3 Расчёт размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора.

Требования к пусковым характеристикам с короткозамкнутым ротором следует обязательно учитывать при выборе конфигурации пазов статора. Так, узкие и глубокие пазы с сужающейся верхней частью обеспечивают большое увеличение расчётного активного сопротивления при пуске и большие пусковые моменты, но при таких пазах возрастает индуктивное сопротивление рассеяния обмотки и уменьшается перегрузочная способность двигателя и коэффициент мощности при номинальном режиме.

Р азмеры пазов в электрических машинах должны быть выбраны таким образом, чтобы, во-первых, пло­щадь паза соответствовала количе­ству и размерам размещаемых в нем проводников обмотки с учетом всей изоляции и, во-вторых, чтобы значения индукций в зубцах и ярме статора находились в определен­ных пределах, зависящих от типа, мощности, исполнения машины и от марки электротехнической стали сердечника. Конфигурация пазов и зубцов определяется мощностью машины и типом обмотки. Расчет размеров зубцовой зоны проводят по допустимым индукциям в ярме и в зубцах статора.

На рис. 1 изображён паз статора для всыпной обмотки с соотношением размеров, обеспечивающих параллельность боковых граней зубцов.

1. Принимаем предварительно ([1], табл. 6-10 стр. 174):

- значение индукция в ярме статора,

- значение индукции в зубцах статора.

Тогда ширина зубца и высота ярма:

(3.1)

, (3.2)

г

Рис. 1

де - длина стали сердечника статора ([1], стр. 169) для зазора принимаем

- коэффициент заполнения сталью магнитопровода статора для оксидированных листов стали марки 2013 ([1], табл. 6-11, стр. 176)

3.2 Размеры паза в штампе:

- ширина шлица ([1], табл. 6-12, стр. 179),

- высота шлица ([1], стр. 178),

Высота паза ([1], стр. 178):

(3.3)

Ширина паза в нижней части ([1], стр. 178):

(3.4)

Ширина паза в верхней части для ([1], стр. 178):

(3.5)

Высота паза между наибольшей шириной и наименьшей для ([1], стр. 179):

(3.6)

2. Размеры паза в свету ([1], стр. 179) с учётом припуска на сборку , ([1], стр. 177):

(3.7)

(3.8)

(3.9)

Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников ([1], стр. 180):

, (3.10)

где - площадь поперечного сечения прокладок ([1], стр. 179), для двухслойной обмотки (3.11)

- площадь поперечного сечения корпусной изоляции ([1], стр. 179).

, (3.12)

где - односторонняя толщина изоляции в пазу ([1], табл. 3-8, стр. 61)

(3.13)

3. Коэффициент заполнения паза ([1], стр. 180):

(3.14)

Полученное значение коэффициента заполнение не превышает ([1], табл. 3-12, стр. 66)

4 Расчёт ротора

1. Воздушный зазор ([1], рис. 6-21 стр. 181) .

2. Число пазов ротора ([1], табл. 6-15 стр. 185) .

3. Внешний диаметр (4.1)

4. Рис. 2

   Зубцовое деление (4.2)

5. Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник непосредственно насажен на вал ([1], стр. 191):

, (4.3)

где ([1], табл. 6-16 стр. 191).

6. Ток в стержне ротора ([1], стр. 183):

, (4.4)

где - коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания и сопротивления обмоток на отношение ([1], табл. 6-22 стр. 183);

- коэффициент приведения токов ([1], стр. 185):

(4.5)

(4.6)

7. Площадь поперечного сечения стержня ([1], стр. 186):

, (4.7)

где - плотность тока в стержнях ротора ([1], стр. 186) при заливке пазов алюминием рекомендуется в пределах , принимаем , иначе при расчёте будет очень малым или под корнем получится отрицательное число.

Выбираем закрытые грушевидные пазы ротора ([1], стр. 188), которые при высоте оси вращения h>100мм имеют прорезь со следующими размерами: , .

Допустимая ширина зубца ([1], стр. 188):

, (4.8)

где - допустимая индукция в зубцах ротора ([1], стр. 174)

Ширина паза в верхней части ([1], стр. 188):

(4.9)

Ширина паза в нижней части ([1], стр. 188):

(4.10)

В двигателях с h>160мм требуют, чтобы диаметр закругления паза в нижней части был больше 2,5мм. Данное условие выполнено.

Высота паза между центрами окружностей с диаметрами и ([1], стр. 188):

(4.11)

Полная высота паза:

(4.12)

Сечение стержня ([1], стр. 188):

(4.13)

8. Плотность тока в стержне:

(4.14)

9. Расчёт замыкающих колец:

Площадь поперечного сечения короткозамыкающих колец ([1], стр. 186):

, (4.15)

где - токи в кольце;

, (4.16)

где - коэффициент, зависящий от угла сдвига между токами в стержнях ([1], стр. 186) ;

(4.17)

(4.18)

выбирают в среднем на 15-20% меньше, чем в стержнях, т.к. замыкающие кольца имеют лучшие условия охлаждения ([1], стр. 186).

(4.19)

(4.20)

Размеры замыкающих колец:

Средняя высота паза выбирается из условия ([1], стр. 187);

(4.21)

(4.22)

(4.23)

- средний диаметр замыкающего кольца.