Ім'я файлу: Пояснительная записка.docx
Розширення: docx
Розмір: 221кб.
Дата: 22.10.2022
скачати

Образовательная автономная некоммерческая организация

высшего образования
«МОСКОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»




Факультет «Строительства и техносферной безопасности»


Направление подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

Курсовая работа







По дисциплине:

Электрические машины
















На тему:













(тема работы)





Обучающийся группы Группа ООПМЭо-20081-2
ФИО Тихонов Алексей Леонидович


Москва, 2022 г.

Задание
1. Выбрать двигатель для кратковременного режима работы S2 при подъеме груза. Условия подъема и характеристики груза приведены в табл.1.

2. Рассчитать параметры и начертить развернутую схему трехфазной двухслойной обмотки статора по данным, приведенным в табл. 1. Выбрать укорочение шага обмотки, чтобы уничтожалась ν-я высшая гармоника в кривой индуцированной ЭДС обмотки. Соединение катушечных групп последовательное, фазы обмотки соединить звездой, катушки одновитковые.

3. Используя данные и результаты расчета п.1 и п.2, определить эффективные значения фазной и линейной ЭДС первой, третьей, пятой и седьмой гармоник, приняв частоту тока 50 Гц. Рассчитать значения этих ЭДС, если бы шаг обмотки был полным.
Таблица 1

Масса груза, кг*103

4

Скорость подъема, м/с

0,4

Высота подъема h, м

10

Коэффициент, учитывающий противовес, k

0,4

КПД подъемника, η

0,9

Коэффициент увеличения мощности, KP

1,4

Число пазов Z1

60

Число полюсов 2р

6

Гармоника ν

7


Содержание

Введение 4

1. Выбор двигателя по номинальной мощности 5

2. Выбор типа обмотки 6

3. Расчет обмоточных данных 11

4. Построение развернутой схемы обмотки статора 13

5. Определение эффективных значений фазной и линейной ЭДС первой, третьей, пятой и седьмой гармоник 14

Заключение 18

Литература 19

Введение
Электрические машины широко применяются в различных отраслях промышленности.

При работе этих двигателей частота вращения магнитного поля статора постоянна и зависит от частоты питающей сети (стандартная частота 50 Гц) и от числа пар полюсов, а частота вращения ротора отличается на величину скольжения, составляющую 0,012—0,06 скорости магнитного поля статора. Причиной исключительно широкого применения асинхронных электродвигателей является их простота и небольшая стоимость.

Практически нет отрасли техники и быта, где не использовались бы асинхронные двигатели.

Потребности народного хозяйства удовлетворяются главным образом двигателями основного исполнения единых серий общего назначения, т.е. применяемых для привода механизмов, не предъявляющих особых требований к пусковым характеристикам, скольжению, энергетическим показателям, шуму и т.п. Вместе с тем в единых сериях предусматривают также электрические и конструктивные модификации двигателей, модификации для разных условий окружающей среды, предназначенные для удовлетворения дополнительных специфических требований отдельных видов приводов и условий их эксплуатации. Модификации создаются на базе основного исполнения серий с максимально возможным использованием узлов и деталей этого исполнения.

В некоторых приводах возникают требования, которые не могут быть удовлетворены двигателями единых серий. Для таких приводов созданы специализированные двигатели, например электробуровые, краново-металлургические и др.
1. Выбор двигателя по номинальной мощности
Мощность двигателя

где k- коэффициент, учитывающий действие противовеса;

- скорость подъема груза (м/с);

m- масса груза (кг);

- ускорение свободного падения (м/с2);

- КПД подъемника.

Полученное значение мощности увеличиваем до ближайшего каталожного значения. Ближайший по мощности двигатель 4А132S4.

(Р=7.5 (кВт), n0 =1500 (об/мин), nH=1455 об/мин)

Определяем его номинальный момент:
=9550˙

=9550˙ =49,3 (Н˙м)
Максимальный момент:
=2,3 =2,3˙49,3=108.5 (Н˙м)
2. Выбор типа обмотки
Количество пар полюсов:

Где p – число пар полюсов

f – частота питающей сети, Гц. f=50 Гц.

n – скорость вращения поля статора, об/мин;

При p=2, 2p=4 определяем h=132 мм (выбираем ближайшее стандартное значение).

Dа – максимально возможный диаметр, Dа=225 мм = 0,225 м,

Внутренний диаметр статора.

KD - коэффициент характеризует отношение внутреннего и внешнего диаметров сердечников АД серии 4А и АИ. KD =0,72 для 2p=4.

Полюсное деление:

Расчётная мощность:

kE – отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, kE = 0,93.

 = 87.5% – КПД двигателя;

cos  = 0,86;
Электромагнитные нагрузки (предварительно)

;

B = 0,85 Тл
Обмоточный коэффициент (предварительно) для однослойной обмотки:
kоб1 = 0,95
Расчётная длина магнитопровода:

- синхронная угловая частота двигателя:
;


Определяем предельные значения зубцового деления статора АД:


где – соответственно минимальное и максимальное предельное значения зубцового деления статора, м

Определяем число пазов статора
;


где – соответственно минимальное и максимальное число пазов статора
,


Принимаем , тогда:

где q1 – коэффициент, связывающий число пазов с числом полюсов и фаз

m – число фаз, m = 3


При q1 = 3, обмотка однослойная.

Зубцовое деление статора (окончательно):

Число эффективных проводников в пазу (предварительно а=1, т.е. параллельные ветки в обмотке отсутствуют)

где - ток обмотки статора.

Если а=1, тогда

Окончательные значения:

- число витков в фазе:

- линейная нагрузка:

- магнитный поток:



kоб1 = 0,96 (для q = 3)

- индукция в зазоре: ;

Значения А и Вδ находятся в допустимых пределах.

Плотность тока в обмотке статора (предварительно):

;





Определяем площадь поперечного сечения эффективного проводника (предварительно):
;
Где – площадь поперечного сечения эффективного проводника, мм2

Определяем сечение эффективного проводника (окончательно)

Принимаем число элементарных проводников , тогда . Принимаем обмоточный провод марки ПЭТВ .

Плотность тока в обмотке статора (окончательно):


3. Расчет обмоточных данных
Расчет обмоточных данных состоит в определении основных данных:

N – число катушечных групп;

y – шаг обмотки;

q – число пазов на полюс и фазу;

α – число электрических градусов, приходящихся на один паз;

а – число параллельных ветвей.

Шаг обмотки

Шаг обмотки (у1) – это расстояние, выраженное в зубцах (или пазах), между активными сторонами одной и той же секции:

где y1 – расчетный шаг (равен полюсному делению, выраженному в зубцах);

– произвольное число меньше 1, доводящее расчётный шаг (y1) до целого числа.

На практике принято шаг определять в пазах, поэтому при раскладке вторая сторона секции ложится в паз у+1.

Для подавления пятой гармоники ЭДС катушки выбирают kу = 0,8.

Принимаем пазов.

Число пазов на полюс и фазу
,
где – число фаз.

Число электрических градусов на один паз
,


Так как , то обмотка называется рассредоточенной, при этом фазные катушки должны быть разделены на секции, число которых равно .
4. Построение развернутой схемы обмотки статора


Рис.1 Трехфазная обмотка статора

5. Определение эффективных значений фазной и линейной ЭДС первой, третьей, пятой и седьмой гармоник
Для определения ЭДС обмотки статора необходимо ЭДС катушки умножить на число последовательно соединенных катушек в фазной обмотке статора. Так как число катушек в катyшечной группе равно q1, а число катушечных групп в фазной обмотке равно 2р, то фазная обмотка статора содержит 2pq, катушек. Имея в виду, что число последовательно соединенных витков в фазной обмотке w1 = 2pq1wK (К=1), получим ЭДС фазной обмотки статора (В) ν-й гармоники:

где - частота высшей гармоники;

Так как наша обмотка имеет диаметральный шаг, то есть шаг обмотки у равен полюсному делению τ, и нет скоса пазов ни на роторе, ни на статоре, то формулу (4.1) можно переписать в следующем виде:

Рассчитаем величину основного магнитного потока:


(Вб)
Частоту высших гармоник найдем по формуле:

где f1 – частота тока.

- первая гармоника:
,
- третья гармоника:
,
- пятая гармоника:
,
- седьмая гармоника:
.
По формуле вычислим число последовательно соединенных витков в обмотке фазы:

Подставим полученные данные и рассчитаем ЭДС фазной обмотки статора по формуле, принимая :

- 1-я гармоника:

Зная значение ЭДС 1-й гармоники, приступим к подсчету других ЭДС высших гармоник, учитывая обмоточный коэффициент.

Произведение коэффициентов распределения, укорочения шага и скоса пазов называют обмоточным коэффициентом. Следовательно, обмоточный коэффициент для v-й гармоники:

У рассматриваемой обмотки шаг диаметральныйи нет скоса пазов, и в нашем случае формула принимает следующий вид:

Амплитудные значения высших гармоник ЭДС, которые малы по сравнению с первой, найдем по формуле:

Из формулы выразим :

Найдем ЭДС для третьей, пятой и седьмой гармоники при прямоугольной форме магнитного потока:





Третья гармоническая ЭДС имеет наибольшее значение.

Мы нашли фазное значение ЭДС, найдем их линейные значения, учитывая, что обмотки соединены звездой, при котором:

По формуле:







Заключение
В ходе выполнения данного курсового проекта, была проанализирована справочная литература, определяющая порядок и выбор главных требований к нашему электродвигателю.

Были в ней рассмотрены. Выбор двигателя по номинальной мощности. Расчет асинхронного двигателя с обмотками. Определение эффективных значений фазной и линейной ЭДС. И, согласно нашим расчетам, двигатель соответствует всем требованиям технического задания.
Литература
1. Электрические машины. Учебник для ВУЗов. Копылов И.П. Высшая школа. 2006. 607 с

2. Электрические машины. Машины переменного тока: Учебник для вузов. Вольдек А.И. Попов В.В. Питер, 2007 - 350 с.

3. Справочник по электрическим машинам: В 2т/ Под общ. ред. И. П. Копылова и Б. К.Клокова. Т.1 – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 456с.: ил.


скачати

© Усі права захищені
написати до нас