Методические указания к выполнению курсовой работы



страница1/5
Дата30.09.2018
Размер2.22 Mb.
#51223
ТипМетодические указания
  1   2   3   4   5

УДК 621.313

Методические указания к выполнению

курсовой работы

«Расчет асинхронного электродвигателя

при ремонте по известным размерам сердечника»
Составил: Жданов В.Г.

Логачева Е.А.

Кравцов А.В.

г. Ставрополь, 2013


Введение
Нормируемый срок эксплуатации электрических двигателей составляет 15 лет, средний же срок службы асинхронных электродвигателей в специфических условиях сельского хозяйства составляет лишь 2...4 года.

Вышедшие из строя электродвигатели требуют частичного или капитального ремонта. Это приводит к необходимости создания достаточно большой ремонтной службы. Проведение своевременного и качественного ремонта электродвигателей позволяет повысить надежность работы технологического оборудования, исключить его простои и потери готовой продукции.

Качественное проведение ремонта невозможно без основательных знаний по технологии ремонтных работ и методике расчетов обмоточных данных электродвигателя.

Выполнение курсовой работы по дисциплине "Технология ремонта электрооборудования" направлено на приобретение навыков в решении этих задач.

В настоящей курсовой работе решается задача по определению оптимальных параметров обмоток электродвигателей при отсутствии старой обмотки и паспортной таблички, обосновывается компоновка электроремонтного предприятия.

Приведенные в методических указаниях приложения позволяют выполнить работу без привлечения дополнительных источников.



1. Рекомендации по выполнению курсовой работы

1.1. Содержание и последовательность выполнения

курсовой работы
Курсовая работа состоит из двух частей: расчетно-пояснительной записки и графической части.

Расчетно-пояснительная записка включает следующие разделы:



  1. Обработка данных геометрических размеров сердечника статора асинхронного двигателя.

  2. Выбор типа обмотки, расчет основных параметров обмотки.

  3. Определение обмоточных данных.




  1. Определение магнитной индукции в различных элементах магнитной цепи электродвигателя и выбор ее оптимальных значений.

  2. Расчет эффективного числа витков фазы, эффективного и элементарного числа проводов в пазу статора.

  3. Определение диаметра обмоточного провода, выбор провода стандартного диаметра и обоснование выбора марки провода.

3.4. Определение геометрических размеров катушек, массы обмоточного провода и расчет электрического сопротивления одной фазы обмотки постоянному току в холодном состоянии.

  1. Расчет электрических параметров электродвигателя.

  2. Расчет магнитной цепи.

  3. Обоснование компоновки электроремонтного предприятия.



1.2. Указания по оформлению расчетно-пояснительной

записки и графического материала
Расчетно-пояснительная записка должна быть написана на листах бумаги формата А4 с одной стороны или в тетради. В этом случае должны быть оставлены поля с левой стороны страницы шириной не менее 40-45 мм.

На титульном листе указываются наименование курсовой работы, курс, номер учебной группы, фамилия и инициалы.

В пояснительной записке представляются следующие рисунки: эскиз сердечника статора асинхронной машины, разрезы пазов статора и ротора с указанием размеров, эскиз пяти частей магнитной цепи асинхронной машины.

При написании расчетно-пояснительной записки необходимо при выполнении расчетов вначале писать формулу с указанием в подстрочном разъяснении входящих в нее величин и их размерностей, затем подставить в формулу числовые значения величин в порядке их написания и привести вычисленный конечный результат с указанием размерности.

В конце записки необходимо привести библиографический список использованной литературы.

Графическая часть содержит развернутую схему обмотки статора и чертеж технологической компоновки электроремонтного предприятия, выполненные на двух листах формата A3 (420x297 мм) или миллиметровке. Схема и чертеж подписываются студентом в угловом штампе с указанием даты окончания курсовой работы.

Исходными данными для выполнения курсовой работы являются размеры статора, ротора, их пазов, указанные на рисунок 1, и данные в таблице индивидуального задания, а также перечень электрооборудования ремонтного фонда.

а)

б) в)

Рисунок 1 - Активная часть двигателя (а), паз статора (б), паз ротора (в)



2. Методические указания по выполнению курсовой работы

2.1. Обработка данных геометрических размеров сердечника

статора асинхронного двигателя
В данном разделе определяются размеры и сечения, необходимые для использования их в дальнейших расчетах.

2.1.1. Площадь полюсного деления по воздушному зазору, м



(2.1)

где - полюсное деление, м,



(2.2)

где - внутренний диаметр сердечника статора, м;



2р - число полюсов обмотки,

(2.3)

f - промышленная частота переменного тока, Гц;

п1 - синхронная частота вращения магнитного поля статора, мин-1;

l1 - полная длина сердечника статора, м.

2.1.2. Площадь поперечного сечения спинки статора, м2,



(2.4)

где - высота спинки статора, м,



(2.5)

где Da1 - внешний диаметр статора, м;



hz1 - высота зубцов статора, м;

- чистая длина активной стали сердечника, м,

(2.6)

где kс - коэффициент заполнения сердечника сталью. Учитывает уменьшение активного сечения пакета из-за изолировки листов. Для двигателей серии 4А с изолировкой листов способом оксидирования, kс = 0,97;



- полная длина активной стали.

2.1.3. Площадь поперечного сечения зубцов статора на полюс, м2,



(2.7)

где z1 - число пазов статора;



- средняя расчетная ширина зубца статора, м,

(2.8)

где и - минимальная и максимальная толщина зубцов статора, м,



(2.9)

где - ширина паза статора в ближайшем к воздушному зазору сечении, м;



- высота усика паза статора, м;

- ширина паза статора в удаленном от воздушного зазора сечении, м.

2.1.4. Площадь поперечного сечения спинки ротора, м2,



(2.10)

где hp - высота спинки ротора, м,



(2.11)

где - внешний диаметр ротора, м;



- диаметр вала, м;

hz2 - высота зубца ротора, м;

- длина сердечника ротора. Для двигателей с высотой оси вращения до h=250 мм принимается равной lр= l1.

2.1.5. Площадь поперечного сечения зубцов ротора на полюс, м2,



(2.12)

где z2 - число пазов ротора;



- средняя расчетная ширина зубца ротора, м,

(2.13)

где и - минимальная и максимальная толщина зубцов ротора, м,



(2.14)

где - ширина паза ротора в ближайшем к воздушному зазору сечении, м;



е2 - высота усика паза ротора, м;

- ширина паза ротора в удаленном от воздушного зазора сечении, м. 2.1.6. Площадь паза статора, м2,

(2.15)

где - высота паза статора, м,



(2.16)

2.2. Выбор типа обмотки, расчет основных параметров

обмотки
2.2.1. Обоснование выбора типа обмотки статора

При ремонтных работах с экономической точки зрения целесообразнее применять шаблонные (равносекционные) всыпные обмотки. Все катушки таких обмоток совершенно одинаковой формы и могут быть выполнены по одному шаблону. Такие катушки удобны при ручной укладке их в пазы.

Однослойные шаблонные обмотки применяются в двигателях с высотой оси вращения h = 50 ...160 мм кроме ЭД (электродвигателей) с высотой оси вращения h = 160 мм двухполюсных (2р=2).

Двухслойные шаблонные обмотки применяются в двигателях с высотой оси вращения h = 180 ... 355 мм и с h = 160 мм двухполюсных (2р=2).

Соотношения внешних диаметров статоров и высот оси вращения приведены в приложении 1.

2.2.2. Расчет основных параметров обмотки

2.2.2.1. Полюсное деление  - число пазов статора, приходящихся на один полюс электродвигателя

(2.17)

2.2.2.2. Шаг обмотки у - равен числу зубцов, охватываемых сторонами катушки, уложенной в пазы сердечника статора



(2.18)

где - коэффициент укороченения, =1 в однослойных обмотках, в этом случае шаг называется диаметральным;

=0,6 в двухслойных обмотках при числе полюсов обмотки 2р =4, 6, 8; =(0,56 ...0,75) в двухслойных обмотках при числе полюсов обмотки 2р=2.

2.2.2.3. Число пазов на полюс - фазу q - показывает из скольких катушек состоит катушечная группа данной обмотки



(2.19)

где m - число фаз переменного тока.

Встречаются обмотки с дробным числом пазов на полюс - фазу, представляемым в виде неправильной дроби

(2.20)

где b - показывает из скольких катушек состоит малая катушечная группа (в большой будет b+1 катушек);



с - показывает, сколько больших катушечных групп содержится в чередовании, содержащем d катушечных групп.

2.2.2.4. Фазовый шаг уф - расстояние в пазах между началами или концами фазных обмоток по окружности расточки статора



(2.21)

2.3. Определение обмоточных данных

2.3.1. Определение магнитной индукции в различных элементах магнитной цепи электродвигателя и выбор ее оптимальных значений
Расчет магнитной индукции в различных элементах магнитной цепи сводится к выбору магнитной индукции в воздушном зазоре () электродвигателя, определению индукции в зубцах (Bz1) и спинке (Ва) статора, в зубцах (Bz2) и спинке (Вр) ротора и сравнению расчетных значений индукции с оптимальными ее значениями.

2.3.1.1. Магнитный поток одного полюса двигателя, Вб



(2.22)

2 . ,


где - коэффициент, учитывающий среднее значение индукции при синусоидальной форме кривой магнитного потока (рисунок 2);

Рисунок 2 - Определение величины магнитного потока по наибольшему значению индукции



В - амплитудное значение индукции в воздушном зазоре, Тл. Значением В задаются, руководствуясь приложением 2.

2.3.1.2. Магнитная индукция в зубцах статора, Тл



(2.23)

2.3.1.3. Магнитная индукция в спинке статора, Тл



(2.24)

2.3.1.4. Магнитная индукция в зубцах ротора, Тл



(2.25)

2.3.1.5. Магнитная индукция в спинке ротора, Тл



(2.26)

Полученные результаты расчета магнитной индукции сравниваются с соответствующими значениями, представленными в приложении 3.

Если в каком-то из участков магнитной цепи индукция значительно превышает рекомендуемые значения (более чем на 20 %), то необходимо изменить и вновь выполнить расчет.

Оптимальное значение магнитной индукции в воздушном зазоре можно определить, если расчет произвести на программируемом микрокалькуляторе для 5-7 вариантов магнитной индукции согласно приложения 4.

Выбор того или иного метода расчета осуществляется по усмотрению студента.

2.3.2. Расчет эффективного числа витков фазы, эффективного и

элементарного числа проводов в пазу статора
2.3.2.1. Число эффективных винтов в фазе

(2.27)

где - коэффициент ЭДС, учитывающий потерю напряжения в цепи статора: = 0,97;



Uф - фазное напряжение питающей сети, В;

- обмоточный коэффициент, учитывающий укорочение шага и состав катушечной группы,

(2.28)

где - коэффициент укорочения, показывающий во сколько раз амплитуда МДС данной обмотки, выполненной с укороченным шагом, меньше амплитуды МДС обмотки, выполненной с диаметральным шагом;



- коэффициент распределения, показывающий, во сколько раз геометрическая сумма МДС группы катушек меньше арифметической суммы МДС этой же группы;

- электрический угол, приходящийся на одно зубовое деление, в градусах,



(2.29)

Полученное число витков следует округлить до ближайшего числа, кратного числу катушек qp - при однослойной обмотки и q2p - при двухслойной обмотке.

2.3.2.2. Число эффективных проводников в одном пазу

(2.30)

где а1 - число параллельных ветвей обмотки. Первоначально принимают а1=1 и уточняют при определении сечения обмоточного провода.



пэф - должно быть целым, а в двухслойной обмотке кратным двум.

2.3.2.3. Сечение голого (неизолированного) провода, мм2



(2.31)

где - коэффициент заполнения паза медью, =0,36 ... 0,4.

По приложению 5 выбирается подходящий провод. Если сечение провода получится более 2 мм2, следует взять несколько (a2=2, 3, 4 и т.д.) проводов меньшего сечения.

Тогда в пазу будет число элементарных проводов каждый сечением gг.эл



(2.32)

Уменьшение сечения провода можно достичь и параллельным включением катушечных групп фазной обмотки, образуя несколько параллельных ветвей (варьируя а1).

Пример включения четырех катушечных групп фазной обмотки в две и четыре параллельные ветви приведен на рисунок 3.

а) б)


Рисунок 3 - Схемы включения катушечных групп двухслойной фазной обмотки в две (а) и четыре (б) параллельные ветви.

В общем случае число элементарных проводов в пазу при любой обмотке



(2.33)

Если будет выбран коэффициент а1 отличный от единицы следует уточнить пэф, gг и пэл.



2.3.3. Определение диаметра обмоточного провода, выбор провода стандартного диаметра и обоснование выбора марки провода
При выборе стандартного размера обмоточного провода по приложению 5 необходимо брать его по сечению равным или ближайшим меньшим расчетному gг.эл, чтобы обеспечивалась его свободная укладка в пазы двигателя.

Обмоточные провода с эмалевой изоляцией марки ПЭТВ применяются в электродвигателях с классом нагревостойкости изоляции В, а марки ПЭТ - 155А - с классом нагревостойкости изоляции F.



2.3.4. Определение геометрических размеров катушек, массы

обмоточного провода и расчет электрического сопротивления одной

фазы обмотки постоянному току в холодном состоянии
2.3.4.1. Средняя ширина катушек, м

(2.35)

2.3.4.2. Длина лобовой части обмотки статора, м



(2.36)

где и 0,03 - опытные коэффициенты, учитывающие увеличение лобовой части витка в зависимости от числа полюсов электродвигателя и способа намотки обмотки.

Значения опытного коэффициента для всыпных обмоток приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1. - Значения коэффициента



Число полюсов,

2

4

6

8

Коэффициент,

1,2

1,3

1,4

1,5

2.3.4.3. Средняя длина полувитка обмотки, м

(2.37)

2.3.4.4. Масса меди обмотки статора без изоляции, кг



(2.38)

где 8,9 - удельный вес меди, т/м3.

2.3.4.5. Активное сопротивление фазы обмотки статора, Ом

(2.39)

где р - удельное сопротивление меди, р = 17,5 ∙ 10-9 (Ом ∙ м).



Каталог: company -> personal -> user -> 6999 -> files -> lib -> Технология%20ремонта
user -> Первообразная и неопределённый интеграл
user -> Тема Строение и морфологические типы хромосом. Кариотипы культурных растений
Технология%20ремонта -> Лекция 11. (2 часа) Ремонт механических частей электродвигателей
Технология%20ремонта -> Лабораторная работа №1 Разборка и дефектация асинхронного короткозамкнутого двигателя при ремонте г. Ставрополь, 2008 г
Технология%20ремонта -> Лекция 15. (2 часа) Технология ремонта электрических аппаратов
Технология%20ремонта -> Лабораторная работа №5 Ремонт пускозащитной аппаратуры. Дефектация и ремонт магнитных пускателей г. Ставрополь, 2008 г
files -> Лекция 11. (2 часа) Ремонт механических частей электродвигателей
files -> Лекция 15. (2 часа) Технология ремонта электрических аппаратов
files -> Лабораторная работа №5 Ремонт пускозащитной аппаратуры. Дефектация и ремонт магнитных пускателей г. Ставрополь, 2008 г
files -> Методические указания к выполнению курсовой работы г. Ставрополь, 2008. Составители: кандидат технических наук


Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница