10.2. Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора с овальными полузакрытыми пазами. 15
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВО «ОГУ им. И.С. Тургенева»
Факультет «ИПАИТ»
Кафедра «Электрооборудование и энергосбережение»
Пояснительная записка
к курсовому проекту
Тема: «Проектирование трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором»
по дисциплине «Электрические машины».
Выполнил студент группы 31-ЭО:
Галанина Д.С.
Проверил преподаватель:
В.И.Загрядцкий
Оценка ______________
Орёл 2017 г
Содержание
Задание.. 2
2. Введение. 4
3. Главные размеры. 5
4. Сердечник статора. 6
5. Сердечник ротора. 6
6. Обмотка статора. 7
6.1 Обмотка статора с трапецеидальными полузакрытыми пазами. 7
6.2 Размеры элементов обмотки.. 10
7. Обмотка ротора с овальными полузакрытыми пазами. 10
8. Короткозамыкающее кольцо обмотки ротора. 11
9. Расчет магнитной цепи. 12
9.1 МДС для воздушного зазора. 12
9.2 МДС для зубцов при трапецеидальных полузакрытых пазах статора. 12
9.3 МДС для зубцов при овальных полузакрытых пазах ротора. 12
9.4 МДС для спинки статора. 13
9.5 МДС для спинки ротора. 13
9.6 Параметры магнитной цепи. 13
10. Активные и индуктивные сопротивления обмоток. 14
10.1. Сопротивление обмотки статора. 14
10.2. Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора с овальными полузакрытыми пазами. 15
10.3. Сопротивления обмоток преобразованной схемы замещения (с вынесенным на зажимы намагничивающим контуром). 17
11 Расчет Режима Холостого Хода.. 17
12.Расчет Номинального Режима Работы... 18
13 Максимальный Момент 20
14. Начальный пусковой ток и начальный пусковой момент. 21
15. Рабочие Характеристики. 24
16. Пусковые Характеристики. 24
Заключение............................................................................................................................26
Вывод. 27
Список используемой литературы. 28
2. Введение
Асинхронные двигатели – наиболее распространенный вид электрических машин, потребляющих до 70% всей вырабатываемой электроэнергии. Их установленная мощность постоянно возрастает.
Асинхронные двигатели широко применяются в приводах металлообрабатывающих, деревообрабатывающих, и других станков, кузнечно-прессовых, ткацких, швейных, грузоподъемных, землеройных машин, вентиляторов, насосов, компрессоров, в лифтах, в ручном электроинструменте, в бытовых приборах и т. д. Нет отросли техники и быта, где не использовались бы асинхронные двигатели.
Главным образом потребности хозяйств удовлетворяют серийные двигатели общего назначения, но в некоторых случаях, когда требуется соблюдение неких дополнительных условий, двигатели могут модифицировать.
В данном курсовом проекте рассмотрен трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором со следующими характеристиками:
1. Номинальный режим работы S1 – продолжительный режим, который характеризуется продолжительностью работы машины, достаточной для достижения установившейся температуры всех частей электрической машины при неизменной внешней нагрузке.
2. Степень защиты от внешних воздействий IP22 – размещение элетрооборудования в неотапливаемых (промышленных) помещениях и под навесами, так как они защищены от попадания капель и конденсации влаги.
3. Способ охлаждения IC01 – защищенный электродвигатель с самовентиляцией (вентилятор расположен на валу электродвигателя).
4. Монтажное исполнение IM1001 – машина с двумя подшипниковыми щитами на лапах и одним горизонтально направленным цилиндрическим концом вала.
5. Климатические условия и категории размещения У3 – машина предназначена для районов с умеренным климатом для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий.
6. Класс нагревостойкости изоляции F – основными элементами которой являются пропитанные ленты, а расчётная рабочая температура устанавливается равной 155°С.
3. Главные размеры
Количество пар полюсов
Высота вращения оси
h=250 мм
Вращающий момент на валу
По значению h определяю предельно допустимые значения Dн1 max, припуски на штамповку 
:
Dн1 max=452 мм
Двигатель с h=250 мм выполняется с литой станиной.
Наружный диаметр: Dн1=440 мм
Внутренний диаметр сердечника статора
Принимаю D 1 =241,5 мм
Коэффициент k н =0,98
Определяю предварительно 
и 
=0.93
=0.93
Расчетная мощность 
Вт
Расчетная длина сердечника
- обмоточный коэффициент
и 
- электромагнитные нагрузки
Выбираю форму паза – трапецеидальная полузакрытая, тип обмотки – двуслойная всыпная из проводов круглого поперечного сечения.
Определяю длину сердечника при отсутствие радиальных вентиляционных каналов
Проверяю соотношения на соответствие оси вращения:
- верно
4. Сердечник статора
Собирается из отдельных отштампованных листов электротехнической стали толщиной 0.5 мм, имеющих изоляционные покрытия для уменьшения потерь в стали от вихревых токов.
Применяю холоднокатаную изотропную электротехническую сталь марки 2013.
Использую изолирование листов оксидированием.
Коэффициент заполнения стали
Количество пазов на полюс и фазу
Количество пазов сердечника статора
5. Сердечник ротора
Собирается из отдельных отштампованных листов электротехнической стали толщиной 0.5 мм, имеющих изоляционные покрытия для уменьшения потерь в стали от вихревых токов.
Применяю холоднокатаную изотропную электротехническую сталь марки 2013.
Использую изолирование листов оксидированием.
Коэффициент заполнения стали
Для уменьшения влияния моментов высших гармоник на пусковые и виброаккустические характеристики машины ротор имеет скос пазов 
на одно зубцовое деление статора 
.
Воздушный зазор между статором и ротором
Наружный диаметр сердечника ротора
Внутренний диаметр листов ротора
Длина сердечника ротора
Количество пазов 
выбирается в зависимости от 
и наличия скоса пазов
6. Обмотка статора
6.1 Обмотка статора с трапецеидальными полузакрытыми пазами
Принимаю обмотку из круглого провода, двухслойную всыпную концентрическую, укладываемую в трапецеидальные полузакрытые пазы, марки ПЭТ-155.
Обмотка шестизонная; каждая зона равна 60 эл град.
Коэффициент распределения
Диаметральный шаг обмотки по пазам
Коэффициент укорочения
Обмоточный коэффициент
Предварительно значение магнитного потока
Предварительно количество витков в обмотке фазы
Предварительно количество эффективных проводников в пазу
Количество параллельных ветвей обмотки статора
Уточненное значение количества витков в обмотке фазы
Уточненное значение магнитного потока
Уточненное значение индукции в воздушном зазоре
Предварительное значение номинального фазного тока
Уточненная линейная нагрузка статора
Среднее значение магнитной индукции в спинке статора
Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора
Значение магнитной индукции в зубцах статора
Ширина зубца
Припуски на сборку сердечника статора и ротора по ширине 
и высоте 
составляют 0.2мм.
Определяю размеры трапецеидальных пазов
Высота спинки статора
Высота паза
Большая ширина паза
Ширина шлица
Высота шлица
Меньшая ширина паза
Проверка правильности определения b 1 и b 2 исходя из требования b з1 = const
Условие выполняется
Площадь поперечного сечения паза в штампе
Площадь поперечного сечения паза на свету
Среднее значение односторонней толщины корпусной изоляции
Площадь поперечного сечения корпусной изоляции
Площадь поперечного сечения прокладок между верхней и нижней катушками в пазу, на дне паза и под клином
Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой
Коэффициент заполнения паза
Принимаю с=8
Диаметр элементарного изолированного провода
По таблице определяю ближайший стандартный диаметр dI, соответствующий ему диаметр неизолированного провода d и площадь поперечного сечения S .
dI=1,558 мм
d=0,965 мм
S=0,6 мм 2
Уточняю коэффициент заполнения паза
Уточняю ширину шлица
Плотность тока в обмотке статора
Уровень удельной тепловой нагрузки
Из рисунка 
6.2 Размеры элементов обмотки
Среднее зубцовое деление статора
Средняя ширина катушки обмотки статора
Средняя длина одной лобовой части катушки
Средняя длина витка обмотки
Длина вылета лобовой части обмотки
7. Обмотка короткозамкнутого ротора
Определяю размеры овальных полузакрытых пазов ротора:
Высота паза
Расчетная высота спинки ротора
Магнитная индукция в спинке ротора
Зубцовое деление по наружному диаметру ротора
Магнитная индукция в зубцах ротора
Ширина зубца
Меньший радиус паза
Для закрытого паза
Больший радиус паза
Расстояние между центрами радиусов
Проверка правильности определения 
и 
исходя из условия 
Площадь поперечного сечения, равная площади поперечного сечения паза в штампе
8. Короткозамыкающее кольцо обмотки ротора
Определяю размеры короткозамыкающего кольца с литой конструкцией клетки:
Поперечное сечение кольца
Высота кольца
Длина кольца
Средний диаметр кольца
Вылет лобовой части обмотки
Коэффициент, учитывающий изгиб стержня
Длина лобовой части стержня
9. Расчет магнитной цепи
В электрических машинах с симметричной магнитной цепью, а к таким относятся асинхронные двигатели, можно ограничиться расчетом МДС на полюс. Магнитная цепь асинхронного двигателя состоит из следующих пяти однородных участков, соединенных последовательно: воздушный зазор между ротором и статором, зубцы статора, зубцы ротора, спинка статора, спинка ротора.