8

Министерство образования Российской Федерации

СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ

Санкт-Петербургской государственной лесотехнической

академии им. С.М.Кирова

Кафедра ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ

Курсовое проектирование асинхронных двигателей

Методические указания к курсовому проектированию

Для специальности «Электрификация и автоматизация

сельского хозяйства»

Сыктывкар 2003

ВВЕДЕНИЕ

По своим показателям и характеристикам электрические машины удовлетворяют самым разнообразным требованиям различных отраслей народного хозяйства. Они различаются по принципу действия, мощности, напряжению, частоте вращения, режиму работы, конструктивным формам и параметрам и т.д.

Для современного электромашиностроения свойственны единые серии электрических машин, характеризуемых общностью назначения и подобием конструкции по всей серии. С учетом этого законы проектирования машин также характеризуются общностью, устанавливающей наиболее целесообразные соотношения основных размеров и параметров.

Основные методы проектирования электрических машин создавались на основе этих законов и большого опыта проектирования и длительной эксплуатации. Поэтому при проектировании особое внимание уделяется расчету и проектированию серийных электрических машин. Однако студент в своей работе проектирует единичную машину, и для более глубокого усвоения проектирование рекомендуется вести «вручную». При этом необходимо учитывать многие, подчас противоречивые факторы, которые должны быть приведены к единым критериям. Это делает необходимым многовариантность расчетов отдельных параметров и характеристик машин.

Курсовой проект (работа) имеет целью ознакомить студента с современной практикой проектирования электрических машин и ее основными проблемами, научить студента применять полученные знания при решении реальной задачи, воспитать и развить навыки самостоятельной работы и самостоятельного принятия решений. Каждый студент выполняет индивидуальное задание, пользуясь рекомендуемой литературой. При этом студент должен ознакомиться с возможными вариантами расчетных и конструктивных решений, оценить их достоинства и недостатки, обосновать принятое им решение.

Настоящие методические указания включают:

содержание курсового проекта (работы),

указания по оформлению и защите,

варианты заданий,

перечень учебной литературы,

методические рекомендации по выполнению тех разделов проекта (работы), при выполнении которых студенты наиболее часто совершают ошибки или которые недостаточно полно освещены в литературе.

Использование настоящих указаний позволит студентам ориентироваться в литературе по проектированию и преодолеть трудности, встречаемые при проектировании электрических машин. Выполнение проекта предполагает знание физических процессов и основных вопросов теории асинхронных машин.

1. Техническое задание на курсовой проект

Студенты специальности «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства» выполняют один курсовой проект (работу) по электрическим машинам – по асинхронным двигателям с короткозамкнутым или фазным ротором. Предусмотренный заданием объем работы в расчетной части проекта (работы) должен соответствовать требованиям настоящих указаний.

Проектное задание (Приложение №1) включает:

• номинальные данные асинхронной машины,

• категории конструктивного и климатического исполнения,

• вид защиты от воздействия окружающей среды,

• режим работы,

• систему охлаждения.

Если нет специальных указаний в задании, то принимается: число фаз – 3, частота сети – 50 Гц, климатическое исполнение, категория размещения – У4, режим работы – длительный, класс нагревостойкости изоляции – F. Установочные и присоединительные размеры, а также требования, неоговоренные в задании, должны удовлетворять соответствующему ГОСТу.

Могут быть заданы дополнительные требования к проектируемому двигателю: наименьшие допустимые значения кратности максимального и минимального моментов, а для короткозамкнутых асинхронных двигателей - предельные значения пускового тока и наименьшие значения пусковых моментов.

Указанные дополнительные требования технического задания необходимо учитывать в начальной стадии проектирования. Так, если проектируемая машина должна иметь большой максимальный момент, то индуктивное сопротивление ее обмоток не должно быть большим. Поэтому в такой машине нецелесообразно выбирать малое значение индукции, большую линейную нагрузку, узкие и глубокие пазы и т.д.

Требования к пусковым характеристикам машин с короткозамкнутым ротором следует обязательно учитывать при выборе конфигурации пазов ротора. Так, узкие и глубокие пазы с сужающейся верхней частью обеспечивают большое увеличение расчетного активного сопротивления ротора при пуске и большие пусковые моменты, но одновременно при таких пазах возрастает индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора и уменьшаются перегрузочная способность двигателя и коэффициент мощности при номинальном режиме.

Полностью учесть все требования технического задания к характеристикам двигателя при выборе размеров магнитопровода и обмоток, не ориентируясь на данные выпущенных машин, очень трудно. Поэтому перед началом расчета следует ознакомиться с конструкцией двигателя одной из существующих серий [1,2]. Например, при проектировании асинхронных двигателей общего назначения малой и средней мощности (до 400 кВт) в качестве базовой модели следует выбирать конструкцию двигателей серии 4А, предусмотренных в техническом задании исполнения, при больших мощностях (более 400 кВт) – серии А3.

Варианты заданий на проектирование представлены в Приложении №2, и задаются преподавателем каждому студенту. Курсовой проект (работа), выполненный не по своему варианту, на проверку не принимается и должен быть выполнен заново. Объем и сроки выполнения основных разделов курсового проекта (работы) представлены в учебном графике (Приложение №3).