Проектирование и исследование асинхронных двигателей малой мощности
Введение
Электрические машины, в то числе и асинхронные двигатели, принято разделять по мощности на три группы: большой, средней и малой мощности. В общем случае представители разных групп, кроме мощности отличаются также конструктивными, функциональными, эксплуатационными и прочими особенностями. Деление на три группы является условным и не имеет чётких границ. Верхняя граница мощности асинхронных микромашин обычно не превышает 1кВт.
Асинхронные микродвигатели с короткозамкнутым ротором, как трехфазные, так и однофазные являются самыми распространёнными типами двигателей переменного тока. Они применяются для привода огромного числа механизмов в промышленности, сельском хозяйстве в системах автоматики и в электроприводах бытовой техники.
Асинхронные микродвигатели имеют ряд преимуществ по сравнению с другими типами машин, в частности с коллекторными:
1. простота конструкции и низкая стоимость производства;
2. отсутствие источника радиопомех;
. малая шумность двигателя;
. простота и надёжность в эксплуатации.
К недостаткам асинхронных двигателей следует отнести относительно плохие регулировочные характеристики.
Однако этот недостаток относится лишь к машинам нормального исполнения с короткозамкнутым ротором. Специальные асинхронные двигатели с массивным ротором допускают регулировочные скорости в широких пределах.
Данная работа посвящен методике расчёт асинхронного двигателя малой мощности с короткозамкнутым ротором, а также методам исследования и определения параметров и характеристик этих двигателей.
|
Определение главных размеров
. Число пар полюсов:
.
. Выбор главных размеров:
По таблице 1.1 [1] для мощности находим внешний диаметр статора , высота оси вращения
. Внутренний диаметр статора:
где по таблице 1.2 [1].
. Полюсное деление:
. Расчетная мощность:
.
где ,
значения параметров , , из таблицы П.2 [1], а и из таблицы П.1 [1].
6. Электромагнитные нагрузки по таблице П.1. [1]:
; .
. Обмоточный коэффициент для однослойной концентрической обмотки по таблице 1.3 [1]:
. Обмотка по рис.1.1.
. Расчётная длина воздушного зазора:
,
,
. Отношение , что находится в рекомендуемых пределах (таблица 1.4).
ẟ=0,2+D/2000=0.2 мм.
. Предельные значения t , по рис. 1.6 [1]:
; .
. Число пазов статора по [1]:
.
Принимаем Z = 24, тогда по табл.1.5 [1].
. Зубцовое деление статора (окончательно):
.
. Число эффективных проводников в пазу (предварительно), при условии :
,
где .
. Принимаем , тогда .
. Окончательные значения:
,
,
,
.
Значения А и В находятся в допустимых пределах (по табл. П.1 [1]).
. Плотность тока в обмотке статора (предварительно) по П.1 .
17. Сечение эффективного проводника (предварительно):
,
принимаем , тогда .
Для того чтобы коэффициент заполнения kз находился в допустимых пределах выбираем обмоточный провод со следующими параметрами:
обмоточный провод ПЭТВ по таблице П.7 [1] , , .
. Плотность тока в обмотке статора (окончательно):
.
Расчёт размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора
асинхронный микродвигатель воздушный зазор
|
Паз статора по рис.1.5,б с соотношением размеров, обеспечивающих параллельность боковых граней зубцов. 6
19. Принимаем предварительно по таблице 1.6 [1] ; , тогда
,
где принимаем равным , тогда
.
20. Размеры полуовального паза. Ширина шлица паза
.
Высоту шлица паза принимаем .
,
,
,
.
Рис.
. Площадь паза
.
. Принимаем коэффициент уменьшения полезной площади паза .
. Площадь паза в свету:
.
Структура изоляции паза для наиболее распространенных однослойных обмоток показана на рисунке. Пазовую изоляцию выполняют преимущественно в виде коробочки из лавсановой плёнки толщиной 0,19 мм. Пазовый клин тоже выполняют из лавсана толщиной 0,35 мм или 0,25 мм.
Рис.
. Коэффициент заполнения паза:
,
что входит в диапазон допустимых значений
Расчет ротора
. Воздушный зазор:
.
Принимаем .
. Число пазов ротора по табл. 1.7 [1] , со скосом на 0,5 зубцового деления.
. Внешний диаметр:
.
. Длина .
. Зубцовое деление:
.
. Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник непосредственно насажен на вал:
.
. Ток в стержне ротора:
,
,
.
. Площадь поперечного сечения стержня:
.
33. Паз ротора по [1], принимаем , .
Допустимая ширина зубца при :
.
Размеры паза:
.
Принимаем .
.
Принимаем .
.
Принимаем .
Высота зубца ротора:
.
Площадь паза, равная сечению стержня:
.
. Плотность тока в стержне:
|
.
. Короткозамыкающие кольца. Площадь поперечного сечения:
,
здесь,
где ,
.
Размеры замыкающих колец:
.
Принимаем .
,
.