МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ
ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ЧЕЛЯБИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯАГРОИНЖЕНЕРНАЯ АКАДЕМИЯ
Факультет: Электрификации иавтоматизации сельскохозяйственного производства
Кафедра: Электрические машины иэксплуатация электрооборудования в сельском хозяйстве
Курсовая работа
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Студент: Вайсенбург М.С.
Группа 401
Нормоконтролер:
уч. степень, звание: Банин Р.В.
Руководитель:
долж., уч. степень, звание: БанинР.В.
Челябинск 2011
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Исходные данные
2. Расчетная часть
2.1Обработка данных обмера сердечника
2.2Выбор и определение магнитной индукции в элементахэлектродвигателя
2.3Определение обмоточных данных
2.4Определение номинальной мощности двигателя
2.5Определение размера и массы обмотки
2.6Расчет магнитной цепи
2.7Построение зависимости Iμ= f(U) при постоянномчисле витков
2.8Построение зависимости /> при номинальном напряжении
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
электрооборудование двигатель обмотка сердечник
Особенность ремонта электрооборудования заключается в том,что до ремонта это оборудование рассчитывают. Эта операция необходима дляпроверки, соответствует ли имеющиеся обмоточные данные электродвигателя илиаппарата каталожным, не подвергался ли этот аппарат перемотке уже после егоизготовления. Полученные обмоточные данные сравнивают с каталожными, аопределенные расчетом электромагнитные нагрузки сопоставляют с табличными.Только в случае полного совпадения всех необходимых величин или при малыхрасхождениях между ними можно приступать к ремонту электрооборудования.
Резкое отклонение некоторых расчетных величин от табличныхили каталожных указывает на допущенную ошибку при изготовлении оборудования назаводе, при его ремонте или при перемотке на новые параметры, то есть нанесоответствие паспорта электрооборудования его обмоточным данным. Это электрооборудованиене выдержит послеремонтных испытаний, и его необходимо будет ремонтироватьповторно. Если такое электрооборудование выпустить с ремонтного предприятия,оно выйдет из строя сразу же после установки на рабочую машину.
Обязательногопроверочного расчета требует, например, перевод электромашин на другиеизоляционные материалы и обмоточный провод. Кроме того, заказчик часто требуетизменить паспортные данные электрооборудования для использования его в новых условияхили на другой рабочей машине.
1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕНаименование Обозначение Величина Вариант №34 Двигатель 4A90 - Число полюсов 2p 8 Внешний диаметр сердечника статора, мм
Da1 149 Внутренний диаметр сердечника статора, мм
Di1 100 Длина сердечника статора, мм
l1 130 Односторонний воздушный зазор, мм δ 0,25 статор Число пазов
Z2 36 Ширина паза в ближайшем к воздушному зазору сечении, мм
b1 4,7 Ширина паза в удалённом к воздушному зазору сечении, мм
b2 6,6 Высота паза, мм h 13,8 Высота усика паза, мм e 0,5 Ширина шлица паза, мм
mП 2,7 ротор Число пазов
Z2 28 Ширина паза в ближайшем к воздушному зазору сечении, мм
b1 5 Ширина паза в удалённом к воздушному зазору сечении, мм
b2 2,1 Высота паза, мм h 16,5 Высота усика паза, мм e 0,5 Ширина шлица паза, мм
mП 1,0 Диаметр вала, мм
DB 32 Сталь - 2013
2. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Обработка данныхобмера сердечника
Полюсное деление статора:
/>
Чистая длина активнойстали:
/>
где kc- коэффициент заполнения сердечникасталью, kc=0,97.
Высота зубца статора:
/>
Высота ярма статора:
/>
Площадь ярма статора:
/>
Средняя расчетная шириназубца статора:
/>
где
/>
/>
Площадь паза статора:
/>
Полная высота зубцаротора:
/>
Средняя расчетная шириназубца ротора:
/>
/>
/>
Высота спинки ротора:
/>
где D’ – внешний диаметр сердечника ротора
/>
2.2 Выбор иопределение магнитной индукции в элементах электродвигателя
Задаёмся значениеммагнитной индукции в зазоре двигателя, руководствуясь приложением 2, — />.
Определяем значениемагнитного потока:
/>
Магнитная индукция взубцах статора:
/>
где /> — зубцовое деление статора,
/>
/> — чистая длина активной стали статора
Рекомендуемое значениемагнитной индукции в зубцах статора: BZ1=1,75(Тл).
Магнитная индукция вярме(спинке) статора:
/>
Рекомендуемое значениемагнитной индукции в ярме статора: BС=1,1(Тл).
Магнитная индукция взубцах ротора:/>
/>
где lp – длина сердечника ротора, lp = l1; t2 – зубцовоеделение ротора, мм.
/>
Магнитная индукция в ярмеротора:
/>
где /> — площадь сечения ярмаротора; />
2.3 Определениеобмоточных данных
Число витков в фазе:
/>
/>
/>/>
/>
/>
Полученное число витковокругляем до ближайшего числа, кратного числу катушек />; Число эффективныхпроводников в одном пазу:
/>
где m – число фаз, m = 3; а – число параллельных витков,а = 1
Сечение изолированногопровода:
/>
где kз – коэффициент заполнения пазаизолированными проводниками, kз=0,68…0,72; S’п– площадь паза, свободная от изоляции, (мм2)
/>
Sиз – площадь пазовой изоляции, (мм2)
/>
bиз – толщина изоляции, (мм); Sкр – площадь пазовой крышки, (мм2)
/>; bкр – толщина крышки, (мм)
2.4 Определениеноминальной мощности двигателя
Фазный ток двигателя:
/>
где gг – площадь поперечного сечениянеизолированного провода, (мм2)
/>
Выбираем стандартноесечение: gг = 0,442 (мм2).
Полная мощность электродвигателя:
/>
Ориентировочная мощностьна валу:
/>
Выбираем двигатель 4A90LB8У3, P =1,1(кВт), η = 0,77, cos φ = 0,7, Iн= 3,5(А). Линейнаянагрузка электродвигателя:
/>
где Iф.ном – номинальный ток двигателя, Iф.ном=3,5(А).
Каталожное значениелинейной нагрузки электродвигателя: Атабл = 22,9(А/м).
2.5 Определениеразмера и массы обмотки
Средняя длина катушек:
/>
Длина лобовой частиобмотки статора:
/>
Средняя длина полувиткаобмотки:
/>
Масса меди обмоткистатора без изоляции:
/>
2.6 Расчет магнитнойцепи
Уточнить значение потокапо принятому числу витков:
/>
Магнитная индукция взазоре:
/>
Магнитное напряжение(магнитодвижущая сила — МДС) в воздушном зазоре:
/>
/>
/> />
МДС в зубцах статора:
/>
МДС в зубцах ротора:
/>
МДС в ярме статора:
/>
/>
МДС в ярме ротора:
/>
/>
Полная магнитодвижущая силамагнитной цепи двигателя на пару полюсов:
/>
Намагничивающий ток:
/>.
2.7 Построениезависимости Iμ= f(U) при постоянном числе витков
Таблица 2.1 — ЗависимостьIμ= f(U)Величина
U/Uном 0,7 0,85 1 1,15 1,3 Ф 0,00209 0,002538 0,002986 0,003434 0,003882
Bδ 0,585245 0,710654 0,836064 0,961473 1,086883
Fδ 309,0092 375,2254 441,4417 507,6579 573,8742
BZ1 1,15666 1,404516 1,652372 1,900228 2,148084
FZ1 19,8198 24,0669 28,314 32,5611 36,8082
BZ2 1,222237 1,484145 1,746052 2,00796 2,269868
FZ2 30,702 37,281 43,86 50,439 57,018
BC 0,812593 0,98672 1,160848 1,334975 1,509102
FC 9,343149 11,34525 13,34736 15,34946 17,35156
BP 0,42702 0,518524 0,610028 0,701533 0,793037
FP 1,721503 2,090397 2,45929 2,828184 3,197077 F 370,5956 450,009 529,4223 608,8357 688,249
Iμ 1,700895 2,065373 2,429851 2,794328 3,158806
2.8 Построениезависимости /> при номинальном напряжении
Аналогично для числавитков равного 0,7; 0,85; 1; 1,15; 1,3ωн рассчитаемнамагничивающий ток и остальные величины.
Результаты расчета сводимв таблицу 2.2.
Таблица 2.2 — ЗависимостьIμ= f(ω)Величина
ω / ωном 0,7 0,85 1 1,15 1,3 Ф 0,004266 0,003513 0,002986 0,002597 0,002297
Bδ 1,194377 0,983604 0,836064 0,727012 0,643126
Fδ 630,631 519,3431 441,4417 383,8623 339,5705
BZ1 2,360531 1,943967 1,652372 1,436845 1,271055
FZ1 40,44857 33,31059 28,314 24,62087 21,78
BZ2 2,494361 2,054179 1,746052 1,518306 1,343117
FZ2 62,65714 51,6 43,86 38,13913 33,73846
BC 1,658354 1,365703 1,160848 1,009433 0,89296
FC 19,06765 15,70277 13,34736 11,6064 10,2672
BP 0,871469 0,71768 0,610028 0,530459 0,469253
FP 3,513271 2,893282 2,45929 2,138513 1,891762 F 756,3176 622,8498 529,4223 460,3672 407,2479
/>Iμ 3,471215 2,858648 2,429851 2,112914 1,869116
/>Графики зависимостей тока намагничивания от напряженияпри постоянном числе витков и от числа витков при постоянном напряжении.
/>
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Асинхронныедвигатели серии 4А: Справочник/ А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А.Собленская – М.: Энергатомиздат, 1982, — 504с.
2. Методические указанияк контрольной работе «Расчет асинхронного двигателя по известным размерамсердечника при отсутствии паспортных данных»/ В.А. Буторин, — Челябинск, 2003,- 32с.
3. Методическиеуказания к курсовой работе по дисциплине «Технология монтажа и ремонтаэлектрооборудования»: расчет обмоточных данных асинхронного электродвигателя./ЧГАУ; Сост. А.В. Частовский, В.А. Буторин. Челябинск, 1989, — 34с.