6.1. Магнитное напряжение воздушного зазора

Магнитное напряжение воздушного зазора, как и всех последующих участков магнитной цепи, рекомендуется рассчитывать на два полюса машины, т.е. вдоль замкнутой силовой линии потока полюса. Возможен также расчет на один полюс, при этом полученные по расчетным формулам данного параграфа магнитные напряжения участков цепи F_i необходимо уменьшить в 2 раза, а при определении намагничивающего тока (см. ниже) суммарное магнитное напряжение всей цепи соответственно увеличить в 2 раза. Окончательный результат от этого не меняется. Магнитное напряжение воздушного зазора, А,

(6.1)

где B_δ — индукция в воздушном зазоре, Тл, рассчитанная по (4.8) по окончательно принятому числу витков в фазе обмотки w₁ и обмоточному коэффициенту K_об1, определенному для принятой в машине обмотки;

δ — воздушный зазор, м;

k_δ — коэффициент воздушного зазора, рассчитан по формуле где

μ₀ — магнитная проницаемость: μ_о =4π∙10^-7 Гн/м.

6.2. Магнитное напряжение зубцовой зоны статора

Общая формула для расчета магнитного напряжения зубцовой зоны статора имеет вид

(6.2)

где h_Z1 — расчетная высота зубца статора, м;

Н_Z1 — расчетная напряженность поля в зубце, А. Напряженность поля в зубце определяют по кривым намагничивания для принятой марки стали. Кривая намагничивания стали 2013 для зубцов асинхронного двигателя приведена в таблице 6.1.

Таблица 6.1

Кривая намагничивания для зубцов асинхронных двигателей (сталь 2013)

В, Тл	0	0,01		0,02		0,03		0,04		0,05		0,06		0,07		0,08			0,09
	Н, А/м
0,4	124		127		130		133		136		138		141		144		147	150
0,5	154		157		160		164		167		171		174		177		180	184
0,6	188		191		194		198		201		205		208		212		216	220
0,7	223		226		229		233		236		240		243		247		250	253
0,8	256		259		262		265		268		271		274		277		280	283
0,9	286		290		293		297		301		304		308		312		316	320
1,0	324		329		333		338		342		346		350		355		360	365
1,1	370		375		380		385		391		396		401		406		411	417
1,2	424		430		436		442		448		455		461		467		473	479
1,3	486		495		504		514		524		533		563		574		584	585
1,4	586		598		610		622		634		646		658		670		683	696
1,5	709		722		735		749		763		777		791		805		820	835
1,6	850		878		906		934		962		990		1020		1050		1080	1110
1,7	1150		1180		1220		1250		1290		1330		1360		1400		1440	1480
1,8	1520		1570		1620		1670		1720		1770		1830		1890		1950	2010
1,9	2070		2160		2250		2340		2430		2520		2640		2760		2890	3020
2,0	3150		3320		3500		3680		3860		4040		4260		4480		4700	4920
2,1	5140		5440		5740		6050		6360		6670		7120		7570		8020	8470
2,2	8920		9430		9940		10460		10980		11500		12000		12600		13200	13800
2,3	14400		15 100		15800		16500		17200		1800		18800		19600		20500	21400

Расчетную высоту зубцов h_Z1 и расчетную напряженность поля Н_Z1определяют по-разному в зависимости от конфигурации зубцов, связанной с формой пазов статора.

Зубцы с параллельными гранями (в статорах с грушевидными или трапецеидальными пазами по рис. 4.7). Индукция в зубце, Тл:

(6.3)

где b_Z1 – расчетная ширина зубца, м, определяется по формулам табл. 4.9;

если размеры b'_Z1 и b''_Z2 одинаковы, то b_Z1= b'_Zl= b"_Z2 ;

если размеры b'_Z1 и b''_Z2 различаются менее чем на 0,5 мм, то

b_Z1= 0,5 (b'_Zl+ b"_Z2). При различии, превышающем 0,5 мм, следует либо скорректировать размеры паза, либо определить расчетную напряженность поля H_Z1 как для зубцов с изменяющейся площадью поперечного сечения (см. ниже);

k_C1 — коэффициент заполнения сталью сердечника статора (см. табл. 4.5).

Расчетная высота паза h_Z1 определяется по табл. 4.9.

Зубцы с изменяющейся площадью поперечного сечения (в статорах с прямоугольными пазами по рис. 4.6). Расчетная высота зубца h_Z1 = h_n, Расчетная напряженность поля, А/м:

(6.4)

где H_Z1max, H_Z1min и H_Z1ср – напряженности поля в наименьшем, наибольшем и среднем сечениях зубца, определяемые по индукциям в этих сечениях: В_Z1max, В_Z1min и В_Z1ср=0,5(В_Z1max + В_Z1min).

Индукции B_{Z1max и} B_Z1min рассчитывают по (6.3), подставляя в формулу вместо размера b_Z1 соответственно наименьшее и наибольшее значения ширины зубца, м, рассчитанные по формулам табл. 4.7.

Магнитное напряжение зубцовой зоны, А:

(6.5)

Практикуют также определение расчетной напряженности по индукции в поперечном сечении зубца на расстоянии 1/3 высоты от его наиболее узкой части. В этом случае в (6.3) вместо b_Z1 подставляют значение b_Z1/3 (см. табл. 4.7). Расчетная напряженность поля в зубце H_Z1=H_Z1/3=f(B_Z1/3)_.

Если индукция в каком-либо одном или в нескольких сечениях зубца окажется больше 1,8 Тл, то необходимо учесть ответвление части потока зубцового деления Ф_tZ=B_δt_Z1l_δ в паз, при котором действительная индукция в зубце уменьшается по сравнению с рассчитанной по (6.3). Метод определения действительной индукции связан с расчетом коэффициента k_n. Коэффициент k_n рассчитывают для каждого из сечений зубца, в котором индукция превышает 1,8 Тл, и соответствующего ему по высоте сечения паза. По значению k_n и расчетной индукции определяют действительную индукцию в данном сечении зубца. В зубцах с параллельными гранями при индукции выше 1,8 Тл коэффициент k_n рассчитывают по соотношению площадей поперечных сечений зубца и паза на середине высоты зубца. В зубцах с изменяющейся площадью поперечного сечения при определении расчетной напряженности по B_Z1/3 коэффициент k_n рассчитывают по соотношению площадей поперечных сечений зубца и паза на высоте 1/3 наиболее узкой части зубца. Это приводит к некоторой погрешности в определении расчетной напряженности поля в зубце, но при средних уровнях индукций, характерных для зубцовой зоны статора, эта погрешность не оказывает заметного влияния на результаты расчета.