Асинхронный двигатель 4АН280S10У3

«ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Электротехника и электрооборудование»
Курсовой проект по дисциплине
«Электрические машины»
На тему: «Анализ характеристик асинхронного двигателя серии 4А»
Тула,2016

Аннотация

Пояснительная записка 39 страница, 8 рисунков, 8 таблиц , 11 источников, 2 приложения.
Ключевые слова: асинхронный двигатель, короткозамкнутый ротор, схема замещения, пусковой и номинальный момент, критический момент и скольжение, пазы, обмотка статора, круговая диаграмма, механические характеристики.
В пояснительной записке курсового проекта дается расшифровка двигателя, приводятся его номинальные параметры, основные конструктивные и технико-эксплуатационные характеристики. Также в записке определяются параметрыГ-образной схемы замещения, по которым строится круговая диаграмма, рассчитываются и строятся механические характеристики.
Исследуемый в проекте асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором принадлежит к серии 4А. Его номинальная мощность 45кВт, синхронная скорость вращения 600 об/мин, степень защиты IP23, высота оси 280мм, эксплуатируется при напряжении сети 220/380 соответственно, исполнение по способу монтажа IM1001.
Параметры схемы замещения рассчитываются по данным из справочника [2]. На их основе строится круговая диаграмма.
Механические характеристики двигателя строятся также в масштабе по круговой диаграмме, формуле Клосса, а также по справочным данным.

Содержание
Введение 5
1 Анализ конструкции и эксплуатационных параметров двигателя 8
1.1 Описание условного обозначения двигателя и его эксплуатационных параметров 8
1.2 Анализ справочных данных и описание конструкции 11
2 Анализ обмотки статора двигателя 16
2.1 Обоснование схемы обмотки 16
2.2 Определение фазных зон и схемы обмотки статора 18
2.3 Исследование магнитодвижущей силы обмотки статора 21
2.4 Тепловой расчет 23
3 Анализ характеристик двигателя 27
3.1 Построение схемы замещения двигателя и определение ее параметров 27
3.2 Построение круговой диаграммы асинхронной машины 31
3.3 Расчет механической характеристики двигателя по круговой диаграмме 32
3.4 Расчет механической характеристики двигателя по формуле Клосса 34
3.5 Расчет механической характеристики по паспортным данным 35
Заключение 36
Литература 37
Приложение 1 38
Приложение 2 39

 
Введение
Асинхронные двигатели являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу электропривода большинства механизмов, используемых во всех отраслях народного хозяйства. Они применяются в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, в энергетике, авиации, морском и речном флоте, медицине, быту, на транспорте и т. д.:
–подъемные механизмы (лифты, краны, скиповые лифты);
–конвейеры (ленточные);
–канатные дороги (эскалаторы метрополитена, снегоочистители);
–наносы выпарного аппарата;
–роторные эскалаторы (открытые развертки угольных и рудных месторождений) и т.д.
Нет ни одной отрасли промышленности, где бы не находили применения электрические машины. Наиболее широко при¬меняемые электрические машины – АД общего назначения мощностью от 0,06 до 400кВт на напряжение до 1000В и осью вращения высотой от 50 до 355мм. В народнохозяйственном парке электродвигателей они составляют по количеству 90%, по мощно¬сти — примерно 55%. Потребность, а следовательно, и производство асинхронных двигателей на напряжение до 1000В в нашей стране растет неуклонно из года в год.
Серия асинхронных двигателей 4А на напряжение до 1000В в зависимости от рабочих свойств и условий работы двигателей включает в себя основное исполнение и модификации: с повышенным пусковым моментом; с повышенным скольжением; многоско¬ростные; с фазным ротором; со встроенным электромагнитным тор¬мозом; малошумные.
Такое положение эти машины завоевали благодаря чрезвычайно удачному сочетанию комплекса эксплуатационных и конструктивных характеристик, способности автоматически изменять момент вращения в соответствии с изменением момента сопротивления на валу (в пределах перегрузочной способности) и высокому КПД, с одной стороны, и относительной простоте и низкой стоимости в сочетании с высокой эксплуатационной надежностью при минимальном обслуживании – с другой.
В серии 4А за счет применения новых электрохимических материалов и рациональной конструкции мощность двигателя при осях высот (71 – 355мм) осей вращения повышена на две-три ступени по сравнению с двигателями серии А2, что дало большую экономию дефицитных материалов. Существенно изменились виброшумовые характеристики. Благодаря высокому уровню унификации и стандартизации деталей и сборочных единиц это не создает существенных затруднений в производстве. Серия 4А охватывает диапазон номинальных мощностей от 0,06 до 400кВт (при 1500об/мин), имеет 17 высот оси вращения – от 50 до 355мм. Двигатели серии 4А в основном исполнении выполняют с короткозамкнутым ротором, имеют степень защиты IP44, IP54 или IP23. Предназначены для работы от сети трехфазного переменного тока частотой 50Гц.
Объектом исследования в данной курсовой работе является асинхронный двигатель типа 4АН280S10У3, являющийся электромеханическим преобразователем, предназначенным для превращения электрической энергии в механическую.
Для того, чтобы двигатель стал работать, к его статору (неподвижной части магнитной системы) необходимо подвести трехфазное напряжение U. Тогда по проводникам обмотки потечет ток Iс и возникнет магнитный поток статора Фс, вращающийся со скоростью n1. Так как ротор короткозамкнутый, то, в соответствии с законом электромагнитной индукции, по нему потечет ток Iр. В результате взаимодействия этого тока с магнитным потоком Фс возникает сила Ампера FА. Ротор (подвижная часть магнитной системы) начнет вращаться со скоростью n2, меньшей, чем n1. Из-за того, что скорости вращения магнитного поля статора и вала ротора различаются, двигатель и получил название асинхронного. Если же их скорости вращения были бы равны n1 = n2, то изменения потока Фс через ротор не происходило, а следовательно, не наводилась ЭДС индукции, сила Ампера и вращающий момент был бы равен нулю.
Данный двигатель можно использовать совместно с редуктором для привода конвейера в различных областях промышленности, в компрессорной установке средней мощности.
Целями данного курсового проекта являются:
1) углубленное изучение конструкций современных асинхронных двигателей;
2) овладение навыками расчета их основных характеристик.
При его выполнении решается ряд задач, основными из которых являются:
1) анализ технических требований, предъявляемых к двигателю, в соответствии с его функциональным назначением и условиями работы;
2) обоснование выбора двигателя;
3) овладение методикой проверочного расчета характеристик двигателя;
4) совершенствование навыков разработки и оформления технической документации;
5) усвоение требований ЕСКД;
6) приобретение навыков инженерного творчества.