2.2 Роль машинной постоянной в выборе главных размеров машины

Проектирование электрической машины — сложная многовариантная задача. При ее решении приходится учитывать большое количество факторов. Единственным стремлением всех, кто проектирует машину, является получение, по возможности наиболее быстрым путем, более близкого к заданию расчетного варианта. Поэтому методики, подход к расчету и проектированию электрических машин на всех этапах развития включали все новейшие достижения в теории и практике электромашиностроения. Большинство расчетных методик исходит из так называемой «машинной постоянной», определяемой из допустимых электромагнитных нагрузок. Машинная постоянная Арнольда записывается в виде: , где — диаметр якоря машины постоянного тока или внутренний диаметр статора, м; — расчетная длина магнитопровода, м; — угловая скорость, рад/с; — расчетная мощность, ВА; — линейная нагрузка, А/м; — индукция в воздушном зазоре, Тл; — коэффициент полюсного перекрытия; — коэффициент формы кривой индукции, учитывающий изменение напряжения на выводах машины при холостом ходе и нагрузке; — обмоточный коэффициент. Определив для различных типов электрических машин, можно получить базу для их расчетов. Машинная постоянная не является константой и зависит от электромагнитных нагрузок, напряжения, типа изоляции, системы охлаждения, стоимости материалов, надежности работы машины, суммы капитальных и эксплуатационных затрат и других факторов. В 1926 г. В.С. Кулебакин при выборе главных размеров синхронных машин учитывал токи короткого замыкания. В 1934 г. Б.П. Апаров для синхронных машин предложил при выборе главных размеров исходить из необходимой кратности пускового и максимального моментов.

2.3 Выбор формы пазов и количества пазов якоря

Форма паза и геометрии зубцовой зоны в целом зависят от диа­метра якоря, типа и конструкции обмотки. Наиболее целесообразной, с точки зрения технологии обмоточ­ных работ, формой паза является открытый паз с параллельными стенками. При прямоугольной форме проводников эти пазы имеют высокий коэффициент заполнения. Однако при открытых пазах увеличивается коэффициент воз­душного зазора, возрастают пульсация магнитного потока и зубцовые гармонические электромагнитного момента. Увеличиваются также поверхностные и пульсационные добавочные потери в маг­нитной системе. При диаметрах якоря до 50 мм для упрощения формы штампа допускается применение пазов круглой формы. При выбранной форме паза исходной величиной в расчетах гео­метрии зубцовой зоны является площадь паза, которая должна быть достаточной только для размещения в пазу проводников обмотки якоря, изоляции и крепления (клина). Овальные пазы якоря. При овальной форме паза зубцы выпол­няют с равновеликим по высоте сечением. Ширина зуб­ца предварительно , где — допустимое значение индукции в зубцах, Тл; k_c — коэффи­циент заполнения пакета якоря сталью (выбирается из таблицы). Значения магнитной индукции в зависимости от частоты перемагничивания, степени защиты и способа охлаждения берут из таблицы. Высоту паза выбирают предварительно. Предварительно вы­бранные значения размеров паза уточняют на основании расчетов индукций в соответст­вующих участках магнитной цепи зубцовой зоны и размеще­нии обмоток в пазах. Прямоугольные пазы якоря. При прямоугольной форме паза предварительно задаются высотой паза . Ширина зубца в минимальном сечении (у основания паза) определяется допустимой индукцией , значения которой можно принять по таблице. Согласно рекомендациям и ориентировочным значениям зубцового деления определяют число пазов якоря Z = . Величина зависит от высоты оси вращения и выбирается по табл.