2 Тепловой расчет

2.1.1 Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя:

(2.1.1)

где К = 0,2 – коэффициент, учитывающий, что часть потерь в сердечнике статора и в пазовой части обмотки передается через станину непосредственно в окружающую среду, /1/;

₁ = 110 Вт/(м²С) – коэффициент теплоотдачи с поверхности, /1/;

Р_э,п1 – электрические потери в пазовой части в обмотке статора:

(2.1.2)

Вт,

k_ = 1,07 – коэффициент увеличения потерь, /1/.

Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора:

(2.1.3)

где П_п1 – расчетный периметр поперечного сечения паза статора:

(2.1.4)

м;

_экв = 0,16 Вт/(м²С) – средняя эквивалентная теплопроводность пазовой изоляции;

_экв = 1,1 Вт/(м²С) – среднее значение коэффициента теплопроводности внутренней изоляции для

Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей:

(2.1.5)

где Р_э,л1 – электрические потери в лобовых частях катушек:

(2.1.6)

Вт,

П_л1  П_п1 – периметр условной поверхности охлаждения лобовой части одной катушки.

Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри двигателя:

(2.1.7)

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины:

(2.1.8)

С.

Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды:

(2.1.9)

С,

где Р_в – сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя:

(2.1.10)

Вт;

Р – сумма всех потерь двигателя при номинальном режиме и расчетной температуре:

(2.1.11)

Вт;

_в = 20 Вт/(м²С) – коэффициент подогрева, /1/;

S_кор – эквивалентная поверхность охлаждения корпуса:

(2.1.12)

м².

П_р = 0,32– условный периметр поперечного сечения ребер станины, /1/.

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды:

(2.1.13)

С.

Полученное значение не превышает допускаемую температуру для класса изоляции F.

3 Расчет вентиляции.

Требуемый для охлаждения расход воздуха:

(3.1)

м³/с,

где k_m – коэффициент, учитывающий изменение условий охлаждения по длине поверхности корпуса, обдуваемого наружным вентилятором, /1/:

(3.2)

,

m = 2,5 – коэффициент, /1/.

Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором:

(3.3)

м³/с;

.

4. Разработка конструкции

Двигатель имеет станину, выполненную из серого чугуна СЧ12 - 28. Станина имеет продольные рёбра, увеличивающие поверхность охлаждения и прилитые лапы. Для обеспечения минимальной повреждаемости лобовых частей обмотки статора при окончательной обработке замков, станины имеют наружные замковые поверхности. В верхней части станины со стороны выступающего конца вала предусмотрены приливы для размещения и крепления вводного устройства. Конструкция станины позволяет вести отливку в кокиль. На станине расположены продольные приливы для крепления подшипниковых щитов.

Подшипниковые щиты выполняются из чугуна СЧ12 - 28, без наружного оребрения. Щиты выполнены с внутренними замковыми поверхностями, что позволяет, повысить точность размеров их посадочных поверхностей за счёт одновременной обработки спаренным инструментом замковой поверхности и поверхности отверстия под подшипник. Подшипниковые щиты крепятся к ста­нине винтами. Подшипниковые щиты имеют небольшую глубину, что обеспечивает их жёсткость при обработке и сборке.

Сердечники статора и ротора собираются из листов электротехнической стали 2013 толщиной 0,5 мм. Сердечник статора скрепляется сваркой. Двигатель имеет на статоре полузакрытые трапецеидальные пазы. Пазы ротора грушевидные закрытые.

Двигатель выполняется со всыпной обмоткой из эмалированного провода круглого сечения. Обмотка двигателя — однослойная. Обмотка двигателя имеет изоляционную систему класса нагревостойкости F.

Обмотка короткозамкнутого ротора выполняется литой из алюминия А7. Одновременно с заливкой пазов отливаются короткозамыкающие кольца с размещёнными на них вентиляционными лопатками, а также штырями для крепления балансировочных грузов.

Сердечник ротора посажен на вал. Вал изготовляется из стали 45. Диаметр и длина выступающего конца вала заданы в зависимости от главного установочного размера — высоты оси вращения двигателя.

На станине сверху двигателя располагается вводное устройство. Вводное устройство допускает присоединение гибкого металлического рукава и кабелей с медными или алюминиевыми жилами с оболочкой из резины или пластика. Ввод кабеля предусмотрен через один штуцер, а также через удлинитель под сухую разделку или заливку кабельной массой.

Конструкция вводного устройства допускает разворот с фиксацией на 90' или 180°. При этом поворачивается только корпус. Панель, вместе с закреплёнными на ней выводными концами обмотки статора, остаётся неподвижной. Это даёт возможность легко осуществлять поворот вводного устройства непосредственно при установке двигателя на месте эксплуатации и гарантирует правильность подключения выводов обмотки.

Для охлаждения частей электродвигателя используется наружный вентилятор, крепящийся на выступающем конце вала, противоположном выводному. Вентилятор закрывается кожухом из листовой стали. Наружный воздух засасывается вентилятором через жалюзи кожуха и прогоняется вдоль рёбер станины. Внизу станины рёбра расположены более редко и укорочены по сравнению с другими, что даёт возможность несколько уменьшить высоту оси вращения. Вентилятор — литой из алюминия. При отливке вентилятора в него устанавливается стальная втулка, которая служит для крепления вентилятора на валу.

Заключение

Спроектированный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, отвечает всем требованиям технического задания.

В результате проведенного электромагнитного расчета были установлены следующие основные данные:

1) номинальная мощность Р_2н=2,2 кВт;

2) номинальное напряжение U_н=220/380 В;

3) номинальная частота вращения n_н=1500 об/мин;

4) коэффициент полезного действия η_н=0,853;

5) коэффициент мощности cosφ=0,883;

6) ток статора I_н= 5 A;

7) номинальное скольжение s_н=0,129;

8) активная мощность, потребляемая из сети при номинальном режиме работы Р_1н=3,68 кВт;

9) кратность пускового момента М_п=0,66;

10) кратность пускового тока I_п=1,657.

Список литературы

1. Справочник по электрическим машинам: В 2т/ Под общ. ред. И. П. Копылова и Б. К.Клокова. Т.1 – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 456с.: ил.

2 Проектирование электрических машин: Учеб. пособие для вузов. Под ред. И.П. Копылова. – М.: Энергия, 1980. -496с, ил.

3 Курсовое проектирование. Организация, порядок оформления расчетно-пояснительной записки и графической части. СТП ВГТУ 001-98. – Воронеж: ВГТУ, 1998. – 48с.

					КР.МАБН.ВС.150408.ПЗ	Лист
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата