2.5 Находим электромагнитные нагрузки.

П редварительный выбор значений электромагнитных нагрузок А, А/м, и В_δ, Тл, должен быть проведён особо тщательно, т.к. они определяют не только расчетную длину сердечника, но и в значительной степени характеристики машины. При этом если главные размеры машины зависят от произведения А* В_δ (1), то на характеристики двигателя оказывает существенное влияние также и соотношение между этими величинами. Рекомендации по выбору А и В_δ представлены в виде кривых на рисунке 5.

Рисунок 5. Электромагнитные нагрузки асинхронных двигателей со степенью защиты IP44 при высоте оси вращения

h = 150...250 мм

Получим следующие значения:

А=39*10³ А/м

В_δ=0,743 Тл

2.6 Предварительное значение обмоточного коэффициента k_об1 выбирают в зависимости от типа обмотки статора.

Для однослойных обмоток k_об1 = 0,95...0,96.

Для двухслойных и одно-двухслойных обмоток при 2р = 2 следует принимать k_об1 = 0,90...0,91 и при большей полюсности k_об1 = 0,91...0,92.

Примем значение k_об1=0,91

2.7 Расчётная длина магнитопровода l_δ, м. Из (1) выведем l_δ:

=> (5)

Синхронная угловая частота двигателя Ω, рад/с, рассчитывается по формуле

или (6)

где n₁ – синхронная частота вращения, об/мин; f₁ – частота питания, Гц.

Ω=2*π*50/1=314,16 рад/с

Коэффициент полюсного перекрытия а_δ и коэффициент формы поля k_в в асинхронных машинах определяются степенью уплощения кривой поля в за­зоре, возникающей при насыщении зубцов статора и ротора, и могут быть достаточно достоверно определены только после расчета магнитной цепи. Поэтому для расчета магнитной цепи удобнее рассматривать синусоидальное поле, а влияние уплощения учесть при расчете магнитного напряжения отдельных участков магнитной цепи. Основываясь на этом, значения коэффициентов предварительно принимают следующими:

а_δ = 2/π ≈ 0,64; k_в = = 1,11.

Подставляем и находим расчётную длину магнитопровода:

l_δ=0,113м

2.8 Отношение λ = l_δ/τ.

Критерием правильности выбора главных размеров D и l_δ служит отношение λ = l_δ/τ, которое обычно находится в пределах, показанных на рисунке 6 для принятого исполнения машины.

Проверим значение λ на допустимость пределов:

а) б)

Рисунок 6. Отношение  = у двигателей исполнения по степени защиты:

а – IP44; б – IP23

(7)

Значение λ=0,345 находится в допустимых пределах.

На этом выбор главных размеров заканчивается. В результате проделанных вычислений получены значения высоты оси вращения h, внутреннего диаметра статора D, внешнего диаметра статора D_a, расчетной длины магнитопровода l_δ и полюсного деления τ. Занесём полученные значения в таблицу 4.

Таблица 4.

Высота оси вращения	h, м	0,2
Внутренний диаметр статора	D, м	0,209
Внешний диаметр статора	Da, м	0,349
Длина магнитопровода	lδ, м	0,113
Полюсное деление	τ, м	0,328

3. Определение Z₁, w₁ и площади поперечного сечения провода обмотки статора

Этот этап расчета включает определение числа пазов статора Z₁ и числа витков в фазе обмотки статора w₁. При этом число витков фазы обмотки статора должно быть таким, чтобы линейная нагрузка двигателя и индукция в воздушном зазоре как можно более близко совпадали с их значениями, принятыми предварительно при выборе главных размеров, а число пазов статора обеспечивало достаточно равномерное распределение катушек обмотки.

3.1 Определение предельных значений зубцовых делений t_Z1 .

Предварительно выбирают зубцовое деление t_Z1, в зависимости от типа обмотки, номинального напряжения и полюсного деления τ машины.

Значения зубцовых делений статора асинхронных двигателей с обмоткой из круглого провода, необходимые для предварительного выбора числа пазов, приведены на рисунке 7.

Рисунок 7. Зубцовые деления статоров асинхронных двигателей с обмоткой из круглого провода с высотами оси вращения: 1 – h < 90 мм; 2 – 90 < h < 250 мм; 3 – h < 280 мм

Принимаем: t_Z1min=0,0155м

t_Z1max=0,0188м

3.2 Определяем число пазов статора Z₁

(8)

Учитывая требования симметрии числа пазов на полюс и фазу q₁, принимаем Z₁=42, тогда

(9)

– пазов на фазу

3.3 Определяем зубцовое деление статора (окончательно) t_Z1, м

(10)

3.4 Определим число эффективных проводников в пазу u_п^’ (предварительно, при условии что параллельные ветви в обмотке отсутствуют, т.е. а=1)

(11)

где I_1ном – номинальный ток статора

(12)

где U_1ном – фазное напряжение статора

3.5 Принимаем а=1, тогда u_п

u_п = аu'_п (13)

Округляем до целого u_п = 9

3.6 Окончательные значения:

Число витков в фазе:

(14)

Линейная нагрузка:

(15)

Полученное значение А входит в область рекомендованных (рисунок 5).

Магнитный поток:

(16)

где обмоточный коэффициент: k_об1 = k_y1 * k_p1 (17)

коэффициент распределения: k_p1 – находят по таблице 5 для различых значений пазов на фазу q₁

коэффициент укорочения: (18)

(19)

(20)

Таблица 5. Значения коэффициента распределения k_p1 в зависимости от количества пазов на фазу q

q	1	2	3	4	5	6	7	8
kp	1	0,966	0,960	0,958	0,957	0,957	0,957	0,956