6.3. Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора
Расчет магнитного сопротивления зубцовой зоны ротора зависит от формы пазов и типа ротора: фазный ротор или короткозамкнутый с одной обмоткой (беличьей клеткой) или короткозамкнутый ротор с двумя обмотками — рабочей и пусковой (ротор с двойной беличьей клеткой). К последнему типу относят также одноклеточные короткозамкнутые роторы с одной беличьей клеткой, имеющие фигурные пазы — лопаточные или колбообразные, которые при расчете рассматривают как роторы с двойной беличьей клеткой.
Магнитное напряжение зубцовой зоны фазного и короткозамкнутого роторов с одной беличьей клеткой с прямоугольными или с трапецеидальными пазами (по рис. 5.1,а,б; 5.9 и 5.10,а). Общая формула расчета магнитного напряжения, А:
, (6.6)
где hZ2 — расчетная высота зубца (по табл. 6.2), м;
HZ2 — расчетная напряженность поля в зубце ротора, А/м.
Расчетная напряженность поля НZ2 в зубцах с параллельными гранями определяется в зависимости от индукции в зубце, Тл:
(6.7)
где kС — коэффициент заполнения сердечника ротора сталью (см. табл.4.5);
bZ2 — ширина зубца ротора, м, определяется по формулам табл. 6.2.
Если расчеты b'Z2 и b''Z2 (табл. 6.2) дают одинаковые результаты, то bZ2=b'Z2=b''Z2.
Если полученные размеры b'Z2 и b''Z2 различаются менее чем на 0,5мм, то bZ2=0,5(b‘Z2+b‘’Z2).
При различии, превышающем 0,5мм, следует либо скорректировать размеры паза с целью уменьшить это различие, либо определить расчетную напряженность поля как для зубцов ротора с изменяющейся площадью поперечного сечения (см. ниже).
Расчетная напряженность поля в зубце, А/м:
Расчетная напряженность поля в зубцах ротора с изменяющейся площадью поперечного сечения (по рис. 5.1; 5.10,а; 5.11) определяется как средняя
(6.8)
где HZ2max, HZ2min и HZ2ср – напряженности поля в наибольшем, наименьшем и среднем сечениях зубца, определяемые по индукциям в этих сечениях зубцов BZ2max, BZ2min и bZ2ср = 0,5(BZ2max +BZ2min).
Индукции BZ2max и BZ2min рассчитывают по (6.7), подставляя в эту формулу вместо размера bZ2 соответственно наименьшее (bZ2min) и наибольшее (bZ2max) значения ширины зубца, полученные по формулам табл. 6.2.
При расчете магнитного напряжения по напряженности поля в сечении на 1/3 высоты зубца ротора находят индукцию ВZ1/3, подставляя в формулу (6.7) вместо bZ2 ширину зубца bZ1/3 (табл. 6.2). В этом случае расчетная напряженность
Если при расчете магнитного напряжения зубцов с переменным сечением HZ2max>HZ2min , то более точные результаты дает деление зубца по высоте на две равные части и определение средних напряженностей в каждой из них в отдельности. В этом случае расчетная ширина зубца принимается на высоте 1/3 каждой части, т.е. на высоте, приблизительно равной 0,2 и 0,7 всей высоты паза от его наиболее узкой части:
(6.9)
Определив индукцию BZ0,2 и BZ0,7 в этих сечениях зубца, находят соответствующие им напряженности поля HZ0,2 и HZ0,7.
Магнитное напряжение зубцовой зоны, А, составит в этом случае:
(6.10)
Необходимо отметить, что для всех сечений зубцов, расчетная индукция в которых превышает 1,8 Тл, необходимо определить действительную индукцию, т.е. учесть уменьшение потока в зубце за счет ответвления части потока зубцового деления в паз, как это указано в расчете зубцового напряжения зубцовой зоны статора.