Проектирование электрических машин

Содержание

Аннотация…………………………………………………………………. 3     

Введение ………………………………………………………….……..… 4 

Задание на расчет. Выбор  аналогов……………………………………… 6

Выбор главных размеров ……………………………………….………. ..7

Расчет статора ………………………………………………....……..…… 9

Расчет размеров зубцовой зоны статора.…………………………..……..11

Расчет ротора ……………………………………………...………….……13

Расчет магнитной цепи ……………………………………………………16

Параметры рабочего режима ………………………………………….…. 19

Расчет потерь …………………………………...……………….………… 23

Расчет рабочих характеристик  …………………………………………… 25

Расчет пусковых характеристик  ……………………………...…….…….. 28

Тепловой расчет ………………………………………………….….…….. 31

Вентиляционный расчет……………………………..……….…………….34

Механический расчет ……………….…………………………………….. 35

Расчет подшипников ………………...……………………………………. 39

Заключение …………………..………………………………….………… 42

Список используемой литературы ………………………...…….………. 43

 

 

Аннотация

В данном курсовом проекте  проводится проектирование асинхронного двигателя общепромышленного назначения мощностью P2=15 кВт, синхронной частотой вращения n=1500 об/мин (2p=4), степенью защиты IP 54, способу монтажа IM 1001.

Курсовой проект содержит подробную пояснительную записку, в которой произведены расчеты  магнитной и электрической цепи, рабочих и пусковых характеристик, а так же чертежи двигателя, листов статора и ротора, рабочих и  пусковых характеристик.

 

 

Введение

Электрические машины в общем  объеме производства электротехнической промышленности занимают основное место, поэтому их технико- экономические  показатели и эксплуатационные свойства имеют важное значение для экономики  нашей страны.

Проектирование электрических  машин- это искусство, соединяющее  знание процессов электромеханического преобразования энергии с опытом, накопленным поколениями инженеров- электромехаников, умение применять  вычислительную технику и талантом инженера, создающего новую или улучшающего  уже выпускаемую машину.

При создании электрической  машины рассчитываются размеры статора  и ротора, выбираются типы обмоток, обмоточные провода, изоляция, материалы  активных и конструктивных частей машины. Отдельные части машины должны быть так сконструированы и рассчитаны, чтобы при её изготовлении трудоемкость и расход материалов были наименьшими, а при эксплуатации машина обладала высокой надежностью и наилучшими энергетическими показателями, при  этом электрическая машина должна соответствовать  условиям применения её в электроприводе.

При проектировании электрических  машин необходимо учитывать соответствие их технико– экономических показателей современному уровню при соблюдении требований государственных и отраслевых стандартов, а также назначения и условия эксплуатации, стоимость активных и конструктивных материалов, КПД, технологию производства. Надежность в работе и патентную чистоту. Расчет и конструирование электрических машин неотделимы от технологии их изготовления. Поэтому при проектировании необходимо учитывать возможности электротехнических заводов, стремиться в максимальному снижению трудоемкости изготовления электрических машин.

Асинхронной машиной называется двухобмоточная электрическая машина переменного тока, у которой только одна обмотка получает питание от электрической сети с постоянной частотой ω1, а вторая – замыкается накоротко или на электрические сопротивления.

Простота конструкции, надежность, высокое значение коэффициента полезного  действия асинхронных двигателей (АД) мощностью от 0,025 до 350 кВт объясняют широкое их применение в электроприводах. Известно, в частности, что приводы с использованием АД потребляют до 60% мирового объема производства электроэнергии.

Выпускаемые заводами асинхронные  двигатели предназначаются для  работы в  определённых условиях с  определёнными техническими данными, называемыми номинальными. К числу  их относятся:

  1. Механическая мощность, развиваемая двигателем, Pн = P2н ;
  2. Частота сети f1 ;
  3. Линейное напряжение статора U1л;
  4. Линейный ток статора I1л;
  5. Частота вращения ротора nн;
  6. Коэффициент мощности cos φ1н;
  7. Коэффициент полезного действия ηн.

Номинальные данные асинхронных  двигателей варьируются в очень  широких пределах. Номинальная мощность – от долей ватта до десятков тысяч киловатт. Номинальная синхронная частота вращения от 3000 до 500 об/мин  и менее в особых случаях; при  повышенных частотах – до 100000 об/мин  и более. Номинальный КПД асинхронных  двигателей возрастает с ростом их мощности и частоты вращения .

 

Задание на расчет:

P2=15 кВт

2р=4

Номинальное напряжение: 380/660 В

Степень защиты: IP54

Класс нагревостойкости: F

Климатическое исполнение: У3

1) Выбор аналогов.

1.Тип двигателя: 7AVER160S4ie2

Номинальная мощность: P2=15 кВт

Номинальная частота вращения:  n=1450 об/мин

Коэффициент полезного действия: η=91,8%

Коэффициент мощности: cosφ2=0,82

Высота оси вращения: 160 мм

Номинальный ток при 380В: Iн=30,3 А

Номинальный момент: Мн=99 Нм

Индекс механической характеристики: 1

   ;  ;  ;

Динамический момент инерции  ротора: Мдин=0,087

Масса IM1001: 120 кг

Сервис фактор: 1,15

Степень защиты: IP54

Класс нагревостойкости изоляции: F

2p=4

2.Тип двигателя: АИР160S4

Номинальная мощность: P2=15 кВт

Номинальная частота вращения:  n=1460 об/мин

Коэффициент полезного действия: η=91,8%

Коэффициент мощности: cosφ2=0,87

Номинальный ток при 380В: Iн=29 А

   ;   ;   ;

Динамический момент инерции  ротора: Мдин=0,06

Масса: Al: 98 кг

             Iron: 120 кг

Степень защиты: IP54

Класс нагревостойкости изоляции: F

2p=4

2) Выбор главных размеров.

Предварительно определим  высоту оси вращения (по рис.9.18[1]): h=160 мм

По рис.9.18[1] выберем величину h1min. Принимаем литую станину:        h1min=19 мм.

По табл. 9.8[1] выберем внешний  диаметр статора в зависимости  от высоты оси вращения: Da=0,28 м.

По табл. 9.9[1] выберем отношение  при 2p=4: .

Определим по 9.2[1] внутренний диаметр статора:

м

Определим по 9.3[1] полюсное деление τ:

м

По табл. 9.4[1] определим  расчетную мощность:

 

По рис.9.20[1] выберем отношение  ЭДС обмоток статора к номинальному напряжению :

По рис.9.21[1] определим  η и cosφ:

η=89%; cosφ=0,88

 

 

Определим :

 

По рис.9.22[1] произведем выбор  электромагнитных нагрузок А и Вδ:

Вδ=0,76 Тл; А=

Принимаем значения коэффициентов  полюсного перекрытия aδ и kв равными:

;

Предварительно примем значение обмоточного коэффициента kоб1 (для двухслойной обмотки при 2р=4) равным 0,92:

По (9.5)[1] рассчитаем синхронную угловую частоту двигателя:

 

По (9.6)[1] расчетная длина  магнитопровода равна :

 

Определим  λ: 

 

По рис.9.25[1] получаем, что  λ входит в допустимые пределы. Следовательно, главные размеры выбраны правильно.

В результате проделанных  вычислений получены следующие значения:

h=160 мм        Da=0,28 м     τ=0,143 м

D=0,182 м       lδ=0,138 м

 

 

 

 

 

3) Расчет статора.

По рис.9.26[1] выберем диапазон значений зубцовых делений статора:

,  м

Тогда возможное число  пазов статора, соответствующее  выбранному диапазону 

 

 

Примем Z1=48. Тогда

 

Окончательное значение

 

Определим (по 9.17[1]) число эффективных проводников в пазу

При а=1 (параллельные ветви  в обмотке отсутствуют):

 

 

Тогда:

 

Примем а=2, тогда 

Окончательное число витков  фазе обмотки (по 9.20[1]):

 

Окончательное значение линейной нагрузки (по 9.21[1]):

 

 

Примем β=0,85, тогда обмоточный коэффициент (по 3.4[1]):

 

Уточним значение потока Ф (по 9.22[1]):

 

Индукция в воздушном  зазоре (по 9.23[1]):

 

Значения  и находятся в допустимых пределах (по рис.9.22 б[1]).

По рис.9.22 б[1] определим (AJ): AJ=

Плотность тока в обмотке  статора (по 9.25[1]):

 

Площадь поперечного сечения  эффективного проводника по 9.24[1]:

 

Принимаем обмоточный провод марки ПЭТВ , dэл=1,40 мм2; qэл=1,539 мм2;

qэ.ср.=1,539 мм2.

Плотность тока в обмотке  статора (окончательно) по (9.27)[1]:

 

 

 

 

 

 

 

 

4) Расчет размеров зубцовой зоны статора.

Паз статора определяем по рис.9.29,а[1] с соотношением размеров, обеспечивающих параллельность боковых граней зубцов (трапециедальный паз).

Угол наклона грани  клиновой части:

β=45º

Принимаем предварительно по табл. 9.12[1]:

Bz1=1,7 Тл;  Bа=1,4 Тл; тогда по 9.37[1]:

 

(по табл. 9.13[1] для оксидированной стали марки 2013 kc=0,97)

Высота ярма статора по 9.28[1]:

 

 Размеры паза в штампе: hш=1 мм, β=45º ,bш=3,7 мм (по табл. 9.16[1]).

Высота паза:

 

По (9.40)[1]:

 

По (9.39)[1]:

 

По (9.42)-( 9.45)[1]: 

 

Размеры паза в свету с  учетом припуска на сборку:

 мм

 мм (по (9.14)[1])

 мм

  мм

Площадь поперечного сечения  паза для размещения проводников  обмотки по (9.48)[1]:

 

 В данной формуле:

 – площадь,  занимаемая прокладками в пазу;

 – площадь,  занимаемая корпусной изоляцией  в пазу (по (9.46)[1]):

 

 – односторонняя  толщина изоляции в пазу  (по  табл. (3.1)[1]).

Коэффициент заполнения паза по (3.2)[1]:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5) Расчет ротора.

Воздушный зазор (по рис.(9.31)[1]): δ=0,35 мм

Число пазов ротора (по табл. (9.18)[1]): Z2=38

Внешний диаметр ротора:

Длина магнитопровода ротора:

Зубцовое деление ротора:

 

Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, т.к. сердечник  ротора непосредственно насаживается на вал;

По (9.102)[1]:

 

 (по табл. 9.19[1]).

Ток в обмотке ротора по (9.57)[1]:

, где по (9.58)[1]:

, по (9.66)[1]:

 

(пазы ротора выполняем  без скоса - )

Площадь поперечного сечения  стержня (предварительно) по (9.68)[1]:

 

(Плотность тока в стержне литой клетки принимаем )

Паз ротора определяем по рис.(9.40,б)[1]. Принимаем:

bш=1,5 мм; hш=0,7 мм; h`ш=0,3 мм.

(Трапециедальный закрытый паз, т.к. высота оси вращения лежит в пределах 160…250 мм)

Допустимая ширина зубца  по (9.75)[1]:

 

(Принимаем  Тл по табл. (9.12)[1]).

Размеры паза:

по (9.76)[1]:

 

по (9.77)[1]:

 

по (9.78)[1]:

 

Уточняем ширину зубцов ротора по формулам табл. (9.20)[1]:

 

 

 

 

Принимаем ; ; . Тогда полная высота паза:

 

Площадь поперечного сечения  стержня (по (9.79)[1]):

 

Плотность тока в стержне:

 

Площадь поперечного короткозамыкающего кольца по (9.72)[1]:

 

 

 

 

Размеры короткозамыкающих  колец:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6) Расчет  магнитной цепи.

Магнитопровод из стали 2213; толщина 0,35 мм.

Магнитное напряжение воздушного зазора по (9.103)[1]:

 

В данной формуле:

;

 

 

Магнитное напряжение зубцовой зоны статора по (9.104)[1]:

 

 

Расчетная индукция в зубцах по (9.105)[1]:

 

Для по табл. П1.7[1]:

 

Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора по (9.108)[1]:

 

Из табл. (9.20)[1]:

 

Индукция в зубце по (9.109)[1]:

 

Для по табл. П1.7[1]:

 

 

Коэффициент насыщения зубцовой зоны по (9.115)[1]:

 

Магнитное напряжение ярма статора по (9.116)[1]:

 

длина средней магнитной  силовой линии в ярме статора по (9.119)[1]:

 

где высота ярма статора по (9.120)[1]:

 

По (9.117)[1] индукция в ярме статора:

 

(при отсутствии радиальных  вентиляционных каналов в статоре ), для по табл.П1.6[1] находим .

Магнитное напряжение ярма ротора по (9.121)[1]:

 

Длина средней магнитной силовой  линии в ярме ротора для всех двигателей, кроме двухполюсных, с непосредственной посадкой сердечника ротора на вал по (9.127)[1]:

 

В данной формуле:

 

По (9.122)[1] индукция в ярме ротора:

 

где по (9.124)[1] для четырехполюсных машин при :

 

где для  по табл.П.1.6[1] находим:

Магнитное напряжение на пару полюсов (по (9.128)[1]):

 

Коэффициент насыщения магнитной  цепи по (9.129)[1]:

 

Намагничивающий ток по (9.130)[1]:

 

Относительное значение по (9.131)[1]:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7) Параметры  рабочего режима.

Активное сопротивление  обмотки статора по (9.132)[1]:

 

Длина проводников фазы обмотки  по (9.134)[1]:

 

по (9.135)[1]:

 

по (9.136)[1]:

 

В данной формуле: В=0,01 м

По табл.(9.23)[1]:

по (9.138)[1]:

 

(Для класса нагревостойкости  изоляции F расчетная температура )

КR=1, т.к. в проводниках обмотки статора эффект вытеснения тока проявляется незначительно из-за малых размеров элементарных проводников.

Длина вылета лобовой части  катушки по (9.140)[1]:

, где по табл.(9.23)[1]:

 

Относительное значение r1:

 

Активное сопротивление  фазы алюминиевой обмотки ротора по (9.168)[1]:

 

 

по (9.169)[1]:

 

(примем );

по (9.170)[1]:

 

где для литой алюминиевой  обмотки ротора

Приводим r2 к числу витков обмотки статора по (9.172)[1], (9.173)[1]:

 

Относительное значение:

 

Индуктивное сопротивление  фазы обмотки статора по (9.152)[1]:

 

где по табл.(9.26)[1]:

 

 

(проводники закреплены  пазовой крышкой)

 

 по (9.154)[1].

 

 

 

по (9.159)[1]:

 

по (9.174)[1]:

 

по (9.176)[1]:

 

для и :

Относительное значение:

 

Индуктивное сопротивление  фазы обмотки ротора по (9.177)[1]:

 

где по табл.(9.27)[1]:

 

В данной формуле:

 

 

 

 

по (9.178)[1]:

 

по (9.180)[1]:

 

по (9.181)[1]:

 

т.к. при закрытых пазах 

Приводим  к числу витков статора по (9.172)[1] и по (9.183)[1]:

 

Относительное значение:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8) Расчет  потерь.

Потери в стали основные по (9.187)[1]:

 

Примем . ( для стали 2013 по табл.(9.28)[1] ).

по (9.188)[1]:

 

где - удельная масса стали.

по (9.189)[1]:

 

; .

 

Поверхностные потери в роторе  по (9.134)[1]:

 

по (9.192)[1]:

 

 

для

Пульсационные потери в зубцах ротора по (9.200)[1]:

 

по (9.196)[1]:

 

где ;

Масса стали зубцов ротора по (9.201)[1]:

 

Сумма добавочных потерь в  стали по (9.202)[1]:

 

 

Полные потери в стали  по (9.203)[1]:

 

Механические потери по (9.210)[1]:

 

(для двигателей с 2p=4 коэффициент )

Холостой ход двигателя:

по (9.217)[1]:

 

по (9.128)[1]:

 

где по (9.219)[1]:

 

где по (9.221)[1]:

 

 

9) Расчет  рабочих характеристик.

Параметры:

по (9.184)[1]:

 

по (9.185)[1]:

 

по (9.223)[1]:

 

Была использована приближенная формула, т.к.

 

Активная составляющая тока синхронного холостого хода по (9.226)[1]:

 

по (9.227)[1]:

;

 

 

Потери, не изменяющиеся при  изменении скольжения:

 

Рассчитываем рабочие  характеристики для скольжений , принимая предварительно, что .

Номинальные данные спроектированного  двигателя:

P2ном=15 кВт    U1ном=380/660 В I1ном=16,8 А   сosφном=0,912      ηном=0,891

Рабочие характеристики асинхронного двигателя:

№

п/п

Расчетная формула

Раз-

мер-

ность

Скольжение

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

Sном=

0,0246

1

 

Ом

123,3

61,65

41,1

30,83

24,66

20,55

25,06

2

 

Ом

124,2

62,76

42,21

31,94

25,77

21,66

26,17

3

 

Ом

1,65

1,65

1,65

1,65

1,65

1,65

1,65

4

 

Ом

124,43

62,79

42,25

31,98

25,83

21,73

26,23

5

 

А

3,05

6,05

9

11,88

14,71

17,49

14,49

6

 

-

0,999

0,999

0,999

0,998

0,997

0,997

0,998

7

 

-

0,013

0,026

0,036

0,052

0,064

0,076

0,063

8

 

А

3,37

6,37

9,31

12,19

15

17,76

14,78

9

 

 

А

5,77

5,89

6,08

6,34

6,67

7,08

6,64

10

 

А

6,68

8,68

11,12

13,74

16,42

19,11

16,2

11

 

А

3,18

6,29

9,36

12,36

15,3

18,19

15,07

12

 

кВт

3,85

7,26

10,61

13,89

17,1

20,25

16,85

13

 

кВт

0,143

0,242

0,397

0,606

0,865

1,172

0,843

14

 

кВт

0,017

0,068

0,15

0,261

0,4

0,566

0,388

15

 

кВт

0,019

0,036

0,053

0,069

0,086

0,101

0,084

16

 

кВт

0,7

0,866

1,12

1,456

1,871

2,359

1,835

17

 

кВт

3,146

6,396

9,492

12,436

15,233

17,887

15,014

18

 

-

0,818

0,881

0,894

0,895

0,891

0,883

0,891

19

 

-

0,505

0,734

0,837

0,887

0,914

0,929

0,912


 

Уточним значение sном:



 

 

 

 

 

 

 

 

 

sном=0,0246

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10) Расчет  пусковых характеристик.

а) Расчет токов с учетом влияния изменения параметров под  влиянием эффекта вытеснения тока (без  учета влияния насыщения полей  рассеяния)

№

п/п

Расчетная формула

Раз-

мер-

ность

Скольжение

1

0,8

0,5

0,2

0,1

sкр=

0,149

1

=63,58

-

2,08

1,86

1,47

0,93

0,658

0,8

2

 

-

0,9

0,7

0,31

0,067

0,017

0,037

3

 

 

мм

17

19

25

31

32

31,5

4

 

-

1,61

1,47

1,21

1,06

1

1

5

 

-

1,43

1,33

1,15

1,04

1

1

6

 

Ом

0,815

0,758

0,655

0,593

0,57

0,57

7

 

-

0,75

0,8

0,89

0,96

0,98

0,97

8

 

-

1,889

1,975

2,13

2,251

2,286

2,268

9

 

-

0,924

0,939

0,967

0,988

0,994

0,991

10

 

Ом

2,634

2,677

2,755

2,815

2,833

2,824

11

 

Ом

1,912

2,049

2,423

4,133

6,959

5,022

12

 

Ом

5,302

5,346

5,426

5,489

5,507

5,498

13

 

А

67,425

66,371

63,94

55,304

42,82

51,031

14

 

А

69,727

68,677

66,234

57,377

44,535

52,98


 

 

б) Расчет пусковых характеристик  асинхронного двигателя  короткозамкнутым ротором с учетом эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния.

№

п/п

Расчетная формула

Раз-

мер-

ность

Скольжение

1

0,8

0,5

0,2

0,1

sкр=0,149

1

 

-

1,35

1,3

1,2

1,1

1,05

1,01

2

 

 

А

3292

3122

2780

2207

1635

2001

3

 

Тл

6,355

6,028

5,366

4,261

3,157

3,863

4

 

-

0,4

0,41

0,44

0,54

0,68

0,62

5

 

мм

4,92

4,838

4,592

3,772

2,624

3,116

6

 

-

1,35

1,352

1,358

1,382

1,432

1,404

7

 

-

1,008

1,033

1,109

1,361

1,714

1,562

8

 

Ом

1,776

1,788

1,826

1,953

2,135

2,057

9

 

-

1,023

1,023

1,023

1,025

1,027

1,026

10

 

мм

8,076

7,941

7,538

6,192

4,307

5,115

11

 

-

1,327

1,414

1,574

1,714

1,792

1,771

12

 

-

1,008

1,033

1,109

1,361

1,714

1,562

13

 

Ом

1,445

1,501

1,62

1,816

2,032

1,945

14

 

Ом

1,904

2,039

2,41

4,109

6,924

4,995

15

 

Ом

3,254

3,324

3,483

3,814

4,222

4,053

16

 

А

100,8

97,5

89,7

67,8

46,9

59,1

17

 

 

А

102,7

99,4

91,7

69,5

48,3

60,7

18

 

-

1,47

1,45

1,38

1,2

1,09

1,15

19

 

-

6,34

6,136

5,66

4,29

2,98

3,75

20

 

-

1,57

1,7

2

2,49

2,38

2,54


 

Критическое скольжение определяем после расчета всех точек пусковых характеристик по средним значениям  сопротивлений  и , соответствующим скольжениям s=0,2..0,1:

 

 

 

 

Рассчитываем кратность  максимального момента:

Спроектированный асинхронный  двигатель удовлетворяет требованиям  ГОСТ как по энергетическим показателям (КПД и cosφ), так и по пусковым характеристикам.

 

 

 

 

 

 

11) Тепловой расчет.

Превышение температуры  внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха  внутри двигателя по (9.135[1]):

 

по табл. 9.35[1]: К=0,2;

 по (9.313[1]): 

 

где из табл. 9.36[1] для s=sном=0,0246 находим Рэ1=843 Вт; по рис.9.67[1],б: α1=109 ; ;

Перепад температуры в  пазовой части обмотки статора  по (9.316[1]):

 

В данной формуле:

по (9.317[1]): ;

для изоляции класса нагревостойкости F ; для находим ;

 

 

 

Перепад температуры по толщине  изоляции лобовых частей по (9.319[1]):

 

по (9.134[1]): 

 

,.

Превышение температуры  наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри двигателя по (9.320[1]): 

 

Среднее превышение температуры  обмотки статора над температурой оздуха внутри двигателя по (9.321[1]):

 

Превышение температуры  воздуха внутри двигателя над  температурой окружающей среды по (9.322[1]):

 

 

 

В данной формуле:

по (9.326[1]): , где по (9.324[1]):

;

;

 

Среднее превышение температуры  обмотки статора над температурой окружающей среды по (9.328[1]):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12) Вентиляционный  расчет.

Проверка условий охлаждения двигателя:

 

в данной формуле:

по (9.341[1]):

 

Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором по (9.342[1]):

 

 

Нагрев частей двигателя  находится в допустимых пределах.

Вентилятор обеспечивает необходимый расход воздуха.

Вывод: спроектированный двигатель  отвечает поставленным в техническом  задании требованиям.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13) Механический  расчет.

Расчет вала на жесткость  и на прочность.


 

 

 

 

 

 

 

Выберем предварительно подшипники на обоих концах вала. На обоих концах вала разместим шарикоподшипник радиальный однорядный средней серии:

Условное обозначение: 309

d=45 мм

D=100 мм

B=25 мм

r=2,5 мм

с=37000 Н

С0=26200 Н

n=6300

Принимая, что ротор асинхронного двигателя представляет собой сплошной цилиндр с плотностью 8300 кг/м3, его массу можно определить как:

 кг

Определим приведенную силу тяжести:

 Н

 

Определим номинальный вращающий  момент:

 

Определим Sa и Sb. Для этого найдем моменты инерции участков вала.

Для участка а:

 

 

 

Для участка b:

 

 

 

Определим прогиб вала под  действием силы Gp на участке, соответствующем середине магнитопровода (по (8.15[1])):

 

 

 

 

 

Определим дополнительный прогиб вала под серединой магнитопровода, вызываемый силой (по (8.19[1])):

 

Для этого определим :

 

 

Определим первоначальное смещение ротора по (8.21[1]):

 

Определим силу одностороннего магнитного натяжения, вызванную смещением  ротора:

 

Определим прогиб вала, вызванный  силой Т0 (по(8.21[1])):

 

Установившийся прогиб под  действием сил магнитного притяжения (по(8.23[1])):

 

 

Результирующий прогиб вала (по(8.24[1])):

. Данное значение  входит в установленные пределы.

Критическая частота вращения (по(8.25[1])):

 

В расчете на прочность  принимаем коэффициент нагрузки

Напряжение на свободном  конце вала в сечении А:

 

 

 

Напряжение в сечении  В:

 

Нагрузка от установившегося  магнитного притяжения по (8.34[1]):

 

 

 

Напряжение в сечении  Г:

 

 

 

Напряжение в сечении  Е:

 

 

 

Напряжение в сечении  Д:

 

 

 

Из сопоставления полученных данных следует, что наиболее нагруженным  является сечение А, для которого:

 

Таким образом, вал удовлетворяет  всем требованиям механических расчетов.

13) Расчет  подшипников.

 

 

 

 

 

 

Определим радиальную нагрузку на подшипниках:

Из (8.36[1]) и (8.37[1]):

 

 

Примем  – для нагрузки с умеренными толчками

Также примем .

Рассчитаем по (8.35а[1]) и (8.35б[1])  динамическую нагрузку на подшипники:

 Н

 

Определим динамические грузоподъемности подшипников:

 

 

Выбранные подшипники удовлетворяют  поставленным требованиям.

 

 

Заключение.

В результате выполнения курсового  проекта был спроектирован асинхронный  двигатель мощностью 15 кВт, напряжением  питания   380/660 В. Номинальная частота  вращения двигателя составляет 1500 об/мин. В процессе выполнения курсового  проекта были изучены приемы проектирования асинхронных двигателей, особенности  конструкций двигателей различных  исполнений.

Спроектированный двигатель  предназначен для использования  в приводах общепромышленного назначения и удовлетворяет всем необходимым  требованиям и ГОСТам.

Проектирование электрических машин