3.Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора.
Размеры пазов в электрических машинах должны быть выбраны таким образом, чтобы площадь паза соответствовала количеству и размерам размещаемых в нём проводников обмотки с учётом всей изоляции, а значения индукций в зубцах и ярме статора находились в определённых пределах.
3.1. Предварительный выбор значений магнитной индукции на участках.
Ва =1,4÷1,6 ,Тл - магнитная индукция в ярме статора; принимаем Ва=1,4 ,Тл;
Вz1=1,7÷1,9 ,Тл – магнитная индукция в зубцах статора при постоянном сечении зубцов (всыпная обмотка); принимаем Вz1=1,7 ,Тл;
(с.174, табл.6-10)
3.2.Высота ярма статора.
lст1-длина сердечника статора; (для асинхронных двигателей с высотой оси вращения менее 250мм конструктивная длина статора l1 и длина стали сердечника статора lст1 принимаются равными длине воздушного зазора; lδ=lст1=0,199,м);
kc =0,97-коэффициент заполнения сталью магнитопровода; (с.176,табл.6-11);
3.3.Ширина зубца статора.
3.4.Высота паза в штампе.
3.5.Ширина паза.
При β=450 (β- угол наклона граней клиновой части; для двигателей с высотой оси вращения менее 250мм и числом полюсов равным двум β=450 ):
а) в основании паза:
б) в верхней части паза:
3.6.Высота клиновой части паза.
hш1=10-3 ,м – высота шлица паза,(с.178);
bш1=dиз + (1,5÷2)×10-3 ,м- ширина шлица паза;
bш1=(1,585+1,915) ×10-3 =3,5×10-3 ,м;(с.178);
3.7.Размер клиновой части паза в свету с учетом припуска на сборку.
Δbп и Δhп – припуски на сборку по ширине и высоте паза,(с.177);
Δbп=0,2×10-3 ,м
Δhп=0,2×10-3 ,м
3.6.Площадь поперечного сечения трапецеидального паза, в которой размещаются обмотка, корпусная изоляция и прокладки.
3.7.Площадь поперечного сечения прокладок.
3.8.Площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу.
bиз=0,4×10-3 ,м –односторонняя толщина изоляция в пазу, (с.61,табл.3-8);
3.9.Площадь поперечного сечения паза, остающаяся свободной для размещения обмотки.
3.10.Коэффициент заполнения паза.
Так как kз находится в пределах 0,7÷0,75 ,то расчеты верны.
3.11.Ширина зубца статора (уточненная).
Определяется как среднеарифметическое значение:
3.12.Выбор воздушного зазора.
Для двигателя мощностью 45,кВт при 2p=2 имеем:
Округляем до δ=0,9×10-3 ,м
4.Расчет короткозамкнутого ротора.
4.1.Выбор числа пазов ротора.
Для двигателей малой и средней мощности по технологическим причинам рекомендуется выбирать число пазов ротора меньшее, чем числа пазов статора, Z1 > Z2. По табл.6-15,с.185 принимаем ближайшее меньшее значение Z2=28.
4.2.Внешний диаметр ротора.
4.3.Длина стали сердечника ротора.
Для асинхронных двигателей с высотой оси вращения менее 250мм конструктивная длина ротора l2 и длина стали сердечника ротора lст2 принимаются равными длине воздушного зазора lδ, ;
lст2=0,195 ,м
4.4.Расчет зубцового деления ротора.
Расчет зубцового деления ротора проводится аналогично расчету зубцового деления статора:
4.5.Внутренний диаметр ротора.
Для двигателей с внутренним диаметром менее 990мм применяют непосредственную посадку сердечника на вал. Так как D2 расчитываемого двигателя равен 0,1794 ,м , то внутренний диаметр сердечника ротора равен диаметру вала и вычисляется по формуле:
Dj – диаметр вала;
DB – внутренний диаметр ротора;
kB –коэффициент для расчета диаметра вала АД; (с.191, табл.6-16);
4.6.Расчет тока в стержне ротора.
ki- коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания на отношение ; его значение может быть приближенно вычислено в зависимости от номинального cosφ,которым задавались в начале:
I1н - номинальный ток в обмотке статора, п.2.4;
vi - коэффициент приведения токов;
kск - коэффициент скоса, учитывающий уменьшение ЭДС, наводимую в витках обмотки при скошенных пазах;
γск - центральный угол скоса пазов по дуге окружности, измеряемый в электрических радианах;
βск - относительный скос пазов, показывающий, на какую часть зубцового деления по дуге окружности зазора изменено направление оси паза по сравнению с ее положением при нескошенных пазах;
ϑi – порядок зубцовой гармоники; рассчитывается для первой гармоники;
4.7.Площадь поперечного сечения стержня (предварительно).
J2 – плотность тока в стержнях ротора машин закрытого обдуваемого типа при заливке пазов алюминием; находится в пределах (2,5÷3,5)×106 , А/м2; принимаем J2=3,5×106 , А/м2 ,тогда:
4.8. Ширина зубцов ротора.
BZ2-магнитная индукция в зубцах ротора, 1,75÷1,95; примем Bz2=1,95 ,Тл
4.9.Ширина клиновой части паза.
Размеры шлица для двигателей с высотой оси вращения 160÷250 ,мм
bш –ширина шлица; bш=1,5×10-3 ,м
hш –высота шлица; hш=0,7×10-3 ,м
-высота перемычки над пазом;=1,5×103 ,м
а)в широком сечении:
б)в узком сечении:
4.10.Высота клиновой части паза.
4.11.Полная высота паза.
4.12.Площадь сечения стержня (уточненная).
4.13.Ширина зубцов сердечника ротора (уточненная).
Вычисляется как средне арифметическое двух величин:
4.14.Расчет тока в кольцах ротора.
Предварительно рассчитаем угол сдвига между токами в стержнях:
Тогда ток в кольцах равен:
4.15.Площадь поперечного сечения замыкающих колец ротора.
Замыкающие кольца литой обмотки выполняются с поперечным сечением виде неправильной трапеции, прилегающей одним основанием к торцу сердечника ротора. Плотность тока в кольцах берется на 15-20% меньшей, чем плотность тока в стержнях, что объясняется следующей причиной: они имеют лучшие условия охлаждения по сравнению со стержнями, и поэтому отводят тепло со стержней, являясь своего рода радиаторами.
4.16.Размеры замыкающих колец.
а) Высота:
б) Ширина:
в)Диаметр: