ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 382
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
lδ. (9.7)
В более длинных машинах сердечники подразделяют на отдельные пакеты, разделенные между собой радиальными вентиляционными каналами. В двигателях с фазными роторами или со сварной короткозамкнутой обмоткой пакеты выполняют длиной 40...60 мм. Крайние пакеты могут быть более длинными. В двигателях с литой короткозамкнутой обмоткой ротора число пакетов по технологическим соображениям из-за сложности заливки уменьшают и пакеты выполняют более длинными.
Стандартная ширина радиального воздушного канала между пакетами bk = 10 мм. Число пакетов nпак и их длина lпак связаны с расчетной длиной следующим соотношением:
nпак = lст / lпак ≈ lδ / lпак = целое число, (9.8)
при этом число радиальных каналов nк = nпак - 1.
Длина стали сердечника статора в таких машинах
lст1 = lпак nпак, (9.9)
или при пакетах разной длины
lст1 =
(9.10)
Конструктивная длина сердечника статора
l1 = lст1 + bкnк. (9.11)
Окончательное значение lδ для машин с δ < 1,5 мм
lδ ≈ lст1. (9.12)
В машинах с δ ≥ 1,5 мм при расчете lδ учитывают искривление магнитных силовых линий потока в воздушном зазоре над радиальными вентиляционными каналами (см. § 4.2):
lδ ≈ l1 - b'кnк, (9.13)
где b'к — расчетная ширина радиальных каналов, зависящая от соотношения δ и δк. Значение b'к при bк = 10 мм определяется по табл. 9.10 либо из выражения
b'к = γ'δ (9.14)
Таблица 9.10. Расчетная ширина радиальных каналов ft; при Ь* = 10 мм
где
Конструктивную длину сердечника ротора в машинах с h < 250 мм берут равной длине сердечника статора, т. е. l2 = l1. В двигателях больших габаритов ротор выполняют длиннее статора за счет увеличения длины его крайних пакетов на 5 мм и в крупных машинах высокого напряжения — на 10 мм.
Длина стали сердечника ротора
lст2 =
= l2 – nкbк (9.15)
Следующий этап расчета включает определение числа пазов статора Z1 и числа витков в фазе обмотки статора w1. При этом число витков фазы обмотки статора должно быть таким, чтобы линейная нагрузка двигателя и индукция в воздушном зазоре как можно более близко совпадали с их значениями, принятыми предварительно при выборе главных размеров, а число пазов статора обеспечивало достаточно равномерное распределение катушек обмотки.
Чтобы выполнить эти условия, вначале выбирают предварительно зубцовое деление tz1, в зависимости от типа обмотки, номинального напряжения и полюсного деления машины. Для более равномерного распределения катушек обмотки по длине окружности зазора необходимо большое число пазов, а следовательно, маленькие зубцовые деления. В то же время ширина паза, составляющая примерно половину зубцового деления, не должна быть слишком малой, так как в этом случае ухудшается заполнение паза медью обмотки, а в машинах небольшой мощности может также недопустимо уменьшиться механическая прочность зубцов. Кроме того, надо иметь в виду, что стоимость машины с увеличением числа пазов возрастает, так как увеличиваются сложность штампа и трудоемкость изготовления и укладки обмоток.
Значения зубцовых делений статора асинхронных двигателей с обмоткой из круглого провода, необходимые для предварительного выбора числа пазов, приведены на рис. 9.26. Меньшие значения в каждой из показанных на рисунке областей возможных значений tz1 характерны для машин меньшей мощности для каждого из диапазонов высот осей вращения. Следует отметить, что двигатели с h ≥ 280 мм обычно выполняют с обмоткой из прямоугольного провода, но в многополюсном исполнении при 2р ≥ 10 (в двигателях с h = 280 и 315 мм) из-за малой высоты спинки статора размещение лобовых частей катушек из прямоугольного провода затруднено, поэтому такие машины выполняют с намоткой из круглого провода, имеющей мягкие, легко поддающиеся формовке лобовые части.
Для машин с обмоткой из прямоугольного провода при Uном ≤ 660 В и в высоковольтных машинах tz1 зависит от мощности и номинального напряжения и может быть взято в соответствии с данными табл. 9.11. В процессе расчета целесообразно не ограничиваться выбором какого-либо одного конкретного зубцового деления, а, руководствуясь приведенными выше соображениями, рассмотреть диапазон возможных значений tz1 в пределах указанных
значений зубцовых делений tz1min...tz2max. Тогда возможность числа пазов статора, соответствующих выбранному диапазону tz1,
(9.16)
Рис. 9.26. Зубцовые деления статоров асинхронных
двигателей с обмоткой из круглого провода
с высотами оси вращения:
1 — h < 90 мм;
2 — 90 < h < 250 мм; 3 — h < 280 мм
Таблица9.11. Зубцовое деление статора fzi, м, при прямоугольных пазах
Окончательное число пазов статора Z1 следует выбирать в полученных пределах с учетом условий, налагаемых требованиями симметрии обмотки, и желательного для проектируемой машины значения числа пазов на полюс и фазу q1. Число пазов статора в любой обмотке асинхронных машин должно быть кратно числу фаз, а число q1 = Z1/(2pm) в большинстве асинхронных машин должно быть целым. Лишь в многополюсных асинхронных двигателях иногда выполняют такое число пазов, при котором q1 является дробным, причем большей частью со знаменателем дробности, равным двум, например q
1 = 2 1/2 или 3 1/2. В отдельных случаях это правило может быть нарушено, однако необходимо иметь в виду, что обмотки с дробным q1 при сравнительно небольших числах пазов и полюсов, характерных для большинства асинхронных двигателей, приводят к некоторой асимметрии МДС. Поэтому выбор окончательного числа пазов следует проводить с четкой увязкой и контролем получаемого при этом числа q. Окончательное значение tz1 = πD/(2pmq) не должно выходить за указанные выше пределы более чем на 10 % и в любом случае для двигателей с h ≥ 56 мм не должно быть менее 6—7 мм.
При определении числа эффективных проводников в пазу uп руководствуются следующим: uп должно быть целым, а в двухслойной обмотке желательно, чтобы оно было кратным двум. Применение двухслойных обмоток с нечетным uп допускается лишь в исключительных случаях, так как это приводит к необходимости выполнять разновитковые катушки, что усложняет технологию изготовления и укладки обмотки. Поэтому полученные в расчете числа uп приходится округлять до ближайшего целого или четного числа. Чтобы это округление не было слишком грубым (что особенно заметно при малых uп), вначале определяют предварительное число эффективных проводников в пазу u'п при условии, что параллельные ветви в обмотке отсутствуют (а = 1):
u'п = πDA / I1номZ1, (9.17)
где А — принятое ранее значение линейной нагрузки, А/м: I1ном — номинальный ток обмотки статора, А:
I1ном = Р2 / (mU1номηcosφ) (9.18)
(η и cos φ заданы или выбраны в начале расчета).
Полученное по (9.17) значение u'п не округляют до целого, а находят такое число параллельных ветвей обмотки а, при котором число эффективных проводников в пазу либо будет полностью удовлетворять отмеченным условиям, либо потребует лишь незначительного изменения:
uп = а u'п. (9.19)
Число а при этом, естественно, может быть взято только из ряда возможных чисел параллельных ветвей для обмотки данного типа и заданного числа полюсов (см. гл. 3).
Полученное из (9.19) число округляют до ближайшего целого или четного в зависимости от типа обмотки.
Принятое на данном этапе расчета число параллельных ветвей а в дальнейшем при выборе размеров и числа элементарных проводников может быть изменено. В этом случае пропорционально изменяется также иu
В более длинных машинах сердечники подразделяют на отдельные пакеты, разделенные между собой радиальными вентиляционными каналами. В двигателях с фазными роторами или со сварной короткозамкнутой обмоткой пакеты выполняют длиной 40...60 мм. Крайние пакеты могут быть более длинными. В двигателях с литой короткозамкнутой обмоткой ротора число пакетов по технологическим соображениям из-за сложности заливки уменьшают и пакеты выполняют более длинными.
Стандартная ширина радиального воздушного канала между пакетами bk = 10 мм. Число пакетов nпак и их длина lпак связаны с расчетной длиной следующим соотношением:
nпак = lст / lпак ≈ lδ / lпак = целое число, (9.8)
при этом число радиальных каналов nк = nпак - 1.
Длина стали сердечника статора в таких машинах
lст1 = lпак nпак, (9.9)
или при пакетах разной длины
lст1 =
(9.10)Конструктивная длина сердечника статора
l1 = lст1 + bкnк. (9.11)
Окончательное значение lδ для машин с δ < 1,5 мм
lδ ≈ lст1. (9.12)
В машинах с δ ≥ 1,5 мм при расчете lδ учитывают искривление магнитных силовых линий потока в воздушном зазоре над радиальными вентиляционными каналами (см. § 4.2):
lδ ≈ l1 - b'кnк, (9.13)
где b'к — расчетная ширина радиальных каналов, зависящая от соотношения δ и δк. Значение b'к при bк = 10 мм определяется по табл. 9.10 либо из выражения
b'к = γ'δ (9.14)
Таблица 9.10. Расчетная ширина радиальных каналов ft; при Ь* = 10 мм
| δ, мм | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,9 | 2,0 | 2,5 | 3,0 |
| b'к, мм | 7,3 | 7,1 | 7,0 _ | 6,9 | 6,8 | 6,7 | 6,2 | 5,7 |
где
Конструктивную длину сердечника ротора в машинах с h < 250 мм берут равной длине сердечника статора, т. е. l2 = l1. В двигателях больших габаритов ротор выполняют длиннее статора за счет увеличения длины его крайних пакетов на 5 мм и в крупных машинах высокого напряжения — на 10 мм.
Длина стали сердечника ротора
lст2 =
= l2 – nкbк (9.15)Следующий этап расчета включает определение числа пазов статора Z1 и числа витков в фазе обмотки статора w1. При этом число витков фазы обмотки статора должно быть таким, чтобы линейная нагрузка двигателя и индукция в воздушном зазоре как можно более близко совпадали с их значениями, принятыми предварительно при выборе главных размеров, а число пазов статора обеспечивало достаточно равномерное распределение катушек обмотки.
Чтобы выполнить эти условия, вначале выбирают предварительно зубцовое деление tz1, в зависимости от типа обмотки, номинального напряжения и полюсного деления машины. Для более равномерного распределения катушек обмотки по длине окружности зазора необходимо большое число пазов, а следовательно, маленькие зубцовые деления. В то же время ширина паза, составляющая примерно половину зубцового деления, не должна быть слишком малой, так как в этом случае ухудшается заполнение паза медью обмотки, а в машинах небольшой мощности может также недопустимо уменьшиться механическая прочность зубцов. Кроме того, надо иметь в виду, что стоимость машины с увеличением числа пазов возрастает, так как увеличиваются сложность штампа и трудоемкость изготовления и укладки обмоток.
Значения зубцовых делений статора асинхронных двигателей с обмоткой из круглого провода, необходимые для предварительного выбора числа пазов, приведены на рис. 9.26. Меньшие значения в каждой из показанных на рисунке областей возможных значений tz1 характерны для машин меньшей мощности для каждого из диапазонов высот осей вращения. Следует отметить, что двигатели с h ≥ 280 мм обычно выполняют с обмоткой из прямоугольного провода, но в многополюсном исполнении при 2р ≥ 10 (в двигателях с h = 280 и 315 мм) из-за малой высоты спинки статора размещение лобовых частей катушек из прямоугольного провода затруднено, поэтому такие машины выполняют с намоткой из круглого провода, имеющей мягкие, легко поддающиеся формовке лобовые части.
Для машин с обмоткой из прямоугольного провода при Uном ≤ 660 В и в высоковольтных машинах tz1 зависит от мощности и номинального напряжения и может быть взято в соответствии с данными табл. 9.11. В процессе расчета целесообразно не ограничиваться выбором какого-либо одного конкретного зубцового деления, а, руководствуясь приведенными выше соображениями, рассмотреть диапазон возможных значений tz1 в пределах указанных
значений зубцовых делений tz1min...tz2max. Тогда возможность числа пазов статора, соответствующих выбранному диапазону tz1,
(9.16) Рис. 9.26. Зубцовые деления статоров асинхронных
двигателей с обмоткой из круглого провода
с высотами оси вращения:
1 — h < 90 мм;
2 — 90 < h < 250 мм; 3 — h < 280 мм
Таблица9.11. Зубцовое деление статора fzi, м, при прямоугольных пазах
| Полюсное деление τ, м | Напряжение, В | ||
| до 660 | 3000 | 6000 | |
| Менее 0,15 | 0,016—0,02 | 0,022—0,025 | 0,024—0,03 |
| 0,15—0,4 | 0,017—0,022 | 0,024—0,027 | 0,026—0,024 |
| Более 0,4 | 0,02—0,028 | 0,026—0,032 | 0,028—0,038 |
Окончательное число пазов статора Z1 следует выбирать в полученных пределах с учетом условий, налагаемых требованиями симметрии обмотки, и желательного для проектируемой машины значения числа пазов на полюс и фазу q1. Число пазов статора в любой обмотке асинхронных машин должно быть кратно числу фаз, а число q1 = Z1/(2pm) в большинстве асинхронных машин должно быть целым. Лишь в многополюсных асинхронных двигателях иногда выполняют такое число пазов, при котором q1 является дробным, причем большей частью со знаменателем дробности, равным двум, например q
1 = 2 1/2 или 3 1/2. В отдельных случаях это правило может быть нарушено, однако необходимо иметь в виду, что обмотки с дробным q1 при сравнительно небольших числах пазов и полюсов, характерных для большинства асинхронных двигателей, приводят к некоторой асимметрии МДС. Поэтому выбор окончательного числа пазов следует проводить с четкой увязкой и контролем получаемого при этом числа q. Окончательное значение tz1 = πD/(2pmq) не должно выходить за указанные выше пределы более чем на 10 % и в любом случае для двигателей с h ≥ 56 мм не должно быть менее 6—7 мм.
При определении числа эффективных проводников в пазу uп руководствуются следующим: uп должно быть целым, а в двухслойной обмотке желательно, чтобы оно было кратным двум. Применение двухслойных обмоток с нечетным uп допускается лишь в исключительных случаях, так как это приводит к необходимости выполнять разновитковые катушки, что усложняет технологию изготовления и укладки обмотки. Поэтому полученные в расчете числа uп приходится округлять до ближайшего целого или четного числа. Чтобы это округление не было слишком грубым (что особенно заметно при малых uп), вначале определяют предварительное число эффективных проводников в пазу u'п при условии, что параллельные ветви в обмотке отсутствуют (а = 1):
u'п = πDA / I1номZ1, (9.17)
где А — принятое ранее значение линейной нагрузки, А/м: I1ном — номинальный ток обмотки статора, А:
I1ном = Р2 / (mU1номηcosφ) (9.18)
(η и cos φ заданы или выбраны в начале расчета).
Полученное по (9.17) значение u'п не округляют до целого, а находят такое число параллельных ветвей обмотки а, при котором число эффективных проводников в пазу либо будет полностью удовлетворять отмеченным условиям, либо потребует лишь незначительного изменения:
uп = а u'п. (9.19)
Число а при этом, естественно, может быть взято только из ряда возможных чисел параллельных ветвей для обмотки данного типа и заданного числа полюсов (см. гл. 3).
Полученное из (9.19) число округляют до ближайшего целого или четного в зависимости от типа обмотки.
Принятое на данном этапе расчета число параллельных ветвей а в дальнейшем при выборе размеров и числа элементарных проводников может быть изменено. В этом случае пропорционально изменяется также иu