книги / Проектирование электрических машин
..pdfхарактерных для большинства асин хронных двигателей, приводят к не которой асимметрии МДС. Поэтому выбор окончательного числа пазов следует проводить с четкой увязкой и контролем получаемого при этом
числа q. Окончательное |
значение |
t\=nD /2pm q не должно |
выходить |
за указанные выше пределы более чем на 10% и в любом случае для двигателей с 56 мм не должно быть менее 6—7 мм.
При определении числа эффек тивных проводников в пазу и„ ру ководствуются следующим: и„ должно быть целым, а в двухслой ной обмотке желательно, чтобы оно было кратным двум. Применение двухслойных обмоток с нечетным и„ допускается лишь в исключитель ных случаях, так как это приводит к необходимости выполнять разновнтковые катушки, что усложняет технологию изготовления и укладки обмотки. Поэтому полученные в расчете числа ип приходится округ лять до ближайшего целого или чет ного числа. Чтобы это округление не было слишком грубым (что особен но заметно при малых ы„), вначале определяют предварительное число эффективных проводников в пазу и'п
при условии, что параллельные вет
ви |
в обмотке |
отсутствуют |
(а = 1 ): |
|
|
«„ = п Р А |
(6-17) |
||
|
|
Лн Л |
|
|
где |
А — принятое |
ранее |
значение |
|
|
линейной |
нагрузки. А/м; |
||
|
Ли — номинальный ток обмотки |
|||
|
статора, А: |
|
||
|
Ли |
|
Pi |
(6-18) |
|
m U lt ч cos (р |
|||
(ц |
и cos ф заданы |
или выбраны з |
||
в начале расчета). |
|
|
Полученное по (6-17) значение ип не округляют до целого, а нахо
дят такое число параллельных вет вей обмотки а, при котором число эффективных проводников в пазу либо будет полностью удовлетво рять отмеченным условиям, либо по требует лишь незначительного изме нения:
н„ = аи„. |
(6-19) |
Число а при этом, естественно, может быть взято только из ряда возможных чисел параллельных ветвей для обмотки данного типа и заданного числа полюсов.
Полученное из (6-19) число и„ округляют до ближайшего целого или четного в зависимости от типа обмотки.
Принятое на данном этапе рас чета число параллельных ветвей а в дальнейшем, при выборе размеров и числа элементарных проводников, может быть изменено. В этом слу чае пропорционально меняется так же и un.
Окончательное число витков в
фазе обмотки |
|
Wi — и„Z-JIam. |
(6-20) |
Окончательное значение |
линей |
ной нагрузки, А/м, |
|
А —2Л„ 0*1 m/nD. |
(6-21) |
Оно дол>кно лишь незначительно отличаться от принятого ранее, так как его изменение определяется только отношением рассчитанного по (6-19) и принятого числа эффек тивных проводников в пазу и„. По лученное значение А нужно сопо ставить с рекомендуемым (см. рис. 6-11—6-13).
Схему обмотки статора выбира ют в зависимости от мощности ма шины, ориентируясь на конструк цию и предполагаемую технологию укладки обмотки в пазы. Машины мощностью до 12— 15 кВт в боль шинстве случаев имеют однослой ную концентрическую обмотку. В машинах большей мощности всыпиые обмотки выполняются двухслойными, а при механизиро ванной укладке применяют одно двухслойные или двухслойные кон центрические обмотки, которые могут быть уложены в пазы без подъема шага. Все обмотки из пря моугольного провода выполняются только двухслойными. Обмоточный коэффициент ko6=kpky рассчитыва ется в зависимости от принятого укорочения шага обмотки р и числа q (см. § 3-5). Значения kP находят по (3-6) или из табл. 3-13 длг пер вой гармоники. Значения fty находят по (3-4) или по кривой на рис. 3-11.
171
Для однослойных обмоток ky всег да равен единице, кроме обмоток с несплошной фазной зоной. Для двух-слойных обмоток ky рассчи тывается по (3-17).
Расчетное укорочение таких об моток, выполненных с одной боль шой катушкой в катушечной группе, зависит от числа q и равно:
А2 д_±\
Обмоточный коэффициент двух слойной концентрической обмотки равен Лоб обычной двухслойной об мотки, на базе которой построена концентрическая (см. § 3-5).
В двухслойных обмотках асин хронных двигателей шаг выполня ют в большинстве случаев с укоро чением, близким к р = 0,8.
После расчета A0ei уточняют зна-. чение потока Ф, Вб,
ф = ■ k* Ula - |
(6-22) |
4*B » V OбЛ |
|
и определяют индукцию в воздуш ном зазоре В6, Тл,
я — ф = |
Рф |
(6-23) |
6 ~ « б т / в |
Dlb ‘ |
|
Если полученное |
значение В 6 |
выходит за пределы рекомендуемой области (см. рис. 6-11—6-13) более чем на 5%, следует принять другое значение числа и„ и повторить ра счет.
Если линейная нагрузка и индук ция в воздушном зазоре при приня том числе пазов и эффективных проводников в пазу находятся в ре комендуемых пределах, переходят к расчету сечения эффективного про водника и обмоточного провода.
Сечение эффективных проводни ков, м2, определяют, исходя из тока одной параллельной ветви и допус тимой плотности тока в обмотке:
9эф1 — |
(6-24) |
С точки зрения повышения ис пользования активных материалов плотность тока J\ должна быть вы брана как можно большей, но при этом возрастают потери в меди об мотки. Увеличение потерь сказыва ется, во-первых, на повышении тем
пературы обмотки и, во-вторых, на КПД двигателя. В асинхронных двигателях общего назначения при принятой в них системе косвенного охлаждения влияние плотности то ка на нагрев обмотки более сущест венно, чем на КПД. На этом осно вании определены качественные за висимости допустимой плотности то ка в обмотках различных машин. Она повышается с уменьшением га баритов машины, с увеличением допустимого нагрева обмотки при переходе на другой, более высокий класс нагревостойкости изоляции и с повышением интенсивности охлаж дения (например, в машинах защи щенного исполнения по сравнению с закрытыми обдуваемыми двигате лями).
Нагрев пазовой части обмотки зависит от произведения линейной нагрузки на плотность тока (AJ). Поэтому выбор допустимой плотно сти тока производят с учетом линей ной нагрузки двигателя:
J = (AJ)/A. |
(6-25) |
Значения AJ для асинхронных двигателей различного исполнения
имощности приведены на рис. 6-16. Для всыпных обмоток могут
быть использованы обмоточные про вода диаметром не более 1,8 мм, однако в современных двигателях для повышения надежности обмот ки и упрощения ее укладки в пазы используют провода меньшего диа метра. В обмотках, предназначен ных для механизированной уклад ки, диаметр изолированного прово да обычно берут не более 1,4 мм, а при ручной укладке (двигатели с Л > 160 мм) — не более 1,7 мм.
Если расчетное сечение эффек тивного проводника в машинах со всыпной обмоткой выше значений, соответствующих указанным диа метрам, то эффективный проводник разделяется на несколько элемен тарных. Для этого по табл. П-28 подбирается сечение q3„ и число эле ментарных проводников «эл, состав ляющих один эффективный, таким образом, чтобы диаметр d3n элемен тарных проводников не выходил за указанные пределы, а их суммар ная площадь сечения была близка
172
к расчетному сечению эффективного |
увеличивают число |
параллельных |
|||||
проводника: |
|
|
ветвей. В |
двухполюсных |
двигате |
||
?алЛвя = ?аф. |
(6-26) |
лях «эл увеличивают, поскольку чи |
|||||
сло параллельных |
ветвей в них не |
||||||
Во всыпиых обмотках число эле |
|||||||
может быть более двух. |
машин с |
||||||
ментарных |
проводников |
может |
При |
проектировании |
|||
быть взято до |
10— 12, но при боль- |
обмоткой из прямоугольного прово- |
XW9AJ |
|
|
|
|
|
|
|
Аг/м* |
190 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
!• |
К' |
? |
|
|
|
|
|
L1 |
|
|
|
|
|
||
У |
|
2р=2 |
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
2>а |
|
0,26 |
|
|
|
|
|
|
|
||
0J08 |
0,12 |
0,16 |
0,20 |
0,24 |
м |
а.) |
А/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х109ОA J |
А% 3 AJ |
|
|
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Х103 |
|
_2р=8_ |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
7 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ТЧт Г |
4 |
|
|
|
|
|
0,25 |
0,30 |
“ГГ |
0,45 |
Da. |
б) |
0,5 |
||
0,35 |
0,40 |
м |
А%3 AJ
=2;4
Г|
0,30 0,34 0,38
1 I —
^ 2 р ^ 4
|
|
Г |
|
/ |
f |
I |
- |
|
2 р = 1 0 ;К |
||
{ |
I |
| |
| |
|
I |
I |
А |
0,54 0,58 0,62 0,66 и д)
|
|
|
|
=6;8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~7. |
,2р =10;12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
OJ |
|
ч h |
i - |
0,66 |
Da. |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
|
|
|
|
||||
0,54 |
0,58 |
0,62 |
м в) |
|
|
|
|
||||||||||
Рис. 6-16. Средине значения произведения |
(AJ) асинхронных двигателей, |
|
|
|
|||||||||||||
о —со степенью |
защиты IP44, Л<132 мм; |
б —то же при |
/1-160+2Е0 |
мм; |
в — то |
же |
при |
(/-2S0 + |
|||||||||
355 мм (при продувном роторе); |
г — со степенью |
защиты IP23; |
при |
/1-100+250 мм; |
<3 — то |
же |
|||||||||||
при /1-280+355 мм; е — то же при «-5000 В. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
шом «эл |
возрастают |
технологичес |
да сечение каждого проводника не |
||||||||||||||
кие трудности |
|
намотки |
катушек, |
должно |
быть |
взято |
более |
17— |
|||||||||
поэтому |
в современных |
машинах |
20 мм2, так как в этом случае ста |
||||||||||||||
стремятся уменьшить число элемен |
новится |
заметно возрастание по |
|||||||||||||||
тарных |
проводников |
в одном |
эф |
терь на вихревые токи. |
|
|
qM\>> |
||||||||||
фективном |
до |
5—6, |
а |
в |
обмотке, |
Если |
расчетное |
значение |
|||||||||
предназначенной |
для |
механизиро |
> 2 0 |
мм2, то |
прямоугольные |
про |
|||||||||||
ванной укладки, |
до |
2—3, для чего |
водники |
подразделяют |
на |
элемен |
173
тарные так, чтобы дэ.т< 17ч-20 мм2. В обмотках из жестких катушек, укладываемых в открытые пазы, яэл обычно не более 2. При Пол=2 они располагаются на одном уров не по высоте паза (см. рис. 3-1). Обмотку с четырьмя элементарны ми проводниками (см. рис. 3-1,6) в асинхронных двигателях применя ют редко. Если обмотка выполня ется из полужест.ких катушек, укла дываемых в полуоткрытые пазы (см. рис. 3-9,6), то всегда образу ется два элементарных проводника,
так как |
катушки, |
расположенные |
на одной |
высоте |
в пазу, соединя |
ются параллельно (см. § 3-1). При прямоугольных обмоточных прово дах сечение эффективного провод ника не должно превышать 35— 40 мм2, поэтому при большом номи нальном токе в таких машинах вы полняют наибольшее возможное чи сло параллельных ветвей.
При одной и той же площади се
чения прямоугольных |
проводников |
их линейные размеры |
a x b могут |
быть различны, поэтому оконча тельный выбор обмоточного прово да производят одновременно с рас четом размеров зубцовой зоны.
После окончательного выбора <7эл, Яэл и а следует уточнить плот
ность тока в обмотке, которая мо жет несколько измениться по срав нению с предварительно примятой при подборе сечений элементарных проводников:
J = — |
. |
(6-27) |
0?вл Яал |
|
|
На этом расчет обмотки статора заканчивается. Некоторая коррек тировка, которая может потребо ваться в ходе последующего расче та, как правило, не вносит сущест венных изменений в полученные данные.
6-5. РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ ЗУБЦОВОЙ ЗОНЫ СТАТОРА
Размеры пазов в электрических машинах должны быть выбраны та-
|
|
|
|
|
Допустимые |
значения индукции на |
различных |
участках |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
№44 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
I |
6 |
8 |
10и 12 |
Ярмо статора |
|
|
|
1,4—1,6 |
|
|
1,15—1,35 |
1,1—1,2 |
||
Зубцы |
|
статора |
|
при |
|
|
1,7—1,9 |
|
1,6—1,8 |
|
постоянном |
сече |
|
|
|
|
|
|
|||
нии |
|
(всыпная |
об |
|
|
|
|
|
|
|
мотка) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Зубцы статора в наи |
|
|
|
|
|
|
||||
более |
узком |
сече |
|
|
|
|
|
|
||
нии: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при |
полуоткры |
тал |
|
|
1,75—1,95 |
|
||||
тых пазах |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
при |
открытых |
max |
|
|
|
|
|
|||
пазах |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Ярмо ротора: |
|
|
<1,45 |
< 1,25 |
|
|
|
|
||
короткозамкну |
|
<1,15 |
|
|
||||||
того |
|
|
— |
< 1,25 |
|
|
|
|
||
фазного |
|
|
|
< 1,05 |
|
|
||||
в |
двигателях |
с |
— |
< 1.55 |
|
<1,30 |
|
|
||
£/=6000 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Зубцы |
|
ротора |
|
при |
*22 |
|
|
1 ,75 -1,85 |
|
|
постоянном |
сече |
|
|
|
|
|
|
|||
нии |
|
(грушевидные |
|
|
|
|
|
|
||
пазы) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Зубцы |
ротора в |
наи |
|
|
|
|
|
|
||
более |
|
узком |
сече |
|
|
|
|
|
|
|
нии: |
|
|
|
|
|
1 ,5 -1 ,7 |
|
|
1,45—1,60 |
|
короткозамкну |
а Л т о х |
|
|
|
||||||
того |
|
|
|
В&тах |
1 ,8 5 -2 ,0 5 |
|
|
|
|
|
фазного |
|
|
|
|
1,75—1,9 |
|
174
ким образом, чтобы, во-первых, пло щадь паза соответствовала количе ству и размерам размещаемых в нем проводников обмотки с учетом всей изоляции и, во-вторых, чтобы значения индукций в зубцах и яр ме статора находились в определен ных пределах, зависящих от типа, мощности, исполнения машины и от марки электротехнической стали сердечника. Конфигурация пазов и зубцов определяется мощностью машины и типом обмотки. Расчет размеров зубцовой зоны проводят по допустимым индукциям в ярме и в зубцах статора (табл. 6-10).
Обмотка из прямоугольного про вода укладывается в пазы с парал лельными стенками (рис. 6-17 и 6- 18). Зубцы в таких пазах имеют трапецеидальное сечение, и индук ция в них неравномерна. Обычно задаются значениями допустимой индукции в ярме статора Ва и ин дукцией Вгтах в наиболее узком се чении зубца bzmin, либо индукцией Вг>/, в сечении зубца с шириной Ьгу.,,
Таблица |
6-10 |
магнитной цепи, Тл |
|
8 I 10 |
12 |
11 ,2 - 1 ,4 11,1 -1 ,3 |
|
1 ,7 -1 ,9 |
|
|
1,8-2,0 |
<1,55 |
<1,35 |
<1,25 |
_ |
<1,35 |
<1,15 |
~ |
<1,45 |
<1,20 |
|
|
1 Я_1 95 |
|
1,6-1,8 |
1,55-1,70 |
|
2,0-2,2 |
1,9—2,05 |
взятом на расстоянии, равном 1/3 его высоты от наиболее узкой части зубца (рис. 6-17).
Рис. 6-17. К расчету размеров открытых прямоугольных пазов статора.
Рнс. 6-18. К расчету размеров полуоткры тых прямоугольных пазов статора.
По выбранным значениям индук ций определяются:
высота ярма статора, м,
К |
ф |
(6-28) |
|
2В0 /ст1kc |
|||
|
|
||
минимальная ширина |
зубца, м, |
||
|
У х '» |
(6-29) |
|
|
|
Вгипах ^ст1
или ширина зубца на расстоя нии 1/3 его высоты от наиболее уз кой части:
У ,'»
(6-30)
Вг‘/, 'ст1 *с
Значение коэффициента запол нения сердечника сталью следует брать из табл. 6-11.
Размеры паза вначале опреде ляются без учета размеров и числа
175
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
|
6-11 |
||||
|
Рекомендуемые марки холоднокатаной изотропной электротехнической стали, |
|
|
||||||||||||||||||||
|
способы изолировки листов и коэффициент заполнении сталыо магнитопроводов |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
статора и ротора асинхронных двигателей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
Марка стали |
|
Статор |
|
КороткозамкнутыП ротор |
|
ФазныП ротор |
|
||||||||||||
h. мм |
17, в |
Способ изоли |
|
*с |
Способ изолировки |
*с |
Способ изолиров |
*с |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
ровки листов |
|
листов |
|
ки листов |
|
|
|
||||||||||
50-250 |
<660 |
2013 |
Оксидирование 0,97 |
Оксидирование |
0,97 |
_ |
|
|
|
|
|
__ |
|||||||||||
280-355 |
<660 |
2312 |
Лакировка |
|
0,95 |
Оксидная пленка |
0,97 |
Лакировка |
|
|
|
0,95 |
|||||||||||
400-560 |
6000 |
2411 |
Лакировка |
|
0,95 |
Лакировка |
|
0,95 |
Лакировка |
|
|
|
0,95 |
||||||||||
проводников обмотки, |
исходя толь- |
дится по таблице стандартных раз |
|||||||||||||||||||||
ко из допустимых значений |
индук- |
меров обмоточных проводов |
(табл. |
||||||||||||||||||||
ций: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П-29). Из этой таблицы по предва |
|||||||||||||
|
высота паза, м, |
|
|
|
|
рительно определенной ширине про |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
к - |
|
(6-31) |
водника и по его расчетному сече |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
нию подбираются |
наиболее близкие |
||||||||||||||
|
ширина паза, м, |
|
|
|
|
к ним стандартные значения q0Jl и b |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
и соответствующая им высота про |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
^1 |
^zmin |
|
(6-32) |
водника а. Высота проводника при |
||||||||||||||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
этом |
не должна |
превышать |
2,5— |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,0 |
мм, так |
как при большей |
высо |
|||||||||||
|
|
ь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
_ * № + а п/з)ь |
|
(6-33) |
те в |
проводниках, |
лежащих |
друг |
|||||||||||||||
|
|
D |
|
|
Z, |
|
|
над другом в одном пазу, начинает |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
Обычно |
Ьп» (0,44-0,5) *!. |
|
|
проявляться эффект вытеснения |
то |
|||||||||||||||||
|
|
|
ка, |
вызывающий |
|
неравномерное |
|||||||||||||||||
|
Предварительно |
определенная |
|
||||||||||||||||||||
|
распределение |
плотности |
тока |
по |
|||||||||||||||||||
ширина |
паза |
|
Ьа используется |
для |
|||||||||||||||||||
|
сечению |
проводников |
и увеличива |
||||||||||||||||||||
выбора |
размеров |
обмоточного про |
|||||||||||||||||||||
ющий потери в меди обмотки. Дей |
|||||||||||||||||||||||
вода. Ширина |
проводника |
b долж |
|||||||||||||||||||||
на |
быть |
меньше |
ширины |
паза |
на |
ствие |
этого |
эффекта |
возрастает с |
||||||||||||||
увеличением |
числа проводников |
по |
|||||||||||||||||||||
толщину |
всей |
изоляции |
с учетом |
||||||||||||||||||||
высоте паза, поэтому в многовитко- |
|||||||||||||||||||||||
допусков, т.е. |
корпусной, |
витковой |
|||||||||||||||||||||
вых катушках |
высота проводников |
||||||||||||||||||||||
(если она устанавливается в данной |
|||||||||||||||||||||||
не должна |
превышать |
указанных |
|||||||||||||||||||||
конструкции) |
|
и |
проводниковой |
||||||||||||||||||||
|
пределов, а при малом числе витков |
||||||||||||||||||||||
(26,и), а также |
припусков |
на |
сбор |
||||||||||||||||||||
она может быть выбрана несколько |
|||||||||||||||||||||||
ку |
сердечников |
(Л6П см. ниже): |
|||||||||||||||||||||
большей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
Ь = ЬП— Д'з, |
|
(6-34) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
Слишком |
малая высота |
провод |
|||||||||||||||||
где |
Д;13 = |
26„з + |
ДЬи. |
|
|
|
|
ников |
( а < 1 |
мм) |
вызывает значи |
||||||||||||
|
|
|
|
тельные трудности |
при |
изготовле- |
|||||||||||||||||
|
Все данные по толщине этих ви |
||||||||||||||||||||||
|
лении катушек, так как при изги |
||||||||||||||||||||||
дов изоляции берутся из соответст |
бе проводников |
на |
ребро |
во |
время |
||||||||||||||||||
вующих таблиц |
|
в зависимости |
от |
намотки катушек |
могут |
произойти |
|||||||||||||||||
номинального |
|
напряжения и мощ |
разрывы провода или его изоляции. |
||||||||||||||||||||
ности машины, конструкции и клас |
Нежелательно |
также |
примене |
||||||||||||||||||||
са нагревостойкости изоляции |
(см. |
ние прямоугольных проводов с близ |
|||||||||||||||||||||
гл. 3). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кими |
размерами |
а и Ь, так как в |
|||||||||||
Если |
эффективный |
проводник |
этом |
случае |
провод |
во время |
на |
||||||||||||||||
обмотки состоит из двух элементар |
мотки катушек |
часто перекручива |
|||||||||||||||||||||
ных проводников, |
то ширина |
каж |
ется и при рихтовке может быть по |
||||||||||||||||||||
дого из них будет равна: |
|
|
|
вреждена |
изоляция |
на его |
|
гранях. |
|||||||||||||||
|
|
b = 0,5 (бп— Дм). |
|
(6-35) |
После |
уточнения |
размеров |
про |
|||||||||||||||
|
|
|
водников |
составляется |
подробная |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Значения по (6-34) и (6-35) яв |
спецификация |
паза |
(таблица |
за |
|||||||||||||||||||
ляются предварительными. Оконча |
полнения паза) с указанием разме |
||||||||||||||||||||||
тельная ширина |
проводника |
нахо |
ров проводов,'названий, |
размеров |
176
и числа слоев |
изоляционных |
мате |
ния |
с |
номинальным напряжением |
|||||||||||||
риалов, различных прокладок и т. п. |
£/«5^660 |
В |
|
укладывают |
в полуот |
|||||||||||||
Сумма размеров по высоте и ши |
крытые пазы (см. рис. 6-18). |
Ши |
||||||||||||||||
рине паза всех |
проводников |
и изо |
рина шлица паза Ьш выбирается из |
|||||||||||||||
ляции с учетом необходимых допус |
условия |
|
обеспечения |
свободной |
||||||||||||||
ков на |
разбухание |
|
изоляции и на |
укладки полукатушек в паз, поэто |
||||||||||||||
укладку обмотки определяет разме |
му &ш=0,56п+ ( 1,04-1,5) мм. Высо |
|||||||||||||||||
ры части паза, занятой обмоткой. |
ту шлица и высоту клиновой |
части |
||||||||||||||||
В боковых стенках верхней час |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ти открытых пазов |
выполняют вы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
емки для крепления пазовых клинь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ев (см. рис. 6-17). Глубина выемок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
под клин, высота шлица Лш и высо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
та клиновой части |
паза |
hK возрас |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
тают с увеличением |
мощности |
ма |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
шины и ширины ее пазов. Обычно в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
асинхронных |
двигателях |
общего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
назначения |
мм |
6П= 2 4 - 5 мм, |
Лш = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
= 0,54 -1,0 |
и |
Лк= 34-3,5 |
мм в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
машинах средней мощности и дости |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
гает 5 мм в крупных машинах. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Полученные |
при |
расчете |
запол |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
нения |
паза |
его |
размеры являются |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
размерами |
паза «в свету», т. е. раз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
мерами реального паза в собранном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
шихтованном |
сердечнике с |
учетом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
неизбежной |
при этом |
«гребенки», |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
образующейся за счет допусков при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
штамповке листов и шихтовке маг- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
нитопроводов. Действительные раз |
Рис. 6-19. К расчету размеров зубцовой зо |
|||||||||||||||||
меры паза в штампе, т. е. в каждом |
||||||||||||||||||
отдельном листе, |
будут |
несколько |
ны всыпной обмотки статора. |
|
|
|
||||||||||||
больше на |
припуски |
на |
сборку. |
паза |
выполняют в пределах |
Аш= |
||||||||||||
|
|
|
|
Припуски, мм. |
|
|
||||||||||||
ft. мм |
|
|
|
|
=0,54-0,8 |
мм |
и Лк= 2,54-3,5 |
мм |
||||||||||
|
|
по ширине пази |
по высоте паза |
(большие значения берутся при ши |
||||||||||||||
|
|
|
Д'п |
|
длп |
|||||||||||||
50— 132 |
|
0 ,1 |
|
|
|
0 .1 |
роких |
пазах |
и большей |
мощности |
||||||||
|
|
|
|
двигателей). Выбор размеров про |
||||||||||||||
160—250 |
|
0 ,2 |
|
|
|
0 ,2 |
||||||||||||
2 8 0 -3 5 5 |
|
0 ,3 |
|
|
|
0 ,3 |
водников, расчет заполнения паза и |
|||||||||||
400—560 |
|
0,4 |
|
|
|
0 ,3 |
определение его |
размеров в свету и |
||||||||||
После того как все размеры па |
в штампе производят так же, как и |
|||||||||||||||||
для открытых |
пазов. Ширину |
и |
||||||||||||||||
за в штампе окончательно установ |
||||||||||||||||||
расчетную высоту зубцов определя |
||||||||||||||||||
лены, |
определяют |
ширину |
зубцов. |
|||||||||||||||
ют по (6-36) — (6-38). |
провода |
|||||||||||||||||
b z m in |
И bzm ax ИЛИ |
6г'/з • |
|
(6-36) |
Круглые |
обмоточные |
||||||||||||
|
Kmin = t x - b nl |
|
всыпной обмотки могут быть уложе |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ны в |
пазы |
|
произвольной |
конфигу |
+I6-37) рации, поэтому размеры зубцовой
|
|
|
зоны при всыпных обмотках выби |
||
|
«б-3*» |
рают таким образом, чтобы парал |
|||
|
лельные |
грани имели |
зубцы, а не |
||
Расчетная высота |
зубцов h z |
при |
пазы статора (рис. 6-19). Такие зуб |
||
прямоугольных пазах |
берется |
рав |
цы имеют постоянное, не изменяю |
||
ной высоте паза: |
|
|
щееся с высотой зубца |
поперечное |
|
К = Ав. |
|
|
сечение, индукция в них также не |
||
|
|
меняется |
и магнитное |
напряжение |
|
Обмотку из подразделенных ка |
зубцов с |
параллельными гранями |
|||
тушек в машинах общего назначе |
оказывается меньше, чем магнитное |
||||
12—326 |
|
|
|
|
177 |
напряжение трапецеидальных зуб цов при том же среднем значении индукции в них.- Это объясняется от сутствием в зубцах с параллельны ми стенками узких участков с высо кой индукцией, напряженность по ля в которых резко возрастает, уве личивая суммарное магнитное напряжение зубцов.
Для всыпной обмотки могут быть выбраны пазы показанной на рис. 6-19 а—в конфигурации. В двигате лях серии 4А выполняются только трапецеидальные пазы (рис. 6-19, а) с углом наклона граней клиновой
части |
0 = 4 5 “ |
у двигателей |
с |
А ^ |
|
й^ 250 |
мм и |
0= 30° |
у двигателей с |
||
ft^s280 мм при 2 р = 10 и 12. |
|
|
|||
Принцип расчета размеров |
паза |
||||
всыпной обмотки |
остается |
таким |
же, как и для пазов с прямоуголь ными проводами. Сначала прово дится предварительный выбор раз меров, исходя из допустимой индук ции в зубцах и ярме статора
W |
6 |
(6-39) |
Ьг - |
|
Ягер ^сп^с
и А„ по (6-28).
После расчета коэффициента за полнения паза проводниками об мотки полученные значения уточня ются. Однако стремление выпол нить зубцы с параллельными гра нями накладывает дополнительные условия на возможные соотношения размеров паза. Это вызывает из вестные трудности расчета зубцо вой зоны, который рекомендуется проводить в следующей последова тельности (расчетные формулы при ведены только для пазов, показан ных на рис. 6-19, а; для других кон фигураций они могут быть легко получены, исходя из условия сохра нения постоянства ширины зубцов).
По допустимым индукциям в яр ме и зубцах статора (см. табл. 6-10) из (6-28) и (6-39) определяются вы сота ярма ha и ширина зубца Ьг ста тора. Далее находятся размеры па за в штампе, м,
K = 5* fR -h.; |
(6-40) |
bt= *<°+Ш |
(6-41) |
2.x |
|
при 0= 45° |
|
|
|
|
|
|
|
||
I) = |
п |
~Ь 2/tiu ~~ 6щ) |
2 \ |
Ьг j |
_ (6-42) |
||||
при 0 = 30° |
|
|
|
|
|
|
|
||
. |
_ |
я (р + 2/»ш — Ьш / У |
з |
) |
— Z j Ь |
||||
|
2 |
|
|
Z i - n ! V z |
|
(6-43) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полученные размеры |
округляют |
|||||||
до десятых долей |
миллиметра. |
||||||||
|
Высоту |
шлица |
паза |
|
Аш обычно |
||||
выполняют |
в |
пределах |
от 0,5 до |
||||||
1 мм в зависимости |
от |
|
|
мощности |
|||||
двигателя. |
Следует |
иметь в виду, |
|||||||
что Лш должна |
быть |
достаточной |
для обеспечения механической проч ности кромок зубцов, удерживаю щих в уплотненном состоянии про водники паза после заклиновки па зов. Однако увеличение hm приво дит к возрастанию потока рассеяния паза, что в большинстве случаев не желательно. В серии 4А в двигате лях с А ^ 132 мм принимают Аш= = 0 ,5 мм, в двигателях с Аш^ 160 мм увеличивают до Лш= 1 мм.
Ширину шлица паза принимают
равной 6m =d„3+ (l,5 - f-2 мм), |
где |
dH3— диаметр изолированного |
об |
моточного провода, мм. Размер Ьш должен обеспечить возможность свободного пропуска проводников обмотки через шлиц паза с учетом толщины изоляционных технологи ческих прокладок, устанавливаемых при укладке обмотки для предо хранения изоляции проводников от повреждений об острые кромки шлица. В сериях асинхронных ма шин размер Ьш обычно нормализу ется. В серии 4А он выполняется равным от 1,8-мм в малых машинах до 4 мм в более крупных. Средние значения Аш для двигателей при различных h и 2р приведены в табл. 6-12.
В клиновой части паза распола гаются пазовые крышки (в машинах с As£l 160 мм) или пазовые клинья (в более крупных машинах). Поэто му при расчете площади попереч ного сечения паза эти участки не учитывают.
Размеры паза рассмотренной конфигурации могут быть определе ны также графоаналитическим ме-
178
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
6-12 |
||
|
Средние значения |
ширины |
шлица |
||||
полузакрытых пазов статора Ьш, мм |
|||||||
ft, мм |
|
Число полюсов 2р |
|
||||
2 |
4 |
6-8 |
10 |
12 |
|||
|
|
||||||
50—63 |
1,8 |
1,8 |
1,8 |
_ |
“ _ |
||
71 |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
||||
'80, |
90 |
3,0 |
3,0 |
2,7 |
— |
— |
|
100, |
112 |
3,5 |
3,5 |
3,0 |
— |
— |
|
132 |
4,0 |
3,5 |
3,5 |
— |
_ |
||
160—250 |
4,0 |
3,7 |
3,7 |
— |
— |
||
280-315 |
— |
~ |
~ |
4,0 |
4,0 |
тодом. Для этого вначале строится равнобедренная трапеция (рис. 6-20, а ), верхнее основание которой
Рис. 6-20. К графоаналитическому методу Определения размеров паза статора.
равно в выбранном масштабе пазо вому делению t\, нижнее основание jf| —tiDa/D , а высота h = (D a—D)/2.
Такая .трапеция представляет собой как бы вырезанный из листа стато ра сектор пазового деления, в кото ром. должны разместиться паз (ось паза совпадает с осью трапеции), прилегающие к нему с обеих сторон половины сечений зубцов и участок ярма статора. По допустимым ин дукциям Bz и Ва определяют шири ну зубца по (6-39) и высоту ярма по (6-28). На построенной трапеции линиями, параллельными ее боко вым граням, отсекают участки ши риной 0,5 bt и линией, параллельной ее; основаниям, — участок шириной ка. . (рис. 6-20,6). В оставшуюся часть ' трапеции (на рис. 6-20, б — не .заштрихована) вписывают кон тур паза . .выбранной конфигурации (рис. 6-20, в). Его основные разме ры Ь\, Ь2 и А„ обеспечивают парал лельность боковых граней зубцов при наименьших возможных с точки
зрения допустимой индукции разме рах зубцов и ярма.
Для достижения достаточной точности построение должно быть выполнено в крупном масштабе (на
пример, |
|
10:1), |
при |
|
котором |
воз |
|||
можна |
достоверность |
определения |
|||||||
размеров |
паза |
с |
точностью |
до |
|||||
0,1 мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Площадь |
поперечного |
сечения |
|||||||
паза в штампе, м2, * |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
„ |
|
(6-44) |
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ - ^ - ( А ш |
+ |
М ; |
(6-45) |
|||||
высота клиновой части паза |
|
|
|||||||
К = |
|
|
при р = |
45° |
|
|
|||
и |
|
-Ь^ |
5 |
|
|
|
|
(6-46) |
|
К = |
при р = |
30° |
|
||||||
|
|
2 ^ 3 |
|
|
|
|
|
|
|
Для |
расчета |
коэффициента |
за |
||||||
полнения |
паза |
необходимо |
опреде |
лить площадь паза в свету и учесть площадь сечения паза, занимаемую корпусной изоляцией SH3 и проклад
ками в пазу |
S„p. |
Размеры |
паза в |
|||
свету определяются |
с учетом |
при |
||||
пусков на шихтовку и сборку |
сер |
|||||
дечников АЬ„ и АЛ„: |
|
|
|
|
||
|
Ь\ = 6, — Д6П; |
|
|
|
||
|
Ь'г = Ьг — АЬЦ; |
|
|
(6-47) |
||
|
hi = h 1 — A/in, |
|
|
|
||
где Д&„ и ДЛд — см. стр. |
177. |
|
||||
Площадь |
корпусной |
изоля |
||||
ции, м2, |
|
|
|
|
|
|
|
51I3 = A1W(2A1I + 61 + |
A.), |
(6-48) |
|||
где |
6„3 — односторонняя |
толщина |
||||
изоляции в пазу (см. гл. 3), |
м. |
|||||
Площадь прокладок в пазу, м2: |
||||||
для двигателей с А = 1804-250 мм |
||||||
|
Saр = |
0,4Ьк-1- 0,9Ь2, |
(6-49) |
|||
для двигателей с /^ 2 8 0 |
мм |
|||||
|
Snp = |
0,6(A1 + A2). |
|
(6-50) |
||
При однослойной обмотке 5 пр= |
||||||
= 0. |
|
поперечного |
сечения |
|||
Площадь |
||||||
паза, |
остающаяся для размещения |
12* |
179 |
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
6-13 |
меры |
двигателя |
завышены |
и |
ак |
||||||||
Расчетны е |
размеры |
трапецеидальных |
тивная |
|
сталь |
недоиспользована. |
||||||||||||
В этом случае следует |
уменьшить |
|||||||||||||||||
зубц ов |
статоров |
при |
открытых |
|||||||||||||||
и полуоткрытых п азах (статоры машин |
длину |
сердечника или |
перейти |
на |
||||||||||||||
переменного тока с |
обмоткой |
6-17 |
ближайшую |
меньшую |
высоту |
оси |
||||||||||||
из прямоугольного |
провода — рис. |
вращения. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
it |
6-18) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Если полученное значение k3 вы |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Рлзмер |
|
Рис. 6-17 |
|
|
Рис. 6-18 |
ше указанных пределов |
и |
его не |
||||||||||
|
|
|
удается |
уменьшить |
до |
допустимых |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
пределов даже при размерах На и Ьг, |
||||||||||
|
|
|
|
|
0 + 2 (Аш+Ак) |
рассчитанных по наибольшим допу |
||||||||||||
Ьг |
|
|
|
|
|
|
|
стимым значениям Ва и Вг, или пе |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
— Ь„ |
|
рейдя |
на большее сечение |
элемен |
||||||||
|
D + 2 /.„ |
|
|
D + 2A „ |
ь |
тарного |
провода |
при |
уменьшении |
|||||||||
Аг max |
л |
2 |
|
Ап |
я |
г |
Ь . |
Пэл, то следует увеличить длину маг- |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
нитопровода или |
просчитать другой |
|||||||||
К |
|
*п |
|
|
|
Лп |
|
вариант двигателя, |
изменив глав |
|||||||||
проводников обмотки, |
|
|
|
ные размеры. |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
Ширина зубца и расчетная |
вы |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
сота паза определяются по форму |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
лам табл. 6-13 и 6-14. Обычно при |
||||||||||
Контролем правильности разме |
всыпной |
обмотке |
Ьг=Ь'г =Ь"г. В |
не |
||||||||||||||
которых |
случаях |
возможно |
некото |
|||||||||||||||
щения |
обмотки |
в |
пазах |
является |
||||||||||||||
значение коэффициента заполнения |
рое расхождение значений Ъ'г и Ь\ , |
|||||||||||||||||
паза |
|
|
|
|
|
|
|
поэтому |
рекомендуется |
рассчитать |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
оба значения Ь\ и Ь\ и при неболь |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
шом расхождении результатов взять |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
среднюю |
расчетную |
ширину |
зубца: |
|||||||
(см. § 3-3), который должен |
нахо |
Ьг=(Ь'г -\-Ь'г)/2. При больших |
рас |
|||||||||||||||
диться в пределах, указанных в |
хождениях |
следует |
изменить |
соот |
||||||||||||||
табл. 3-12. |
|
|
|
|
|
|
ношения размеров пазов либо про |
|||||||||||
Если полученное значение |
ниже |
водить расчет магнитного |
напряже |
|||||||||||||||
указанных |
пределов, |
то |
площадь |
ния зубцов так же, как при прямо-, |
||||||||||||||
паза следует уменьшить за счет уве |
угольных пазах |
(см. ниже). |
|
|
||||||||||||||
личения ha или Ьг или обоих разме |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ров одновременно |
в зависимости от |
6-6. ВЫБОР ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА |
|
|||||||||||||||
принятого при их расчете |
значения |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
допустимой |
индукции. Индукция в |
Правильный |
выбор |
воздушного |
||||||||||||||
зубцах |
и |
ярме |
|
статора |
при этом |
зазора |
|
б |
во |
многом определяет |
||||||||
уменьшится. Уменьшение индукции |
энергетические |
показатели |
асин |
|||||||||||||||
ниже |
пределов, |
указанных в табл. |
хронного двигателя. |
Чем |
|
меньше' |
||||||||||||
6-10, показывает, |
что |
главные |
раз |
воздушный |
зазор, тем |
меньше |
его |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
6-14 |
||||
Расчетные размеры |
зубц ов статоров при |
трапецеидальны х |
или груш евидны х пазах |
|
||||||||||||||
|
|
|
в |
маш инах |
со всыпной |
обмоткой |
(рис. |
6-19) |
|
|
|
|
|
|
Размер |
Рис. 6-19, а |
|
ь |
л D + 2 *l° - |
ь |
|
z |
bl |
_ |
D + 2 (hu - l h ) |
|
Ьг |
z |
~ ь * |
п |
||
h 2 |
Ад |
|
|
Рис. 6-19, 6 |
|
|
Рис. 6-19, « |
|
|
л |
° +2Й" |
ь . |
” |
D + 2 h n - b i |
; |
|
п |
z |
bl |
z |
|
|
|
_ D + 2 h m + b 2 |
. |
я |
D + 2 h m + b 3 . / |
|||
я |
г |
~ ь‘ |
г |
- Ь |
, |
|
|
|
|
|
|||
|
Ап |
|
|
Аи—0,1 |
b i |
|
180