічне биття торців внутрішніх і зовнішніх кілець викликано їх непаралельністю величина зазначеного бою тим менше, чим вище прецизійність підшипника.

2. Овальність і конусність кілець допускається в межах 0,5 допуску на діаметр для підшипників класу Н і 0,25 для класу С. Овальність кілець є причиною вібрації з подвійною частотою f = 2n/60.

3. Вібрація, порушувана разномерность кульок, залежить від кутової швидкості сепаратора і конкретного розподілу разномерность кульок в підшипнику.

f = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів , Де r1 і r2 - радіуси доріжок кочення внутрішнього і зовнішнього кілець.

Z - кількість тіл кочення.

4. Овальність і гранность тіл кочення залежить від класу точності підшипників. Для класу С вона в 5 разів менше, ніж для класу Н. Частота вібрації, викликана гранность тіл кочення:

f = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів , Де D0 - діаметр центрів тіл кочення,

dш - діаметр тіл кочення,

К-число граней.

5. Зазори в гніздах сепараторів - істотне джерело вібрації підшипників. Надмірно великі зазори призводять до зміщення сепаратора на величину зазору і появі вібрації частотою: f = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів .

Малі зазори можуть бути причиною залягання кульок і порушення кінематики обертання підшипника, що також викликає підвищений шум.

6. Виникаючі в підшипникових вузлах динамічні імпульси від хвилястості не мають періодичного характеру. Спектр вібрацій нестабільний. Хвилястістю вважають поглиблення, що перевищують 0,1 мкм з довжиною хвилі, сумірною з радіусом кульки. Частота, обумовлена ​​хвилястістю:

f = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів , Де m - число волнистостей по колу доріжки кочення внутрішнього або зовнішнього кільця.

Шорсткість поверхонь кочення має менше значення в шумоутворення підшипників через малу відстань між окремими виступами в порівнянні з радіусами кульок.

Крім зазначених причин, можливі локальні дефекти на доріжках кочення: при транспортуванні - місцевий наклеп доріжок кочення. Частота цієї вібрації: f = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів , Де К2 - число дефектів на доріжках кочення. Вібрація підшипників порушується також періодичними змінами жорсткості підшипника, при перекочування тіл кочення.

Частота: f = Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів . На рівень вібрації крім жорсткості кілець впливають радіальний зазор і навантаження на підшипник.

Віброізоляція машин

Припустимо, неврівноважена машина встановлюється на фундамент, коливання якого небажані. Завдання полягає в установці машини так, щоб на фундаменті, з яким вона пов'язана, коливання були малими. Рішення зводиться до установки машини на амортизаторах та правильного їх вибору.

Ефективність віброізоляції (в дБ)

ВН = 20lg Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів = 10 lg Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

При низьких частотах обертання (n = ω/ω0 <<1) віброізоляція амортизаторів = 0, при резонансній частоті ВН негативна і визначається Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ≈ 10 lg [ω20M2 / (Zф + ω0М2)], тобто при резонансній частоті вібрація фундаменту при пружному кріпленні машини більше, ніж при жорсткому; на високих частотах, тобто за умови n>> 1, ВН = 10 lg [Z2ф n2 + ω20M2 / (Z2ф + ω20М2n2)]. Якщо повний опір фундаменту у багато разів більше повного опору віброізоліруемого механізму, тобто виконується умова ω20М2n2 / Z2ф <<1, то віброізоляція обчислюється:

ВН ≈ 20 lg n = 20 lg (ω / ω0).

При виборі амортизуючого кріплення керуються наступним:

1. Великі машини з малою опорною поверхнею встановлюють переважно на пластинчасті амортизатори. В інших випадках застосовують амортизатори типу АКСС. При особливо жорстких вимогах до віброізоляції машини застосовують амортизатори типу АПС.

2. Кількість опорних амортизаторів визначають з умови забезпечення номенклатурної навантаження на кожен амортизатор і стійкості встановлення. Потрібно мати на увазі, що при недовантаження збільшується число амортизаторів, отже, і жорсткість амортизуючого кріплення. При перевантаженнях скорочується термін служби амортизаторів. При визначенні кількості амортизаторів необхідно враховувати кількість і розташування отворів в опорних лапах.

3. Для зниження вібрації, порушуємо небалансів, необхідно опорні лапи розташувати так, щоб центр жорсткості амортизуючого кріплення був по можливості ближче до центру тяжіння машини.

4. При виборі схеми розташування амортизаторів не слід враховувати зручності монтажу і заміни амортизаторів.

Вимірювання шуму електричних машин

Вимірювання шумових характеристик виробляються будь-яким із чотирьох методів:

1) У вільному звуковому полі; 2) у відбитому звуковому полі; 3) за допомогою зразкового джерела; 4) на відстані 1м від зовнішнього контуру машини.

1. Перший метод можна вважати найбільш точним. Він дозволяє визначити всі шумові характеристики машин, у всьому контрольованому діапазоні частот. Недолік: необхідність мати заглушену камеру з гарним звукопоглинальні властивості.

2. Другий метод вимагає ревербераційній камери - приміщення з гарним звукоотраженіем. У порівнянні з заглушеній її конструкція простіше, дешевше і зручніше в експлуатації. Але в ревербераційній камері дуже важко забезпечити необхідну звукоотраженіе на низьких частотах, тому вимірювання в ній можливі тільки в діапазоні частот не нижче 124 Гц. Незручність: не дозволяє виміряти рівень гучності звуку в (дБ), хоча саме ця величина - основна при контрольних випробуваннях. Недолік: неможливість визначення характеристики спрямованості випромінювання, т.к. У всіх точках дифузного поля рівні гучності шуму однакові. Перевага: відпадає необхідність дотримання точного відстані від точок вимірювання шуму до випробуваної машини.

3. Знаючи істинні шумові характеристики зразкового джерела, заздалегідь зняті в умовах вільного поля, і фактично того ж зразкового джерела, виміряного в даному приміщенні, можна судити про те, наскільки ці характеристики відрізняються від умов вільного поля. В даний час немає достатнього досвіду в застосуванні методу зразкового джерела.

4. Четвертий метод вимірювання - основний. Для машин розміром до 0,75 м він забезпечує точність визначення всіх шумових характеристик. Для більш великих машин відстань 1 м не гарантує виходу за межі «ближнього» звукового джерела.

Цей метод дозволяє визначити нормовану характеристику шуму, спрощує вибір точок вимірювання. Для великих машин дозволяє мати менші розміри заглушеній камери.

Проведення вимірювань та обробка результатів

Отримані результати вимірювань обробляються в наступному порядку:

1. Якщо різниця між рівнем гучності звуку, виміряним при працюючій машині і рівнем гучності перешкод складає 6-9 дБ, то поправка, що враховує вплив перешкод, буде 1дБ, якщо різниця 4-5 дБ, то поправка буде 2дБ. Ця поправка віднімається від рівня гучності звуку, виміряного при працюючій машині. При різницях більше 9 дБ, поправка не вноситься.

2. Проводиться усереднення рівнів гучності звуку виміряних в декількох точках всередині машини. Якщо усереднені рівні відрізняються один від одного менше ніж на 5 дБ, то за середній рівень береться їх середнє арифметичне значення, якщо більш ніж на 5 дБ, усереднення проводиться за формулою: La = 10 lg ( Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів ) -10 Lg n,

де La - рівень гучності шуму в i-ої точці вимірювання на відстані 1 м від корпусу,

n - число точок вимірювання.

При типових випробуваннях додатково вимірюються рівні звукового тиску в точці з максимальним рівнем звуку.

6. Питання техніки безпеки та охорони праці

6.1 Техніка безпеки при виробництві статорної обмотки АТ

При виробництві обмотки статора АД відбуваються такі технологічні операції: ізолювання пазів, намотування котушок, укладання котушок у пази; заклинювання котушок в пазах, разжим лобових частин; осадку котушок в пазах для двошарових обмоток; установку міжфазних ізоляції; з'єднання пайкою або зварюванням кінців котушкових груп фаз ; освіта висновків обмотки; ізолювання, місць з'єднань; ув'язку і закріплення висновків і міжгрупових переходів; формування, бандажування і калібрування лобових частин, випробування обмотки, просочення обмотки.

Наявність рухаються з великою швидкістю деталей верстатів при виконанні операцій ізолювання пазів, намотування котушок і т.д. пред'являє такі вимоги до робітників:

вони повинні мати відповідну кваліфікацію для роботи на даному устаткуванні;

у жінок на голові повинна бути пов'язана косинка, рукави у всіх робочих необхідно підв'язати тасьмами, шарфи і краватки зняти;

персонал повинен користуватися лише справним інструментом, не нехтувати захисними стеклами і окулярами.

Також необхідно з особливою ретельністю стежити, щоб всі обертові частини верстатів (зубчасті передачі, муфти, шківи) були огороджені спеціальними щитами, кожухами або гратами.

При операціях пайки потрібно передбачити витяжну вентиляцію, тому що пари свинцю є сильною отрутою, а також видалити з зони робіт всі легкозаймисті матеріали і забезпечити робочі місця засобами пожежогасіння. При пайку електродуговим паяльником слід захистити очі від сліпучого дії дуги, а також використовувати рукавички, щоб уникнути опіку рук.

На етапах просочення і сушіння обмотки одним з основних шкідливих факторів є наявність в повітрі отруйних випарів від просочувальних матеріалів. Згідно з вимогами санітарії в повітрі робочої зони виробничих приміщень встановлюють гранично допустимі концентрації (ГДК, мг/м3) шкідливих речовин, затверджені Мінздравом РФ перевищення яких не допускається.

Гранично допустимими концентраціями шкідливих речовин в повітрі робочої зони є такі концентрації, які при щоденній роботі протягом 8 годин протягом усього робочого стажу не можуть викликати в працюючих захворювань або відхилень у стані здоров'я, що виявляються сучасними методами дослідження, безпосередньо в процесі роботи або у віддалені терміни. Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин у повітрі робочої зони є максимально разовими. Робочою зоною слід вважати простір висотою до 2 м над рівнем підлоги або майданчика, на якій знаходяться місця постійного або тимчасового перебування працюючих.

Контроль за складом повітря повинен здійснюватися постійно в терміни, встановлені санітарною інспекцією. Визначення концентрації газів виконують різноманітними стандартизованими методами, заснованими на хімічних, дифузійних і електричних принципах. Найбільш швидкі з них отримали назву експрес-методів. Експресний лінійно-колористичний метод визначення вмісту шкідливих речовин у повітрі заснований на бистропротекающих кольорових реакціях в високочутливої ​​спеціальної поглинальної рідини або твердій речовині, наприклад силікагелі або фарфоровому порошку, просякнутому індикатором, Порошок, просочений індикатором, поміщають в скляну трубочку, через яку пропускають певний обсяг досліджуваного повітря. У залежності від кількості шкідливої ​​речовини в повітрі порошок забарвлюється на певну довжину, інтенсивність забарвлення також може бути різною. Порівнюючи результати досвіду зі шкалою, визначають зміст шкідливої ​​речовини в повітрі.

Захист людини від впливу шкідливих речовин здійснюється за допомогою заходів, які в ряді випадків слід застосовувати комплексно. Основні з них:

автоматизація і механізація процесів, що супроводжуються виділенням шкідливостей;

вдосконалення технологічних процесів та їх раціоналізація (заміна токсичних речовин нетоксичним, відмова від застосування матеріалів, які пилять, перехід з твердого палива на газоподібне тощо);

вдосконалення конструкцій обладнання, при яких виключаються або різко зменшуються шкідливі виділення в навколишнє середовище, що можливо, наприклад, при герметизації.

Захист від шкідливих газів, паро - і пиловиділення передбачає влаштування місцевої витяжної вентиляції для відсмоктування отруйних речовин безпосередньо від місць їх утворення. Місцеві відсмоктувачі влаштовують конструктивно вбудованими та зблокованими з обладнанням так, що агрегат не можна пустити в хід при вимкненому отсосе.

Особливі вимоги пред'являються також до пристрою приміщень, у яких ведуться роботи із шкідливими і пилять речовинами. Так, підлоги, стіни, стелі повинні бути гладкими, легко миються. У цехах з великими виділеннями пилу виробляють регулярну мокру або вакуумну прибирання.

Індивідуальні засоби захисту. При роботі з отруйними та забруднюючими речовинами користуються спецодягом - комбінезонами, халатами, фартухами тощо, для захисту від лугів і кислот - гумовими взуттям та рукавичками. Для захисту шкіри рук, обличчя, шиї, застосовують захисні пасти: антитоксичні, маслостойкие, водостійкі. Очі від можливих опіків і подразнень захищають окулярами з герметичною оправою, масками і шоломами.

Органи дихання захищають фільтруючими і ізолюючими приладами. Фільтруючі прилади - це промислові протигази та респіратори. Респіратор складається з гумової напівмаски і фільтрів, що очищають вдихаємо повітря від пилу або газів. Ізолюючі дихальні прилади (шлангові або кисневі) застосовують у випадках високих концентрацій шкідливих речовин.

Також необхідно приділити особливу увагу пожежній безпеці:

не застосовувати відкритого вогню та не курити;

обладнати приміщення установками для подачі пари й пінними вогнегасниками;

не допускати ударів металевих предметів один про одного, щоб уникнути іскріння;

ретельно стежити за справністю технологічного обладнання, уникати відхилень від номінальних режимів роботи;

періодично перевіряти працездатність протипожежного інвентарю.

У процесі випробування обмотки статора на електричну міцність необхідно дотримуватися обережності при роботі з високою напругою, користуватися засобами індивідуального захисту та дотримуватися загальних правил електробезпеки, такі як захисне заземлення використовуваного обладнання та робочого місця, захист від випадкового дотику до струмоведучих частин обладнання, контроль і профілактика пошкодження ізоляції. Більш докладно питання електробезпеки при експлуатації обладнання розглянуті в пункті 6.2.

6.2. Електробезпека при експлуатації двигуна

При експлуатації електродвигуна необхідно дотримуватися загальні заходи безпеки, що застосовуються до всього електроустаткування. Робітник повинен бути захищений від удару електричним струмом, а також від пошкоджень, викликаних механічною поломкою машини і навколишнього обладнання. Зокрема, асинхронний двигун, розглянутий в даному дипломному проекті, виконаний за ступенем захисту IP 44, що означає наявність закритого корпусу і здатність працювати в досить жорстких умовах при забезпеченні безпеки робітника.

Електродвигуни, що працюють на виробництві, повинні бути забезпечені всіма видами захистів: від короткого замикання, від перевантаження, від надмірного збільшення частоти обертання. Для захисту від к.з. застосовують запобіжники і автоматичні вимикачі. Номінальні струми плавких вставок запобіжників і расщепителе автоматичних вимикачів вибираються таким чином, щоб відношення пускового струму двигуна до номінального струму вставок плавких було рівним 1,6 до 2. Плавкі вставки калібрують і ставлять клеймо із зазначенням заводу - виробника та номінального струму. Застосування некаліброваних вставок плавких не допускається.

Захист електродвигунів від перевантажень встановлюється у випадках, коли можливе перевантаження з технологічних причин, а також коли при особливо важких умовах пуску або самозапуску необхідно обмежити тривалість пуску при зниженій напрузі. Захист виконується з витримкою часу і здійснюється тепловим реле або іншими пристроями. Захист від перевантаження діє на відключення, на сигнал або на розвантаження механізму, якщо розвантаження можлива.

Якщо електродвигуни розташовуються в запорошених приміщеннях або з підвищеною вологістю, то до них необхідне підведення чистого охолоджувального повітря. Щільність тракту охолодження (корпусу електродвигунів, повітроводів, засувок) перевіряється не рідше 1 разу на рік.

Напруга на шинах розподільних пристроїв повинно підтримуватися в межах 100 - 105% від номінального. Для забезпечення довговічності двигунів використовувати їх при напрузі вище 110 і нижче 95% від номінального не рекомендується.

Необхідно також періодично проводити огляди, капітальні та поточні ремонти згідно з планом експлуатації двигуна.

Електродвигуни аварійно відключаються від мережі у наступних випадках:

при нещасних випадків з людьми;

поява диму або вогню з двигуна або з його пускорегулювальної апаратури;

поломки приводного механізму, появи ненормального стуку;

при різкому збільшенні вібрації підшипників агрегату, нагріві підшипників понад допустимої температури.

При обслуговуванні електричних установок можливі випадки, коли металеві конструктивні частини, нормально не є струмоведучими та не перебувають під напругою, електрично з'єднуються з елементами ланцюга електричного струму і отримують внаслідок цього потенціал, відмінний від потенціалу землі. Замикання, що виникає в машинах, апаратах, лініях, на нетоковедущие частини конструкції називають замиканням. У цих випадках людина, не має спеціальних засобів захисту (гумових рукавичок, калош і т. п.), може, доторкнувшись до цих частин, опинитися під напругою: через його тіло пройде струм, небезпечний або смертельний для організму.

Для забезпечення безпеки обслуговування електроустановок застосовують захисне заземлення, занулення або захисне відключення. Вибір виду захисту залежить від режиму роботи нейтралі генераторів і трансформаторів.

Нейтралі генераторів і трансформаторів, що з'єднуються із заземлюючим пристроєм через резистор малого опору, називають глухозаземленою (рис.6.1, а). Нейтралі, не приєднані до заземлювальних пристроїв безпосередньо або приєднані через резистори великого опору (наприклад, трансформатори напруги), називають ізольованими (рис. 6.1, б). Електроустановки змінного струму напругою до 1000 В конструктивно виконують глухозаземленою або з ізольованою нейтраллю, а електроустановки постійного струму - глухозаземленою або з ізольованою середньою точкою. У чотирипровідних мережах змінного струму повинно бути обов'язково глухе заземлення нейтралі.

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Рис. 6.1 Схеми заземлення в мережах напругою до 1000В.

Захисним заземленням електричної установки називають навмисне з'єднання її неструмоведучих частин із заземлюючим пристроєм, що представляє собою сукупність заземлювача і заземлювальних провідників. Воно широко використовується в електроустановках, що працюють у мережах з ізольованою нейтраллю. При цьому здійснюється безпосередня металевий зв'язок корпусів електрообладнання з землею (див. рис. 6.1, б), що має своєю метою гранично обмежити різницю потенціалів, яка може впливати на людину, одночасно поєднаного з землею і корпусом.

До частин силового обладнання, що підлягає заземленню відносять:

корпуси електричних машин, трансформаторів і апаратів;

приводи електричних апаратів;

вторинні обмотки вимірювальних трансформаторів;

каркаси розподільних щитів, шаф і пультів управління;

металеві конструкції розподільних пристроїв, металеві кабельні конструкції;

металеві корпуси кабельних муфт, металеві оболонки і броні контрольних і силових кабелів, металеві оболонки проводів, сталеві труби для проводів електромережі та інші металеві конструкції, пов'язані з установкою електрообладнання;

знімні або частини, що відкриваються на металевих заземлених каркасах будь-яких електроконструкцій;

металеві корпуси пересувних та переносних електроприймачів.

Заземленню не підлягає електрообладнання, яке за характером свого розташування і способу кріплення має надійний контакт з іншими заземленими металевими частинами установки;

обладнання, встановлене на заземлених металевих конструкціях, що мають у місцях кріплення зачищені і незафарбовані місця;

корпусу електровимірювальних приладів, реле і т.п. встановлені на шафах, щитах і пультах;

знімні або відкриваються на металевих заземлених каркасах будь-яких електроконструкцій.

Для захисту від переходу високої напруги в мережу низької напруги, при пробої ізоляції обмоток трансформаторів у цих установках обмотку трансформатора заземлюють через пробивний запобіжник. У разі потрапляння струму високої напруги в мережу струму низької напруги відбувається електричний пробій пробивного запобіжника і обмотка нижчої напруги трансформатора виявляється заземленою.

Як природних заземлювачів використовують:

свинцеві оболонки кабелів, прокладених у землі;

металеві конструкції будівель (ферми, колони тощо);

металеві конструкції виробничого призначення (підкранові шляхи, каркаси розподільних пристроїв, галереї, майданчики тощо); сталеві труби електропроводок; обсадні труби свердловин; металеві, стаціонарні відкрито прокладені трубопроводи всіх призначень, крім трубопроводів горючих і вибухонебезпечних сумішей, каналізації і центрального опалення .

Якщо природних заземлювачів немає або їх використання не дає потрібних результатів, то застосовують штучні заземлювачі у вигляді стрижнів з кутової або круглої сталі й з газоводопроводних труб.

В електроустановках з глухозаземленою нейтраллю при замиканнях на нетоковедущие частини має бути забезпечено надійне автоматичне відключення пошкоджених ділянок мережі з найменшим часом відключення. З цією метою в електроустановках напругою до 1000 В з глухозаземленою нейтраллю, а також у трьохдротяним мережах постійного струму з глухозаземленою середньою точкою обов'язково занулення - металевий зв'язок корпусів електрообладнання з заземленою нейтраллю електроустановки (рис. 6.2). Провідність фазних і нульових захисних провідників повинна бути обрана такою, щоб при замиканні на корпус виникав струм короткого замикання, що перевищує не менше ніж в 3 рази номінальний струм плавкого елемента запобіжника.

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Рис 6.2 Схеми занулення електрообладнання

Схема занулення включає в себе наступні елементи: нульовий провід живильної мережі, заземлення нейтралі джерела живлення (робоче заземлення) і повторне заземлення нульового проводу. Нульовий провід мережі живлення в схемі занулення забезпечує створення ланцюга з малим опором для струму при замиканні фази на корпус і перетворення цього замикання в однофазне коротке замикання. Розрізняють нульовий захисний 03 і нульовий робочий 0Р дроти (див. рис. 6.2, б). Нульовий захисний провід служить для з'єднання занулюючих частин обладнання з глухозаземленою нейтраллю джерела струму, а нульовий робочий провід - для живлення електроприймачів фазною напругою. Однак схеми з поділом нульового проводу виконують рідко. У більшості випадків використовують один нульовий дріт, що одночасно виконує функції і робітника, і захисного (див. рис. 6.2, а).

Як нульові захисних проводів можна використовувати:

нульові робочі, спеціально передбачені провідники (четверта чи третя жила кабелю, четвертий чи третій провід, сталеві смуги і т.п.);

сталеві труби електропроводки;

алюмінієві оболонки кабелів;

металеві конструкції будівель (ферми, колони тощо);

металеві конструкції виробничого призначення (підкранові шляхи, каркаси розподільних пристроїв, галереї, майданчики, шахти ліфтів, підйомників, елеваторів, обрамлення каналів тощо);

6.3 Пожежна безпека при експлуатації двигуна

Багато виробничі процеси супроводжуються значним виділенням пилу. Пил - це тонкодисперсні частинки, які утворюються при різних виробничих процесах - дробленні, розмелюванні і обробці твердих тіл, при просіюванні і транспортування сипучих речовин і т.п. Крім того пилу утворюються при горінні палива. Пилу, зважені в повітрі, називаються аерозолями, скупчення осіли пилу - аерогелю. Промислова пил буває органічна (деревна, торф'яна, вугільна) і неорганічна (металева, мінеральна).

Для забезпечення протипожежної безпеки в приміщеннях з підвищеним вмістом пилу (деревообробні майстерні, борошномельних і т.д.) необхідно забезпечити безперебійну витяжну вентиляцію, а також передбачити необхідні засоби пожежогасіння. Природно, в таких приміщеннях потрібно повністю виключити куріння, використання обігрівального обладнання, не передбаченого в конструкції приміщення. Електродвигуни, що використовуються у приводах, повинні бути вибухо - пожежобезпечною конструкції.

Згідно будівельним нормам і правилам всі виробництва поділяються на п'ять категорій: А, Б, В, Г, Д.

Проектований двигун знаходиться в приміщенні II класу з вогнестійкості категорії В. До категорії В належать виробництва пов'язані з обробкою твердих горючих речовин і матеріалів, а так само рідин з температурою спалаху вище 120 º С.

Пожежна небезпека електроустановок обумовлена ​​наявністю в застосовуваному електрообладнанні ізоляційних матеріалів. Горючої є електрична ізоляція обмоток електричних машин, різних електромагнітів, проводів та кабелів. Всілякі лаки і компаунди, ізоляційне (трансформаторне) олія. бітум, каніфоль, і ряд інших електроізоляційних і конструкційних матеріалів, які є горючими і пожежонебезпечними.

Електроізоляційні матеріали, що застосовуються в електричних машинах, на їхню нагрівостійкості поділяються на сім класів. Для кожного класу встановлена ​​гранично допустима робоча температура.

Виділятимуться ізольованими провідниками теплота викликає підвищення температури. У разі значних перевантажень провідників і особливо при протіканні струмів КЗ, температура ізоляції зростає настільки, що матеріал розкладається з виділенням горючих парів і газів, що і буває зазвичай причиною загоряння ізоляції.

Значну пожежну небезпеку являють комутаційні апарати відкритого типу і відкриті плавкі вставки, у яких при відключенні струму, а так само при перегорянні запобіжником виникає небезпечне іскроутворення. Тому, як правило, рубильники, запобіжники і перемикачі слід застосовувати закритого типу.

Враховуючи пожежну небезпеку електроустановок, ПУЕ встановлюють ряд спеціальних вимог до електроустаткування при установці і монтажі. У процесі експлуатації електроустановок необхідно так само дотримуватися ряду заходів передбачених ПТЕ з урахуванням пожежної безпеки. Система пожежної безпеки передбачає наступні заходи:

- Видалення надлишкового тепла, що виділяється двигунами;

- Максимально можливе застосування негорючих і важко горючих речовин і матеріалів;

- Обмеження кількості горючих речовин та їх належне розташування;

- Ізоляцію займистою середовища;

- Запобігання поширення вогню за межі вогнища;

- Застосування засобів пожежогасіння.

7. Техніко-економічне обгрунтування спроектованого двигуна

7.1. Опис конструкції АТ

Електричні машини мало вступають у фізичний і психологічний контакт з людиною, тому вимога при проектуванні АТ зводяться до забезпечення зручності їх монтажу, встроєний в різні механізми, безпеки при експлуатації, малошумності, максимально можливого охолодження електричної машини і зручності підключення.

До видимих ​​частинах електричної машини відносяться станина, підшипникові щити, кожух вентилятора, ротор. Станина АТ виготовляється методом лиття під тиском. Два підшипникових щита однакові за формою, гладкі. Конфігурація кожуха служить для оптимального обтікання двигуна струменями охолоджуючого повітря. Магнітна система набирається з листів електротехнічної сталі марки 2013. Обмотка статора з м'яких секцій, намотаних круглим мідним дротом. Секції укладаються в пази статора через шліци. Підшипникові щити литі, мають внутрішню замкову поверхню, повністю прилеглу до станини. Також в двигуні є підшипники кочення, легкої серії з пониженням рівня шуму.

7.2. Структурно-функціональний аналіз асинхронного двигуна

Структурно-функціональний аналіз (СФА) застосовується для всебічного вивчення вироби з метою встановлення його головних, основних і допоміжних функцій, для вдосконалення конструкції в напрямку підвищення надійності, безпеки, економічності виробництва та експлуатації при виконанні головної функції. При проведенні СФА весь виріб представляється у вигляді декількох систем, а кожна система розбивається на декілька елементів. Аналіз виявляє зв'язок, верховенство, корисність, функціональність елементів системи. Структура системи - це те, що залишається незмінним при зміні її стану реалізації різних функцій у процесі здійснення системою різних операцій.

Для проведення СФА виділяються головна, основна та допоміжна функції. Функція системи - дія, яку вона виконує для досягнення поставленої мети. Головна функція - незмінне вираз основного призначення виробу, його корисності для досягнення кінцевого результату. Її основна відмінність від інших функцій - незмінність, незалежність від конструктивних модифікацій системи.

Основна функція характеризує призначення елементів вироби, що по можливості стабільно і незалежно від змінюються чинників - матеріали технологія і так далі.

Зайва функція - призначення елемента не бере участь у виконанні основної функції й опиняється непотрібним при виготовленні, або функціонуванні системи.

Преобразів електричні. в механічні.
Відведення тепла від активних частин машини
Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатівПроектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатівПроектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатівПроектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатівПроектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатівПроектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатівПроектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатівПроектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатівПроектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатівПроектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатівПроектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатівПроектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів
Встановити захисні кришки
Зменшити силу тертя
Встановити ротор в сердечник
Запрессовать сердечник ротора вал
Підключення двигуна до змін. току
Створити магнітодвіж. силу
Укласти і зварити обмотку ротора
Пропустити по обмотці статора ел. струм
Утворити магнітне поле
Рис.7.1. Схема СФА АТ.

На підставі СФА виявляються зв'язки між елементами системи. Повний набір механічних зв'язків кожного елемента з іншими здійснюється за допомогою структурної матриці. Матриця зв'язків дозволяє в найбільш простий і наочній формі простежити зв'язку вузлів і деталей, складових виріб. При встановленні цих зв'язків, аналізуються найбільш завантажені і ненадійні вузли та деталі машини, містять найбільшу кількість одиниць в матриці (рис. 7.1 та табл. 7.1).

Найменування

системи

Виконувана

функція

Рівень функції Виконання операції Матеріали
асинхронний двигун

перетворення

ел. енергії в механічну

головна весь виріб сталь, мідь, латунь
магнітна система створення магніторушійної сили основна Станина мідь
система підключення підключення обмотки статора до харчування мережі

вспомо-

гатель-ва

коробка висновків залізо
система центрування і кріплення забезпечення "жорсткого" положення ротора в подшіпнков. щитах

вспомо-

гатель-ва

підшипників-

ков. щити, підшипники вал

конструкційні матеріали
система мастила зменшує силу тертя в підшипниках

вспомо-

гатель-ва

маслянка, "шприц" для металу метал
система охолодження Відведення тепла від активних частин машини

вспомо-

гатель-ва

вентилятор на валу ротора сталь
системи захисту. захист людини від дотику до обертових частин, від ураження ел. струмом, від виходу з ладу ел. двигуна.

вспомо-

гатель-ва.

Захисні кришки, кожухи, емалі, лаки.

Конструк-

ційні матеріали, фарби, лаки, емалі.

Таблиця 7.1. СФА АТ

Система асинхронного двигуна для структурно-функціонального аналізу представлена ​​на рис. 7.2.

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Рис. 7.2. Схема для СФА

Матриця механічного зв'язку основних елементів структури асинхронного електродвигуна наведена нижче в табл. 7.2.

Табл. 7.2.

Подшіп-ник Ста-нина Ста-тор Ротор Про-мотка ста-тора Про-мотка ротора к.з. Задній подшіп. щит Перед. подшіп. щит Вал
Підшипник 0 0 0 1 0 0 1 1 1
Станина 0 0 1 0 0 0 1 1 0
Статор 0 1 0 0 1 0 0 0 0
Ротор 0 0 0 0 0 1 0 0 1
Обмотка статора 0 0 1 0 0 0 0 0 0
Обмотка ротора к.з. 0 0 0 1 0 0 0 0 0
Задній подшіп-ник. щит 1 1 0 0 0 0 0 0 0
Передній подшіп-ник. щит 1 1 0 0 0 0 0 0 0
Вал 1 0 0 1 0 0 0 0 0

Примітка: 0-відсутність; 1-наявність механічного зв'язку між системами.

Головна функція відрізняється від інших незмінністю, незалежністю від конструктивних модифікацій системи.

Основна - характеризує призначення елементів виробу.

Допоміжна - це результат конструктивних, технічних, або інших рішень для реалізації основної та головної функції.

Повний набір механічного зв'язку кожного елемента з іншими здійснюється за допомогою структурної матриці. У проведеному СФА, виріб було представлено не в його реальній формі, а як комплекс виконують функцій. У процесі аналізу було встановлено головні, основні, і допоміжні функції. Наведений аналіз показав, що всі елементи виробу беруть участь у виконанні головної функції - забезпечення роботи АД при великому пусковому моменті. На підставі даного аналізу був зроблений висновок, що зниження собівартості, підвищення якості потрібно домагатися за рахунок застосування нових матеріалів.

Підвищення ефективності нових машин пов'язане зі зниженням експлуатаційних витрат, тобто підвищення надійності та поліпшенням енергетичних показників, однак це має досягатися без збільшення витрат на виготовлення. Машина загального призначення повинна задовольняти в частині робочих характеристик вимогам діючих стандартів або технічних умов і разом з тим бути економічно ефективною.

Наприклад, при дотриманні зазначених вимог стандартів машина може бути спроектована з високим використанням активних (провідникових і магнітних) матеріалів, мати зменшену масу і, отже вартість. Однак якщо при цьому погіршуються енергетичні показники, то підвищиться вартість втрат енергії.

Для підвищення ефективності машини необхідно скоротити витрати на електротехнічну сталь, обмотувальні дроти, знизити трудомісткість виготовлення. Перехід на більш нагревостойких ізоляцію дозволяє при тій же потужності машини зменшити її габарити. Застосування більш досконалої системи охолодження, нових сортів електротехнічної сталі з кращими магнітними властивостями і меншими питомими втратами, нових електроізоляційних матеріалів призводить до зменшення втрат і обсягу активної частини.

Дані заходи призводять до зниження собівартості двигуна, отже, і його ціни.

7.3. Визначення собівартості і оптової ціни спроектованого двигуна

Трудомісткість виготовлення спроектованого двигуна:

Тн = Тб ³ √ (mмаш.н / mмаш.б) ² = 25 ³ √ (41,8 / 49) ² = 22,49 н · год,

де Тб = 25 н · год - трудомісткість базового двигуна.

Заготівельні маси матеріалів

Маса проводів обмоток

m'м1 = 1,03 mм1. = 1,03 · 3,73 = 3,84 кг.

Маса алюмінію короткозамкнутого ротора

m'ал = 1,05 mал = 1,05 · 1,12 = 1,18 кг.

Маса сталі статора і ротора

m'сΣ = mсΣ = 16,32 кг.

Маса ізоляції машини

m'і1 = 1,05 mі1 = 1,05 · 0,07 = 0,0735 кг.

Маса конструкційних матеріалів

m'к = 1,1 Mк = 1,1 · 20,66 = 22,73 кг.

Собівартість матеріалів

Провід обмоток

СМ1 = СМ1 · m'м1 = 150 · 3,84 = 576,29 руб.

Алюміній ротора

Сал = сал · m'ал = 100 · 1,18 = 118 руб.

Сталь статора

СсΣ = ссΣ · m'сΣ = 80 · 16,32 = 1305,6 руб.

Ізоляція

Си1 = си1 · m'і1 = 75 · 0,0735 = 5,51 руб.

Конструкційні матеріали

Ск = ск · m'к = 35 · 22,73 = 795,55 руб.

Сумарна вартість матеріалів

Смат = СМ1 + СсΣ + Сал + си1 + Ск = = 576,29 +118 +1305,6 +5,5 +795,55 = 2800,95 руб.

Покупні вироби

Таблиця 7.3

Найменування вироби

Кількість

виробів

Кі

Діючі ціни на покупне виріб

Спи

1 Болт М8 4 шт. 7
2 Болт М6 16 шт. 6
3 Болт М4 18 шт. 5
8 Підшипники 2 шт. 65
9 Лакофарби 0,4 л. 90

Вартість покупних виробів

Сп.і = Σ (Спи · Кі) = 7 · 4 +6 · 16 +5 · 18 +65 · два +90 · 0,4 = 380руб.

Транспортні витрати

Сmр = (Смат. + Сп.і.) / 100% · Амр = (2800,95 +380) / 100 · 8 = 254,48 руб.,

де Амр = 8% - відсоток транспортних витрат.

Основна зарплата виробничих робітників

Зо = Тн · Uс = 22,49 · 17,5 = 393,58 руб.,

де Uс = 17,5 крб. - Годинна ставка.

Премія виробничих робітників

П = Зо / 100% · ап = 393,58 / 100.30 = 118,07 руб.

де ап = 30%.

Додаткова зарплата виробничих робітників

Здоп = (Зо + П) / 100% · адоп = (393,58 +118,07) / 100 · 15 = 76,74 руб.,

де адоп = 15%.

Єдиний соціальний податок

Ос = (Зо + П + Здоп) / 100% · ас =

= (393,58 +118,07 +76,74) / 100 · 26 = 152,98 руб.,

де ас = 26%.

Зарплата виробничих робітників

Зпр = Зо + П + Здоп + Ос = 393,58 +118,07 +76,74 +152,98 = 741,37 руб.

Цехові витрати

Рц = (Зо · а'цех) / 100% = (393,58 · 50) / 100 = 196,79 руб.,

де а'цех = 50%.

Витрати на утримання устаткування і його експлуатацію (амортизація)

РСО = (Зо · а'со) / 100% = (393,58 · 110) / 100 = 432,94 руб.,

де а'со = 110%.

Цехова собівартість

Сц = Смат + Сп.і + сmр + Зпр + РСО + Рц = 2800,95 +380 +741,37 +196,79 +432,94 = 4806,53 руб.

Загальнозаводські витрати

Рз = (Зо · Азаві) / 100% = (393,58 · 70) / 100 = 275,5 руб.,

де Азаві. = 70%.

Виробнича собівартість

Сп = Сц + Рз = 4806,53 +275,5 = 5082,03 руб.

Інші виробничі витрати

Рпр = (Сп · квітня) / 100% = (5082,03 · 2) / 100 = 101,64 руб.,

де квітня. = 2%.

Загальнозаводська собівартість

Сз = Сп + Рз + Рпр = 5082,03 +101,64 = 5183,67 руб.

Позавиробничі витрати

РВН. = (Сз · АВН.) / 100% = (5183,67 · 1,5) / 100 = 77,76 руб.,

де АВН. = 1,5%.

Повна собівартість двигуна

Сд = Сз + РВН = 5183,67 +77,76 = 5261,43 руб.

Прибуток

Р = (Сп · АПБ) / 100% = (5261,43 · 4,4) / 100 = 231,5 руб.,

де АПБ = 4,4%.

Оптова ціна

Сг = Сп + Рб = 5261,43 +231,5 = 5492,93 руб.

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Калькуляція собівартості АТ

Таблиця 7.4

Найменування статей і витрат

Ціна нового двигуна

Руб.

Ціна базового двигуна

Руб.

1 Основні матеріали 2800,95 3283,41
2 Покупні вироби 380 380
3 Транспортно-заготівельні витрати 254,48 293,07
4 Основна зар.плата робочих 393,58 437,5
5 Додаткова зар.плата робочих 76,74 85,31
6 Премія 118,07 131,25
7 Єдиний соц.налог 152,98 170,06
8 Цехові витрати 196,79 218,75
9 Витрати на утримання обладнання (амортизація) 432,94 484,25
10 Загальнозаводські витрати 275,5 306,25
11 Позавиробничі витрати 77,76 88,58
12 Інші постійні витрати 101,64 115,8
13 Повна собівартість 5261,43 5994,23
14 Прибуток 231,5 263,75
15 Ціна 5492,93 6257,98
16 Обсяг виробництва 550 550

Таким чином спроектований двигун дешевше базового на 765,05 руб. Різниця обумовлена ​​меншою витратою на основні матеріали, так як маса нового двигуна менше ніж маса базової і відповідно меншою заробітною платою на їх виготовлення.

7.4. Визначення економічної ефективності

Річна собівартість нового двигуна:

Кн = К1 * Nгод.б = 5261,43 * 550 = 2893786,5 руб

Річна собівартість базового двигуна:

Кб = К2 * Nгод.б = 5994,23 * 550 = 3296826,5 руб

Річна економія від зниження собівартості:

ΔК = Кб-Кн = 3296826,5-2893786,5 = 403040 крб

Визначення точки беззбитковості

Змінні витрати на калькуляційну одиницю:

v = Смат + Сп.і + сmр + Зо + Здоп + П + Ос + = 2800,95 +380 +254,48 +393,58 +76,74 +118,07 +152,98 = 4176,8 руб

Загальні змінні витрати:

V = v * Q = 4176,8 * 550 = 2297240 крб

Постійні витрати на калькуляційну одиницю:

f = Рц + РСО + Рз + Рпр = 196,79 +432,94 +275,5 +101,64 = 1084,63 руб

Загальні постійні витрати:

F = f * Q = 1084,63 * 550 = 596546,5 руб

Собівартість калькуляційної одиниці:

C = v + f = 5261,43 руб

Загальна собівартість:

Co = C * Q = 5261,43 * 550 = 2893787

Валова виручка:

R = Сг * Q = 5492,93 * 550 = 3021112 крб

Прибуток:

P = R - Co = 3021112-2893787 = 127325 крб

Обсяг виробництва у критичній точці (Nкр)

Nкр = F / (Цд - v) = 596546,5 / (5492,93 - 4176,8) = 453,258 шт.

Виручка від реалізації продукції у критичній точці

Rкр = Цд Nкр = 5492,93 · 453,258 = 2489715руб.

Таблиця 7.5

Найменування статей Позначення, од. вимірювання Кількість
Базовий двигун Новий двигун
1 Обсяг виробництва Q, шт. 550 550
2 Змінні витрати на калькуляційну одиницю v, руб 4780,6 4176,8
3 Загальні змінні витрати V, руб. 2629330 2297240
4 Постійні витрати на калькуляційну одиницю f, руб 1213,63 1084,63
5 Загальні постійні витрати F, руб. 667496,5 596546,5
6 Собівартість калькуляційної одиниці C, руб. 5994,23 5261,43
7 Загальна собівартість Co, руб. 3296827 2893787
8 Валова виручка R, руб. 3441889 3021112
9 Прибуток P, руб. 145062,5 127325
10 Точка беззбитковості у вартісному вираженні руб. 2827424 2489715
11 Точка беззбитковості в натуральному вираженні шт. 451,811 453,258

Мінімальна ціна продажу при якій виробництво залишається беззбитковим:

Cр.min = F + V / Q = 2893786,5 / 550 = 5261,43 руб.,

Запас фінансової стійкості:

Зф.у = R - Rкр = 3021111,5-2489715 = 531396,5 руб.,

де R - валова виручка від реалізації продукції;

Rкр - виручка від реалізації продукції у критичній точці.

Показник фінансової стійкості у відносному вираженні

Кзфу = Зф.у / R = 531396,5 / 3021111,5 = 0,176

Графік беззбитковості

Витрати,

тис. руб.

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатівПроектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатівПроектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів 3021111,5

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів 2893786,5

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатівПроектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів 2489715

Nкр

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів 1500000

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

F

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів 596546,5

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

0 100 200 300 400 453 500 5506 00

Обсяг виробництва, шт.

Беззбитковість досягається після випуску 453 виробів на суму 2489715 крб.

7.5. Визначення економічного ефекту

Необхідно інвестицій 1052286 крб

Інфляція - 13%

Ставка податку на прибуток - 24%

Середньорічна ставка за кредитом - 15%

Таблиця 7.6

Найменування показників Рік інвестицій Рік експлуатації
0 1 2 3 4 5
Інвестиції, руб. 248375,1
Ціна, грн. / шт. 5492,93 5492,93 5492,93 5492,93 5492,93
Обсяг виробництва, шт. / рік 550 550 550 550 550
Собівартість одиниці продкуціі, руб. / шт. 5261,43 5261,43 5261,43 5261,43 5261,43
в т.ч. на амортизацію 432,94
Виручка 3796568 3796568 3796568 3796568 3796568
Загальні витрати 3548193 3548193 3548193 3548193 3548193
в т. ч. на амортизацію 384500 384500 384500 384500 384500
Балансова прибуток 248375 248375 248375 248375 248375
Податок на прибуток 59610 59610 59610 59610 59610
Чистий прибуток 188765 188765 188765 188765 188765
NCF 573265 573265 573265 573265 573265
Kd 1 0,98039 0,96116 0,94232 0,92384 0,90573

Визначення норми дисконту q:

q = Банківська ставка по кредиту - Інфляція

q = 0,15-0,13 = 0,02

Коефіцієнт дисконтування (для кожного року з нульового року, для нульового року Kd = 1)

Kd = (1 + q)-t

2. Знаходимо чисту дисконтну вартість NPV

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

де IC - капітальні вкладення.

Інвестиції ефективні якщо NPV> 0.

NPV = 334884 * 0,9803922 + 334884 * 0,96116878 + 334884 * 0,942322335 + 334884 * 0,9238454 + 334884 * 0,9057308 - 1 * 1052286 = 526176,174

3. Внутрішня норма прибутковості:

Внутрішню норму прибутковості проекту можна розглядати як найвищу ставку відсотка, яку може заплатити позичальник без шкоди для свого фінансового становища, якщо всі засоби для реалізації інвестиційного проекту позикові. Вона показує запас міцності проекту по відношенню до обраної процентної ставки.

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Для даного розрахунку використовуємо метод підбору. Підберемо 2 значення норми дисконту (округлення до тисячних) таким чином, що при значенні q 'NPV'> 0. А при значенні q''NPV''<0. І розрахуємо IRR за формулою:

IRR = [q '+ NPV' (q''-q')]/( NPV''- NPV ')

Таблиця 7.7

Значення q `при якому NPV> 0 але → 0 0,17 19123,84
Значення q `` при якому NPV <0 але → 0 0,18 -5046,4598

IRR = [0,17 +19123,84 (0,18-0,17)] / (19123,84-5046,4598) = 0,177912124

Умова ефективності для внутрішньої норми прибутковості IRR> q.

4. Коефіцієнт рентабельності інвестицій

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Крент = (334884 * 0,9803922 + 334884 * 0,96116878 + 334884 * 0,942322335 + 334884 * 0,9238454 + 334884 * 0,9057308) / (1.1052286) = 1,500031526

При Крент> 1 сума дисконтних грошових доходів> суми інвестицій. Даний коефіцієнт є відносним показником, тому він дуже зручний при виборі одного проекту з альтернативних, що мають однакові значення NPV.

5. Термін окупності проекту:

Проектування двошвидкісного асинхронного двигуна для приводу деревообробних верстатів

Значення цього показника визначає такий термін, при якому підсумовані дисконтовані доходи дорівнюють сумарним дисконтованих витрат (NPV = 0)

Таблиця 7.8

Термін окупності (PBP) 3,38913017
0 год (1.0 -1052286) -1052286
1 рік (334884.0 ,9803922-1052286) -723968,3529
2 рік (334884.0 ,96116878-723968, 3529) -402088,3068
3 рік (334884.0 ,942322335-402088, 3068) -86519,63412
4 рік (334884.0 ,9238454-86519, 63412) 222861,4175
5 рік (334884.0, 9057308 +222861,4175) 526176,174

Висновок

Наведене в даному дипломному проекті розрахунок і прийняті інженерно-конструктивні рішення дозволяють сподіватися на те, що двошвидкісний АТ, виготовлений у відповідності з матеріалами дипломного проекту буде задовольняти вимогам технічного завдання і стоїть на рівні відомих вітчизняних аналогів.

Конкретно, основні енергетичні показники на великій частоті обертання виглядають наступним чином:

ККД - 0,875

Коефіцієнт потужності - 0,86

Для порівняння у найближчого аналога АТ серії 4А типорозміру 4А112М2У3: ККД = 0,875; cos φ = 0,88. Таким чином, незначно погіршився лише коефіцієнт потужності.

Пускові показники спроектованого двигуна в порівнянні з вищевказаним аналогом: кратність пускового струму 7,97 проти 7,5 (трохи виросла), кратність пускового моменту 2,61 проти 1,6 (помітно збільшилася). Перевантажувальна здатність / кратність максимального моменту 3,6 проти 2,2 (помітно зросла).

При цьому також незначно знизилася маса, в основному за рахунок переходу на алюмінієві сплави в таких конструктивних деталях, як корпус, підшипникові щити і т.д.

Список літератури

1. Проектування електричних машин: навчальний посібник для ВУЗів. Під редакцією І.П. Копилова. М. Енергія, 1980, 496с

2. Г. К. Жерве «Обмотки електричних машин».

3. І.Г. Шубова «Шум і вібрація електричних машин»

4. Костромін В.Г. «Технологія виробництва асинхронних двигунів», Енегоіздат, М, 1984 р.

5. Котеленець Н.Ф., Кузнєцов Н.Л. «Випробування та надійність елекутріческіх машин». Вища школа, М, 1988 р.

6. Фіонін В.І. «Проведення функціонально-вартісного аналізу конструкцій електричних виробів у курсових роботах і дипломних проектах», Куйбишев, 1989 р.

7. Ю. В. Копитов, Л. І. Вайнштейн, А. В. Михалков, П. В. Філімонов - Пра-вила технічної експлуатації електроустановок споживачів і пра-вила техніки безпеки при експлуатації електроустановок спожи-вачів - М, «Атоміздат», 1971.

8. П. А. Долін - Основи техніки безпеки в електроустановках - М, «Енергоіздат», 1984.


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Диплом
502.5кб. | скачати


Схожі роботи:
Проектування асинхронного двигуна серії 4А
Проектування моделі для визначення часу простою верстатів на машинобудівному підприємстві
Розрахунок асинхронного двигуна
Моделювання пуску асинхронного двигуна
Робочі характеристики асинхронного двигуна
Варіатор швидкості обертання асинхронного двигуна
Регулювання швидкості (частоти обертання) асинхронного двигуна
Розробка системи безперервного управління швидкістю асинхронного двигуна з фазним ротором
Розрахунок обмотки статора трифазного асинхронного двигуна при наявності магнітопровода з застосуванням
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru