Проектирование асинхронного двигателя

Проектирование асинхронного двигателя

Электрические машины, включая асинхронные двигатели, обычно делятся на три группы мощности: высокая мощность, средняя мощность и низкая мощность. В целом, представители разных групп отличаются по структуре, функциям, действиям и другим функциям помимо власти. Деление на три группы условно и четких границ не существует.

Предел мощности для асинхронных микромашин обычно не превышает 2 кВт. Как трехфазные, так и однофазные асинхронные микромоторы с сепаратором являются наиболее распространенным типом двигателя переменного тока.

Они используются для управления огромным количеством механизмов в промышленности, сельском хозяйстве, систем автоматизации и электроприборов для бытовой техники.

Асинхронные микромоторы имеют ряд преимуществ перед другими типами машин, особенно коллекторными.

• Простота конструкции и низкая стоимость изготовления.
• Отсутствие источников радиопомех,
• Низкий шум двигателя.
• Простота и надежность эксплуатации.

К недостаткам асинхронных двигателей относятся их сравнительно низкие нормативные характеристики. Однако этот недостаток применим только к машинам, которые работают нормально с использованием короткозамкнутого ротора.

Специальный асинхронный двигатель с огромным ротором обеспечивает широкий диапазон регулирования скорости. Данная работа посвящена проблеме проектирования асинхронных двигателей малой мощности с короткозамкнутыми роторами и большими роторами, а также их методам, параметрам и характеристикам.

В настоящее время электрические машины общего назначения производятся в серии, охватывающей определенный диапазон мощности, скорости вращения и напряжения. Машины этой серии имеют общность дизайнерских решений и технологий их изготовления, а также единообразие используемых материалов.

В рамках этой серии они нацелены на максимально возможную унификацию узлов и деталей машин. В серийном производстве машины с одинаковыми выходами работают с арматурой одинакового диаметра и отличаются только эффективной длиной. В современных сериях размер, определяющий размер станка, представляет собой высоту оси вращения, то есть расстояние от оси вращения вала до базовой плоскости двигателя.

Размеры установки и установки машины тесно связаны с этим размером. Основной серией асинхронных двигателей, выпускаемых в настоящее время в промышленности, является серия AI. Моторы малой мощности этой серии изготавливаются на синхронных скоростях 3000, 1500, 1000 и 750 об / мин.

По производительности он превосходит серию 4А	Эффективность и стоимость этой машины серии 1 на 1,5% выше, чем у машины серии 4А.
Габаритные размеры небольшие (10-15%) и характеристики отличные.	При изготовлении машин этой серии используется механизированная укладка обмоток.

• Это уменьшает длину передней части на 20% и уменьшает потребление обмотки на 10%.

Для обеспечения высокой надежности обмоток все двигатели изолированы классом термостойкости F при проектном нагреве обмоток, соответствующих классу В.

Задание на курсовое ргр проектирование асинхронной электрической машины включает в себя четыре главные характеристики и ряд дополнительных характеристик.

К главным характеристикам относятся:

• 1) номинальная мощность электрической машины – P2н ;
• 2) номинальная частота вращения – nн ;
• 3) номинальное напряжение ─ U1н ;

К дополнительным характеристикам относятся:

• 1) величина коэффициента полезного действия ─ η ;
• 2) величина коэффициента мощности ─ cosϕ ;
• 3) кратность начального пускового момента, т. е. отношение начального пускового момента к номинальному ─ mn;
• 4) кратность максимального момента, т. е. отношение максимального момента к номинальному – m k ;
• 5) кратность начального пускового тока, т. е. отношение начального пускового тока к номинальному ─ i n ;
• 6) условие окружающей среды ─ температура, влажность;
• 7) конструктивное исполнение ─ в зависимости от способа сочленение с другим механизмом;
• 8) иные специальные требования к электрической машине.

Курсовая электрические машины

Однофазный коллекторный двигатель.	Курсовая электрические машины
Универсальный коллекторный двигатель.	Проектирование трехфазного асинхронного двигателя

Примеры решения, формулы и задачи

Решение задач	Лекции
Расчёт найти определения	Учебник методические указания

Асинхронные микромоторные расчеты начинаются с определения основных размеров. Расчетная длина внутреннего диаметра статора и воздушного зазора. Размеры связаны с выходной мощностью, угловой скоростью и электромагнитной нагрузкой посредством механических констант.

Расчет выполняется путем нахождения рекомендуемого значения и коэффициента электромагнитной нагрузки и аппроксимации расчетной мощности. Внутренний диаметр статора и длина воздушного зазора не могут быть четко определены без дополнительных условий, но остаются неизвестными. Эти условия представляют собой отношения, при которых оптимальные значения для всех асинхронных двигателей изменяются в узком диапазоне.

Наружный диаметр статора должен соответствовать определенным требованиям, предъявляемым требованиями к резке стандартных листов электротехнической стали с минимальными затратами на штамповку.

В связи с этим было предложено, чтобы основной выбор размера выполнялся в таком порядке. Ранее мы нашли высоту вращающегося вала и наружный диаметр статора из соответствующей выходной таблицы. Большие значения относятся к многополюсным двигателям. Высота оси вращения также может быть выбрана в соответствии со спецификацией двигателя.

• Внутренний диаметр зависит от размеров ярма и паза, которые неизвестны на первом этапе расчета. Поэтому для определения используется приблизительное выражение.

Р2, кВт	0.06-0.12	0.12-0.25	0.25-0.55	0.55-1.1	1.1 -2.2
Ь. мм 0А, мм	50 56 81′ 89	56 63 89*100	63 71 100′ 116	71 80 116*131	80 90 100 131 * 149′ 168

Коэффициент перекрытия полюсов aδ и коэффициент KB формы магнитного поля в кровяном давлении определяются степенью сглаживания кривой магнитного поля в зазоре, которая возникает при насыщении зубьев статора и ротора, и могут быть точно определены только после расчета магнитной цепи.

Поэтому более удобно учитывать синусоидальное поле в начале расчета, и эффект выравнивания должен учитываться при расчете магнитного напряжения отдельных участков магнитопровода. Число оборотов фазы обмоток статора максимально соответствует индукции линейной нагрузки двигателя и воздушному зазору со значениями, ранее принятыми при выборе основных размеров, и количеством канавок статора. Вам следует постараться обеспечить достаточно равномерное распределение катушек.

Чтобы соответствовать этим условиям, предварительно выбирается первая передача в зависимости от типа обмотки и разделения полюсов машины. Более равномерное распределение катушки обмотки по окружности зазора требует большого количества канавок и, следовательно, небольшого разделения зубчатых колес. Выбор количества канавок в роторе асинхронной микромашины тесно связан с выбором количества канавок в статоре.

Соотношение между и выбирается исходя из следующих соображений.

Уменьшите влияние полей высших гармоник на кривую крутящего момента, уменьшите шум и вибрацию двигателя и минимизируйте дополнительные потери зубчатой ​​стали. Кроме того, для данного наружного диаметра ротора выбор количества канавок ограничен максимальной шириной зуба, допускаемой по техническим причинам. Рекомендации по общеизвестным выборам приведены в таблице. Предполагается, что каждый обмоточный стержень образует одну фазу обмотки короткого замыкания.

2р	2	4	6	8+12
Ко	0.52+0.57	0.6+0.65	0.7+0.72	0.74+0.77

Существует четыре типа потерь при работе асинхронного двигателя.

• 1) Потери стали статора и ротора (первичные и вторичные).
• 2) Электрические потери в обмотке.
• 3) Потеря механики и вентиляции.
• 4) Дополнительная потеря.

Основной метод расчета индивидуальных потерь микромотора почти такой же, как и расчет потерь обычной машины. Основные потери стали рассчитываются только в сердечнике статора, поскольку частота перемагничивания ротора в режиме близка к номинальному значению, а потери стали ротора незначительны. В начальных условиях потери в стали ротора сравнимы с потерями статора, но в этом режиме электрические потери являются доминирующими, поэтому даже если вы проигнорируете потери стали ротора и большое скольжение, в вычислении будет существенная ошибка. Не произойдет.

Дополнительные потери стали, возникающие во время холостого хода, подразделяются на поверхностные потери (потеря зуба статора и поверхностного слоя коронки ротора из-за пульсации, вызванной воздушным зазором) и пульсации зуба (из-за пульсации, вызванной зубом). Поверхностные и пульсационные потери зависят от отношения ширины паза канавки к размеру щели, количества канавок, шага зубца, амплитуды индукции зазора и пульсации зуба и массы элемента сердечника.

В настоящее время интерес к практическому использованию и исследованиям асинхронных двигателей с большими роторами неуклонно растет.

Это связано с тем, что такие машины имеют много важных преимуществ перед традиционными короткозамкнутыми двигателями.

В частности, простота конструкции ротора, высокая механическая прочность и надежность, низкие потери энергии при переходных процессах (пуск, реверсирование, торможение), низкий уровень вибрации и шума, хорошие параметры настройки и множество электроприводов оОбеспечивает возможность использования в Эти двигатели долгое время использовались в различных электроприводах для обеспечения заданного качества.

С точки зрения более эффективного сочетания рабочих, пусковых, вибрационных и шумовых характеристик наилучшую производительность обеспечивает двухслойный ротор, изготовленный из материалов с оптимальными электромагнитными свойствами.

Сплав	р,Ю~7Ом.м при 20°С	цк при Н=5-103 А/м
СМ-15	2.2	108
СМ-19	1.6	89
СМ-25	1.1	48
СМ -30	1.0	40
СМ-40	0.8	32
СМ-60	0.6	12
Ст.З	1.1	250

Асинхронные двигатели малой мощности широко используются в промышленных электроприводах, сельском хозяйстве и бытовых электроприводах. В последние годы были опубликованы учебные пособия по проектированию асинхронных двигателей малой мощности, предназначенных для систем автоматизации.

Существует также учебное пособие по проектированию асинхронных двигателей большой и средней мощности. В то же время отсутствует документация по конструкции трехфазных асинхронных двигателей мощностью до 2000 Вт с короткими замыканиями или большими роторами, и все чаще используется в приводах с регулируемой скоростью с тиристорными регуляторами напряжения.

Серийные данные двигателя, расчет рабочих и пусковых характеристик на основе параметров ротора, расчет асинхронных двигателей большого ротора, новый метод экспериментального определения параметров.