Цели и задачи расчетно-графической работы

Асинхронные двигатели (АД) широко применяются во всех отраслях народного хозяйства благодаря простоте своего устройства, надежности, дешевизне, легкости обслуживания и прекрасным эксплуатационным качествам. Возрастающий спрос на АД, в особенности мелких и средних мощностей, трудно было бы удовлетворить только заводами-изготовителями, если бы им не приходили на помощь многочисленные мастерские, в которых восстанавливаются или ремонтируются пришедшие в негодность электродвигатели [3].

Поэтому целью РГР является закрепление теоретических знаний студентов по расчету асинхронных электродвигателей при ремонте.

Кроме того, в процессе эксплуатации иногда требуется изменить некоторые технические параметры: число оборотов, номинальное напряжение и др [5].

Статистика поврежденных машин, нуждающихся в ремонте, показывает, что при перемотке АД могут встретиться следующие типичные случаи.

Случай 1. Повреждена частично или полностью обмотка статора. Если можно определить схему обмотки, число витков, шаг и размеры сечения проводника, то восстановление двигателя целесообразно с сохранением всех его данных – напряжения, скорости вращения и мощности.

В этом случае, на первый взгляд, специальных расчетов не требуется. Однако на ремонтном предприятий может не оказаться в наличии материалов с соответствующими параметрами. Поэтому, чтобы каждое отступление от первоначальных данных было технически грамотным, оно должно сопровождаться расчетом для проверки его возможных последствий.

Случай 2. Условия те же, что и в предыдущем случае, но требуется перемотать обмотку на новое напряжение с сохранением скорости вращения, мощности и др. При перерасчете может возникнуть необходимость изменения схемы обмотки или ее типа.

Случай 3. Условия те же, что и в предыдущих случаях, но требуется перемотать машину на новую скорость вращения, при этом необходимо провести полный перерасчет машины.

Случай 4. Имеется заводской щиток, а прежняя обмотка не сохранилась. Задача перерасчета электрической машины здесь усложняется и удовлетворительный результат будет тогда, когда новая мощность составит 85-90 % от первоначальной.

Случай 5. Отсутствуют все данные машины. Это наиболее сложный случай, поэтому расчет может быть проведен по двум направлениям:

а) при заданной скорости вращения и заданной мощности двигателя;

б) при заданной скорости вращения двигателя. Перечисленные выше неисправности машин – наиболее характерны, но на практике они не исчерпывают всех возможных случаев.

Капитальным ремонтом является ремонт, осуществляемый с целью восстановления полного (или близкого к полному) ресурса изделия за счет замены или восстановления любых его частей, включая базовые.

Капитальный ремонт служит одним из вариантов решения более сложной технико-экономической задачи – систематического обновления парка асинхронных двигателей сельскохозяйственных предприятий.

Ремонт электродвигателей делится на два вида: централизованный и нецентрализованный.

Централизованный ремонт проводят в крупных электроремонтных мастерских или на электроремонтных заводах, где обеспечивается соблюдение передовой технологии, где есть квалифицированные кадры, необходимые материалы и механизмы. Качество ремонта электродвигателей на крупных предприятиях может быть так высоко, что надежность отремонтированной машины не уступает надежности новой.

Нецентрализованный ремонт проводят в небольших мастерских, не имеющих преимуществ крупных специализированных предприятий.

Результаты анализа Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-технологического института электромашиностроения показали, что при существующей технологии централизованный ремонт электродвигателей мощностью более 4 кВт оправдан и стоимость отремонтированного электродвигателя меньше стоимости нового.

Кроме того, значительный выход из строя электродвигателей (от 15 до 40 %), работающих в сельском хозяйстве, а также высокая стоимость новых электродвигателей вынуждают прибегать к нецентрализованному ремонту двигателей малой мощности. Это позволяет избежать простоев технологического оборудования. При капитальном ремонте электрических машин возникает необходимость производить разного рода расчеты на основании геометрических размеров сердечника статора и ротора.

1.2 Исходные данные для расчетов обмоток асинхронного двигателя при капитальном ремонте

Заданными величинами для расчета являются геометрические размеры статора и ротора (приложение 3). На практике эти исходные данные можно получить в результате обмера элементов электрических машин, а именно:

D_а – наружный диаметр сердечника статора, мм;

D – диаметр внутренней расточки статора, мм;

h_z – высота паза, мм;

l₁ – длина сердечника статора, мм;

z₁ – число пазов статора, шт.;

z₂ – число пазов ротора, шт.;

δ – воздушный зазор между ротором и статором, мм.

К техническим требованиям относятся:

U_л, U_ф – соответственно линейное и фазное напряжение, В;

2р – число полюсов обмотки.

В задании на РГР (приложение 3) указываются и другие исходные данные в соответствии с рисунком 1.

d1

0,1d2

а б в г

Рисунок 1 ­– Виды паза статора и ротора:

а – грушевидный паз статора; б – грушевидный паз ротора;

в – трапециевидный паз статора; г – прямоугольный паз ротора.

В исходных данных отсутствует длина сердечника ротора (l 2) которую можно принять исходя из величины Н (высота оси вращения ротора). Если Н ≤ 250 мм, то l ₂ = l ₁, если Н > 250 мм, то l ₂ = l ₁ + 5 мм. В отдельных случаях студенты могут выполнять РГЗ по заданию хозяйства, в которых проходят практику, или по тематике научно-исследовательской работы кафедры. В этом случае задание на проведение расчетов обсуждается на кафедре и утверждается ее заведующим [4].