1. Обоснование и выбор основных размеров

Данный расчёт производится по методике предложенной в [1].

1. Выбираем наружный диаметр статора [с.164, табл. 6-6]. Для асинхронных двигателей серии 4А при

h = 200 мм, D_a = 0.349 м. [с.164, табл. 6-6].

1.2 Внутренний диаметр статора [с.165, формула 6-2]:

D = D_a · K_d ,

где K_d – коэффициент, характеризующий отношения внутренних и внешних диаметров сердечников статоров асинхронных двигателей при различных числах полюсов находится в пределах (0.64  0.68), принимаем K_d = 0.68 [с.165, табл. 6-7]:

D = 0.349·0.68 = 0.237 м.

3. Полюсное деление τ [с.166, формула 6-3]:

м.

3. Расчётная мощность[с.166, формула 6-4]:

,

где K_ε – коэффициент ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, зависит от D_a. Выбираем K_ε = 0.978 [с.164, рис. 6-8];

η - КПД двигателя, зависит от P_2н, принимаем равным η = 0,9 [с.165, рис. 6-9,б];

cosφ – коэффициент мощности, зависит от P_2н,принимаем равным cosφ = 0,91;

Вт.

3. Предварительный выбор электромагнитных нагрузок

Рекомендуемые пределы А (35.810³  3710³) А / м, зависит от D_a,

принимаем А = 36·10³ А / м,

Рекомендуемые пределы В_δ (0.76  0.78) Тл, зависит от D_a, принимаем В_δ = 0.77 Тл.

3. Выбираем обмоточный коэффициент для двухслойной обмотки (выбираем двухслойную, так как Р_2н  16 кВт [c.75]) при 2p = 4 он может быть взят:

К_об1 = 0.9, пределы (0.91  0.92)

1.7 Рассчитаем длину магнитопровода [с.168, формула 6-6]:

,

где k_В – коэффициент формы поля рассчитывается по формуле:

Ω - синхронная угловая частота вала:

рад/с;

м.

1.8 Критерием правильности выбора главных размеров служит отношение λ, определяемое по формуле:

λ = l_δ / τ =0.224 / 0.186 = 1.2,

Полученное значение входит в область рекомендуемых пределов [с.168, рис. 6-14,а]

λ =0.6 – 1,2.

2. Электромагнитный расчёт

2.1 Определение числа пазов, количества витков и площади поперечного сечения провода обмотки статора

2.1.1 Выберем предельные значения зубцового деления t_Z1 [с.170, рис. 6-15]:

t_Z1min = 0.014 м; t_Z1max = 0.012 м.

2.1.2 Возможное число пазов статора Z₁ [с.170, формула 6-16]:

;

;

Выбираем окончательно число пазов статора равным Z₁ = 60. Выбор обосновывается тем, что число пазов статора в большинстве асинхронных двигателей должно быть кратно числу фаз, а число пазов на полюс и фазу (q) - целым. Обмотки с дробным числом q при сравнительно небольших числах пазов и полюсов, характерных для большинства асинхронных двигателей, приводят к некоторой асимметрии МДС. Большее количество пазов приводит к улучшению рабочих характеристик, но и, одновременно, к увеличению расхода меди, т.е. стоимость машины при этом повышается.

Проверим величину q:

q = Z₁ / 2·p·m = 60/ 2·2·3 = 5.

2.1.3 Окончательное значение зубцового деления статора [с.171] :

м. Рассчитаем номинальный ток обмотки статора [с.171, формула 6-18]:

А.

Определим число эффективных проводников в пазу. Для этого предварительно, при

условии, что число параллельных ветвей обмотки а = 1 рассчитаем [с.171, формула 6-17]:

B.

Принимаем а = 2, тогда значение числа проводников в пазу [с.171, формула 6-19]:

Окончательно принимаем U_П = 10.

4. Число витков в фазе обмотки статора [с.171, формула 6-20]:

4. Найдём окончательное значение линейной нагрузки [с.171, формула 6-21]:

А / м

Найдём окончательное значение обмоточного коэффициента для первой гармоники ЭДС с учётом укорочения шага. В двухслойных обмотках асинхронных двигателях шаг выполняют в большинстве случаев с укорочением близким к β = 0,8 [с.170]:

Рассчитаем значение потока [с.172, формула 6-22]:

Вб.

Определим значение индукции в воздушном зазоре [с.172, формула 6-23]:

Тл.

Значения А и В_ находятся в допустимых пределах (5 %).

4. Определим допустимую плотность тока в обмотке статора, с учётом линейной

нагрузки двигателя [с.172, формула 6-25]:

,

где AJ – среднее значение произведения [с.173, рис. 6-16], зависит от D_a,;

AJ =188·10⁹ А²/м³

А /м²._.

4. Площадь поперечного сечения эффективного проводника предварительно

[с.172, формула 6-24]:

м².

Окончательно выберем сечение проводника следующим образом:

Примем число элементарных проводников n_эл = 6, тогда

м².

Принимаем обмоточный провод марки ПЭТВ [с.470, табл. Приложение 28]:

d_эл = 1.25 мм – диаметр неизолированного провода ;

d_из = 1.33 мм; q_эл = 1.227·10^-6 м², тогда

м².

4. Уточнённое значение плотности тока в обмотке статора [с.174, формула 6-27]:

А /м².