Введение 7
Электромагнитный расчет 9
1.1 Исходные данные 9
1.2 Выбор главных размеров 9
1.3 Расчет обмотки статора 11
1.4 Расчет зубцовой зоны статора 15
1.5 Расчёт ротора 19
1.6 Расчёт магнитной цепи 24
1.7 Параметры рабочего режима 28
1.8 Расчёт потерь 35
1.9 Расчёт рабочих характеристик 38
1.10 Расчёт пусковых характеристик 43
Механический расчет 52
2.1 Расчет вала на жесткость 52
2.2 Расчет вала на прочность 55
2.3 Выбор подшипников 57
Тепловой и вентиляционный расчет 59
Технологическая часть 64
4.1 Введение 64
4.2 Анализ исходных данных 66
4.3 Размерный анализ 74
4.4 Выбор сборочного оборудования и оснастки 78
4.5 Нормирование сборочных работ 80
4.6 Заключение 85
Социальная ответственность 88
5.1 Анализ опасных и вредных факторов 88
5.2 Производственная санитария 89
5.3 Освещение 93
5.4 Электробезопасность 99
5.5 Техника безопасности 100
5.6 Пожарная безопасность 101
5.7 Охрана окружающей среды 104
Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 107
6.1 Смета затрат на проектирование 107
6.2 Определение материальных расходов 112
6.3 Затраты на силовую электроэнергию 115
6.4 Оценка конкурентоспособности создаваемого продукта 117
Специальная часть 121
Заключение 131
Список использованных источников 133
Приложение А Схема обмотки статора 135
Приложение Б Схема сборки асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором 136
Приложение В Комплект документов на технологический процесс общей сборки двигателя 137
Графический материал
Сборочный чертеж асинхронного двигателя
Схема обмотки статора
Характеристики
Схема сборки асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
Специальная часть
Станина
В настоящее время на всех нефтяных, газовых и конденсатных месторождениях ОАО «Томскгазпром», а именно, на кустовых площадках, установках подготовки нефти, газокомпрессорных станциях применяется дренажная система. Применение этой системы в технологическом процессе производства или в аварийных ситуациях, исключает попадания в почву нефтепродуктов, глубинных соленых вод, различных кислот и щелочей. Дренажная система включает в себя дренажные емкости разных объемов с уровнемерами, трубопроводы с задвижками и манометрами и насосное оборудование.
Целью моего проекта является, проектирование асинхронного двигателя для привода насосного агрегата дренажной системы. Агрегат насосный полупогружной НВ, предназначен для перекачивания из подземных дренажных емкостей смеси воды и темных нефтепродуктов,температурой от -15°С до +80°С, плотностью до 1000 кг/м , с твердыми включениями, максимальная объемная концентрация которых 1,5 %. Агрегаты выпускаются в общепромышленном исполнении с уплотнением вала армированной манжетой, а так же в исполнении для взрывоопасных и пожароопасных производств с торцевым уплотнением.
Обозначение агрегата: НВ-Е-50/50-3,5-В-55-У2 где,
НВ - тип насоса- центробежный, полупогружной, вертикальный;
Е - конструктивное исполнение для взрывоопасных производств;
-5
50 - подача, м /ч;
50 - напор, м;
3,5 - глубина погружения, м;
В - материал проточной части, чугун марки СЧ 20, ГОСТ 1412-85;
55 - уплотнение вала торцевым уплотнением;
У - климатическое исполнение;
2 - категория размещения при эксплуатации.
Требования к электродвигателю из паспорта насосного агрегата:
- синхронная частота вращения - 1500 об/мин;
- КПД - не менее 43 %;
- потребляемая мощность - не менее 13,9 кВт и не более 20 кВт;
- частота питающей сети - 50 Гц;
- напряжение - 220/380 В;
- монтажное исполнение вертикальное, на открытом воздухе;
- диаметр фланца по крепежным отверстиям - 300 мм.
Исходя из этих требований, необходимо спроектировать асинхронный двигатель со следующими техническими данными:
- номинальная мощность - 18,5 кВт;
- номинальное напряжение - 220 В;
- схема соединения обмоток статора - треугольник / звезда;
- высота оси вращения - 160 мм;
- частота вращения - 1500 об/мин;
- короткозамкнутый ротор;
- степень защиты IP 54;
- класс изоляции F;
- монтажное исполнение IM 3081.
Задавшись этими данными проведем электромагнитный расчёт, в котором нужно выбрать главные размеры машины, рассчитать обмотки статора и ротора, определить размеры зубцовых зон, а так же произвести расчет магнитной цепи машины, рассчитать потери, рабочие и пусковых характеристики. Разработать технологический процесс общей сборки машины, рассчитать затраты на проект.
В данном проекте был спроектирован асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. В электромагнитном расчете были получены значения электромагнитных нагрузок А и индукции В§, которые входят в ряд рекомендуемых значений. От этих величин зависят не только размеры машины, но и ее характеристики. Так как двигатель имеет малую мощность, то будем укладывать в пазы трехфазную, двухслойную обмотку. При заданном числе полюсов (2р=4), она будет состоять из четырех катушечных групп. Количество пазов статора выбрано из стандартного ряда и равно Zi=48, т.к. обмотка имеет целое число пазов на полюс и фазу (q=4).
Плотность тока в обмотке статора незначительна, что характерно для маломощных двигателей. Для обмотки статора выбираем стандартный эмалированный провод диаметром dU3=1,48MM, что позволяет применить механизированную укладку, коэффициент заполнения паза для этого соответствует. В расчете зубцовой зоны статора применена конфигурация, у которой зубцы имеют по всей высоте постоянное поперечное сечение, т.е. исключает появление в зубцах участков с высокой индукцией и суммарное магнитное напряжение будет ниже, чем у зубцов с другой конфигурацией. Таким же образом были выбраны пазы ротора грушевидной формы.
Воздушный зазор выбран небольшим, что привело к уменьшению магнитодвижущей силы и тока намагничивания. Так же уменьшатся суммарные потери, благодаря чему в рабочих характеристиках, повысились значения cos^ и КПД. Количество пазов ротора, выбрано исходя из рекомендаций, которые основаны на изучении влияния соотношения числа зубцов статора и ротора на кривую момента, а также шумы и вибрации. Пазы ротора выполнены со скосом.
В рассчитанных пусковых характеристиках, кратность пускового тока получилась в допустимых пределах, которые установлены ГОСТ 19523 - 74,а пусковой момент достаточным. Кратность его не превысила заданное значение, установленное стандартом. Можно задавать пусковой момент, путем изменения плотности тока в обмотке ротора или индукции в зубцах ротора.
Тепловой расчет показал, что двигатель имеется запас по температуре нагрева обмотки статора, а вентилятор обеспечивает расход воздуха почти с двукратным запасом.
В механическом расчете определен общий прогиб вала от действия силы тяжести ротора и силой, обусловленной соединением муфтой. По критической частоте вращения, вал имеет огромные запасы.
В специальной части был произведен анализ частотного регулирования асинхронного двигателя, из которого можно сделать вывод, что двигатель устойчиво работает при изменении частоты, сохраняя свои механические характеристики. Это особенно актуально для энергетических систем с ограниченными мощностями, т.к. этот способ позволяет снизить энергозатраты и не навредить технологическому процессу производства.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
