Обычное исполнение двойной клетки — сварное с раздельными кольцами. Рабочую обмотку (стержни и короткозамыкающие коль­ца) в большинстве случаев изготовляют из меди, а пусковую — из латуни. Латунь для пусковой клетки применяют из-за больших по сравнению с медью удельного сопротивления и теплоемкости.

Рис. 9.39. Замыкающие кольца двухклеточных

короткозамкнутых роторов асинх­ронных двигателей:

а — общие; б — раздельные
Увеличение теплоемкости пусковой клетки особенно важно для машин с длительными тяжелыми пусками, за время которых потери в роторе могут нагреть пусковую обмотку до недопустимо высокой с температуры.

В современных машинах распространено также двухклеточное исполнение роторов с литыми обмотками (см. рис. 9.38, л). В таких конструкциях и пусковую, и рабочую клетки заливают одним металлом. Замыкающие кольца — общие, прилегающие к торцам ротора (рис. 9.39).

Выбирая ту или иную конструкцию клетки, форму и размерные соотношения стержней, следует исходить из требований к пусковым характеристикам двигателей и возможности размещения паза на зубцовом делении ротора, при котором обеспечивается нормальный уровень индукции в зубцах и ярме. Кроме того, необходимо учитывать влияние размерных соотношений пазов на индуктивное сопротивление обмотки ротора. При любой конфигурации паза уменьшение ширины верхней части стержней и увеличение их высоты приводят к увеличению пускового момента, но одновременно увеличивается коэффициент магнитной проводимости паза и растет индуктивное сопротивление обмотки ротора. Это в некоторых случаях может играть положительную роль — как фактор, ограничивающий пусковые токи, но в то же и время увеличение индуктивного сопротивления ротора приводит к ухудшению коэффициента мощности при номинальном режиме работы и к снижению М_mах.

То же характерно для двигателей с двухклеточными роторами, имеющими большие пусковые моменты, но низкие коэффициенты мощности при номинальном режиме, так как поток пазового рассеяния в перемычке между стержнями рабочей и пусковой клеток достигает

больших значений. Поэтому для обеспечения высоких энергетических показателей номинального режима следует, прежде всего, ориентироваться на пазы ротора с широкой верхней частью — грушевидные (см. рис. 9.38, а). Пазы других форм (прямоугольные, фигурные) или двойную клетку применяют только в том случае, когда пусковые характеристики двигателя с ротором, имеющим грушевидные пазы, не удовлетворяют

---

Рис. 9.40. Трапецеидальные пазы короткозамкнутого ротора:

а — полузакрытые; б — закрытые
требованиям, поставленным в техническом задании.

В большинстве асинхронны; двигателей с короткозамкнутым ротором с высотой оси вращения h ≤ 250 мм выполняют трапецеидальные пазы и литую обмотку на роторе (рис. 9.40). Размерные соотношения пазов b₁, b₂ и h₁ обеспечивают параллельность боковых граней зубцов. В двигателях с h < 160 мм пазы имеют узкую прорезь со следующими размерами: b_ш = 1,0 мм и h_ш = 0,5 мм при высоте оси вращения h < 100 мм; b_ш = 1,5 мм и h_ш = 0,75 мм при высоте вращения А = 112...132 мм. В двигателях с h = 160...250 мм выполняют трапецеидальные закрытые пазы (рис. 9.40, б) с размерами шлица b_ш = 1,5 мм и h_ш = 0,7 мм. Высота перемычки над пазом в двигателях с 2р > 4 выполняется равной h'_ш =0,3 мм, в двухполюсных двигателях h'_ш = 1,0...1,5 мм.

Размеры паза ротора рассчитывают исходя из требуемого сечения стержня q_с, полученного по (9.68), допустимой индукции в зубце и из условия постоянства ширины зубца, т. е. параллельности его граней.

По допустимой индукции (см. табл. 9.12) определяют ширину зубца ротора:

(9.75)
После чего рассчитывают размеры паза (рис. 9.40):
(9.76)
; (9.77)
. (9.78)
После расчета размеры паза следует округлить до десятых долей миллиметра и уточнить площадь сечения, стержня q_c:
q_c = (9.79)
Условия высококачественной заливки пазов алюминием требуют, чтобы диаметр закругления нижней части паза в двигателях c h ≤ 132 мм был не менее 1,5...2 мм, в двигателях с h ≥ 160 мм — не менее 2,5...3 мм.

В связи с округлениями результатов расчета необходимо просчитать ширину зубцов в сечениях b'_Z2 и b'_Z2 по окончательно принятым размерам паза:
(9.80)
(9.81)
При небольшом расхождении размеров b'_Z2 и b"_Z2 в расчете магнитного напряжения зубцов ротора используется средняя ширина зубца b_z2 = (b'

---

_z2 + b"_z2) / 2. При заметных расхождениях расчет прово­дят так же, как для трапецеидальных зубцов ротора (см. ниже).

Расчетная высота зубца принимается равной:
h_z2 = h_п – 0,1 b₂. (9.82)
В двигателях с высотой оси вращения h = 280...355 мм выполня­ют закрытые пазы ротора: при 2р ≥ 4 — трапецеидальные, сужаю­щиеся в верхней части, и при 2р = 2 — лопаточные (рис. 9.41).

Для расчета размеров трапецеидальных сужающихся в верхней части пазов целесообразно использовать графоаналитический метод, аналогичный описанному в § 6.5 для пазов всыпной обмотки статора. Наименьшая допустимая ширина зубца b_zimm находится по В_z2mах (см. табл. 9.12). На построенном в достаточно большом масштабе эскизе зубцового деления ротора, изменяя b₂ и b_п, графически определяют размеры паза по заданной площади сечения стержня q_c, при которых B_z2max остается в допустимых пределах. Высота перемычки над пазом принимается равной h'_ш = 0,5 мм. Диаметр закругления верхней части паза должен быть не менее b₁ ≥ 3,5...4 мм. По­сле построения определяют ширину зубца ротора:

(9.83)

(9.84)
Расчетная высота зубца
h_z2 = h_п - 0,1b₂. (9.85)


Рис. 9.41. Характерные размеры зубцовой зоны короткозамкнутого ротора:

а — с трапецеидальными пазами; б — с лопаточными пазами


В лопаточных пазах (рис. 9.41, б) высоту верхней части паза h_в для получения наибольшего эффекта вытеснения тока во время пуска при литой алюминиевой обмотке выполняют равной 15...16 мм. Размеры нижней части лопаточных стержней рассчитывают, исходя из сечения стержня q_c и постоянства ширины зубцов ротора:
(9.86)
где b_z2н — ширина зубца на нижнем участке, определяемая по допус­тимой индукции в зубцах ротора (см. табл. 9.12); h'_ш — высота перемычки над пазом. Для двигателей с 2р = 2 принимают h' _ш - 1...2 мм.

Ширина верхней части стержня
b_В = (0,5...0,65) b_1н. (9.87)
Требуемое сечение нижней части стержня

---

q_с.н = q_c – q_{c.в. .} (9.88)
где сечение верхней части стержня
q_с.в. = b_в (h_в – 0,11 b_в). (9.89)
Диаметр закругления нижней части стержня
(9.90)
Наименьший допустимый размер b_2н = 3...4 мм.

Если по (9.90) b_2н < 3 мм, следует или уменьшить сечение стерж­ня (увеличить плотность тока в нем), или несколько увеличить ин­дукцию в зубцах ротора.

Расстояние между центрами закруглений нижней части стержня
h_1н = (b_1н - b_2н) (9.91)
После округления полученных размеров до десятых долей миллиметра уточняют площадь сечения стержня ротора: q_c.в. по (9.89) и
q_c.н = (9.92)
q_c = q_c.в + q_c.н(9.93)
Размеры зубцов в верхних и нижних частях рассчитывают раздельно.

Размеры верхней части зубца:
B_{Zв max} = (9.94)
b_{Zв min} = (9.95)
где h'_в = h_в + h'_ш.

Размеры нижней части зубца:

(9.96)

(9.97)
Расчетная высота участков зубца:

верхнего

h_Zв = h'_в ; (9.98)

нижнего
a_Zн = h_н - 0,1b_2н. (9.99)

В короткозамкнутых роторах с обмоткой из вставных алюминиевых шин выполняют открытые прямоугольные пазы (рис. 9.42). Размеры паза находят исходя из допустимой ширины зубца b_Z2min, определенной по допустимой B_z2max (см. табл. 9.12). Ширина паза
(9.100)
где S_п2 — полная площадь поперечного сечения паза, которую предварительно берут равной:
S_п2 ≈ 1,1 q_с.
Из двух возможных значений b_п, полученных по (9.100), следует выбрать значение, удовлетворяющее требованиям конструкции. Ширина алюминиевой шины должна быть меньше ширины паза в штампе на припуск на сборку сердечника Δb

---

_П (см. табл. 9.14). Размеры паза окончательно определяют после выбора стандартного сечения и размеров алюминиевой шины (табл. П 3.7).

Высота паза
h_П = h_с + Δh_П + h_ш, (9.101)
где Δh_П определяют по табл. 9.14; h_ш — высота шлица, в роторах такой конструкции вы­полняется равной 4 мм;

высота стержня
h_c = q_c / b_c.
Наибольшая и наименьшая ширины зубцов при прямоугольных пазах ротора определяются по (9.61) и (9.63). Расчетная высота зубца принимается равной высоте паза:
h_z = h_п.
9.8.3. Сердечники роторов
Сердечники роторов асинхронных двигателей при D₂ < 990 выполняют с непосредственной посадкой на вал без промежуточной втулки. В двигателях с высотой оси вращения h ≤ 250 мм применяют посадку сердечников на гладкий вал без шпонки. В двигателях больших размеров сердечники крепят на валу с помощью шпонки. Ее диаметр ротора превышает 990 мм, то сердечник шихтуют из от­дельных сегментов и крепят на втулке ротора или на продольных ребрах, приваренных к валу (оребренные валы) (см. гл. 8).

В большинстве двигателей с высотой оси вращения h ≥ 250 выполняют аксиальные каналы в целях некоторого улучшения условий охлаждения ротора и снижения его массы и момента инерции.


Рис. 9.42. Характерные размеры зубцовой зоны

короткозамкнутого рото­ра с обмоткой из

встав­ных прямоугольных алю­миниевых шин



Рис. 9.43. Аксиальные вентиляционные

каналы в сердечнике ротора:

а — расположение каналов в один ряд(m_к2 = 1);

б — расположение каналов в два ряда (m_к2 = 2)


Аксиальные каналы (рис. 9.43) могут быть расположены в одном ряду (m_к2 = 1) или при больших диаметрах ротора в двух рядах (m_к2 = 2). Число аксиальных каналов в сердечнике ротора обычно колеблется от 9 до 12, а их диа­метр (d_к2) — в пределах от 15 до 30 мм. Большие диаметры вы­полняют в роторах двигателей с большим числом полюсов. При расположении каналов в два ряда их диаметры уменьшают.

Радиальные каналы в сердечнике ротора, так же как и в статоре, выполняют лишь при длине сердечника, превышающей 0,25...0,3 м. В таких роторах необходимо предусматривать также и выполнение аксиальных каналов, которые служат для прохода охлаждающего воздуха к радиальным каналам.

---

Смотрите также файлы

• Контрольная работа по дисциплине Мировая экономика Вариант 3 Магнитогорск 2021 г. Проблемы интеграции в мировой торговле.docx

• Кратко расскажите о революции в России 1917 г., ее причинах и последствиях.docx

• Аутизм. Особенности работы с детьми с расстройством аутистического спектра. Видео Мир глазами аутиста.pdf

• Первая помощь содержание, объем, организационные и юридические основы, общие принципы оказания.doc

• Результат попытки теста.docx