2. Определение числа пазов, витков и сечения провода обмотки статора

Обмотку статора необходимо спроектировать так, чтобы линейная токовая нагрузка двигателя и индукция в воздушном зазоре как можно ближе совпадали с предварительно принятыми значениями (см. п.1.6.).

2.1. Возможные числа пазов статора находятся в диапазоне

,

где t_1max, t_1min - предельные значения зубцового деления статора, которые можно определить по рис.2.1. Соответствующие значения числа пазов на полюс и фазу

q _{1 min} =Z_1min /2pm₁, q_{1 maxi} =Z_1max /2pm₁.

Из полученного диапазона выбирают значение q₁, равное целому числу, и определяют соответствующее ему значение числа пазов статора

Z₁ = 2pm₁q₁.

При необходимости допускается выйти за диапазон q₁ не более чем на 10 %.

2.2. Окончательное значение зубцового деления статора, мм

.

2.3. Номинальный фазный ток статора, А

,

где U_1н – номинальное фазное напряжение обмотки статора, В.

2.4. Число эффективных проводников в пазу (предварительно)

,

где a - число параллельных ветвей фазы. Эффективным называется проводник, по которому протекает ток одной ветви фазы. Значение выбирают из приемлемого ряда чисел 2p/a = целое число так, чтобы получилось близким к целому чётному числу. Ток одной ветви обычно составляет 15…35 А. Полученное значение округляют до ближайшего чётного числа , так как эффективные проводники паза подразделяются на два слоя.

2.5. Окончательные значения величин:

- число эффективные проводников в пазу ;

- число витков фазы обмотки статора

;

- линейная токовая нагрузка, А/м

.

Полученное значение A должно быть близким к ранее принятому (см. п. 1.6.) и находиться в рекомендованных пределах (см. рис.1.5.). Допускается отклонение значения А за рекомендованные пределы не более чем на 2%. В противном случае следует варьировать значение D с помощью коэффициента K_D в п.1.3 в допустимых пределах.

2.6. Обмотку выполняют из катушек, стороны которых располагают

в пазах сердечника статора. Ширину катушек называют шагом обмотки (рис.2.2).

Пазы сердечника статора

y

1

l



=

l

ст1

t

1

Рис.2.2. Катушка обмотки статора и её шаг (шир

и

на)

Шаг двухслойной обмотки статора (предваврительно)

,

где - относительный шаг ( предварительно принять равным 0,833 );

τ_п1= m₁ q₁= Z₁/2p - полюсное деление, выраженное числом пазов или зубцов статора.

Полученное значение шага необходимо округлить до ближайшего целого числа y₁. Уточняется относительный шаг β₁= y₁ / τ_п1.

2.7. Коэффициенты укорочения, распределения и обмоточный

, , .

Далее необходимо откорректировать расчёт τ, l_δ и t₁ в п.п. 1.4, 1.6, 2.2,

используя значения D, A и K_об1, уточнённые в п.2.5 и п.2.7. Значение l_δ ок-

руглить до целого числа миллиметров.

2.8. Магнитный поток, Вб

и окончательное значение индукции в воздушном зазоре, Тл

.

Полученное значение B_δ не должно выходить за рекомендованные пределы (см. рис. 1.4) более чем на 2%.

2.9. Предварительное значение плотности тока в обмотке статора можно найти с помощью произведения AJ₁, определяемого по рис. 2.3, А/мм²

.

2.10. Сечение эффективного проводника (предварительно), мм²

.

Для всыпных обмоток при ручной укладке рекомендуется использовать медный круглый провод марки ПЭТ-155. Диаметр изолированного провода выбирают в пределах d_из= 1...1,7 мм c площадью поперечного сечения q_пр= 0,7...2 мм². Если получается q_пр > 2 мм², то эффективный проводник разбивают на несколько элементарных n_эл с сечением q_эл. По табл. 2.1 подбирают стандартный проводник при n_эл = 1… 6 таким образом, чтобы суммарная площадь сечения элементарных проводников была близка к расчётному сечению эффективного проводника

.

Если задача не решается даже при максимальных допустимых значениях и , то следует увеличить в п.2.4 число параллельных ветвей фазы , если < _макс = 2р.

Таблица 2.1

Размеры круглого медного эмалированного провода ПЭТ-155

Номинальный диаметр неизолированного провода d, мм	Среднее значение диаметра изолированного провода dиз, мм	Площадь поперечного сечения неизолированного провода qэл, мм2
0,95	1,015	0,709
1,00	1,080	0,785
1,06	1,140	0,883
1,12	1,200	0,985
1,18	1,260	1,094
1,25	1,330	1,227
1,32	1,405	1,368
1,40	1,485	1,539
1,50	1,585	1,767
1,60	1,685	2,011

В двухполюсных двигателях разрешается увеличивать n_эл до 10…12, так как в них может быть не более двух параллельных ветвей.

В результате определяются сечение q_эл и диаметры изолированного d_из и неизолированного d провода.

2.11.Окончательное значение плотности тока в обмотке статора, А/мм²

.

Расхождение с предварительным значением в п. 2.9 не должно превышать 5 %. Иначе следует точнее подбирать размеры и количество элементарных проводников.