АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра электропривода и автоматизации
промышленных установок
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ГЛАВЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ
(Расчет геометрических размеров и обмоток)
Методические указания к курсовой работе
для студентов специальности 6N0718 – Электроэнергетика
Алматы
2005
СОСТАВИТЕЛИ: В.С. Новокшенов, Р.М.Шидерова.
Специальные главы электрических машин. Асинхронные двигатели с фазным ротором (Расчет геометрических размеров и обмоток). Методические указания к курсовой работе (для студентов специальности 6N0718 – Электроэнергетика).- Алматы: АИЭС, 2005.–33с.
Методические указания содержат варианты задания на курсовую работу, определение главных размеров асинхронного двигателя, расчет обмоток статора и ротора и включают в себя необходимые справочные материалы и таблицы.
Методические указания предназначены для студентов специальности 6N0718 – Электроэнергетика.
Ил. 11, табл. 12, библ. – 10 назв.
Рецензент: д-р техн. наук, проф. П.И.Сагитов.
Печатается по плану издания Алматинского института энергетики и связи на 2005 г.
© Алматинский институт энергетики и связи, 2005 г.
Введение
Курсовая работа должна научить студента применять полученные теоретические знания при решении конкретной инженерной задачи - проектировании асинхронного двигателя с фазным ротором общепромышленного назначения.
Курсовая работа должна содержать:
а) задание на курсовую работу;
б) расчетную записку, содержащую электромагнитный расчет, эскизы, поясняющие основные решения, таблицы, в которые сводятся основные и расчетные данные. На каждом листе расчетной записки должны быть оставлены поля. Текст должен содержать расчетные формулы в общем виде. У каждой величины, являющейся результатом вычислений, должна быть указана размерность.
Все расчеты выполняются на ЭВМ с использованием приложения Mathcad.
При выполнении курсовой работы следует пользоваться рекомендуемой литературой.
Курсовая работа, выполненная не по заданию, соответствующему цифрам шифра и первой букве фамилии, должна быть выполнена заново. На обложке пояснительной записки обязательно должны быть указаны шифр и специальность студента.
Вариант задания выбирается по таблицам 1, 2, 3.
Таблица 1
|
Послед-няя цифра шифра |
Х1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
|
Номи-нальная мощ- ность (кВт) Р2Н |
2 |
2,2 |
18,5 |
3,0 |
30 |
4,0 |
37 |
5,5 |
45 |
75 |
|
Испол-нение |
защ |
закр. обд. |
защ. |
закр. обд. |
защ. |
закр. обд. |
защ. |
закр. обд. |
защ. |
защ. |
Таблица 2
|
Предпоследняя цифра шифра |
0 |
9 |
48 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
|
Линейное напряжение питающей сети (В) |
3380 |
380 |
380 |
380 |
380 |
380 |
380 |
380 |
380 |
380 |
|
Соединение обмотки статора |
Y |
Δ |
Δ |
Y |
Δ |
Y |
Y |
Δ |
Y |
Δ |
Таблица 3
|
Начальная буква фамилии студента |
А, Б, Л |
В, Г, Я |
Б, Е. |
Ж, З, И |
К, М, О |
Н, П, Р |
Т, У, Ф |
С, Ч, Х |
Ц,Ш, Щ |
Э, Ю |
|
Синхрон-ная частота вращения, n1 (об/мин) |
1500 |
1000 |
750 |
1000 |
1500 |
1500 |
750 |
1000 |
750 |
1500 |
|
Обмотка ротора |
фазная |
|||||||||
|
Примечание - В задании приведено линейное напряжение - U1Л; фазное напряжение - U1Ф зависит от способа соединения обмотки статора. |
||||||||||
1 Определение главных размеров и выбор электромагнитных нагрузок
Расчет асинхронных машин начинают с определения главных размеров: внутреннего диаметра статора D1 и расчетной длины воздушного зазора lδ.
Внутренний диаметр статора непосредственно связан определенными размерными соотношениями, зависящими от числа полюсов, с наружным диаметром статора D1Н, в свою очередь определяющим высоту оси вращения h.
В связи с этим выбор главных размеров проводят в следующей последовательности:
1.1 Высоту оси вращения предварительно определяют по таблицам 4 и 5 для заданных значений P2н и 2p в зависимости от исполнения двигателя.
1.2 Далее определяется наружный диаметр сердечника статора, исходя из минимальных отходов и припусков на штамповку (при указанных стандартных размерах ленты и листов электротехнической стали), согласно таблице 6.
1.3 Как показал опыт проектирования большого числа асинхронных двигателей, внутренний диаметр сердечника D1 находится в определенном соотношении с наружным
,
где коэффициент KD определяется по таблице 7.
Таблица 4- Значения высоты оси вращения со степенью
защиты IР44
|
Высота оси вращения, h,(мм) |
Номинальная мощность (кВт) со степенью защиты IР44 при 2p |
|||||
|
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
|
|
90 |
3,0 |
2,2 |
1,5 |
0,75 1,1 |
- - |
- - |
|
100 |
4,0 5,0 |
3,0 4,0 |
- 2,2 |
- 1,5 |
- - |
- - |
|
112 |
7,5 |
5,5 |
3,0 4,0 |
2,2 3,0 |
- - |
- - |
|
132 |
- 11 |
7,5 11 |
5,5 7,5 |
4,0 5,5 |
- - |
- - |
|
160 |
15 18,5 |
15 18,5 |
11 15 |
7,5 11 |
- - |
- - |
|
180 |
22 30 |
22 30 |
- 18,5 |
- 15 |
- - |
- - |
|
200 |
37 45 |
37 45 |
22 30 |
18,5 22 |
- - |
- - |
|
225 |
55 |
55 |
37 |
30 |
- - |
- - |
|
280 |
110 132 |
110 132 |
75 90 |
55 75 |
- - |
- - |
|
315 |
160 200 |
160 200 |
110 132 |
90 110 |
55 75 |
45 55 |
|
355 |
250 315 |
250 315 |
160 200 |
132 160 |
90 110 |
75 90 |
Таблица 5 - Значение высоты оси вращения со степенью
защиты IP23
|
Высота оси вращения, h,(мм) |
Номинальная мощность (кВт) со степенью защиты IP23 при 2р |
|||||||
|
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
|||
|
160 |
22 30 |
18,5 22 |
11 15 |
7,5 11 |
- - |
- - |
||
|
180 |
37 45 |
30 37 |
18,5 22 |
15 18,5 |
- - |
- - |
||
|
200 |
55 75 |
45 55 |
30 37 |
22 30 |
- - |
- - |
||
|
225 |
90 |
5 |
45 |
37 |
- |
- |
||
|
250 |
110 132 |
90 110 |
55 75 |
45 55 |
- - |
- - |
||
|
280 |
60 00 |
132 160 |
90 110 |
75 90 |
- - |
- - |
||
|
315 |
- 250 |
200 250 |
132 160 |
110 132 |
75 90 |
55 75 |
||
|
355 |
315 400 |
315 400 |
200 250 |
160 200 |
110 132 |
90 110 |
||
Таблица 6 - Таблица для выбора наружного диаметра
сердечника статора
|
h,мм |
D1Н,м |
h,мм |
D1Н,м |
h,мм |
D1Н,м |
h,мм |
D1Н,м |
|
6 |
0,089 |
90 |
0,149 |
160 |
0,272 |
250 |
0,437 |
|
63 |
0,1 |
100 |
0,168 |
180 |
0,313 |
280 |
0,530 |
|
71 |
0,116 |
112 |
0,191 |
200 |
0,349 |
315 |
0,590 |
|
80 |
0,131 |
132 |
0,225 |
225 |
0,392 |
355 |
0,660 |
Таблица 7 - Значения коэффициента KD
|
2р |
2 |
4 |
6 |
8-12 |
|
КD |
0,52-0,57 |
0,64-0,68 |
0,7-0,72 |
0,74-0,77 |
1.4 Далее находят полюсное деление τ (м)
. (1.1)
1.5 Расчетную мощность асинхронного двигателя PЕ ,(кВА) определяют по заданной номинальной мощности
. (1.2)
Предварительные
значения η
(в относительных единицах) и cosφ1 могут быть взяты по рисунку 1.1, а
по рисунку 1.2.
Предварительный выбор электромагнитных нагрузок - линейной токовой нагрузки А1 и максимальной магнитной индукции в воздушном зазоре Вδ - должен быть проведен особо тщательно, так как они определяют не только расчетную длину сердечника, но и в значительной степени характеристики двигателя.
1.6 Рекомендации по выбору Вδ и А1 представлены на рисунках 1.3 и 1.4. На каждом из рисунков даются области их допустимых значений.
1.7 Значения коэффициента полюсного перекрытия αδ и коэффициента формы поля kВ предварительно принимают равными
(1.3)
1.8
Предварительное значение обмоточного коэффициента для однослойных обмоток Коб1 =0,95
0,96, для двухслойных при 2р=2 Коб1 =0,82
0,86 и при большей полюсности Коб1
=0,91
0,92 (выбор типа обмотки по таблице 8).
1.9 Синхронная угловая частота вращения вала двигателя Ω, рад∕сек, рассчитывается по формуле
или
, (1.4)
где n1 - синхронная частота
вращения, об⁄мин;
f1 -частота питания, Гц.
1.10 Расчетная длина воздушного зазора с учетом значения αδ(м)
.
(1.5)
.files/image025.jpg)
а) – со степенью
защиты IР44 мощностью до 30 кВт; б) – со степенью
защиты IР44 мощностью до 400 кВт; в) – со
степенью защиты IР23
Рисунок 1.1 – Примерные значения КПД и cosj асинхронных
двигателей
.files/image029.gif)
1.11 Критерием
правильности выбора главных размеров D1
и lδ служит отношение
, которое должно находиться в пределах, указанных на рисунке
1.5 для принятого исполнения двигателя. Если λ оказывается чрезмерно большим, то следует повторить расчет
для ближайшего из стандартного ряда бόльшей высоты оси вращения h, а если λ слишком мало, то расчет повторяют для следующей в
стандартном ряду меньшей высоты h.
На этом выбор главных размеров заканчивается.
.files/image034.gif)
1.12 Для расчета магнитной цепи, помимо lδ, необходимо определить полную конструктивную длину и длину стали сердечника статора (l1 и lст1). В асинхронных двигателях, длина сердечников статоров которых не превышает 0,25-0,3м, радиальных вентиляционных каналов не делают. Для такой конструкции
. (1.6)
В более длинных машинах сердечники подразделяют на отдельные пакеты, разделенные между собой радиальными вентиляционными каналами.
1.13 Стандартная ширина радиального воздушного канала между пакетами bк=0,01м. Число пакетов nпак. и их длина lпак. связаны с расчетной длиной следующим соотношением
м,
целое число.
1.14 При этом число радиальных каналов
.
1.15 Длина стали сердечника статора двигателя
. (1.7)
1.16 Конструктивная длина сердечника статора
. (1.8)
1.17 Окончательное значение
.
2 Определение числа пазов статора
и расчет обмотки
статора
Число витков фазы обмотки должно быть таким, чтобы линейная нагрузка и индукция в воздушном зазоре как можно ближе совпадали с их значениями, принятыми предварительно при определении главных размеров, а число пазов статора обеспечивало достаточно равномерное распределение катушек обмотки.
2.1 Тип обмотки и форма пазов статора выбирается по таблице 8. Пазы статора машин переменного тока приведены на рисунках 3.1, 3.3.
2.2 Число пазов статора
, (2.1)
где m1 - число фаз обмотки статора (m1=3);
q1 - число пазов на полюс и фазу выбирается по таблице 8.
2.3 Зубцовое деление статора
. (2.2)
2.4 Номинальный фазный ток обмотки статора (А)
, (2.3)
где m1 - число фаз статора, U1ф - фазное напряжение.
(При
соединении обмотки "Y"
, при соединении "Δ"
).
Таблица 8 - Рекомендуемые форма паза, тип обмотки статора,
значения q1, а1, Δ1
|
h, мм |
2р |
Форма пазов статора |
Тип обмотки статора |
q1 |
а1 |
Плотность тока Δ1 |
|
|
Закры-тое ис-полне-ние |
Защи-щенное испол-нение |
||||||
|
80÷ 112 |
2 4 |
Трапеце-идальная |
Однослойная всыпная |
4 2,3 |
1;2 |
6,3÷6,5 |
6,5÷8 |
|
132÷ 160 |
2 4 6 8 |
То же |
Двухслойная всыпная Однослойная всыпная То же То же |
6 3,4 2,3 2 |
1;2 1;2 1;2 1;2 |
6,3÷6,5 5,5÷6 5÷6 5÷6 |
7,5÷8,5 6,5÷7,5 6,5÷7 6÷6,5 |
|
180÷ 315 |
2 4,6 8 |
То же |
Двухслойная всыпная То же То же |
5,6 3,4 3 |
2 2;3;4 |
6,2÷5,2 6÷5 6÷5 |
7÷6 6,5÷5,5 6,5÷5,5 |
|
355 |
2 4,6 8 |
Прямо-уголь-ные полу-открытые |
Двухслойная из жестких полукатушек |
8 4,5 3,4 |
2 3;4;6 4 |
5÷4 4÷3,5 3,8÷4 |
5,5÷4,5 5,5÷4,5 5÷4,5 |
|
355 |
10 12 |
Трапеце-идальные полу-закрытые |
Двухслойная всыпная |
2,3 |
5/6 |
3,8÷4 |
5÷4,5 |
Как видно из
таблицы, с увеличением мощности и с уменьшением частоты вращения [n=n1(1-S), n1=
], т.е. с ухудшением условий охлаждения, рекомендуемые
значения плотности тока имеют тенденцию к их снижению (уменьшению), ∆1
- в А/мм2.
2.5 Число эффективных проводников на паз
, (2.4)
где а1 - число параллельных ветвей выбирается по таблице 8.
Полученное из (2.4) число uП1 округляют до ближайшего целого, а для двухслойной обмотки оно должно быть четным.
2.6 Число витков в фазе обмотки статора
. (2.5)
2.7 Двухслойная обмотка обычно выполняется петлевой с укороченным шагом по пазам
ц.ч.,
(2.6)
где
- укорочение шага, при 2р=2
β=0,58÷0,63, при 2р
4, b1»0,83.
Однослойная обмотка выполняется диаметральным шагом
, т.е.
. (2.7)
2.8 Одним из важнейших параметров обмотки статора является ее обмоточный коэффициент
, (2.8)
где коэффициент укорочения обмотки
; (2.9)
коэффициент распределения обмотки
, (2.10)
где a=2pq1/Z- угол фазной зоны.
2.9 Магнитный
поток (Вб)
. (2.11)
2.10 Уточненное значение магнитной индукции в воздушном зазоре (Тл)
. (2.12)
2.11 Уточненное значение линейной нагрузки (А/м)
.
Уточненные значения не должны отличаться от предварительно выбранных более, чем на 10%.
2.12 Плотность тока в обмотке статора (предварительно) выбирается в соответствии с таблицей 8.
2.13 Сечение эффективного проводника фазы(предварительно), (мм2)
. (2.13)
2.14
Для всыпных обмоток по технологическим условиям укладки их в пазы диаметр
обмоточного провода не должен превышать значения 1,4-1,8 мм
(соответствующие им максимальные сечения провода
мм2).
Если
, то эффективный проводник выполняют из нескольких
элементарных – nэл1.
Число элементарных проводников в эффективном
=целому числу.
Сечение элементарного проводника (предварительно)
. (2.14)
По таблице приложения А1 выбирается ближайший по сечению стандартный проводник, этим окончательно определяется сечение элементарного проводника и его диаметр duп1.
При расчете обмотки статора с жесткими катушками площадь поперечного сечения прямоугольного провода не должна превышать 18мм2. Если Sэф1 больше 16мм2, то эффективный проводник необходимо выполнить из нескольких элементарных
.files/image100.gif)
Сечение элементарного проводника предварительно определяется по (2.14).
2.15 Плотность тока в обмотке статора (уточненное значение)
. (2.15)
3 Расчет размеров пазов статора
А. Расчет
размеров трапецеидального полузакрытого паза
всыпной обмотки статора (рисунок 3.1)
.files/image105.gif)
3.1 Сначала определяется ширина зубца bz1 по рекомендуемому значению индукции в зубцах Вz1
, (3.1)
где Kс =0,95-0,97- коэффициент заполнения сталью магнитопровода (0,97 для h=132 – 250мм, 0,95 для h=280-355мм).
ВZ1- согласно таблице 9.
Таблица 9 – Рекомендуемые значения индукции в ярме и
зубцах статора
|
Ва (Тл) |
Трапецеидальный паз |
Прямоугольный паз |
|||
|
ВZ (Тл) |
ВZmax (Тл) |
||||
|
Закрытое |
Защищенное |
Закрытое |
Защищенное |
||
|
1,4 –1,65 |
1,75-1,95 |
1,8-2,0 |
1,85-2,0 |
1,9-2,1 |
|
3.2 Высота ярма статора (м)
, (3.2)
где Ва1 согласно таблицы 9.
3.3 Высота зубца (м)
. (3.3)
3.4 Высота паза
.
3.5 Наименьшая ширина паза в штампе (м)
.
(3.4)
3.6 Наибольшая ширина паза в штампе (м)
.
3.7 Ширина шлица bш1 должна быть такой, чтобы можно было уложить в пазы катушки по одному проводу отсюда ширина шлица (м)
, (3.5)
где duп1 - диаметр провода с изоляцией (мм);
bu – толщина пазовой изоляции, по таблице 10 (мм).
Высота
шлица (м)
м. Угол
при высоте оси
вращения
мм и
при
мм.
3.8 Высота клиновой части паза (м)
. (3.6)
3.9 Площади
поперечного сечения паза в свету (мм2)
определяются с учетом припусков на шихтовку и сборку сердечников
, (3.7)
где
и
- согласно таблице
11.
Таблица 10 – Конструкция системы изоляции и элементы крепления всыпной обмотки статора двигателей
|
Пози-ция на рисунке 3.2 |
Наименование |
Материал |
Число слоев |
|
|
Наименование, марка |
Толщина, (мм) |
|||
|
Высота оси вращения h=50 |
||||
|
1 2 |
Коробка пазовая (пазовая изоляция) Крышка пазовая Бандаж лобовых частей Пропитка Покрытие лобовых частей |
Пленка полиэтилен-терифталатная ПЗТФ То же Нить полиэфирная Лак МЛ-2, компаунд КП-34 Эмаль ГФ-92ГС |
0,2 0,25 |
1 1 |
|
Высота оси вращения h=160 |
||||
|
1 3 2 |
Коробка пазовая (пазовая изоляция) Крышка пазовая Прокладка между-слойная |
Пленкосинто-картон ПСКФ или изоном То же То же |
0,4 0,5 0.5 |
1 1 1 |
|
Высота оси вращения h=280 |
||||
|
1 2 3 4 |
Коробка пазовая (пазовая изоляция) Прокладка Прокладка между-слойная Клин пазовый |
Класс нагрево-стойкости. Стекло-ткань ЛСП Электронит Стеклослюдопласт ГИТ-Т-ЛСБ Стеклослюдопласт ГИТ-Т-ЛСБ |
0,15 0,3 0,45 |
1 1 1 |
.files/image147.jpg)
Таблица 11 - Припуски на шихтовку
|
Высота оси вращения h, (мм) |
Припуски (м) |
|
|
По ширине паза - |
По высоте паза - |
|
|
50÷132 160÷250 280÷355 |
0,0001 0,0002 0,0003 |
0,0001 0,0002 0,0003 |
3.10
Выбираем класс изоляции обмотки статора: в двигателях с высотами оси вращения h=50
132мм рекомендуется применять систему изоляции
класса нагревостойкости В, а в
двигателях с h=160
355мм - класса нагревостойкости F.
Конструкция изоляции всыпной обмотки статора приведена соответственно в таблице 10.
3.11 Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой (мм)
, (3.8)
где
- площадь поперечного
сечения пазовой изоляции (мм);
bи – ее толщина (мм);
для двухслойных обмоток коэффициент а=1,6, для однослойных а=1.
3.12 Коэффициент заполнения паза
. (3.9)
3.13
Полученное значение коэффициента заполнения должно находиться в рекомендуемых
пределах
. Если значение коэффициента Kз1 выходит за рекомендуемые пределы, то его
необходимо скорректировать либо за счет изменения плотности тока (т.е. за счет
изменения площади сечения элементарного проводника, а следовательно, и его
диаметра duп1), либо
за счет изменения в рамках рекомендуемых значений Ва1 и Вz1 (т.е. за счет изменения размеров
и площади поперечного сечения паза
), либо за счет того и другого, либо, наконец, за счет
изменения электромагнитных нагрузок Вd , А.
3.14 После окончательного определения размеров паза необходимо пересчитать индукцию в зубце
.
В. Расчет размеров
прямоугольного полуоткрытого и открытого пазов (рисунок 3.3) обмотки статора с
жесткими секциями
3.15 Предварительная ширина зубца статора в наиболее узком месте (м)
,
(3.10)
где Вz1max- рекомендуемое максимальное значение индукции в
наиболее узком сечении зубца, выбирается по таблице 9.
.files/image168.gif)
3.16 Зубцовое деление в наиболее узком месте (м)
, (3.11)
м,
где
- по таблице 12.
.files/image176.gif)
Таблица 12 - Конструкция системы изоляции жесткой обмотки
статора (класс нагревостойкости F)
|
Пози-ция на рисунке 3.4 |
Наименование |
Материал |
Число слоев |
|
|
Наименование, марка |
Толщина, (мм) |
|||
|
1 2 3 4 5 |
Коробка пазовая Скрепление пазовой части полукатушки Прокладка Клин пазовый Прокладка междуслойная |
Стеклослюдопласт ГИТ-ЛСБ-ЛСЛ Лента стеклянная ЛЗС или лента лавсановая тафтяная Стеклотекстолит СТЗФ-1 Стеклотекстолит СТЗФ-1 Стеклотекстолит СТЗФ-1 |
0,55 0,2 0,16 0,5 2,5 0,5 |
1 1(враз-бежку) 1 -
1 |
3.17 Предварительная ширина паза в штампе (мм)
. (3.12)
3.18 Предварительная высота ярма и зубца (паза) определяется по п.п.3.2, 3.3.
3.19 После этого производится разработка конструкции паза согласно таблицы 12. Число и сечение эффективных проводников (если надо, они подразделяются на элементарные) известно из расчета – п.п.2.13, 2.14. Размеры прямоугольных проводников, число их по высоте и ширине паза были бы близки к предварительным – п.п. 3.16, 3.17 (разница должна быть не более 5-10%). Размеры стандартных проводников приведены в таблице приложения В.
Таким образом, получаем окончательное (уточненное) значения bп1, hп1.
3.20 Окончательное значение ширины зубца статора в наиболее узком и широком месте (м)
,
(3.13)
где
.
(3.14)
3.21 Индукции в наиболее узком и широком местах зубца (м)
;
.
(3.15)
3.22 Индукция в ярме статора (Тл)
, где
. (3.16)
3.23 Окончательное значение плотности тока – по (2.15).
Окончательные значения
должны удовлетворять
рекомендуемым значениям (таблицы 8 и 9).
4 Расчет размеров сердечника, числа пазов и обмотки
фазного ротора
4.1 Наружный диаметр сердечника ротора (м)
, (4.1)
где воздушный зазор принимается, (м)
. (4.2)
(Значение
округляется до
четвертого знака).
4.2 Внутренний диаметр сердечника ротора (он же диаметр вала) в (м)
![]()
. (4.3)
4.3 Конструктивная длина сердечника и длина стали сердечника (м)
.
(4.5)
Число фаз обмотки статора
.
4.5 Число пазов на полюс и фазу ротора
или
. (4.6)
4.6 Число пазов ротора
. (4.7)
4.7 В двигателях с
мм применяется
двухслойная петлевая обмотка с мягкими секциями, которые выполняются из
круглого провода и укладываются в полузакрытые трапецеидальные пазы(рисунок
4.1а). При
мм применяется
жесткая волновая обмотка, которая укладывается в полузакрытые прямоугольные пазы (рисунок 4.1б).
.files/image221.gif)
Расчет числа витков и эффективных проводников в пазу:
а) всыпная обмотка (с мягкими секциями)
4.8 Число витков обмотки (предварительное)
; (4.8)
- рассчитывается по п.п.2.7,2.8, с заменой индекса 1
на 2;
В при
мм соответственно.
Эффективное число проводников в пазу
целое четное число. (4.9)
Число параллельных ветвей
.
Уточненное число витков обмотки
. (4.10)
После этого по (4.8) определяется уточненное
значение Э.Д.С. Е2.;
б) обмотка с
жесткими секциями
Эффективное число
проводников волновой обмотки ротора всегда выбирается равным двум (т.е.
),
, поэтому
. (4.10)
После этого определяется Е2 по (4.8).
4.9 Ток обмотки ротора
. (4.11)
4.10 Сечение эффективного проводника (предварительно) мм
. (4.12)
Для закрытых двигателей (степень защиты
)
А/мм2,
для открытых (степень защиты
) – на 20% больше.
4.11 Число элементарных
проводников
в эффективном
проводнике в всыпных обмотках (с мягкими секциями) определяется также, как и
для обмотки статора – см. п. 2.14. В обмотках же ротора с жесткими секциями
.
4.12 Плотность тока в обмотке ротора (уточненное значение)
. (4.13)
5 Расчет размеров пазов ротора
А. Расчет размеров трапецеидального полузакрытого паза ротора (рисунок 4.1а) со всыпной обмоткой производится так же, как и для статора.
5.1 Ширина зубца ротора (м)
;
, (5.1)
где
- по таблице 9.
5.2 Предварительная высота паза (м) ротора определяется по эмпирическим формулам
для
мм; (5.2)
для
мм.
5.3 Минимальная ширина паза
, а
. (5.3)
5.4 Ширина шлица
и его высота
(м) – по п. 3.7 (при этом индекс 1 заменяется на индекс 2).
5.5 Высота клиновой части
(м).
5.6 Максимальная ширина паза
,
. (5.4)
5.7 Площадь поперечного сечения паза и коэффициент заполнения паза определяется по п.п. 3.9÷3.13 (при этом индекс 1 заменяется на индекс 2).
В. Расчет
размеров прямоугольного паза (рисунок 5.1б) обмотки
ротора с
прямоугольными секциями
5.8 Предварительная высота зубца – по п.5.2.
5.9 Предварительная ширина зубца ротора в наиболее узком месте (м)
; (5.5)
где
- по таблице 9,
- по (5.1).
5.10 Предварительная ширина паза в штампе (м)
;
. (5.6)
5.11 После этого
производится разработка конструкции паза согласно таблицы 13. Сечение
эффективного проводника известно из (4.12), число эффективных проводников в
пазу жесткой обмотки ротора
всегда равно двум (
); размеры проводников (см. приложение 2) подбираются таким
образом, чтобы высота и ширина паза с учетом изоляции были бы близки к
предварительно найденным.
Таблица 13 – Конструкция систем изоляции жесткой обмотки фазного ротора (класс нагревостойкости F)
|
Пози-ция на рисунке 5.1 |
Наименование |
Материал |
Число слоев |
|
|
Наименование, марка |
Толщина, (мм) |
|||
|
1 2 3 4 |
Коробка пазовая Изоляция пазовой части стержня Изоляция лобовой части стержня Прокладка Клин пазовый |
Пленкостеклоткань Г-ТП-2ПХ-ПЭ-942Пленкосинтофолий ПСФ-Ф Лента стеклослюдо-пластовая ЛИФ-ПЭ-934-ТП Стеклотекстолит СТЭФ-1 Стеклотекстолит СТЭФ-1 |
0,17 0,15 0,13 0,5 - |
1 3 1 (впол-нахлес-та) 1 - |
5.12 После этого определяется окончательно (м)
,
- по формуле (5.6), (5.7)
,
,
(5.8)
м,
м.
5.13 Индукция в наиболее узком и в широком местах (Тл)
;
.
(5.9)
.files/image319.gif)
5.14 Индукция в ярме ротора (Тл)
.files/image321.gif)
![]()
. (5.10)
5.15 Окончательное
значение плотности тока
.
Окончательные значения
не должны превышать
рекомендуемых значений – см. таблицу 3.1 и п.4.10.
Далее на основании результатов расчета, выполненных по данному методическому указанию, производится определение параметров и рабочих характеристик двигателя по [10].
Приложение А
Таблица А1- Диаметры и площади поперечного сечения круглых медных эмалированных проводов
|
Номинальный диаметр неизолированного провода, мм |
Среднее значение диаметра изолированного провода, мм |
Площадь поперечного сечения неизолированного провода, мм2 |
|
0,45 |
0,49 |
0,1590 |
|
0,475 |
0,515 |
0,1772 |
|
0,50 |
0,545 |
0,1963 |
|
0,53 |
0,585 |
0,221 |
|
0,56 |
0,615 |
0,246 |
|
0,60 |
0,655 |
0,283 |
|
0,63 |
0,69 |
0,312 |
|
0,67 |
0,73 |
0,353 |
|
0,71 |
0,77 |
0,396 |
|
0,75 |
0,815 |
0,422 |
|
0,80 |
0,865 |
0,503 |
|
0,85 |
0,915 |
0,567 |
|
0,90 |
0,965 |
0,636 |
|
1,0 |
1,08 |
0,785 |
|
1,06 |
1,14 |
0,883 |
|
1,12 |
1,2 |
0,985 |
|
1,18 |
1,26 |
1,094 |
|
1,25 |
1,33 |
1,227 |
|
1,32 |
1,405 |
1,368 |
|
1,4 |
1,485 |
1,539 |
|
1,5 |
1,585 |
1,767 |
|
1,6 |
1,685 |
2,011 |
|
1,7 |
1,785 |
2,27 |
|
1,8 |
1,895 |
2,54 |
|
1,9 |
1,995 |
2,83 |
.files/image329.gif)