Введение……………………………………………………………………..8
1. Электромагнитный расчет………………………………………………..9
1.1.1 Обоснование и выбор главных размеров………………………….....9
1.1.2 Определение числа пазов статора, количества витков и площади
поперечного сечения провода обмотки статора……………………..11
1.1.3 Расчет зубцовой зоны статора и воздушного зазора………………..13
1.1.4 Расчет ротора…………………………………………………………..15
1.1.5 Расчет магнитной цепи………………………………………………..18
1.1.6 Параметры рабочего режима…………………………………………22
1.1.7 Расчет потерь…………………………………………………………..27
1.1.8 Расчет рабочих характеристик………………………………………..30
1.1.9 Расчет пусковых характеристик ……………………………………...33
1.2 Тепловой и вентиляционный расчет……………………………………41
1.3 Механический расчет……………………………………………………45
1.3.1 Расчет вала на жесткость………………………………………………45
1.3.2 Расчет вала на прочность……………………………………………...47
1.3.3 Выбор подшипников…………………………………………………..49
1.4 Специальная часть……………………………………………………….50
2. Технологическая часть……………………………………………………59
2.1 Анализ конструкции на технологичность……………………………...59
2.2 Составление схемы сборки……………………………………………...61
2.3 Выбор оборудования, приспособления для сборки и испытаний……612.4 Разработка маршрутной технологии сборки……………………………63
2.5 Нормы времени на операции и оборудование…………………………..64
3. Финансовый менеджмент, ресурсоэфективность и ресурсосбережение.71
4. Социальная ответственность……………………………………………….95
5. Заключение…………………………………………………………………112
6. Список использованной литературы……………………………………...114
Объектом исследования - асинхронный двигатель с короткозамкнутым
ротором.
Цель работы – анализ способов повышения энергоэффективности при
проектировании асинхронных двигателей, освоение методики проектирования
энергоэффективных машин.
В процессе исследования проведен электромагнитный расчет
включающий: расчет параметров статора и ротора, магнитной цепи, расчет
потерь, построение рабочих и пусковых характеристик, тепловой и
механический расчеты.
В результате исследования был спроектирован энергоэффективный
асинхронный двигатель при изменении числа витков обмотки статора и длины
воздушного зазора.
Исходные данные к работе: высота оси вращения 132 мм, количество
полюсов - 4, номинальная мощность 7.5 кВт.
Область применения: общепромышленный.
Экономическая эффективность/значимость работы: снижение
энергопотребления по сравнению с обычными двигателями, повышение
надежности двигателя.
Введение
Энергоэффективный двигатель представляет собой двигатель
общепромышленного исполнения, который проектируется с применением
специальных подходов, например, с увеличенным значением массы активных
материалов, их качества, более надежной изоляцией, замены составных частей
двигателя на новые модификации с улучшенными характеристиками
энергосбережения. В результате можно получить снижение до 20%
суммарных потерь мощности двигателя. В итоге, можно получить увеличение
КПД двигателя на 2-5%, меньший перегрев обмоток статора, меньший шум и
вибрацию, увеличенный срок службы и повышенную надежность. Разумеется,
стоимость энергоэффективного двигателя соответственно выше, но эти
затраты окупятся за счет меньшего электропотребления в будущем.
В данной выпускной квалификационной работе рассмотрен асинхронный
двигатель с короткозамкнутым ротором. Поскольку, такой двигатель,
наиболее распространенный – около 60% потребляемой энергии приходится
именно на него, а также приводы на базе асинхронных двигателей охватывают
практически все технологические процессы.
На сегодняшний момент, приняты четыре класса энергоэффективности
двигателей – IE1, IE2, IE3 и IE4, согласно Международной
Электротехнической Комиссии (IE1 -стандартный класс, IE2 - высокий класс,
IE3 - сверхвысокий класс, IE4 - максимально высокий класс).
На данный момент используется класс IE2. Уже начиная с 1 января 2017 года
все европейские производители двигателей будут производить
электродвигатели класса энергоэффективности не ниже IE3.
В данной выпускной квалификационной работе произведен расчет
энергоэфективного двигателя, при котором за счет увеличении длины
магнитопровода статора и уменьшении числа витков обмотки статора
проиcходит увеличение значения КПД двигателя.1.4 С
В процессе выполнения данной выпускной квалификационной работы
спроектирован асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором с
мощностью 7.5 кВт, числом полюсов 2p=4, высота оси вращения h=132 мм,
степень защиты IP54.
В разделе электромагнитный расчет выполнены выбор главных
размеров, произведен расчет параметров статора, ротора, магнитной цепи,
параметров рабочего режима, а также расчет потерь. В расчете рабочих и
пусковых характеристик найдены значения КПД и cosϕ, кратности пускового
тока и момента находятся в допустимых пределах. В механическом расчете
рассчитаны значения прочности и жесткости вала двигателя. В тепловом
расчете, при использовании в двигателе класса изоляции F, имеется большой
температурный запас как для обмотки статора, так и для двигателя в целом.
В разделе специальная часть рассмотрено проектировании
энергоэффективного двигателя. Удалось получить увеличении
энергетических характеристик машины для класса энергоэффективности IE2.
При выполнении технологической части разработан технологический
процесс общей сборки двигателя, для этого были выбраны необходимое
оборудование и оснастка, рассчитаны нормы времени на операции и построена
диаграмма загрузки оборудования.
В разделе финансовый менеджмент, ресурсоэфективность и
ресурсосбережение рассмотрено сравнение затрат при использовании классов
энергоэффективности IE1, IE2, IE3.На основании этих данных выполнено формирование бюджета затрат
научно-исследовательского проекта.
В разделе социальная ответственность произведен анализ вредных и
опасных факторов, возникающих в процессе общей сборки двигателя.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
