📄Работа №199331
Тема: Модернизация асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором для системы ПЧ-АД
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Электроэнергетика
Объем:
49 листов
Год:
2023
Просмотров:
33
4650
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 8
2 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ 10
2.1 Выбор основных размеров 10
2.2 Обмотка и зубцовая зона статора 12
2.2.1 Пазы статора и воздушный зазор 15
2.3 Расчет ротора 18
2.4 Расчет магнитной цепи 22
2.5 Параметры обмотки статора для установившегося режима 25
2.6 Расчет потерь 29
2.7 Расчет обмотки возбуждения 32
2.8 Расчет пусковых характеристик 35
2.9 Расчет пусковых характеристик с учетом влияния вытеснения тока и
насыщения от полей рассеивания 38
3 РАСЧЕТ АД В ANSYS ELECTRONICS DESKTOP 43
4 МОДЕЛИРОВАНИЕ МОДЕРНИЗАЦИИ В ПРОГРАММЕ ANSYS
ELECTRONICS 47
4.1 Общие сведения модернизации 47
4.2 Расчет с измененными параметрами 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51
ПРИЛОЖЕНИЕ А Рабочие характеристики АД 52
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 8
2 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ 10
2.1 Выбор основных размеров 10
2.2 Обмотка и зубцовая зона статора 12
2.2.1 Пазы статора и воздушный зазор 15
2.3 Расчет ротора 18
2.4 Расчет магнитной цепи 22
2.5 Параметры обмотки статора для установившегося режима 25
2.6 Расчет потерь 29
2.7 Расчет обмотки возбуждения 32
2.8 Расчет пусковых характеристик 35
2.9 Расчет пусковых характеристик с учетом влияния вытеснения тока и
насыщения от полей рассеивания 38
3 РАСЧЕТ АД В ANSYS ELECTRONICS DESKTOP 43
4 МОДЕЛИРОВАНИЕ МОДЕРНИЗАЦИИ В ПРОГРАММЕ ANSYS
ELECTRONICS 47
4.1 Общие сведения модернизации 47
4.2 Расчет с измененными параметрами 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51
ПРИЛОЖЕНИЕ А Рабочие характеристики АД 52
📖 Аннотация
В данной выпускной квалификационной работе исследуется проблема повышения энергоэффективности асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в составе системы частотно-регулируемого электропривода (ПЧ-АД). Актуальность исследования обусловлена широким распространением АД в системах вентиляции и водоснабжения, где характерна переменная нагрузка, приводящая к значительному снижению коэффициента мощности и КПД при работе на пониженной мощности, что в условиях роста стоимости энергоресурсов требует оптимизации. Целью работы является модернизация серийного двигателя мощностью 4 кВт путем электромагнитного перерасчета ключевых параметров: длины активной части и числа витков в пазу статора. В результате проведенного проектирования и последующего компьютерного моделирования в среде Ansys Electronics Desktop (RMxprt/Maxwell) была подтверждена работоспособность модернизированной конструкции, обеспечивающей повышение энергоэффективности на 2–2,5% по сравнению с базовым вариантом при номинальном режиме, что выражается в достижении КПД 81% и выходной мощности 4 кВт при частоте вращения 975 об/мин. Научная значимость заключается в апробации методики проектирования, основанной на трудах И.П. Копылова, а практическая – в разработке конкретных инженерных решений, применимых для модернизации существующих электроприводов. Теоретической основой исследования послужили работы таких авторов, как В.И. Радин, рассматривающий основы теории асинхронных машин, И.П. Копылов, предложивший методику проектирования, а также О.О. Муравлева и Г.К. Вороновский, исследующие вопросы энергоэффективности в регулируемом электроприводе.
📖 Введение
В настоящее время, в связи со значительным подорожанием энергоносителей, встаёт проблема энергосбережения. Значительная доля электроэнергии потребляется асинхронными двигателями, которые используются для приводов вентиляторов и насосов холодной и горячей воды. Для технологического процесса насосных агрегатов характерна неравномерность нагрузки. Уменьшение нагрузки от номинальной приводит к снижению энергетических показателей асинхронного двигателя. Уменьшение нагрузки в 2 раза может привести к снижению КПД на 3-4% и cos ф на 20-22 % [1].
Улучшить рабочие свойства асинхронного двигателя при работе с неравномерной нагрузкой, можно заменой нерегулируемых электроприводов на электроприводы с частотным управлением. В этом случае, повышение энергоэффективности возможно двумя путями: совершенствование
преобразователей и совершенствование двигателей. В выпускной квалификационной работе (ВКР) рассматривается второе направление - совершенствование электродвигателей.
Целью ВКР является модернизация серийного асинхронного двигателя (АД) для повышения его энергоэффективности. Параметры модернизации двигателя: l (длина активной части) и W (количество витков в пазу статора).
Актуальность и практическая ценность работы заключается в повышении энергоэффективности двигателя.
Задачей ВКР является получение лучших энергетических показателей модернизированного АД по сравнению с серийным вариантом при работе с преобразователем частоты (ПЧ). Расчет проводился по методике И.П. Копылова [2], и работам Томского политехнического университета [3].
Введение раскрывает актуальность, цель исследования, раскрывает теоретическую и практическую значимость работы.
В первой главе сформулирована постановка задачи.
Вторая глава посвящена выполнению электромагнитного расчета.
Третья глава посвящена моделированию АД в программе Ansys Electronics Desktop - RMxprt /Maxwell 2D Design.
В четвертой главе рассмотрена модернизация АД в программе Ansys Electronics Desktop - RMxprt / Maxwell 2D Design.
В заключении подводятся итоги расчета, формируются окончательные выводы по рассматриваемой теме.
Улучшить рабочие свойства асинхронного двигателя при работе с неравномерной нагрузкой, можно заменой нерегулируемых электроприводов на электроприводы с частотным управлением. В этом случае, повышение энергоэффективности возможно двумя путями: совершенствование
преобразователей и совершенствование двигателей. В выпускной квалификационной работе (ВКР) рассматривается второе направление - совершенствование электродвигателей.
Целью ВКР является модернизация серийного асинхронного двигателя (АД) для повышения его энергоэффективности. Параметры модернизации двигателя: l (длина активной части) и W (количество витков в пазу статора).
Актуальность и практическая ценность работы заключается в повышении энергоэффективности двигателя.
Задачей ВКР является получение лучших энергетических показателей модернизированного АД по сравнению с серийным вариантом при работе с преобразователем частоты (ПЧ). Расчет проводился по методике И.П. Копылова [2], и работам Томского политехнического университета [3].
Введение раскрывает актуальность, цель исследования, раскрывает теоретическую и практическую значимость работы.
В первой главе сформулирована постановка задачи.
Вторая глава посвящена выполнению электромагнитного расчета.
Третья глава посвящена моделированию АД в программе Ansys Electronics Desktop - RMxprt /Maxwell 2D Design.
В четвертой главе рассмотрена модернизация АД в программе Ansys Electronics Desktop - RMxprt / Maxwell 2D Design.
В заключении подводятся итоги расчета, формируются окончательные выводы по рассматриваемой теме.
✅ Заключение
В процессе дипломного проектирования по заданным параметрам был рассчитан и промоделирован асинхронный двигатель мощностью 4,0 кВт, номинальным фазным напряжением 220 В, частотой вращения 1000 об/мин для привода насоса.
В ходе работы была определена геометрия машины, рабочие и пусковые характеристики двигателя. Далее проведенное моделирование в программе Ansys Electronics Desktop - RMxprt/Maxwell помогло убедиться в достоверности произведенных расчетов.
В результате моделирования спроектированный двигатель имеет коэффициент полезного действия 81% и выдает мощность 4,0 кВт при номинальной частоте вращения 975 об/мин, что в полной степени подтверждают расчёты.
Произведена комплексная модернизация двигателя, в которой мы достигли поставленной цели, а именно улучшение энергоэффективности двигателя на 2-2,5% при частоте сети, но затраты на материалы возросли.
При разработке квалификационной работы были использованы следующие программные средства: MathCad, Microsoft Office, Ansys Electronics Desktop - RMxprt/Maxwell.
В ходе работы была определена геометрия машины, рабочие и пусковые характеристики двигателя. Далее проведенное моделирование в программе Ansys Electronics Desktop - RMxprt/Maxwell помогло убедиться в достоверности произведенных расчетов.
В результате моделирования спроектированный двигатель имеет коэффициент полезного действия 81% и выдает мощность 4,0 кВт при номинальной частоте вращения 975 об/мин, что в полной степени подтверждают расчёты.
Произведена комплексная модернизация двигателя, в которой мы достигли поставленной цели, а именно улучшение энергоэффективности двигателя на 2-2,5% при частоте сети, но затраты на материалы возросли.
При разработке квалификационной работы были использованы следующие программные средства: MathCad, Microsoft Office, Ansys Electronics Desktop - RMxprt/Maxwell.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.