Выбор основных размеров

Величинами, определяющими основные размеры электродвигателя (внутренний диаметр статора Д и длина статора l) при заданных полезной мощности и частоте вращения являются:

• относительная ЭДС , определяется из рис. 6;

• коэффициент полезного действия η определяется по кривым, приведенным на рис. 7;

• коэффициент мощности cosφ, зависящий от числа пар полюсов, конструкции ротора, режима работы и мощности. При номиналь­ной нагрузке cosφ выбирается из кривых (рис. 8);

• коэффициент обмотки статора К₀₁ зависит от типа и способа выполнения обмотки и ориентировочно принимается для диаметральных обмоток равным 0,96 ;

• коэффициент формы кривой поля К_Ф зависит от степени насыщения магнитной цепи и обычно равен 1,11 - 1,065. К_Ф с увеличением мощности уменьшается;

• коэффициент полюсного перекрытия α зависит тоже от степени насыщения магнитной цепи и определяется по кривым, приведенным на рис. 9.

Расчетная мощность двигателя

(В·А)

Коэффициент использования машины

(кг/см²),

где: В_δ- магнитная индукция в воздушном зазоре (Тл) определяется из кривых (рис.10);

А - линейная нагрузка (А/см), определяется по кривым (рис. 11).

Рис. 6. Кривые для определения Рис. 7. Кривые для определения КПД генератора

относительной ЭДС

Рис. 8. Кривые для определения Рис. 9. Зависимость коэффициента полюсного

коэффициента мощности перекрытия от мощности машины

Рис. 10. Кривые для определения магнитной Рис. 11. Зависимость асинхронных

индукции в воздушном зазоре асинхронных машин длительного режима работы

машин при кратковременном и

повторно -кратковременном режиме работ

При выборе В_δ и А необходимо иметь в виду, что они оказывают основное влияние на главные размеры. Чем больше А и В_δ, тем меньше габаритные размеры. Однако с увеличением А и В_δ увеличиваются электрические и магнитные потери, температура нагрева, снижается КПД. Для увеличения максимального вращающегося момента двигателя и, следовательно, для увеличения его перегрузочной способности надо увеличить значение В_δ и уменьшить значение A_, а для увеличения коэффициента мощности cosφ необходимо уменьшить В_δ и увеличить А.

Конструктивный коэффициент

Число пар полюсов

Внутренний диаметр статора (диаметр расточки)

(см).

Длина пакета статора (см).

Величина воздушного зазора приближенно определяется по эмпирической формуле: (см).

Диаметр ротора (см).

Наружный диаметр двигателя , где коэффициент К_Д определяется из рис. 12.

Полюсное деление (см).

Окружная скорость ротора (м/с).

Частота вращения ротора (об/мин).

Номинальный развиваемый момент (н·м).

Рис. 12. Зависимость коэффициента наружного диаметра машины от числа пар полюсов

Расчет обмотки и пазов статора

В авиационных асинхронных электродвигателях мощности до 1 кВт целесообразно применять однослойные, равносекционные обмотки, которые проще в изготовлении, имеют компактную укладку лобовых соединений, меньшее число катушек и обеспечивают лучшее заполнение паза.

Число пазов на полюс и фазу статора q₁ целесообразно принимать q₁ = 2 или 3 (последнее для двигателей мощностью более 1000 Вт).

Число пазов статора , где m₁ - число фаз.

Полюсное деление по пазам .

Шаг обмотки статора по пазам .

Eсли y_Z1 , получается дробным, его необходимо округлить до целого числа.

Магнитный поток полюса (Вб)

Номинальное напряжение фазы статора при соединении звездой , при соединении треугольником .

Число последовательно соединенных витков одной фазы статора

Номинальный ток фазы статора

(A).

Плотность тока в обмотке статора j₁ с естественным охлаждением при длительном режиме работы и плотность тока ротора ориентировочно определяется по кривым, приведенным на рис. 13 и 14.

Рис. 13. Кривые для определения плотности тока в обмотках статора при длительном режиме работы и естественном охлаждении двигателя

Рис. 14. Кривые для определения плотности тока в обмотках ротора при длительном режиме работы и естественного охлаждения двигателя

Сечение неизолированного проводника обмотки статора

(мм²).

Диаметр неизолированного провода круглой формы

(мм).

По величине диаметра определяются размеры провода, класс, тип и толщина изоляции согласно действующим ГОСТам (Приложение 2).

Число активных проводников, приходящихся на паз статора, .

Если число получается дробным, то его следует округлить до целого числа.

Полное число проводников всех фаз .

На рис. 15 показаны формы пазов статора. Выбор формы паза определяется размером обмоточного провода. При мм² применяется круглый провод, при мм² - прямоугольный провод.

Рис. 15. Формы пазов статора асинхронного двигателя: а) прямоугольная;

б) трапецеидальная; в) овальная; г) круглая

При N_П1 = 6 - 8 применяются прямоугольные пазы, при N_П1 > 8 - овальные или трапецеидальные. Пазы круглой формы применяют в микродвигателях ( Р_Н < 10 Вт).

Активное сопротивление обмотки статора при t⁰= +120 ⁰C,

, где ρ_t = 0,0246 .

Средняя длина проводника l_СР1 обмотки статора для одно­слойной равносекционной обмотки (м).