3 Расчет активного слоя якоря

3.1 Расчет параметров обмотки

Общее число проводников обмотки якоря

N = 2∙K, (3.1)

N = 2∙406 = 812 проводников.

Ток якоря в номинальном режиме

, (3.2)

где _g – КПД двигателя, принимаю _д = 0,935.

.

Выбираем простую петлевую обмотку якоря у которой 2а = 2р = 4.

Линейная токовая нагрузка якоря

, (3.3)

Ток параллельной ветви

, (3.4)

где 2а – число параллельных ветвей обмотки якоря.

А.

При определении рационального числа пазов Z учитываем ограничение по условиям нагрева пучка проводников в пазу якоря в виде величины объема тока в пазу

А, (3.5)

где N_z – число проводников в одном пазу = 2u_k=14

71,3·14 = 998,2 А.

Число пазов якоря находится по формуле

, (3.6)

где u_k – число коллекторных пластин на паз, u_k = 7.

пазов.

Первый шаг обмотки в реальных пазах должен удовлетворять условию

, (3.7)

где - укорочение шага обмотки якоря в реальных пазах.

=0,5 паза при петлевой обмотке.

.

Произведем окончательную увязку между собой числа пазов Z, проводников N и коллекторных пластин К, которая должна обеспечивать выполнение требования внутренней симметрии обмотки якоря

целые числа (3.8)

Найдем допустимое значение плотности тока в проводниках якоря

, (3.9)

где W^max_t – допустимый предел теплового фактора машины, W^max_t=2050, таблица 5.2 из (1).

Расчетная величина J_a не должна превышать (7…8) А/мм². Условие выполняется.

Наметим площадь поперечного сечения активного проводника якоря

, (3.10)

По значению q_а намечаем размеры проводника h_пр х b_пр. Весьма эффективной мерой снижения добавочных потерь в меди обмотки является вертикальное расположение проводников в пазу (плашмя) рисунок 3.1.

По ГОСТ 434-76, приложение А из (1), выбираю проводниками с размерами

, (3.11)

Сечение проводника q_пр=12,67.

Ширину паза вычисляем по формуле

, (3.12)

где b_пр = 5,6 мм;

b_корп – толщина корпусной изоляции по ширине паза якоря;

b_корп = 0,1∙6∙2∙2 = 2,4 мм;

b_mв – размер занимаемый межвитковой изоляцией по ширине паза;

b_mв = 0,1∙1∙2∙2=0,4 мм;

b_покр – толщина покровной изоляции по ширине паза якоря;

b_покр = 0,1∙1∙2∙2 = 0,4 мм;

(0,2…0,3) – зазор на укладку секций в паз;

(0,15…0,2) – разница между размером паза в свету и размером паза в штампе.

b_п = 5,6+2,4+0,4+0,4+0,2+0,15 =9,15 мм.

1 – клин; 2 – изоляционная прокладка;

3 – покровная изоляция; 4 – корпусная изоляция;

5 – витковая изоляция; 6 – медные проводники;

7 – верхняя полусекция; 8 – нижняя полусекция;

9 – элементарный проводник; 10 – активный проводник.

Рисунок 3.1–Эскиз паза при вертикальной укладке проводников

Высоту паза находим по выражению

, (3.16)

где _прокл – толщина прокладок из миканита;

_кл – высота клина, принимаем _кл = 4 мм,

h_пр = 2,36 мм;

h_корп – толщина корпусной изоляции по высоте паза якоря;

h_корп = 0,1∙6∙2∙2∙2=4,8 мм.

h_mв – размер межвитковой изоляции при вертикальном способе укладки;

h_mв = 0,1∙1∙2∙2∙2∙7=5,6 мм.

h_покр – толщина покровной изоляции по высоте паза якоря;

h_покр = 0,1∙1∙2∙2∙2 = 0,8 мм.

(0,2…0,3) – зазор на укладку секций в паз;

(0,15…0,2) – разница между размером паза в свету и размером паза в штампе.

4,8+5,6+0,8+0,2∙4+4+0,2+0,15=49,39 мм.

Полученные размеры паза якоря удовлетворяют следующим условиям

b_п=9,15 мм ; h_п=49,39 мм.

Исходя из полученных размеров паза, рассчитаем все остальные конструкционные параметры зубцового слоя якоря (рисунок 3.2)

Рисунок 3.1 – Конструкционные размеры зубцового слоя

Исходя из полученных размеров паза, рассчитаем все остальные конструкционные параметры зубцового слоя якоря

Шаг по пазам на поверхности якоря, мм

, (3.17)

мм.

Ширина зубца на поверхности якоря b_z1, мм

, (3.18)

мм.

Шаг по пазам в расчетном сечении t_z1/3 (на высоте 1/3h_п ), мм

, (3.19)

мм.

Ширина зубца в расчетном сечении b_z1/3,мм

, (3.20)

мм.

Шаг по дну пазов t₂, мм

, (3.21)

мм.

Ширина зубца у основания b_z2, мм

(3.22)

мм

Необходимо проконтролировать, чтобы выполнялось b_z2  7 мм для обеспечения достаточной механической прочности зубца.

Магнитный поток находим по выражению

, (3.23)

где k_u – коэффициент, учитывающий потери напряжения на внутренних сопротивлениях обмоток двигателя, k_u=(0,95…0,97)

, (3.24)

.

Вб.

Далее определяем длину шихтованного пакета якоря

, (3.25)

где В_z1/3 – индукция в зубцах якоря, принимаем В_z1/3 = 1,82 Тл;

_ – расчетный коэффициент полосного перекрытия, для машины без компенсационной обмоткой, принимаю _ = 0,72;

К_с – коэффициент заполнения пакета сталью, К_с = 0,97.

м.

l_a 440 мм при опорно-осевом подвешивании и двухсторонней зубчатой передаче, что удовлетворяет условию.