Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2010
Тип роботи:
Пояснювальна записка до курсового проекту
Предмет:
Інші
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ „ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Кафедра ЕМА
Асинхронний двигун з короткозамкненим
ротором потужністю 45 кВт
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
ДО КУРСОВОГО ПРОЕКТУ
КП 3522.00.00 ПЗ
ст.гр.ЕМА-5
Львів – 2010
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
"ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"
Кафедра
Предмет
Спеціальність
Курс Група Семестр .
ЗАВДАННЯ
на курсовий проект (роботу) студента
______________
1. Тема проекту (роботи)
____________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Термін виконання проекту(роботи) __________
3. Вихідні дані до проекту (роботи)___________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Зміст розрахунково-пояснювалної записки_________________
5. Перелік графічного матеріалу
6. Дата видачі завдання 2010 рік
КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
№ п.п.
Найменування етапів курсового проекту(роботи)
Термін виконання етапів проекту (роботи)
Примітка
Студент_____________ Сусол В.М.
Керівник проекту______________Гречин Д. П.
“ ” 2010р.
ЗМІСТ
ВСТУП
ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ПРИЙНЯТИХ РІШЕНЬ ТА БАЗОВОЇ КОНСТРУКЦІЇ ДВИГУНА
ЕЛЕКТРОМАГНІТНИЙ РОЗРАХУНОК
Вибір головних розмірів
Визначення обмоткових даних статора
Розрахунок розмірів зубцевої зони статора та повітряного проміжку
Розрахунок ротора
Розрахунок струму намагнічування
Параметри робочого режиму
Розрахунок втрат
Розрахунок робочих характеристик
Розрахунок пускових характеристик
ВЕНТИЛЯЦІЙНИЙ РОЗРАХУНОК
Заступна схема асинхронного двигуна
Розрахунок площ вентиляційної системи
Розрахунок аеродинамічних опорів
Перевірковий розрахунок вентилятора
ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК
Теплова заступна схема асинхронного двигуна
Вихідні дані для теплового розрахунку
Розрахунок вихідних провідностей
Розрахунок втрат
Розрахунок перевищення температури
МЕХАНІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ВАЛА ТА ПІДШИПНИКІВ
Розрахунок розмірів вала
Розрахунок довжини шпонки
Розрахунок вала на жорсткість
Визначення критичної частоти обертання вала з урахуванням впливу магнітного притягання
Розрахунок вала на міцність
Розрахунок підшипгиків кочення
ОПИС КОНСТРУКЦІЇ ДВИГУНА
РЕЗУЛЬТАТИ РОЗРАХУНКУ ВАРІАНТІВ ДВИГУНА НА ЕОМ ТА ЇХ АНАЛІЗ
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
ВСТУП
Проектування електричних машин – це мистецтво, яке з’єднує знання процесів електромеханічного перетворення енергії з досвідом, набутим поколіннями інженерів електриків, механіків, умінням застосовувати обчислювальну техніку, талантом інженера, що створює нову або покращену машину, що вже випускається.
Вперше електричні машини з’явились в промисловості більш ста двадцяти років тому. Тоді ж і з’явились перші рекомендації щодо їх розрахунку.
Проектування електричної машини – складне багатоваріантне завдання. При його вирішенні необхідно враховувати велику кількість факторів. Ті, хто проектує, намагаються одержати, по можливості найбільш швидким шляхом, найбільш близький до завдання розрахунковий варіанту. Тому методики, підхід до розрахунку і проектування електричних машин на всіх етапах розвитку включали в себе новітні досягнення в теорії і практиці електромашинобудування.
В електроприводах машин та механізмів в основному використовуються асинхронні двигуни. Домінуюче положення за кількістю та загальній встановленій потужності займають асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором, які відрізняються простотою конструкції та використовуються найчастіше в нерегульованому електроприводі. Для плавного регулювання частоти обертання використовують асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором і їх живленні від тиристорного перетворювача частоти або двигуни з фазним ротором. Двигуни загального призначення проектуються і випускаються у виді серій зі строго наростаючими основними параметрами: потужністю та геометричними розмірами. Машини, які входять в серію, характеризуються єдиним призначенням та умовами роботи, а також мають принципово подібні конструкції. На базі основного виконання серій двигунів загального призначення випускаються машини спеціального призначення у виді конструктивних і електричних модифікацій, які мають незначні зміни. У випадках, коли вимоги, які ставляться до електричних машин, суттєво відрізняються від тих, які представлені у серіях двигунів загальнонго призначення, проектують окремі спеціальні машини або серії таких машин.
На даний час широко використовується серія асинхронних двигунів 4А. Використання нових матеріалів та вдосконалення конструкції двигунів дозволяє значно зменшити в цій серії витрати матеріалів на виготовлення машин.
Шкали потужностей та встановлювальних розмірів нормалізовані.
За номінальною напругою асинхронні двигуни поділяються на низьковольтні та високовольтні.Низьковольтні двигуни розраховані на напруги живлення 220, 380 або 660 В. Високовольтні двигуни розраховані на напруги живлення 3000, 6000 або 10 000 В. Низьковольтні асинхронні двигуни загального призначення потужністю більше 15 кВт виготовляються з шістьма вивідними кінцями обмотки статора. Схема з’єднання обмотки – “трикутник-зірка”. Асинхронні двигуни високої напруги переважно мають з’єднання фаз обмотки “трикутник” або “зірка” з виведеними у вивідний пристрій шістьма кінцями, три з яких утворюють нульову точку на спеціально передбаченому для цього затискному ізоляторі. Двигуни потужність меншою від 11 кВт виготовляються з трьома вивідними кінцями. Електричні машини виготовляють різними в залежності від ступеня захисту, способу охолодження та способу монтажу. Виконання електричних машин за ступенем захисту, тобто захисту обслуговуючого персоналу від дотику до струмоведучих або обертових частин, котрі зхнаходяться в середині машини, і захисту
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
машини від попадання всередину твердих сторонніх тіл та води, позначається двома буквами ІР латинського алфавіту та двома цифрами. Перша цифра характеризує ступінь захисту персоналу від дотику до струмоведучих чи обертових частин, які знаходяться в середині машини, а також ступінь захисту машини від попадання в неї твердих сторонніх тіл. Друга цифра характеризує ступінь захисту від попадання в середину машини води.
В асинхронних двигунах використовують, в основному, два ступені захисту ІР23 та ІР44. Виконання за ступенем захисту ІР23 означає, що машина захищена від можливості дотику пальців людини до струмоведучих або обертових частин всередині машини та захисту від попадання всередину твердих сторонніх тіл діаметром не менше 12.5 мм, а також машина захищена від крапель води, які попадають на неї під кутом не більше ніж 60° до вертикалі. Ступінь захисту ІР44 означає, що машина захищена від дотику інструменту, дроту та інших подібних предметів, товщина яких більша за 1 мм, до струмопровдних частин всередині машини, а також від попадання дрібних твердих тіл товщиною не менше 1 мм, від бризг води лобового напрямку.При цьому кожух зовнішнього вентилятора повинен забезпечувати захист від дотику пальців з вентилятором та попадання твердих тіл діаметром більше ніж 50 мм на виході.
Виконання за способом охолодження визначає ту чи іншу систему відводу охолоджуючого повітря. Машини із ступенем захисту ІР23 виконують з самовентиляцією та продувом повітря через машину, при цьому вентилятор розташований на валі машини, а повітря проходить всередині корпуса, охолоджує обмотки і осердя. Машини виконання ІР44 в більшості мають зовнішній обдув. При такій системі охолодне повітря проходить вздовж зовнішньої поверхні ребристого корпуса за допомогою вентилятора встановленого ззовні корпуса (станини) на валі двигуна з протилежного до його вихідного кінця боку. Позначення способів охолодження складається з двох букв ІС та двох цифр. Перша цифра означає будову контура для циркуляції охолодного повітря, а друга – спосіб переміщення охолодного повітря. Якщо машина має два або більше контури охолодження, то в позначенні вказуються цифрові характеристики всіх контурів, починаючи з контура з більш низькою температурою, тому для машин з повітряним охолодженням, після букв, можуть стояти чотири цифри, дві з них, наприклад для закритих машин, характеризують зовнишній контур охолодження і дві – контур внутрішнього охолодження. Також після букв ІС може стояти буква, яка визначає вид охолодного середовища. Якщо охолодним середовищем є повітря, то ця буква опускається.
Виконання за способом монтажу позначається двома буквами ІМ та чотирма цифрами. Перша цифра визначає групу (від 1 до 9), а інші – спосіб монтажу та форму кінця вала.
Надійність двигунів в більшій мірі залежить від того, наскільки в їх конструкції та виконанні передбачена здатність протистояти впливу кліматичних факторів зовнішнього середовища. До кліматичних факторів зовнішнього середовища відносяться: температура, вологість повітря, тиск повітря чи газу, сонячна радіація, дощ, вітер, пил, різкі перепади температури повітря, вміст в повітрі корозійно- активних елементів. При випробуваннях за нормальні значення кліматичних факторів приймають наступні: температура - +2510°С; відносна вологість повітря - 45÷80%; атмосферний тиск – 84 – 106 кПа.
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
1.ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ПРИЙНЯТИХ РІШЕНЬ ТА БАЗОВОЇ КОНСТРУКЦІЇ ДВИГУНА
Перш за все при проектуванні двигуна вибирається висота осі обертання двигуна. Оскільки двигун проектується на основі раніше проведених досліджень, то вибираю стандартизовану висоту осі обертання, рекомендовану технічною літературою. За рекомендаціями, складеними на основі серії 4А, приймаю висоту осі обертання [2]. З подальших розрахунків видно, що при даній висоті осі обертання відношення знаходиться в рекомендованих межах.
Електромагнітні навантаження вибираю на основі рекомендацій, складених для двигуна серії 4А зі ступенем захисту ІР44 та висотою осі обертання , а саме: лінійне навантаження ; індукція в повітряному проміжку [2].
Оскільки довжина осердя статора і ротора не перевищує ) мм, то аксіальні канали не передбачено.
Пази на статорі напівзакриті трапецевидні.
Обмотка двошарова всипна, оскільки потужність машини більна ніж 15 кВт, згідно методики викладеної в [2].
Забцева поділка статора залежить від полюсної поділки і вибирається за рекомендаціями [2]. Вона лежить в межах мм; мм.
Кількість пазів знаходиться в межах , . В результаті аналізу і враховуючи умови семетрії, а саме кількість пазів повинна бути кратною кількості фаз, а також кількость пазів на полюс і фазу, повинно бути цілим числом.
Приймаю кількість пазів рівною 96.
Оскільки, при кількості паралельних гілдок а=1, поперечний переріз провідника більший 4 мм², то приймаю а=2.
Із стандартного ряду провідників марки ПЕТВ вибираю провідник круглий мідний емальований з площею поперечного перерізу , середнім діаметром неізольованого провідника та діаметром ізольоаного провідника [2].
Згідно рекомендацій індукція в зубцях статора знаходиться в межах , тому приймаю , а індукція в ярмі статора, яка знаходиться в межах , приймаю . При прийнятих значеннях індукції коефіцієнт заповнення паза оптимальний і рівний 0,72.
Повітряний проміжок згідно рекомендацій для серії 4А рівний мм [2].
Кількість пазів ротора приймаю згідно рекомендацій [2]. Пази овальні напівзакриті.
Обмотка короткозамкненого ротора лита із алюмінієвого сплаву А5 з вентиляційними алюмінієвими лопатками на короткозамкнених кільцях.
Індукцію в зубцевій зоні ротора згідно методики і рекомендацій викладених в [2], приймаю .
Базова конструкція двигуна є задана у завданні на проектування – ІМ1001 (конструкційне виконання: машина на лапах, з підшипниковими щитами та горизонтальним розміщенням вала, вихідний кінець якого є циліндричний) і ІР44 (ступінь захисту: захаст від випадкового дотику пільців людини до струмопровідних або обертових частин всередині машини та захист від попадання в машину твердих сторонніх тіл та пилу і вологи).
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
2. ЕЛЕКТРОМАГНІТНИЙ РОЗРАХУНОК
2.1. Вибір головних розмірів
2.1.1. Визначаємо кількість пар полюсів.
2.1.2. Визначаємо висоту осі обертання та зовнішній діаметр статора.
З табличних даних, для значень , та кВт вибираємо наступні значення:
мм;
м.
2.1.3. Визначаємо внутрішній діметр статора.
м.
де - відношення зовнішнього до внутрішнього діаметрів статора в машинах серії 4А, який залежить від кількості полюсів. Вибираємо з таблиць за методикою [2].
2.1.4. Визначаємо полюсну поділку.
м.
2.1.5. Визначаємо розрахункову потужність.
Вт.
де - відношення ЕРС обмотки статора до номінальної напруги;
- робоча потужність на валу двигуна;
= 0,91 - коефіцієнт корисної дії двигуна за методикою [2];
= 0,84 - коефіцієнт потужності двигуна за методикою [2].
2.1.6. Визначаємо значення електромагнітного навантаження .
Для асинхронних двигунів серії 4А та ступенем захисту ІР44, для значень мм, та м вибираємо:
А/м;
Тл.
2.1.7. Визначаємо обмотковий коефіціент.
Для двошарової обмотки при приймаємо:
2.1.8. Визначаємо розрахункову довжину повітряного проміжку.
м.
Заокруглимо до м
де - коефіціент форми поля за методикою [2] ;
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
рад/с. - синхронна кутова швидкість вала двигуна.
2.1.9. Визначаємо перевірочне значення λ.
Отримане значення λ знаходиться в рекомендованих межах =(1,55÷2,1) .
2.2 Визначення обмоткових даних статора.
2.2.1. Визначаємо граничні значення зубцевої поділки статора.
м;
м.
2.2.2. Визначаємо число пазів статора.
Приймаємо остаточну кількість пазів статора , з умови що кількість празів на полюс і фазу має бути ціле число,
де .
Приймаю обмотку статора двошаровою, оскільки номінальна потужність Рн>15 кВт.
2.2.3. Визначаємо зубцеву поділку статора.
м.
2.2.4. Визначаємо кількість ефективних провідників в пазу.
Заокруглимо до
де А
де - кількість паралельних гілок.
2.2.5. Визначаємо кількість витків в фазі обмотки статора.
витка.
Перераховуємо значення лінійного навантаження:
А/м.
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Розраховуємо значення магнітного потоку:
Вб.
де kоб1 = kp1·kу1 = 0,958·0,966 = 0,925 - обмотковий коефіцієнт;
kp1 = 0,958 – коефіцієнт розподілу за методикою [2].
kу1 =
- укорочення кроку;
;
=(0,8÷0,86)· =9,6÷10,3, приймаю y=10;
Розраховуємо значення індукціїї в повітряному проміжку:
Тл.
Значення лінійного навантаження та індукції в повітряному проміжку знаходяться в допустимих межах і їх відхилення становить менше 5%/.
2.2.6. Визначаємо густину струму в обмотці статора.
А/м2.
де: А2/м3 - середнє значення добутку при виготовленні асинхронних двигунів за методикою [2].
2.2.7. Визначаємо поперечний переріз ефективного провідника.
м2.
Далі визначаємо площу поперечного перерізу елементарного провідника:
м2.
Де - кількість елементарних провідників.
Отже, обираю за методикою [2] мідний, круглий провідник ПЕТВ.
За табличними даними обираємо провідник з наступними параметрами:
Номінальний діаметр
неізольованого провідника (м)
Середній діаметр ізольованого провідника (м)
Площа поперечного перерізу неізольованого провідника (м2)
1,18 ·10 -3
1,26 ·10 -3
1,094 ·10 -6
2.2.8. Перевіряємо густину струму в обмотці статора .
А/м2.
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
2.3. Розрахунок розмірів зубцевої зони статора та повітряного проміжку
Паз статора трапецієвидної форми з кутом нахилу граней клинової частини β=45° за рекомендаціями, наведеними в [2].
2.3.1. Визначаємо ширину зубця статора.
Попередньо задаємося наступними значеннями:
(Тл) - значення індукції в зубці статора;
(Тл) - значення індукції в ярмі статора.
м
де - коефіціент заповнення сталлю для оксидових листів сталі марки 2013.
Далі розраховуємо висоту ярма статора
м.
2.3.2. Визначаємо розміри паза статора.
Попередньо приймаємо значення параметрів шліца паза:
м - ширина шліца паза;
м - висота шліца паза.
2.3.2.1. Висота паза статора.
м.
2.3.2.2. Глибша ширина паза.
м.
2.3.2.3. Вища ширина паза.
м.
2.3.2.4. Висота паза без висоти шліца і клинової частини.
м
2.3.3. Визначаємо розміри паза на просвіт з врахуванням припуска на складання.
м;
.
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Рис.1 Ізоляція двошарової всипної обмотки статора.
м;
м;
де м - припуски на збирання.
2.3.4. Визначаємо площу поперечного перерізу для розміщення провідників.
м2.
де м2 - площа поперечного перерізу прокладок.
м2 - площа поперечного перерізу корпусної ізоляції в пазу.
де м - одностороння товщина ізоляції в пазу.
2.3.5. Визначаємо коефіціент заповнення паза.
Отримане значення коефіціента заповнення знаходиться в допустимих межах
.
Розміри паза в штампі показані на рис 2а.
2.4. Розрахунок ротора.
2.4.1. Визначаємо величину повітряного проміжку.
за табличними даними для м, та вибираємо величину повітряного проміжку:
м.
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
2.4.2. Визначаємо кількість пазів ротора.
за табличними даними для , та вибираємо кількість пазів ротора:
2.4.3. Визначаємо зовнішній діаметр ротора.
м.
2.4.4. Визначаємо довжину ротора.
м.
2.4.5. Визначаємо зубцеву поділку ротора.
м.
2.4.6. Визначаємо внутрішній діаметр ротора.
Внутрішній діаметр ротора рівний діаметру вала, так як осердя ротора безпосередньо насаджується на вал.
м.
де - коефіціент для розрахунку діаметра вала асинхронних двигунів за методикою [2].
2.4.7. Визначаємо струм в стрижні ротора
А
де - коефіціент, що враховує вплив струму намагнічення та опору обмоток на відношення I1 / I2.
- коефіціент приведення струмів.
2.4.8. Визначаємо площу поперчного перерізу стрижня.
м2.
де А/м - густина струму в стрижні литої клітки.
2.4.9. Визначаємо значення допустимої ширини зубця ротора.
Попередньо приймаємо значення наступних параметрів:
м - ширина шліца паза ротора;
м - ширина відкритої частини шліца паза ротора;
м - ширина закритої частини шліца паза ротора.
м - середня ширина котушки.
Відносне значення:
2.6.2. Визначаємо активний опір фази обмотки ротора.
Ом
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
де Ом -активний опір стрижня ротора;
Ом
де Ом·м - питомий опір сталі.
Приведене значення до кількості витків обмотки статора.
Ом.
Відносне значення.
2.6.3. Визначаємо індуктивний опір фази обмотки статора.
Ом.
де
- коефіціент магнітної провідності пазового розсіяння,
де м
м
м.
)=0,875;
- коефіціент магнітної провідності лобового розсіяння.
- коефіціент магнітної провідності диференційного розсіяння,
де
де
Відносне значення індуктивного опору:
2.6.4. Визначаємо індуктивний опір розсіяння фази обмотки ротора.
Ом
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
де
де м;
м;
м;
- для робочого режиму.
;
,
де
далі обчислимо сумарний коефіціент магнітної провідності розсіяння
Приводимо до числа витків статора:
Ом
Відносне значення:
2.7.Розрахунок втрат
2.7.1. Визначаємо основні втрати в сталі.
Вт.
де Вт/кг - питомі втрати в сталі,
кг. - маса сталі ярма,
де м.
кг. - маса сталі зубців,
де
2.7.2. Визначаємо поверхневі втрати в роторі.
Вт
де
Вт/м2
де - коефіціент вибраний за методикою [2],
,
де - коефіціент вибраний за методикою[2].
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
2.7.3. Визначаємо пульсуючі втрати в зубцях ротора.
Вт.
де Тл
кг.
2.7.4. Визначаємо суму додаткових втрат в сталі.
Вт.
2.7.5. Визначаємо повні втрати в сталі.
Вт.
2.7.6. Визначаємо механічні втрати.
Вт.
де .
2.7.7. Визначаємо додаткові втрати в номінальному режимі.
Вт.
2.7.8. Визначаємо параметри неробочого ходу.
А.
де А.
де Вт.
2.8. Розрахунок робочих характеристик.
Активний опір гілки намагнічування.
Ом.
Індуктивний опір гілки намагнічування.
Ом.
Активна складова струму неробочого ходу. Використовую приблизну формулу, оскільки < 1°
А.
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Втрати, що не змінюються при зміні ковзання.
Вт.
Робочі характеристики були розраховані у відповідному середовищі комп’ютерного проектування.
PОЗPАХОВУЮТЬСЯ PОБОЧI ХАPАКТЕPИСТИКИ ДВИГУНА
З ТАКИМИ ДАНИМИ:
Номiнальна потужнiсть Pн= 45 кВт
Номiнальна лiн. напpуга Uн= 380 B
Обмотка сполучена тpикутником
Частота напpуги живлення f=50 Гц
Кiлькiсть паp полюсiв p= 4
Попеpедне знач. ном. фазного стpуму I1н= 89.2 A
Втpати в сталi Pст= 1204 Вт
Механiчнi втpати Pмех= 150 Вт
Додатковi втpати в ном. pежимi Pд.н= 247 Вт
Паpаметpи заступноi схеми (Ом):
R1= .1090 X1= .1660
R2= .0530 X2= .1630
Rм= .4000 Xм= 8.316
РОБОЧI ХАРАКTЕРИСTИКИ ДВИГУНА
--------------------------------------------------------------------
Р2(КВT) I1(A) COSFI KKД М(НМ) Р1(КВT) N(ОБ/ХВ) S
.896E+00 .439E+02 .059 .3048 .000E+00 .294E+01 750.0 .0000
.126E+02 .455E+02 .283 .8561 .149E+03 .147E+02 748.9 .0015
.241E+02 .494E+02 .468 .9128 .296E+03 .264E+02 747.8 .0030
.354E+02 .551E+02 .604 .9316 .442E+03 .380E+02 746.6 .0045
.465E+02 .620E+02 .699 .9392 .585E+03 .495E+02 745.5 .0060
.574E+02 .698E+02 .765 .9421 .727E+03 .609E+02 744.4 .0075
Номiнальний pежим
.450E+02 .611E+02 .687 .9382 .566E+03 .480E+02 745.6 .0058
Стpум зведеноi обмотки pотоpа= .403E+02
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
2.9. Розрахунок пускових характеристик.
Пускові характеристики були розраховані у відповідному середовищі комп’ютерного проектування.
ПУСКОВI ХАРАКTЕРИСTИКИ ДВИГУНА У В.О.
Без насичення |З врахуванням насичення
S M* I1 | S M* I1*
------------------------|----------------------
.040 1.420 1.414 | .040 1.433 1.434
.080 2.224 2.442 | .120 2.784 3.359
.160 2.562 3.679 | .160 2.976 3.998
.171 2.543 3.789 | .171 2.997 4.147
.200 2.464 4.029 | .200 3.009 4.486
.300 2.186 4.535 | .300 2.920 5.275
.400 1.977 4.762 | .400 2.782 5.681
.500 1.816 4.913 | .500 2.659 5.976
.600 1.689 5.025 | .600 2.555 6.210
.700 1.587 5.112 | .700 2.469 6.406
.800 1.503 5.185 | .800 2.398 6.577
.900 1.433 5.247 | .900 2.339 6.731
1.000 1.374 5.301 |1.000 2.290 6.871
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Кратності пускових моментів і пускових струмів спроектованого двигуна задовільняють вимогам.
Висновок: В результаті виконання електромагнітного розрахунку я одержав значення розмірів та параметрів магнітного кола двигуна, які задовільняють усі вимоги поставлені в методиці [2] і лежать у відповідних рекомендованих межах.
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
3. РОЗРАХУНОК ВЕНТИЛЯЦІЙНОЇ СИСТЕМИ
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
4.ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
5.МЕХФНІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ВАЛА
ТА ПІДШИПНИКІВ
5.1. Розрахунок розмірів вала
Розміри вала визначаються у процесі конструювання двигуна починаючи з довжини і діаметра . Значення їх стандартизовані і залежать від величини найбільшого обертового иоиенту:
де - коефіцієнт перевантаження;
- номінальний момент двигуна.
Згідно максисального моменту вибирається діаметр і довжина вихідного кінця вала:
; ;
,
де -радіус скруглення в місці переходу до наступної поверхні діаметром ;
,
де е=29 мм; с=2 мм; f=15мм - вибрані конструктивно за методикою [3];
B – ширина підшипника.
,
де - залежить від радіуса скруглення внутрішнього кільця підшипника.
- вибираю виходячи з розмірів осердя статора і вильоту лобових частин.
;
- діаметр вала під вентилятор приймаю таким, що дорівнює
5.2. Розрахунок довжини шпонки
Розраховую довжину шпогки на вихідному кінці вала виходячи із умов міцності і на зминання:
,
де - коефіцієнт перевантажувальної здатності двигуна;
- розміри шпонки наведені у методиці [3];
- допустиме напруження зминання.
.
і на зріз:
,
де - допустиме напруження зрізу.
Повна довжина шпонки:
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Рис.5 Вал і діючі на нього сили
Дані для розрахунку вала:
кВт; об/хв; мм;
- довжина ротора;
– радіус кола кулачкової муфти типу МУВП1-80 [1]/
Вал мфє наступні розміри:
; ; = .
5.3. Розрахунок вала на жорсткість
5.3.1. Прогин вала по середині осердя ротора під впливом сили тяжіння
де сила тяжіння осердя ротора з обмоткою і ділянкою вала по довжині осердя;
- модуль пружності матеріалу вала;
і - визначаємо по таблиці з методики [2].
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
5.3.2. Прогин вала посередині осердя ротора від поперечної сили муфти
- за методикою [2];
– коефіцієнт перевантаження при передачі кулачковою муфтою.
5.3.3. Початкове зміщення ротора
де k =0.1 при δ=0.45 мм за рекомендаціями [2].
5.3.4. Початкова сила одностороннього магнітного притягання
5.3.5. Результуючий прогин вала
де – сталий прогин вала під дією одностороннього магнітного притягання ;
Прогин вала становить 2.96 % від величини повітряного проміжку, що є допустимим. Допускається максимальний прогин вала до 12 %.
5.4. Визначення критичної частоти обертання вала з урахуванням впливу магнітного притягання
950
– прогин вала від сили тяжіння півмуфти,
де - сила тяжіння півмуфти;
маса півмфти.
Отримане значення задовільняє умову .
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
5.5. Розрахунок вала на міцність
На міцність вал розраховують в найбільш напруженому перерізі I-I див.рис.4.
5.5.1. Застосованій пружній муфті МУФП1-80 відповідає:
де – довжина палдьця муфти;
- довжина муфти.
5.5.2. Момент кручення і згинальний момент
5.5.3. Момент опору при зміні швидкості
Еквівалентні напруження при суміжній дії згину і кручення:
Значення не пловинно перевищувати 0.7.
- граничне значення текучості матеріалу.
Оскільки вал виготовлено із сталі 45, то для даного металу
отже
5.6. Розрахунок підшипників кочення
5.6.1. Найбільше радіальне навантаження на підшипник А
5.6.2. Найбільше радіальне навантаження на підшипник B
5.6.3. Приймаю навантаження із слабкими поштовхами (); аксіальне навантаження від приводного механізму відсутнє; підшипники радіальні кулькові.
Приймаю термін служби 15 000 год.
Максимальна частота обертання 750 об/хв.
5.6.4. Необхідне динамічне навантаження для підшипника А
Для кулькового підшипника серії №317 середньої серії С=102000 Н19410 Н, тому вибраний підшипник задовільниє динамічне навантаження.
Для підшипника B
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Для кулькового підшипника серії №317 середньої серії С=102000 Н43870 Н, тому вибраний підшипник задовільниє динамічне навантаження.
Висновок:
З вище наведених розрахунків можна зробити висновок про надійність і правильність вибору розмірів вала, серії підшипників.
Ми розрахували, що прогин вала не перевищує 2.96 % повітряного проміжку, що є задовільним; міцність, а саме напруження задовільняють допустимим значенням; критична швидкість перевищує робочу швидкість двигуна.
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
6. ОПИС КОНСТРУКЦІЇ ДВИГУНА
Станина і торцеві щити відлиті з чавуну. На станині закріплена коробка виводів.
При встановлені вона може бути повернута в зручному для підведення кабеля
живлення напрямку.
Осердя статора виготовлене з листів електротехнічної сталі 2013. Осердя
запресоване в станину.
Осердя ротора виготовляють з тієї ж сталі, що і статора,виштамповки
спресовуються і в такому стані заливаються алюмінієм. Одночасно із заливанням пазів
відливаються короткозамикаючі кільця і вентиляційні лопатки. На короткозамикаючих
кільцях з обох кінців ротора при його балансування кріплять балансувальні вантажі.
Осердя ротора кріпиться на валу гарячою посадкою з натягом. Вал ротора
виготовляється зі сталі 45.
Підшипникові щити кріпляться до станини за допомогою болтів. В центрі щита є
отвори, які розточені під посадку зовнішніх обойм підшипників. Точність пложення осі
ротора віднсно внутрішньої поверхні станини забезпечується обробкою поверхней
посадки підшипникових щитів на станину і зовнішніх обойм підшипників при одній
установці підшипникового щита на розточному верстаті. Кожен з підшипників
закритий з обох сторін підшипниковими кришками, які запобігають витіканню
змащувальної рідини при роботі машини. Підшипникові кришки мають кільцеві канавки на
поверхні прилягання до валу. На обидва кінці вала встановлені кулькові підшипники.
Станина двигуна має циліндричну форму з повздовжніми ребрами на зовнішній
поверхні. Станина кріпиться до фундаменту за допомогою лап, що мають отвори під
кпіпильні болти. Лапи відлиті одночасно зі станиною. Зверху станина має прилив з
різьбовим отвором в який загвинчується рем-болт для піднімання двигуна при
монтажних роботах.
На одній з лап є отвір з різьбою, в який загвинчується болт для під’єднання шини
заземлення.
Двигун має систему двоконтурного охолодження. У внутрішньому замкненому
контурі повітря циркулює під дією вентиляційних лопаток ротора. У зовнішньому
контурі повітря втягується із довкілля відцентровим вентилятором через отвори в
вентиляційному кожусі і спрямовується вздовж ребер станини. Вентилятор
встановлений на валі двигуна з протилежного до його вихідного кінця боку.
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
Гурин Я.С., Кузнецов Б.И. Проектирование серий електрических машин, - М.:Энергия, 1978.
Копилов И.П. Проектирование електрических машин, - Москва.: Энергия, 1980.
Попічко В.В. Конструкції асинхронних двигунів, Львів.: Львівська політехніка, 2001.
ГавдьоІ.Р. Тепловий, гідравлічний та вентиляційний розрахунок електричних машин та апаратів, - Конспект лекцій – Львів.: Львівська політехніка, 2010.
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
КП 3522.00.00 ПЗ
Арк.
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора