Расчет размеров зубцевой зоны статора и воздушного зазора

19. Принимаем предварительно B_Z1=1,9 Тл; В_а=1,6 Тл,

(для оксидиановой марки стали 2013 k_c=0,97);

20. Размеры паза в штампе: b_ш=3,7 мм; h_ш=1 мм; 45º

21. Размеры паза в свету с учётом припуска на сборку:

Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников обмотки

(площадь поперечного сечения прокладок S_пр=0; площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу

S_из=b_из(2h_П+b₁+b₂)=0,4(2*24,23+8,7+11,4)=27,424 мм²,

где односторонняя толщина изоляции в пазу b_из=0,4 мм).

22. Коэффициент заполнения паза

Полученное значение k_з допустимо для механизированной укладки обмотки.

а) б)

Рисунок 1 - Пазы спроектированного двигателя с

короткозамкнутым ротором (Р₂=75 кВт, 2р=6, U_ном=380/220 В)

Расчет ротора

23. Воздушный зазор δ=0,66 мм.

24. Число пазов ротора Z₂=38.

25. Внешний диаметр ротора D₂=D-2δ=0,212 м.

26. Длина ротора обычно равна длине статора l₂=l₁=0,17 м.

27. Зубцовое деление ротора

t_Z2=πD₂/Z₂=π0,274/38=0,0175 м =17,5 мм.

28. Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник ротора непосредственно насаживается на вал;

D_j=D_в=k_вD_a=0,23*0,392=0,072 м = 72 мм.

k_в=0,23.

29. Ток в обмотке ротора

I₂=k_iI₁v_i=0,934*30,7*19,2=550,54 A,

где k_i=0,2+0,8cosφ=0,2+0,8*0,917=0,934;

(пазы ротора выполняются без скоса – k_ск=1)

30. Площадь поперечного сечения стержня

q_П=I₂/J₂=550,54/(2,5*10⁶)=220,22*10⁶ м²=220,24 мм²

(плотность тока в стержне литой клетки принимаем J₂=2,5*10⁶ А/м²).

Форма паза короткозамкнутого двигателя определяется требованиями к пусковым характеристикам двигателя, его мощностью и числом полюсов. Необходимо учитывать влияние соотношений размеров паза на индуктивное сопротивление обмотки ротора. Высокий паз с узкой верхней частью повышает пусковой момент, но снижает коэффициент мощности в номинальном режиме. Для обеспечения высоких энергетических показателей широко применяются пазы с широкой верхней частью – грушевидные представлены на рисунке 1 б.

31. Принимаем при

h = 160 - 250 мм; b_ш=1,5 мм; h_ш=0,7 мм; h'_ш=0,3 мм.

Допустимая ширина зубца

(принимаем B_Z2=1,8 Тл).

Размеры паза

32. Уточняем ширину зубцов ротора

Принимаем b₁=9,08 мм; b₂=4,83 мм; h₁=25,7 мм.

Полная высота паза

h_П2=h'_ш+ h_ш+b₁/2+ h₁+b₂/2=0,3+0,7+9,08/2+25,7+4,83/2=33,66 мм.

33. Плотность поперечного сечения стержня

Плотность тока в стержне

J₂=I₂/q_c=550,54/(220,28*10^-6)=2,5*10⁶ А/м.

Короткозамыкающие кольца

34. Короткозамкнутые кольца. Площадь поперечного сечения кольца

q_кл=I_кл/J_кл=1673,37/(2,13*10⁶)=785,62 мм².

I_кл=I₂/∆=550,54/0,329=1673,37 A,

где

J_кл=0,85 J₂=0,85*2,5*10⁶=2,13*10⁶ А/м².

Размеры короткозамкнутых колец:

h_кл=1,25 h₂=1,25*33,66=42,075 мм;

b_кл=q_кл/h_кл=785,62/42,075=18,67 мм;

q_кл= h_кл b_кл=42,075*18,67=785,54 мм²;

D_{к. ср}=D₂ - h_кл=225-42,075=169,93 мм.