2.5.Размеры двигателя.

Главными размерами машины являются внутренний диаметр стато­ра (диаметр расточки) D1, наружный диаметр статора Da1 и длина статора l1. Наружный диаметр статора определяет высоту оси вращения ротора над опорным основанием машины. Размеры D1 и l1 взаимосвязаны и оп­ределяются электромагнитной нагрузкой машины. Их можно изменять, но так, чтобы произведение l1D1 оставалось неизменным. Практикой проек­тирования асинхронных двигателей установлено оптимальное отношение:

,

при котором достигаются высокие технико-экономические показатели двигателя. Для четырехполюсных асинхронных двигателей это отношение находится в диапазоне 0,7 ... 1,0. В расчете примем λ =0,85.

Диаметр расточки статора D1 определяется по формуле:

где kф =1,11 - коэффициент формы кривой поля.

Длина статора:

3. Расчет статора

3.1. Обмотка статора.

Число витков одной фазы обмотки статора w1 зависит от линейной нагрузки А, представляющей собой сумму токов всех проводников обмот­ки статора, приходящуюся на единицу длины окружности расточки стато­ра:

Здесь 2w1 - число проводников (сторон) одной фазы обмотки;

N = 2w1 т1=6w1 - число проводников трех фаз обмотки.

Число витков:

Линейная нагрузка в диапазоне мощности 10...40 кВт линейно зави­сит от диаметра расточки статора и рассчитывается по формуле:

Тогда

Число витков в катушке, катушечной группе и фазе должно быть це­лым. Кроме того, для двухслойных обмоток число проводников в пазу N_п должно быть четным. Этим условиям отвечает ближайшее к полученному число витков w1 = 64, которое принимаем для дальнейших расчетов.

Предварительное число пазов статора четырехполюсного асинхрон­ного двигателя определяется по формуле:

Предварительное число пазов на полюс и фазу:

Ближайшее целое значение q1 = 4.

Окончательное число пазов статора:

Фаза обмотки статора состоит из катушек. Катушки соединяются в катушечные группы, каждая из которых содержит q1 последовательно включенных катушек. Между собой катушечные группы могут соединять­ся в параллельные ветви. Параллельное соединение катушечных групп не­обходимо при больших токах статора, когда поперечное сечение провод­ников превышает 2,5 ... 3,0 мм², при котором намотка катушек затруднена.

Четырехполюсная асинхронная машина может иметь две (а = 2) или четыре (а = 4) параллельные ветви. При а = 1 все катушечные группы включены последовательно.

В решаемой задаче принимается а = 2.

Полюсное деление, выраженное числом пазов:

В четырехполюсных асинхронных двигателях применяются двух­слойные петлевые равнокатушечные обмотки с укороченным шагом. Ко­эффициент укорочения, равный отношению шага обмотки, выраженному числом пазов, к полюсному делению.

выбирается так, чтобы устранить высшие гармонические, вызнанные несинусоидальностью магнитного поля в воздушном зазоре машины. Он со­ставляет 0,8 ... 0,85.

Примем у = 10. Тогда коэффициент укорочения шага.

,

что находится в пределах рекомендованного диапазона.

Каждая из двух параллельных ветвей обмотки содержит по w1 = 64 витков,

объединенных в две катушечные группы по четыре (q1 = 4) катуш­ки в каждой. Число

витков в катушечной группе.

Число витков в катушке:

Число проводчиков в пазу двухслойной обмотки: