3. Расчет паза статора трапецеидальной формы. Коэффициент заполнения паза.

Обмотку из круглого провода укладывают в пазы трапецеидальной конфигураций. В большинстве современ­ных двигателей, выполняют трапецеидальные пазы, хотя лучшее за­полнение паза достигается в пазах с овальной нижней частью. Угол наклона грани клиновой части в трапецеидаль­ных пазах у двигателей с h < 250 мм обычно β = 45°, при большей высоте оси вращения β= 30°.

Принцип расчета размеров паза всыпной обмотки проводами. Сначала проводят предварительный выбор размеров, исходя из допустимой индукции в зубцах и ярме статора,

(1)

-Зубцовое деление статора; - индукция в воздушном зазоре; - индукция в зубце статора; Кс- коэф заполнения пакета сталью.

В дальнейшем, после расчета коэффициента заполнения паза проводниками обмотки, полученное значение уточняется.

По допустимым индукциям в ярме и зубцах статора определяют высоту ярма h_a и ширину зубца b_Z статора по (1).

- индукция в ярме

Далее находят размеры паза в штампе

- внешний диаметр статора; - внутренний диаметр статора.

Размер b₁ определяют в зависимости от угла при β = 45°

при β = 30^е

Полученные размеры округляют до десятых долей миллиметра.

Высота шлица паза h_Ш обычно лежит в пределах от 0,5 до 1 мм в зависимости от мощности двигателя. Следует иметь в виду, что h_Ш должна быть достаточной для обеспечения механической прочности кромок зубцов, удерживающих в уплотненном состоянии проводни­ки паза после заклиновки пазов. Однако увеличение h_Ш приводит к возрастанию потока рассеяния паза, что в большинстве случаев не­желательно. Обычно в двигателях с h < 132 мм принимают h_Ш = 0,5 мм, в двигателях с h > 160 мм увеличивают до h_Ш = 1 мм.

Ширину шлица -паза в статорах, рассчитанных на укладку об­мотки вручную, принимают равной b_Ш = d_из + (1,5. ..2) мм, где d_из -диаметр изолированного обмоточного провода, мм. Размер b_Ш дол­жен обеспечить возможность свободного пропуска проводников об­мотки через шлиц с учетом толщины изоляционных технологиче­ских прокладок, устанавливаемых при укладке обмотки для предохранения изоляции проводников от повреждений об острые кромки шлица.

Проектируя серии асинхронных двигателей, размер b_Ш нормали­зуют. В сериях 4А и АИ он выполняется равным от 1,8 мм в маши­нах малой мощности и до 4 мм в более крупных. Средние значения b_Ш для двигателей при различных h и 2р приведены в табл.

В клиновой части паза располагают пазовые крышки (в маши­нах с h < 160 мм), а в более крупных машинах — пазовые клинья. Поэтому при расчете площади поперечного сечения паза, использу­емой для размещения обмотки, эти участки не учитывают.

Расчет коэффициента заполнения паза необходимо опреде­лить площадь паза «в свету» учесть площадь поперечного сечения паза, занимаемую корпусной изоляцией S_из и прокладками в пазу Sпр. Размеры паза «в свету» определяют с учетом припусков на ших­товку сердечников Δb_п и Δh _п:

где Δb_п и Δh _п по 0,1 мм.

Площадь поперечного сечения трапецеидального паза, в кото­рой размещаются обмотка, корпусная изоляция и прокладки, м²,

высота клиновой части паза при β=45⁰ при β=30⁰

Площадь, занимаемая корпусной изоляцией в пазу, м², где b_из— односторонняя толщина изоляции в пазу, м

^; Площадь поперечного сечения паза, остающаяся свободной для размещения проводников обмотки,

Контролем правильности размещения обмотки в пазах является значение коэффициента заполнения паза:

- число эффективных проводников в пазу; - число элементарных проводников в пазу.

Он должен находиться в пределах k₃ = 0,69...0,71 для| двигателей с 2р -2 и k₃ =0,72...0,74 для двигателей с 2р > 4.

Если полученное значение ниже указанных пределов, то площадь паза следует уменьшить за счет увеличения h_a, или bz, или обоих размеров одновременно в зависимости от принятого при их рас­чете значения индукции. Индукция в зубцах и ярме статора при этом уменьшится. Уменьшение индукции ниже пределов, указанных в табл, показывает, что главные размеры двигателя завышены и активная сталь недоиспользована. В этом случае следует умень­шить длину сердечника или перейти на ближайшую меньшую высоту оси вращения.

Часто расчет показывает, что значение k₃ оказывается выше указанных пределов. Это недопустимо, так как при чрезмерно высоких k₃ проводники обмотки во время укладки приходится очень сильно уплотнять в пазах. Их изоляция может быть повреждена или, по ме­ньшей мере, ослаблена, что вызовет резкое уменьшение надежности обмотки. Для уменьшения k₃ надо, взяв предельно допустимые значения Bz и Ва пересчитать размеры bz и h_a. К уменьшению k₃ приводит также уменьшение числа элементарных проводников ,которое возможно при одновременном пропорциональном увеличении площади поперечного сечения q_эл или уменьшении числа параллельных ветвей обмотки с тем, чтобы плотность тока осталась неизменной. Если и при этом значение k₃ остается выше допустимого, следует сделать вывод, что принятые главные размеры двигателя занижены. Необходимо просчитать другой вари­ант, увеличив или перейдя на большую высоту оси вращения.