Выбор электродвигателя по техническим параметрам насоса НН2Б-32-18-12

 

Тепловой расчет для определения превышения температуры обмоток статора выполняют в следующей последовательности.

 

Потери в  обмотке статора при максимальной допускаемой температуре  
(Вт): .

 

Условная внутренняя поверхность охлаждения активной части  статора  
(мм²): .

Условный периметр поперечного сечения (мм):

• трапецеидального полузакрытого паза

Условная поверхность  охлаждения (мм²):

- пазов 

- лобовых частей  обмотки   
- двигателей с охлаждающими ребрами на станине

 
b_ср1=t_ср1y_ср1=10,3^.10,8=112

t_ср1=π(D₁+h_П1)/z₁=3.14(153,44+24.32)/54=10,3

y_ср1= z₁/2р=54/4=10,8

 

Удельный тепловой поток от потерь в активной части  обмотки и от потерь в стали, отнесенных к внутренней поверхности охлаждения активной части статора (Вт/мм²):

l_ср1=2(l₁+l_л1)=672,56

l_л1=(1,16+0,14p) b_ср1+15=(1,16+0,14^.2)112+15=176,28

 
То же, от потерь в активной части  обмотки, отнесенных к поверхности  охлаждения пазов:

 
То же, от потерь в лобовых частях обмотки, отнесенных к поверхности  охлаждения лобовых частей обмотки:

 
Окружная скорость ротора (м/с):

 
Превышение температуры внутренней поверхности активной части статора  над температурой воздуха внутри машины (°С):

Перепад температуры  в изоляции паза и катушек из круглых проводов (°С):

То же в  изоляции паза и жестких катушек  или полукатушек:

 
Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей обмотки  над температурой воздуха внутри двигателя (°С):

 
Перепад температуры в изоляции лобовых частей катушек из круглых  проводов (°С):

b_ил1=0,25

Среднее превышение температуры обмотки над температурой воздуха внутри двигателя (°С):

 
Потери в двигателе со степенью защиты IP44, передаваемые воздуху внутри двигателя, (Вт):

 

Среднее превышение температуры воздуха внутри двигателя  над температурой наружного воздуха  с охлаждающими ребрами на станине  
(°С):

 
Среднее превышение температуры обмотки  над температурой наружного воздуха (°С):

 

Здесь n_р и h_p — количество и высота охлаждающих ребер станины по данным § 3-10 Гольдберг О.Д. «Проектирование электрических машин»;

α₁ — коэффициент теплоотдачи поверхности статора определяют из рис. 7;

α_B — коэффициент подогрева воздуха находят по рис. 8;

b_И1 — односторонняя толщина изоляции в пазу статора при полузакрытых b_И1 в § 9-4 Гольдберг О.Д. «Проектирование электрических машин»;

λ_экв=16^.10^-5 Вт/(мм^.град) — эквивалентный коэффициент теплопроводности изоляции в пазу, включающий воздушные прослойки;

λ^/_экв — эквивалентный коэффициент теплопроводности внутренней изоляции катушки, зависящий от отношения диаметров изолированного и неизолированного провода d/d' (рис. 9).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7. Средние  значения α₁=f(υ₂):

б - исполнение по защите IP44, способ охлаждения IC0141, U< 660 В, 2р = 4, 6, 8, 10, 12;

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 8. Средние  значения α_В=f(υ₂):

б - исполнение по защите IP44, способ охлаждения IC0141, U< 660 В, 2р = 4, 6, 8, 10, 12;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 9. Средние  значения λ^/_экв =f (d/d'). 

ΙΙΙ Технико-экономическое  обоснование выбора

электрического двигателя

Технический уровень спроектированной электрической  машины специализированного назначения может быть оценен степенью осуществления в проекте основных характеристик, необходимых для данной установки. Например, в качестве требования такой установки может являться минимальная масса или минимальный динамический момент инерции. Для некоторых установок требуется минимальная высота или длина машины. В других случаях превалирующими являются требования к КПД или коэффициенту мощности, к пусковому моменту, максимальному моменту и т. п. В таких случаях критерием технического уровня или эффективности машин является удовлетворение одному или нескольким из указанных требований. Если эти требования противоречивы, то необходимо находить приемлемое решение, удовлетворяющее в определенной мере каждому из них.

Однако большинство  электрических машин проектируются  и изготовляются для общего назначения, используемые в различных установках. Эти машины должны удовлетворять в части рабочих характеристик требованиям действующих стандартов или технических условий и вместе с тем быть экономически эффективными для промышленности.

Одним из критериев  технико-экономической эффективности  является уровень компактности. Чем  выше компактность машины, тем меньше необходимые для установки машины площадь и объем.

Показатель  компактности электрической машины (кВт/мм³):

где Р₂ — номинальная мощность машины, кВт;

 h — высота оси вращения, мм;

 L — габаритная длина машины, мм.

Одним из направлений  повышения компактности является уменьшение высоты оси вращения и применение максимально допустимого наружного  диаметра машины при выбранном значении h, что дает возможность уменьшить L.

Важным критерием  является уровень шума электрических  машин. Высокий уровень шума в  производственном помещении, где установлены  машины, отрицательно влияет на производительность труда, отражается на качестве продукции, вызывает потери рабочего времени в результате частичной или временной нетрудоспособности производственного персонала.

Технический уровень спроектированной электрической  машины оценивают путем сравнения  технико-экономических показателей этой машины с показателями лучших изделий-аналогов. Учитывая, что при этом сравнивают разные показатели машин — массу, габариты, энергетические показатели и др., целесообразно общую оценку технического уровня производить по обобщенному показателю:

где Q — экономический эффект от применения спроектированной машины по сравнению с машиной-аналогом;

 С_маш — стоимость машины.

В качестве базы принимают себестоимость спроектированной машины или цену по прейскуранту машины-аналога. Экономический эффект представляет собой сумму отдельных составляющих эффекта (руб.):

- эффект обусловленный  разностью КПД

,

- эффект обусловленный  разностью коэффициентов мощности

,

где Р₂ — номинальная мощность электрического двигателя, кВт;

η^/ и η^// — КПД спроектированной машины и машины-аналога;

tgφ^/ и tgφ^// — тангенс угла сдвига между напряжением и током спроектированного двигателя и двигателя-аналога.

Q= Q₁+ Q₂=0+1697=1697 руб.

Стоимость производства, а, следовательно, и себестоимость машины на электромашиностроительном предприятии определяется путем подробной калькуляции с учетом масштаба выпуска, уровня технологического процесса, уровня механизации и автоматизации производства. Однако при разработке проекта и сравнения различных вариантов достаточно определить приближенное значение стоимости производства:

,

где k_пр — коэффициент, определяемый совершенством оборудования, технологического процесса и организации производства (среднее значение k_пр = 3,2^.10^-4 – для асинхронных двигателей; k_пр = 6,5^.10^-4 – для машин постоянного тока и синхронных машин).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

   В курсовом  проекте выполнялись следующие  расчеты:

   Предварительный  выбор электродвигателя, расчет  параметров машины по предварительным параметрам, расчет схемы замещения электродвигателя, построение векторной диаграммы, расчет и построение естественной механической характеристики, расчет пусковых характеристик А.Д., расчет энергетических показателей и построение  энергетической диаграммы, расчет и построение круговой диаграммы, определение по круговой диаграмме рабочих  характеристик А.Д., тепловой расчет обмоток статора двигателя, технико – экономический расчет.

    После выполнения  всех расчетов, можно сделать вывод, что выбранный двигатель марки 4А132М4УЗ экономически оправдан и предназначен для глубинно – штангового насоса марки НН2Б-32-18-12