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

, (4.34)

который должен находиться в пределах k_з=0,690,71 для двигателей с 2p=2 и k_з=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 b_z , 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. 4.4, 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 k_з оказывается выше указанных пределов. Это недопустимо, так как при чрезмерно высоких k_з 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 k_з надо, взяв предельно допустимые значения B_z и B_a (см. табл. 4.4), пересчитать размеры b_z и h_a. К уменьшению k_з приводит также уменьшение числа элементарных проводников п_эл, 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 k_з остается выше допустимого, следует сделать вывод, что принятые главные размеры двигателя занижены. Необходимо просчитать другой вариант, увеличив l_ или перейдя на большую высоту оси вращения.

После уточнения размеров паза, ширину зубца и расчетную высоту паза определяют по формулам табл. 4.9.

Таблица 4.9

Расчетные размеры зубцов статоров при трапецеидальных или

грушевидных пазах в машинах с обмоткой из круглого провода

Размер	Рис.4.7, a	Рис. 4.7, б	Рис. 4.7, в
b’Z
b”Z
hZ1	hп1	hп1	hп1 – 0,1b2

Обычно при всыпной обмотке b_z=b'_z=b"_z. В некоторых случаях возможно некоторое расхождение значений b'_z и b"_z, поэтому рекомендуется рассчитать оба значения b'_z и b"_z и при небольшом расхождении результатов взять среднюю расчетную ширину зубца: b_z = (b'_z + b"_z)/2. При больших расхождениях следует изменить соотношения размеров пазов либо проводить расчет магнитного напряжения зубцов так же, как при прямоугольных пазах (см. ниже).

4.5. Выбор воздушного зазора

Правильный выбор воздушного зазора δ во многом определяет энергетические показатели асинхронного двигателя. Чем меньше воздушный зазор, тем меньше его магнитное сопротивление и магнитное напряжение, составляющее основную часть МДС магнитной цепи всей машины. Поэтому уменьшение зазора приводит к соответственному уменьшению МДС магнитной цепи и намагничивающего тока двигателя, благодаря чему возрастает его cosφ и уменьшаются потери в меди обмотки статора. Но чрезмерное уменьшение δ приводит к возрастанию амплитуды пульсаций индукции в воздушном зазоре и, как следствие этогo, к увеличению поверхностных и пульсационных потерь. Поэтому КПД двигателей с очень малыми зазорами не улучшается, а часто даже становится меньше.

В современных асинхронных двигателях зазор выбирают, исходя из минимума суммарных потерь. Так как при увеличении зазора потери в меди возрастают, а поверхностные и пульсационные уменьшаются, то существует оптимальное соотношение между параметрами, при котором сумма потерь будет наименьшей. Такие расчеты проводят на ЭВМ по оптимизационным программам. При учебном проектировании воздушный зазор следует выбирать, руководствуясь данными выпускаемых двигателей (рис.4.9), либо рассчитав по следующим приближенным формулам.

Рис. 4.9. К выбору воздушного зазора асинхронных двигателей

Для двигателей мощностью менее 20 кВт воздушный зазор, м, равен:

при 2p=2

при 2р > 4

Для двигателей средней и большой мощности

Поверхностные и пульсационные потери в двигателях зависят не только от амплитуд, но и от частоты пульсаций индукции в воздушном зазоре. В быстроходных двигателях частота пульсаций больше, чем в тихоходных, так как она пропорциональна частоте вращения. Для уменьшения этого вида потерь δ в быстроходных двигателях выполняют большим, что уменьшает амплитуду пульсаций.

В статорах высоковольтных машин применяют только открытые пазы, и при малых зазорах это может привести к большим пульсациям индукции, поэтому воздушный зазор в них выполняют большим, обычно равным 1,5—2мм.

Воздушный зазор, полученный по эмпирическим формулам или из графиков, следует округлять до 0,05 мм при δ < 0,5 мм и до 0,1 мм при

δ>0,5мм. Например, зазор выбирают равным 0,35; 0,4; 0,45; 0,5; 0,6 мм и т.д.

Выбранный по приведенным рекомендациям воздушный зазор обычно превышает минимально допустимый по механическим условиям. Однако все же необходимо провести механический расчет вала проектируемого двигателя. Прогиб вала не должен быть больше 10% воздушного зазора.