3. Выбор главных размеров
Расчет асинхронных машин начинают с определения главных размеров: внутреннего диаметра статора D и расчетной длины магнитопровода lδ. Размеры D и lδ связаны с мощностью, угловой скоростью и электромагнитными нагрузками выражением «машинной постоянной»:
(3.1)
В начальный период расчета двигателя все величины, входящие в (3.1), кроме синхронной угловой скорости, неизвестны. Поэтому расчет проводят, задаваясь на основании имеющихся рекомендаций значениями электромагнитных нагрузок (A и Bδ), коэффициентов (αδ, kB и kоб) и приближенно определяют расчетную мощность Р'. Остаются два неизвестных (D и lδ), однозначное определение которых без дополнительных условий невозможно. Таким условием является отношение lδ/D или более употребительное в расчетной практике отношение λ= lδ/τ. Это отношение в значительной степени определяет экономические данные машин, а также оказывает влияние на характеристики и условия охлаждения двигателей.
Анализ показывает, что у большинства выполненных асинхронных двигателей общего назначения отношение λ изменяется в достаточно узких пределах. Поэтому для определения D и lδ можно предварительно выбрать то или иное отношение λ, характерное для заданного исполнения и числа полюсов машины. Это позволит однозначно определить главные размеры, исходя из (3.1). Однако внутренний диаметр статора непосредственно связан определенными размерными соотношениями с внешним диаметром статора Dа, в свою очередь определяющим высоту оси вращения h, значение которой при проектировании новых двигателей может быть принято только из стандартного ряда высот, установленных ГОСТом.
Внешний диаметр статора должен также соответствовать определенным условиям, налагаемым требованиями раскроя листов электротехнической стали с наименьшими отходами при штамповке. С учетом этих требований при ручном расчете асинхронного двигателя более целесообразным является выбор главных размеров, основанный на предварительном определении высоты оси вращения, увязке этого размера с внешним диаметром статора и последующем расчете внутреннего диаметра статора D.
В связи с этим выбор главных размеров проводят в следующей последовательности.
3.1. Определение высоты оси вращения
Высоту оси вращения предварительно определяют по рис. 3.1, а или б для заданных Р2 и 2р в зависимости от исполнения двигателя.
Из ряда стандартных высот осей вращения (40, 45, 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 132, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000 мм) принимают ближайшее к предварительно найденному меньшее стандартное значение h. Следует иметь в виду, что ГОСТ определяет стандартные высоты осей вращения независимо от назначения и конструктивного исполнения асинхронных двигателей, поэтому высота оси вращения любого проектируемого двигателя должна быть равна одному из этих значений.
Рис. 3.1. Высота оси вращения h двигателей различных мощности и частоты вращения:
а – со степенью защиты IР44; б – со степенью защиты IP23