Техническое проектирование электродвигателя синхронного трёхфазного серии СД2

Перечень чертежей:

1. Сборочный чертеж трёхфазного синхронного двигателя серии СД2 на формате А1 с техническими характеристиками:

• Номинальная мощность 280 кВт.
• Номинальное напряжение 6000 В.
• Синхронная частота вращения 750 об/мин.
• Высота оси вращения 500.
• Режим работы S1-продолжительный.
• Исполнение по способу монтажа IM1001.
• Исполнение по степени защиты IP23.

Проставлены габаритные, присоединительные и установочные размеры, а также позиции; указаны технические требования:

• Камеры подшипниковых узлов заполнить смазкой ЦИАТИМ-221,
  ГОСТ 9433-80.
• Усилие затяжки болтов крепления щитов подшипниковых 3,5-5 кГ*с.
• Осевой люфт в пределах 0,008-0,15 мм.
• Свободный конец вала консервировать смазкой ЦИАТИМ-221 и надеть чехол.
• Сопрягаемые поверхности станины, щитов, все резьбовые поверхности покрыть тонким слоем смазки ЦИАТИМ-221.
• Крепежные детали и масленка не должны иметь лакокрасочного покрытия.

2. Векторная диаграмма (звезда пазовых ЭДС) электродвигателя синхронного трёхфазного на формате А4 с обозначением полюсов А, Z, В, X, C, Y идущих по часовой стрелке.
3. Схема обмотки одной фазы статора электродвигателя синхронного трёхфазного на формате А3 с обозначением полюсов А и Х и проводниками постоянного тока с номерами от 1 до 84.
4. Полюс электродвигателя синхронного трёхфазного на формате А4 с указанием исполнительных размеров.

Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 56 листах технического проектирования электродвигателя синхронного трёхфазного в защищенном исполнении с горизонтальным исполнением вала, как наиболее распространенный вариант для решения задач энергетики.

Ппредполагая, что обмотка статора будет соединена в звезду, были получены следующие номинальные параметры и размеры статора:

Для расчета числа вентиляционных каналов принимается согласно рекомендациям ширина вентиляционного канала  и длина пакетов между вентиляционными каналами 0,044 м.

Проектирование зубцовой зоны статора и сегментировка статора производятся на основании неравенства , когда принимается число параллельных ветвей обмотки статора равному 1, и параметры которого записаны в таблице ниже:

Принимаем число зубцов равное , как удовлетворяющее наибольшему числу требований. Статор принимается несегментированным согласно методике расчета. После чего уточняются заново зубцовое деление равное 0, 0228 м, число проводников в пазу, равное 30,05, линейную нагрузку - , а также число пазов на полюс и фазу – 3,5.

При расчете пазов и обмотки статора были получены значения, соответствующие таблице ниже:

Принимаем двухстороннюю толщину пазовой изоляции: , провод - марки ПЭТВСД, двух­сто­ронняя толщина изоляции , общая толщина изоляции на паз по высоте  принимается равной , а высоту клина:  Далее заново уточняются значения пунктов 1-2 и рассчитываются значения пунктов 3-12:

Принимаем листы статора лакированными толщиной 0,5 мм, коэффициент заполнения пакета статора сталью. Принимаем коэффициент добавочных потерь: Перепад температуры в изоляции паза допустимый, меньше

Расчет воздушного зазора и полюса ротора осуществлялся при принятии кратности максимального момента 2,2 и синхронного индуктивного сопротивления по продольной оси равным 1,3. Были получены:

Полюсы выполнены из стали Ст3, листы толщиной 1 мм, коэффициент заполнения полюса сталью  Принимаем индукцию в ярме ротора

При расчете пусковой обмотки, принимаем число стержней пусковой обмотки  Материал стержня — медь. И получаем следующие значения:

Расчет магнитной цепи показал:

Проводим расчет для  Результаты расчёта магнитной цепи сведены в таблицу 2 пояснительной записки. По данным таблицы расчёта магнитной цепи построены характеристика холостого хода.

Параметры обмотки статора для установившегося режима рассчитывались с допущением, что допустимое расстояние между медью проводников соседних катушек А вылет прямолинейной части катушек из паза поэтому получены следующие значения:

При расчете МДС обмотки возбуждения при нагрузке были получены значения:

При расчете обмотки возбуждения для питания обмотки  выбираем тиристорное возбудительное устройство ТВУ–80–320. Напряжение на кольцах с учётом переходного падения напряжения в щёточном контакте принимаем 78 В.

Таким образом получены расчетные значения:

Принимаем изоляцию между витками ; суммарную толщину изоляции от полюсного наконечника до ярма ротора  Принимаем провод прямоугольного сечения из эскиза межполюсного  окна находим минимальное расстояние между катушками соседних полюсов , что удовлетворяет условию охлаждения обмотки возбуждения. Полученное значение плотности тока не превышает ранее принятое более чем на . Для однорядных обмоток при изоляции класса нагревостойкости. В допустимое превышение температуры равно . Полученное значение не превышает допустимого значения.

Определены параметры и постоянные времени:

Определены масса активных материалов:

Рассчитаны также потери и КПД, приведенные ниже в таблице:

Принимаем удельные потери в стали марки 1211 при индукции 1 Тл и частоте перемагничивания :

Рассчитаны также ппревышение температуры обмотки статора. Характеристики приведены в таблице ниже:

Среднее превышение температуры обмотки статора  не превышает допустимых значений. Результаты расчёта угловой характеристики сведены в таблицу и на основе нее построен график. За базовое значение мощности принята полная мощность: за базовое значение тока принят номинальный ток  По данным полученным ранее в пояснительной записке построены U – образные характеристики. Из рисунка 9 пояснительной записки для находим токи якоря для каждой мощности и проводим расчёт рабочих характеристик по формулам методики. При расчёте потерь пересчитываются электрические потери в обмотке статора и добавочные потери. Остальные потери остаются неизменными.

Расчёт пусковых характеристик производим для скольжений ряда  В качестве примера в записке приводится расчёт при скольжении равном  Результаты расчёта пусковых характеристик сведены в таблицу пояснительной записки.

Согласно расчёту пусковых характеристик:

• пусковой момент
• пусковой ток

Прилагаются расчеты в программе xmcd.

В программе: Компас 3D v