Асинхронный двигатель - устройство, принцип действия и рабочие характеристики
Введение
Асинхронные однофазные и трехфазные электродвигатели, а также аналогичные двигатели других общепромышленных серий используются практически во всех отраслях промышленности, в электроприводах различных устройств, механизмов и машин, не требующих регулирования частоты вращения (насосы, вентиляторы, компрессоры и т.д.).
Область применения асинхронных электродвигателей охватывает достаточно большой сегмент хозяйственной деятельности человека. Поэтому их можно встретить в различных типах станочного оборудования - токарных, шлифовальных, фрезерных, прокатных и т.д. В работе грузоподъемных кранов, талей, тельферов и прочих механизмов.
Их используют также для лифтов, горнодобывающей техники, землеройного оборудования, эскалаторов, конвейеров. В быту их можно встретить в вентиляторах, микроволновках, хлебопечках и прочих вспомогательных устройствах. Такая популярность асинхронных электродвигателей обусловлена их весомыми преимуществами.
Содержание
Введение ………………………………………………………………………. 4
1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЯХ ….…. 6
1.1 Назначение асинхронных двигателей (АД) ……………………………… 6
Классификация асинхронных электродвигателей ………………………. 9
1.3 Принцип работы АД с короткозамкнутым ротором……………………. 17
1.4 Назначение электропривода и управление им…………………………… 22
1.5 Частотное регулирование асинхронного двигателя ……………………. 28
2 РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ……………………………………………………… 34
2.1Способы пуска АД с коротозамкнутым ротором …………………….. 34
2.2 Способы пуска АД с фазным ротором……………………………………. 36
3РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ ДЛЯ АД СЕРИИ АИР112М4…. 39
Исходные электротехнические характеристики АД……………………. 39
3.2 Расчёт обмотки статора……………………………………………………. 41
3.3 Расчёт размеров зубцовой зоны статора ………………………………… 45
3.4 Расчет ротора ……………………………………………………………… 49
3.5Расчёт магнитной цепи …………………………………………………. 55
3.6 Математическое моделирование АД. Параметры рабочего режима ….. 64
4ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ………………………………………….. 75
4.1 Расчет фонда зарплаты ……………………………………………………. 75
4.2 Расчет затрат на материалы ………………………………………………. 78
5ОХРАНА ТРУДА И ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ ………………….. 83
5.1Правила технической эксплуатации асинхронных электродвигателей… 83
Контроль над работой АД………………………………………………… 85
Заключение ……………………………………………………………………. 87
Список литературы ……………………………………………………………. 88
Приложение А …………………………………………………………………. 92
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов /И.П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев; Под ред. И.П. Копылова. – 3-е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк., 2002. - 757 с.: ил.
2. Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин: Учебник для втузов /Под ред. О.Д. Гольдберга. –М.: Высш. шк., 1984. -431с.
3. Бечева М. К., И.Д. Златенов, П.Н. Новиков, Е.В. Шапкин. Электротехника и электроника. М.: Высшая школа, 1991. – 487 с.
4. Важнов, А. И. Переходные процессы в машинах переменного тока: Учеб. для студ. вузов. Л.: Энергия, 1980 - 256 с.
5. Вернер В.В., Г.Л. Вартанов. Электромонтер-ремонтник. М.: Высшая школа, 1982. – 433 с.
6. Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1974. – 940 с.
7. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие. – СПб.: КОРОНА принт., 2001. – 320 с.
8. Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свиреденко И.С. Проектирование электрических машин. М.: Высшая школа, 2001. – 430 с.
9. Кокорев А. С. Контроллер сборки электрических машин, аппаратов и приборов. М.: Высшая школа, 1986. – 500 с.
10. Кочетков В.П. Основы электромеханики: учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений / В.П. Кочетков [и др.]; под ред. В.П. Кочеткова. – Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2010. – 624 с.
11. Кочетков, В.П. Основы теории управления: учебное пособие. 2-е изд., испр. – Абакан: Изд-во ХГУ им Н.Ф. Катанова, 2007. – 272 с.
12. Кочетков В.П., Багаутинов, Г.А. Теория автоматизированного электропривода: учеб. пособие. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 1992. – 328 с.
13. Кочетков В.П. Комбинированные оптимальные системы управления электроприводом // Оригиналы докладов. VI науч.-техн. конф. с международным участием «Элма-90». N 13. ЦИНТИ. – София, 1991. – с.
14. Кочетков В.П. Оптимальное управление электроприводами / В.П. Кочетков, В.А. Троян. – Красноярск: Изд-во Краснояр. ун-та, 1987. – 143 с.
15. Ключев В.И. Учебное пособие по курсу «Теория автоматизированного электропривода»: Ч.1. Динамика электромеханических систем / В.И. Ключев. – М.: Моск. энергет. ин-т, 1978. – 90 с.
16. Копылов И.П. Электрические машины. М.: Высшая школа, 2004. – 607 с.
17. Кочетков В.П. Оптимизация управления технологическим процессом открытой добычи полезных ископаемых карьерными экскаваторами [текст]: дис. … докт. техн. наук: 05.13.07 / Кочетков Владимир Петрович. – Красноярск, 1996. – 469 с.
18. Кочетков В.П. Основы электропривода [текст]: учеб. пособие. / В.П. Кочетков. –2-е изд., испр. – Абакан: Сиб. федер. ун-т; ХТИ – Филиал СФУ, 2007. – 272 с.
19. Кочетков В.П. Теория автоматизированного электропривода [текст]: учеб. пособие / В.П. Кочетков, Г.А. Багаутинов. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 1992. – 328 с.
20. Рудаков В.В. Асинхронные электроприводы с векторным управлением [текст] / В.В. Рудаков, И.М. Столяров, В.А. Дартау. - М.: Энергоатомиздат, 1987. – 136 с.
21. Синергетические методы управления сложными системами: механические и электромеханические системы [текст] / Под общей редакцией А.А. Колесникова. - М.: Едиториал УРСС, 2005. - 279 с.
22. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием [текст]: учебник / Г.Г. Соколовский. – Москва: Академия, 2006. – 259 с.
23. Сибикин Ю. Д. Эксплуатация и ремонт электрооборудования и сетей машиностроительных предприятий. М.: Машиностроение, 1981. – 590 с.
24. Сибикин Ю. Д. Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий. М.: Академия, 2009. – 430 с.
25. Усольцев А.А. Частотное управление асинхронными двигателями: Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО, 2006, – 94 с.
26. Чиликин, М.Г. Теория автоматизированного электропривода [текст] / М.Г. Чиликин, В.И. Ключев, А.С.Сандлер. - М.: Энергия, 1979. – 616 с.
27. Шрейнер P.Т. Оптимальное частотное управление асинхронными электроприводами [текст] / Р.Т. Шрейнер, Ю.А. Дмитриенко - Кишинев: ШТИИНЦА, 1982. – 224 с.
28. В.Н. Смагин. Экономика предприятия: учебное пособие – 2-изд., испр. – М.: КНОРУС, 2007. – 160 с.
29. Крушвиц Л. Инвестиционные расчеты - снб.: Санкт-Петербург, 2001 г.
30. Планирование на предприятии: Учебное пособие для вузов / А. И. Ильин. - 2-е изд., перераб. Минск: Новое знание, 2001.- 634 с.: ил.
31. СанПиН 2.2.4.548 – 96 г. Гигиенические требования к микроклимату производственного помещения.
32. НПБ 105-03. Нормы пожарной безопасности. Категорирование помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.
33. Сенигов П.Н. Электробезопасность в системах электроснабжения [Текст]: Руководство по выполнению базовых экспериментов. − Челябинск: ИПЦ «Учебная техника», 2017. – 81 с.
34. Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок (ПОТЭЭУ). Приказ от 24.07.2013 г. № 328н [Электронный ресурс] //Министерство труда и социальной защиты РФ. URL http://www.rosmintrud.ru/docs/mintrud/orders/161 (дата обращения: 15.10.2020).
35. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей [Текст]. – М.: ЭНАС, 2013. – 280 с. – (Нормативная база).
36. Правила работы с персоналом в организациях электроэнергетики Российской Федерации: Сборник нормативных и инструктивных документов [Текст]. – М.: ЗАО «Энергосервис», 2013. – 184 с.
37. Бубнов В.Г. Инструкция по оказанию первой помощи при несчастных случаях на производстве [Текст] / В.Г. Бубнов, Н.В. Бубнова. – М.: ГАЛО БУБНОВ, 2017. – 112 с.
38. Охрана труда. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. – М.: ИНФРА-М, 2003. 263 с.
Для привода производственных механизмов наибольшее применение получили асинхронные короткозамкнутые двигатели. Асинхронные двигатели запитаны от сети переменного тока. Основным отличием от синхронной машины является то, что у данного двигателя частота вращения магнитного поля статора больше, нежели частота вращения магнитного поля ротора. Этот электродвигатель пользуется большой популярностью благодаря своей надежности и простоте в использовании
Так же к достоинствам асинхронного двигателя стоит отнести доступность, невысокую стоимость, высокие показатели КПД, распространенность. Устройство поддается небольшим перегрузкам. Это необходимо, если двигатель используется на мощных производствах, где возможны перепады напряжения. Механическая характеристика асинхронного двигателя представлена на рис. 14. Пуск выполняется простыми интуитивно понятными действиями. Для включения используется простая схема.