Помощь студентам в учебе
Проектирование кранового асинхронного двигателя с фазным ротором
|
Введение
1. Электромагнитный расчет
1.1. Выбор главных размеров
1.2. Расчет зубцовой зоны и обмотки статора
1.3. Расчет ротора
1.4. Расчет магнитной цепи
1.5. Параметры рабочего режима
1.6. Расчет потерь
1.7. Холостой ход
1.8. Расчет рабочих характеристик
1.9. Расчет пусковых характеристик
2. Тепловой расчет
3. Механический расчет
4. Специальная часть
5. Технологическая часть
5.1 Введение
5.2 Анализ исходных данных
5.3 Оценка технологичности конструкции
5.4 Расчет усилий запрессовки ротора без вала на вал и выбор оборудования и оснастки для запрессовки
5.5 Схема сборки ротора
5.6 Маршрутная технология сборки
5.7 Расчет норм времени
5.8 Расчет количества оборудования
5.9 Вывод
Заключение
Список литературы
1. Электромагнитный расчет
1.1. Выбор главных размеров
1.2. Расчет зубцовой зоны и обмотки статора
1.3. Расчет ротора
1.4. Расчет магнитной цепи
1.5. Параметры рабочего режима
1.6. Расчет потерь
1.7. Холостой ход
1.8. Расчет рабочих характеристик
1.9. Расчет пусковых характеристик
2. Тепловой расчет
3. Механический расчет
4. Специальная часть
5. Технологическая часть
5.1 Введение
5.2 Анализ исходных данных
5.3 Оценка технологичности конструкции
5.4 Расчет усилий запрессовки ротора без вала на вал и выбор оборудования и оснастки для запрессовки
5.5 Схема сборки ротора
5.6 Маршрутная технология сборки
5.7 Расчет норм времени
5.8 Расчет количества оборудования
5.9 Вывод
Заключение
Список литературы
Значение электрической энергии в народном хозяйстве и в быту трудно переоценить. Электрификация промышленности, транспорта, сельского хозяйства и быта населения дает широкие возможности применения разнообразного электрического оборудования. Одним из основных звеньев такого оборудования являются электрические машины.
Производство краново-подъемных и вспомогательных электродвигателей является одной из важнейших отраслей электромашиностроения. Создание специальных серий крановых электродвигателей вызвано особенностями краново-металлургического электропривода, характеризуемого повторно
кратковременным (в отдельных случаях кратковременным) режимом работы при большей частоте включений, широким диапазоном регулирования скорости и большой кратностью пусковых и перегрузочных вращающих моментов. Двигатели должны обеспечивать режим противовключения. Электродвигатели приводов крановых механизмов работают в условиях повышенной тряски и вибрации, в ряде случаев при высокой температуре окружающего воздуха (до 70°С). К электродвигателям предъявляются повышенные требования по надежности и удобству обслуживания в затрудненных условиях эксплуатации крановых механизмов. Электродвигатели должны работать как в закрытых помещениях, так и на открытом воздухе (в том числе и при низких температурах до минус 50 °С), иметь необходимые конструктивные модификации, удовлетворяющие требованиям современных крановых и металлургических механизмов.
Крановые электродвигатели постоянного и переменного тока широко применяются в настоящее время на кранах всех видов, экскаваторах, вспомогательных металлургических приводах других механизмах с повторнократковременным режимом работы. В связи с широким распространением крановых электродвигателей для привода вспомогательных металлургических механизмов их часто называют краново-металлургическими.
Условия применения крановых электродвигателей определяют особенности их конструкции по системе защиты от внешней среды. Электродвигатели большей части разработанных серий выполняются закрытыми с естественным охлаждением или с внешним обдувом (либо с независимой вентиляцией).
Наибольшее распространение в электроприводе крановых механизмов получили асинхронные электродвигатели, масса, стоимость и эксплуатационное обслуживание которых ниже, чем у электродвигателей постоянного тока.
Крановые асинхронные двигатели характеризуются большим значением магнитного потока, несколько меньшей площадью пазов, повышенным значением намагничивающего тока, увеличенной перегрузочной способностью и повышенными тепловыми нагрузками обмоток в сравнении с двигателями общепромышленного применения, предназначенными для продолжительного режима работы. При этом значения предельных насыщений на отдельных участках магнитной цепи мало отличаются от значений, принятых для обычных асинхронных машин.
Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором проще по устройству и обслуживанию, а также дешевле и надежнее в работе, чем двигатели с фазным ротором, но не имеют возможности регулирования частоты вращения.
Применение двигателя с фазным ротором позволяет в роторной цепи через контактные кольца увеличить активное сопротивление. Увеличение активного сопротивления позволяет при запуске электродвигателя уменьшить пусковой ток и увеличить пусковой момент. Увеличение активного сопротивления обмотки ротора осуществляется с помощью реостатов. Пусковые характеристики асинхронного двигателя при реостатном пуске наиболее благоприятны, так как высокие значения моментов достигаются при невысоких значениях пусковых токов.
В данном дипломном проекте проводится расчет кранового шестиполюсного асинхронного двигателя с фазным ротором мощностью 30 кВт, высотой оси вращения 200 мм, предназначенного для работы в повторнократковременном режиме ПВ40%.
Производство краново-подъемных и вспомогательных электродвигателей является одной из важнейших отраслей электромашиностроения. Создание специальных серий крановых электродвигателей вызвано особенностями краново-металлургического электропривода, характеризуемого повторно
кратковременным (в отдельных случаях кратковременным) режимом работы при большей частоте включений, широким диапазоном регулирования скорости и большой кратностью пусковых и перегрузочных вращающих моментов. Двигатели должны обеспечивать режим противовключения. Электродвигатели приводов крановых механизмов работают в условиях повышенной тряски и вибрации, в ряде случаев при высокой температуре окружающего воздуха (до 70°С). К электродвигателям предъявляются повышенные требования по надежности и удобству обслуживания в затрудненных условиях эксплуатации крановых механизмов. Электродвигатели должны работать как в закрытых помещениях, так и на открытом воздухе (в том числе и при низких температурах до минус 50 °С), иметь необходимые конструктивные модификации, удовлетворяющие требованиям современных крановых и металлургических механизмов.
Крановые электродвигатели постоянного и переменного тока широко применяются в настоящее время на кранах всех видов, экскаваторах, вспомогательных металлургических приводах других механизмах с повторнократковременным режимом работы. В связи с широким распространением крановых электродвигателей для привода вспомогательных металлургических механизмов их часто называют краново-металлургическими.
Условия применения крановых электродвигателей определяют особенности их конструкции по системе защиты от внешней среды. Электродвигатели большей части разработанных серий выполняются закрытыми с естественным охлаждением или с внешним обдувом (либо с независимой вентиляцией).
Наибольшее распространение в электроприводе крановых механизмов получили асинхронные электродвигатели, масса, стоимость и эксплуатационное обслуживание которых ниже, чем у электродвигателей постоянного тока.
Крановые асинхронные двигатели характеризуются большим значением магнитного потока, несколько меньшей площадью пазов, повышенным значением намагничивающего тока, увеличенной перегрузочной способностью и повышенными тепловыми нагрузками обмоток в сравнении с двигателями общепромышленного применения, предназначенными для продолжительного режима работы. При этом значения предельных насыщений на отдельных участках магнитной цепи мало отличаются от значений, принятых для обычных асинхронных машин.
Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором проще по устройству и обслуживанию, а также дешевле и надежнее в работе, чем двигатели с фазным ротором, но не имеют возможности регулирования частоты вращения.
Применение двигателя с фазным ротором позволяет в роторной цепи через контактные кольца увеличить активное сопротивление. Увеличение активного сопротивления позволяет при запуске электродвигателя уменьшить пусковой ток и увеличить пусковой момент. Увеличение активного сопротивления обмотки ротора осуществляется с помощью реостатов. Пусковые характеристики асинхронного двигателя при реостатном пуске наиболее благоприятны, так как высокие значения моментов достигаются при невысоких значениях пусковых токов.
В данном дипломном проекте проводится расчет кранового шестиполюсного асинхронного двигателя с фазным ротором мощностью 30 кВт, высотой оси вращения 200 мм, предназначенного для работы в повторнократковременном режиме ПВ40%.
При выполнении квалификационной работы разработан асинхронный двигатель с фазным ротором. Для заданных номинальной мощности Р2н=30 кВт, напряжении инф=220 В.Определены:
- КПД двигателя п = 0,876;
- Коэффициент мощности cos ф =0,811;
- Число полюсов 2р=6;
- Класс изоляции «F»;
- Частота вращения пном=964 об/мин;
- Потребляемый ток 1н = 70,6 А.
Определены параметры двигателя, масса активных материалов. Рассчитаны рабочие и пусковые характеристики.
Суммарный прогиб вала от действия силы тяжести ротора и силы одностороннего утяжеления не превышает 10% от величины воздушного зазора. Критическая частота вращения лежит далеко от номинальной. В опасных сечениях вал имеет запасы по прочности.
Превышения температуры нагрева статора находятся в допустимых пределах значений для класса нагревостойкости F (до 120оС).
В специальной части выпускной квалификационной работы был рассчитан пуско - тормозной реостат, построена пусковая диаграмма асинхронного двигателя с фазным ротором. По результатам расчета выбран типовой комплект - блок резисторов Б6МУ2 и составлена монтажная схема соединений ящиков резисторов.
Разработан технологический процесс сборки фазного ротора асинхронного двигателя, проанализированы исходные данные, оценена технологичность конструкции. Разработана схема фазного ротора сборки асинхронного двигателя и его маршрутная карта устанавливающая последовательность и содержание операций. Выбрано оборудование, а также произведен расчет норм времени и количества оборудования. Разработанный технологический процесс соответствует нормам и техническому заданию.
В части финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение рассматривается вопросы технико-экономического обоснования производства тягового асинхронного двигателя, путем сравнения двух вариантов базового и предлагаемого двигателя. Результаты технико-экономического обоснования позволили оценить целесообразность производства двигателя, рассчитать затраты на его изготовление.
В разделе «Социальная ответственность» произведён анализ опасных и вредных производственных факторов, имеющих место на участке сборки, анализ причин травматизма, а так же определены меры по технике безопасности, противопожарной безопасности, производственной санитарии, по охране труда и окружающей среды.
Спроектированный асинхронный двигатель с фазным ротором соответствует требованиям и стандартам.
- КПД двигателя п = 0,876;
- Коэффициент мощности cos ф =0,811;
- Число полюсов 2р=6;
- Класс изоляции «F»;
- Частота вращения пном=964 об/мин;
- Потребляемый ток 1н = 70,6 А.
Определены параметры двигателя, масса активных материалов. Рассчитаны рабочие и пусковые характеристики.
Суммарный прогиб вала от действия силы тяжести ротора и силы одностороннего утяжеления не превышает 10% от величины воздушного зазора. Критическая частота вращения лежит далеко от номинальной. В опасных сечениях вал имеет запасы по прочности.
Превышения температуры нагрева статора находятся в допустимых пределах значений для класса нагревостойкости F (до 120оС).
В специальной части выпускной квалификационной работы был рассчитан пуско - тормозной реостат, построена пусковая диаграмма асинхронного двигателя с фазным ротором. По результатам расчета выбран типовой комплект - блок резисторов Б6МУ2 и составлена монтажная схема соединений ящиков резисторов.
Разработан технологический процесс сборки фазного ротора асинхронного двигателя, проанализированы исходные данные, оценена технологичность конструкции. Разработана схема фазного ротора сборки асинхронного двигателя и его маршрутная карта устанавливающая последовательность и содержание операций. Выбрано оборудование, а также произведен расчет норм времени и количества оборудования. Разработанный технологический процесс соответствует нормам и техническому заданию.
В части финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение рассматривается вопросы технико-экономического обоснования производства тягового асинхронного двигателя, путем сравнения двух вариантов базового и предлагаемого двигателя. Результаты технико-экономического обоснования позволили оценить целесообразность производства двигателя, рассчитать затраты на его изготовление.
В разделе «Социальная ответственность» произведён анализ опасных и вредных производственных факторов, имеющих место на участке сборки, анализ причин травматизма, а так же определены меры по технике безопасности, противопожарной безопасности, производственной санитарии, по охране труда и окружающей среды.
Спроектированный асинхронный двигатель с фазным ротором соответствует требованиям и стандартам.