Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 54
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
.
Уточненное число витков обмотки фазы статора:
Эффективное число витков обмотки фазы статора:
Уточненная расчетная длина сердечника статора:
При длине
<100 мм полученное значение округляют до ближайшего целого числа, а при > 100 мм - до ближайших 5 или 10 мм.
Принимаем
(стандартное значение).
Уточненное значение магнитной индукции в воздушном зазоре
Номинальный фазный ток:
Линейная нагрузка статора:
Вычисленное значение А1 необходимо сравнить со средним уровнем линейных нагрузок современных электродвигателей по (1, рис.12). Если полученные значения А1 отличаются значительно, необходимо пересчитать
, изменив число параллельных ветвей а1.
Уровень линейных нагрузок в современных двигателях (1, рис.12):
Расчетная высота спинки статора:
где:
- эффективная длина сердечника статора,
;
Вс1 - магнитная индукция в спинке статора, определяемая по (1, табл.10) в зависимости от h, U1 и 2р.
Предварительное значение магнитная индукции в спинке статора:
Высота паза статора:
Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора:
У машин с высотой h до 250 мм применяют полузакрытые пазы статора трапецеидальной формы (1, рис.13).
Расчетная ширина зубца с равновеликим сечением
Магнитная индукция в зубцах
принята по (1, табл.11).
Размеры трапецеидального паза при угле
(для двигателей с h = 50…250 мм):
большая ширина паза
меньшая ширина паза
где:
- ширина шлица, принимаемая по (1, табл.12), 
- высота шлица паза принятая.
Площадь поперечного сечения паза в штампе
где
Площадь поперечного сечения паза в свету
где bс и hc - припуски на сборку сердечников по ширине и высоте паза, принимаемые по (1, табл.13).
Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой
,
где: Qu - площадь поперечного сечения корпусной изоляции;
,
где: bu =0,4 мм - однослойная толщина корпусной изоляции из (1, табл.14);пр - площадь поперечного сечения прокладок между верхней и нижней катушками в пазу (при двухслойной обмотке), на дне паза и под клином
Площадь сечения прокладок для двигателей с h =180…250 мм можно определить по формуле
Тогда
Проводники обмотки статора располагаются в пазу беспорядочно, поэтому коэффициент заполнения паза изолированными проводниками равен kn=0,7…0,75:
где: d´ - диаметр провода с изоляцией, мм.
Для обмоток статоров с полузакрытыми пазами рекомендуются провода круглого сечения марки ПЭТВ или ПЭТВМ при классе нагревостойкости В и ПЭТ - 155 или ПЭТМ при классе нагревостойкости F.
Допустимый диаметр изолированного провода
Для облегчения укладки обмотки диаметр провода у двигателей с механизированной укладкой обмотки (h ≤ 160 мм) не должен превышать 1,33 мм, а при ручной укладке (h ≥ 180 мм) - 1,71 мм. При больших значениях d´ эффективные проводники подразделяются на элементарные, число которых обычно не превышает 5 - 6.
По (1, Приложение 1) необходимо найти ближайший необходимый диаметр d´, а также d и сечение q неизолированного провода.
Диаметр голого провода=1,35 мм.
Диаметр изолированного провода’ = 1,43 мм.
Сечение провода
Число элементарных проводников в одном эффективном
После этого уточняем коэффициент заполнения паза
,
Плотность тока в обмотке статора
Характеристикой тепловой нагрузки обмотки статора является произведение
, пропорциональное плотности теплового потока. Поэтому при расчете двигателя определяют произведение и сравнивают его со средним допустимым значением из (1, рис.14). При применении изоляции классов, отличающихся от рекомендованных в (1, табл. 2), значения произведения , приведенные на рис.14, должны быть изменены в соответствии с (1, табл.16).
Характеристика тепловой нагрузки
Допустимые значения характеристики тепловой нагрузки с учетом:
Средняя ширина катушки обмотки статора
где: tср - зубцовое деление статора в средней части паза
Средняя длина лобовой части катушки
Средняя длина витка обмотки статора
Длина вылета лобовых частей обмотки статора при при h ≥ 160 мм
.
4. Обмотка и пазы ротора, короткозамыкающее кольцо
У асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором пазы ротора обычно делаются полузакрытые или закрытые. Форма пазов, грушевидная или бутылочная, выбирается по. Выбираем грушевидный закрытый паз.
Зубцовое деление по наружному диаметру ротора
Размеры грушевидных полузакрытых и закрытых пазов ротора выбирают таким образом, чтобы ширина зубца ротора была одинаковой по высоте.
Ширина зубца ротора
;
где Вz2 - магнитная индукция в зубцах ротора по (1, табл.18), принято Bz2 = 1,775 [Tл].
Определим размеры паза и площадь поперечного сечения пазов ротора.
Высота шлица
;
Ширина шлица
;
Высота монтика
.
Больший радиус паза
,
Затем по (1, рис.16) определим высоту паза hп2, после чего определим индукцию в спинке ротора.
Высота паза hn2 = 45,5 мм.
Индукция в спинке ротора
где:
- расчетная высота спинки ротора, при 2р = 4
- диаметр аксиальных вентиляционных каналов (dk2=0).
Полученное значение ВС2 сравнивают с наибольшим допустимым значением из (1, табл.19).
Меньший радиус паза
Расстояние между центрами радиусов
Площадь поперечного сечения стержня, равная площади поперечного сечения паза в штампе
Короткозамыкающее кольцо отливается из алюминия одновременно с заливкой пазов.
Поперечное сечение короткозамыкающего кольца.
Высота кольца (1, рис.17):
Длина кольца
Средний диаметр кольца
.
5. Параметры двигателя для рабочего режима
При изучении теории асинхронной машины было установлено, что асинхронный двигатель в общем случае аналогичен трансформатору, у которого изменяется не только ЭДС и ток вторичной обмотки, но и их частота. Схема замещения асинхронной машины так же аналогична схеме замещения трансформатора и отличается лишь тем, что здесь вместо активного сопротивления
берется 
; s - скольжение. Параметры схемы замещения называются также параметрами асинхронной машины.
У нормальных асинхронных машин при изменении режима работы от холостого хода до номинальной нагрузки параметры можно считать постоянными. Задачей этого раздела является определение параметров схемы замещения для рабочего режима.
.1 Активное сопротивление обмоток
Как известно, сопротивление проводника постоянному току пропорционально длине, обратно пропорционально сечению и зависит от материала проводника, т.е.
Удельная проводимость проводника
зависит от температуры, поэтому при определении сопротивления принято оговаривать температуру. Согласно ГОСТ 183-68 за расчетную рабочую температуру для машин с изоляцией классов А, Е и В принимают температуру 75°С, а для обмоток с изоляцией класса F и H принимается температура 115°С.
При переменном токе сопротивление обмотки называется активным и определяется по формуле:
где:γθ1 =
- удельная проводимость меди при расчетной рабочей температуре.
Активное сопротивление обмотки фазы в относительных единицах
Ом
Активное сопротивление обмотки ротора, выполненной в виде беличьей клетки, рассчитывается следующим образом. Беличью клетку можно рассматривать как многофазную обмотку с числом фаз, равным числу стержней
Причем в каждую фазу входит один стержень, поэтому число витков 
Токи стержней 
замыкаются через короткозамыкающие кольца (1, рис.18) и сдвинуты между собой по фазе на угол
Сопротивления
стержней и 
части короткозамыкающего кольца, заключенной между соседними стержнями, определяются из формул:
где:
- удельная проводимость алюминия при расчетной температуре.
Уточненное число витков обмотки фазы статора:
Эффективное число витков обмотки фазы статора:
Уточненная расчетная длина сердечника статора:
При длине
<100 мм полученное значение округляют до ближайшего целого числа, а при > 100 мм - до ближайших 5 или 10 мм.Принимаем
(стандартное значение). Уточненное значение магнитной индукции в воздушном зазоре
Номинальный фазный ток:
Линейная нагрузка статора:
Вычисленное значение А1 необходимо сравнить со средним уровнем линейных нагрузок современных электродвигателей по (1, рис.12). Если полученные значения А1 отличаются значительно, необходимо пересчитать
, изменив число параллельных ветвей а1.Уровень линейных нагрузок в современных двигателях (1, рис.12):
Расчетная высота спинки статора:
где:
- эффективная длина сердечника статора, ;Вс1 - магнитная индукция в спинке статора, определяемая по (1, табл.10) в зависимости от h, U1 и 2р.
Предварительное значение магнитная индукции в спинке статора:
Высота паза статора:
Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора:
У машин с высотой h до 250 мм применяют полузакрытые пазы статора трапецеидальной формы (1, рис.13).
Расчетная ширина зубца с равновеликим сечением
Магнитная индукция в зубцах
принята по (1, табл.11).
Размеры трапецеидального паза при угле
(для двигателей с h = 50…250 мм):большая ширина паза
меньшая ширина паза
где:
- ширина шлица, принимаемая по (1, табл.12), - высота шлица паза принятая.Площадь поперечного сечения паза в штампе
где
Площадь поперечного сечения паза в свету
где bс и hc - припуски на сборку сердечников по ширине и высоте паза, принимаемые по (1, табл.13).
Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой
,где: Qu - площадь поперечного сечения корпусной изоляции;
,где: bu =0,4 мм - однослойная толщина корпусной изоляции из (1, табл.14);пр - площадь поперечного сечения прокладок между верхней и нижней катушками в пазу (при двухслойной обмотке), на дне паза и под клином
Площадь сечения прокладок для двигателей с h =180…250 мм можно определить по формуле
Тогда
Проводники обмотки статора располагаются в пазу беспорядочно, поэтому коэффициент заполнения паза изолированными проводниками равен kn=0,7…0,75:
где: d´ - диаметр провода с изоляцией, мм.
Для обмоток статоров с полузакрытыми пазами рекомендуются провода круглого сечения марки ПЭТВ или ПЭТВМ при классе нагревостойкости В и ПЭТ - 155 или ПЭТМ при классе нагревостойкости F.
Допустимый диаметр изолированного провода
Для облегчения укладки обмотки диаметр провода у двигателей с механизированной укладкой обмотки (h ≤ 160 мм) не должен превышать 1,33 мм, а при ручной укладке (h ≥ 180 мм) - 1,71 мм. При больших значениях d´ эффективные проводники подразделяются на элементарные, число которых обычно не превышает 5 - 6.
По (1, Приложение 1) необходимо найти ближайший необходимый диаметр d´, а также d и сечение q неизолированного провода.
Диаметр голого провода=1,35 мм.
Диаметр изолированного провода’ = 1,43 мм.
Сечение провода
Число элементарных проводников в одном эффективном
После этого уточняем коэффициент заполнения паза
,Плотность тока в обмотке статора
Характеристикой тепловой нагрузки обмотки статора является произведение
, пропорциональное плотности теплового потока. Поэтому при расчете двигателя определяют произведение и сравнивают его со средним допустимым значением из (1, рис.14). При применении изоляции классов, отличающихся от рекомендованных в (1, табл. 2), значения произведения , приведенные на рис.14, должны быть изменены в соответствии с (1, табл.16).Характеристика тепловой нагрузки
Допустимые значения характеристики тепловой нагрузки с учетом:
Средняя ширина катушки обмотки статора
где: tср - зубцовое деление статора в средней части паза
Средняя длина лобовой части катушки
Средняя длина витка обмотки статора
Длина вылета лобовых частей обмотки статора при при h ≥ 160 мм
.4. Обмотка и пазы ротора, короткозамыкающее кольцо
У асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором пазы ротора обычно делаются полузакрытые или закрытые. Форма пазов, грушевидная или бутылочная, выбирается по. Выбираем грушевидный закрытый паз.
Зубцовое деление по наружному диаметру ротора
Размеры грушевидных полузакрытых и закрытых пазов ротора выбирают таким образом, чтобы ширина зубца ротора была одинаковой по высоте.
Ширина зубца ротора
;где Вz2 - магнитная индукция в зубцах ротора по (1, табл.18), принято Bz2 = 1,775 [Tл].
Определим размеры паза и площадь поперечного сечения пазов ротора.
Высота шлица
;Ширина шлица
;Высота монтика
.Больший радиус паза
,Затем по (1, рис.16) определим высоту паза hп2, после чего определим индукцию в спинке ротора.
Высота паза hn2 = 45,5 мм.
Индукция в спинке ротора
где:
- расчетная высота спинки ротора, при 2р = 4 - диаметр аксиальных вентиляционных каналов (dk2=0).
Полученное значение ВС2 сравнивают с наибольшим допустимым значением из (1, табл.19).
Меньший радиус паза
Расстояние между центрами радиусов
Площадь поперечного сечения стержня, равная площади поперечного сечения паза в штампе
Короткозамыкающее кольцо отливается из алюминия одновременно с заливкой пазов.
Поперечное сечение короткозамыкающего кольца.
Высота кольца (1, рис.17):
Длина кольца
Средний диаметр кольца
.5. Параметры двигателя для рабочего режима
При изучении теории асинхронной машины было установлено, что асинхронный двигатель в общем случае аналогичен трансформатору, у которого изменяется не только ЭДС и ток вторичной обмотки, но и их частота. Схема замещения асинхронной машины так же аналогична схеме замещения трансформатора и отличается лишь тем, что здесь вместо активного сопротивления
берется
; s - скольжение. Параметры схемы замещения называются также параметрами асинхронной машины.
У нормальных асинхронных машин при изменении режима работы от холостого хода до номинальной нагрузки параметры можно считать постоянными. Задачей этого раздела является определение параметров схемы замещения для рабочего режима.
.1 Активное сопротивление обмоток
Как известно, сопротивление проводника постоянному току пропорционально длине, обратно пропорционально сечению и зависит от материала проводника, т.е.
Удельная проводимость проводника
зависит от температуры, поэтому при определении сопротивления принято оговаривать температуру. Согласно ГОСТ 183-68 за расчетную рабочую температуру для машин с изоляцией классов А, Е и В принимают температуру 75°С, а для обмоток с изоляцией класса F и H принимается температура 115°С.При переменном токе сопротивление обмотки называется активным и определяется по формуле:
где:γθ1 =
- удельная проводимость меди при расчетной рабочей температуре.Активное сопротивление обмотки фазы в относительных единицах
ОмАктивное сопротивление обмотки ротора, выполненной в виде беличьей клетки, рассчитывается следующим образом. Беличью клетку можно рассматривать как многофазную обмотку с числом фаз, равным числу стержней
Причем в каждую фазу входит один стержень, поэтому число витков Токи стержней замыкаются через короткозамыкающие кольца (1, рис.18) и сдвинуты между собой по фазе на угол Сопротивления
стержней и части короткозамыкающего кольца, заключенной между соседними стержнями, определяются из формул: где:
- удельная проводимость алюминия при расчетной температуре.