5. Расчет оптимального числа витков в обмотке одной фазы

Цель расчета - определение рационального числа витков в равносекционной обмотке одной фазы асинхронного двигателя, при которых величины магнитных нагрузок будут оптимальны на всех участках магнитной цепи рассчитываемой машины. Такой расчет выполняется методом подбора. Все данные расчета заносим в таблицу 1 и определяем оптимальный вариант расчета числа витков в обмотке одной фазы.

Таблица 1. Нагрузка магнитной цепи при числе витков

Наименование величин	Расчетная формула	Вариант расчета			Допустимые пределы
		1	2	3
Число проводников в пазу, , шт.		152	130	120
Число витков в обмотке одной фазы, , шт.		608	520	480
Величина магнитного потока при , Вб.		0,0017	0,002	0,0022
Индукция в воздушном зазоре, , Тл.		0,4044	0,4758	0,523	0,3-0,6
Индукция в зубцовой зоне, , Тл.		1,11	1,308	1,439	1,3-1,5
Индукция в спинке статора, , Тл.		0,85	1	1,1	1,1-1,5

Найдем приблизительную полную мощность двигателя [1] по зависимости от внутреннего диаметра магнитопровода и числе пар полюсов. Из графика видно, что при D=65мм и Р=1, полная мощность двигателя получается меньше 1кВА. Номинальная мощность трехфазного АД ( ) полной на величины и КПД (η). Учитывая это, рекомендованную магнитную индукцию в воздушном зазоре (табл.2 [1]) берем в интервале мощностей до 1кВт ( =0,3-0,6 Тл).

Зададимся величиной магнитного потока в воздушном зазоре Тл.

Определим величину магнитного потока

, (24)

Вб.

Определяем предварительное число витков в обмотке одной фазы

, (25)

где - обмоточный коэффициент, находим:

- по коэффициенту распределения обмотки

, (26)

- по коэффициенту укорочения

, (27)

Следовательно равно

, (28)

Рассчитываем предварительное число витков в одной фазе

Для выполнения условия равносекционности определяем число активных проводников в одном пазу

, (29)

шт.

Следовательно предварительное число витков в обмотке одной фазы будет равно

, (30)

Проверяем нагрузку магнитной цепи сердечника статора АД при витка.

Магнитный поток

, (31)

=0,0017 Вб.

Магнитные индукции:

- в воздушном зазоре

, (32)

Вб.

- в зубцовой зоне

, (33)

Вб

- в спинке статора

, (34)

Вб.

Из таблицы 1 следует, что полученные магнитные нагрузки и меньше допустимых, что позволяет увеличить магнитный поток путем уменьшения числа витков в обмотке. А это, в свою очередь, разрешает увеличить сечение провода в пазу, номинальный ток и мощность АД. Возьмем числа активных проводников в одном пазу и для второго и третьего варианта расчета. Далее расчет выполняется в том же порядке, как и для первого варианта. По данным расчета видно, что третий вариант расчета удовлетворяет заданным условиям магнитных индукций АД. Дальнейший расчет АД будем выполнять по данным третьего варианта.