3.2. Выбор внешнего диаметра сердечника статора

Внешний диаметр сердечника статора выбирают, исходя из зависимости (3.1). Она показывает, что при одной и той же длине l_δ мощность P’ изменяется пропорционально D². Поэтому машину при выбранной высоте оси вращения выгодно выполнять с возможно большим диаметром. Максимально возможный диаметр D_а должен быть

D_а ≤2(h–h_1min),

где h_1min — минимальное расстояние от стали сердечника статора до опорной плоскости машины (рис. 3.2), включающее толщину корпуса b_корп и расстояние h₂ от корпуса до опорной плоскости. Если машина выполняется со сварной станиной, то допустимое расстояние h_1min уменьшается. В том случае, когда h₁ >> h_1min , в нижней части корпуса оребренных двигателей исполнения со степенью защиты IP44 размещают несколько охлаждающих ребер, высота которых может быть меньше, чем у расположенных на верхней и боковых частях корпуса.

Рис.3.2. К выбору наружного диаметра D_a статора

Обычно расстояние h₁ выбирают равным или несколько большим h_1min, значения которого для двигателей с различной высотой оси вращения h приведены на рис. 3.3. При выборе D_a должно быть учтено также требование использования для штамповки рулонной или листовой электротехнической стали стандартных размеров с наименьшими отходами.

Рис. 3.3. Минимально допустимое расстояние h_1min от сердечника статора до опорной поверхности двигателя в зависимости от высоты оси вращения

двигателей со станиной: 1 – литой; 2 – сварной

Внешние диаметры сердечников статоров двигателей серий в зависимости от высоты оси вращения при учебном проектировании могут быть приняты по данным табл. 3.1.

Внутренний диаметр статора D в общем случае может быть определен по внешнему диаметру, высотам ярма h_a и зубцов статора h₂:

D =D_a– 2(h_a + h₂).

Таблица 3.1

Внешние диаметры статоров асинхронных двигателей различных высот оси вращения

h, мм	56	63	71	80	90
Da, мм	0,08–0,096	0,1–1,08	0,116–0,122	0,131–0,139	0,149–0,157
h, мм	100	112	132	160	180
Da , мм	0,168–0,175	0,191–0,197	0,225–0,233	0,272–0,285	0,313–0,322
h, мм	200	225	250	280	315 355
Da, мм	0,349–0,359	0,392–0,406	0,437–0,452	0,52–0,53	0,59 0,66

На данном этапе расчета размеры h_a и h_z неизвестны. Поэтому для определения D используют эмпирические зависимости, основанные на следующем.

При одном и том же уровне индукции на участках магнитопровода в машинах с одинаковым D высота ярма статора будет пропорциональна потоку, а следовательно, обратно пропорциональна числу полюсов машины (прямо пропорциональна полюсному делению). Принимая, что размеры пазов не зависят от числа полюсов машины, получаем приближенное выражение

D=K_DD_a. (3.2)

Значения коэффициентов K_D, приведенные в табл. 3.2, характеризуют отношения внутренних и внешних диаметров сердечников статоров асинхронных двигателей серий 4А и АИ при различных числах полюсов и могут быть использованы для предварительного определения D вновь проектируемой машины.

Таблица 3.2

Отношение K_d = D/D_a в асинхронных двигателях в

зависимости от числа полюсов

2р	2	4	6	8	10–12
KD	0,52–0,6	0,62–0,68	0,7–0,72	0,72–0,75	0,75–0,77

Далее находят полюсное деление τ, м,

τ = πD/2p, (3.3)

и расчетную мощность Р', ВА,

(3.4)

г де P₂ — мощность на валу двигателя, Вт; k_E — отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, которое может быть приближенно определено по кривым рис. 3.4.

Рис.3.4. Значения коэффициента k_E

П редварительные значения η и cosφ, если они не указаны в задании на проектирование, находятся по ГОСТу. Приближенные значения η и cosφ могут быть приняты по кривым рис. 3.5.

Рис. 3.5. Примерные значения КПД и cosφ асинхронных двигателей:

а – со степенью защиты IP44 и мощностью до 30 кВт; б – со степенью защиты IP44 и мощностью до 400 кВт