313

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

где n1 – синхронная частота вращения, об/мин; f1 – частота пита-

ния, Гц.

6. Расчетная длина магнитопровода (м)

пределов.

Критерием правильности выбора главных размеров D и lδ слу-

жит отношение λ = lτδ , которое обычно находится в пределах, пока-

занных на рис. 5 для принятого исполнения машины. Если λ оказывается чрезмерно большим, то следует повторить расчет для ближайшей из стандартного ряда большей высоты оси вращения h.

11

Если λ слишком мало, то расчет повторяют для следующей в стандартном ряду меньшей высоты h.

На этом выбор главных размеров заканчивается. В результате проделанных вычислений получены значения высоты оси вращения h, внутреннего диаметра статора D, внешнего диаметра статора Da, расчетной длины магнитопровода lδ и полюсного деления τ.

Следующий 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.

Чтобы выполнить эти условия, вначале выбирают предварительно зубцовое деление tz1 в зависимости от типа обмотки, номинального напряжения и полюсного деления машины.

Значения зубцовых делений статора асинхронных двигателей с обмоткой из круглого провода, необходимые для предварительного выбора числа пазов, приведены на рис. 6. Меньшие значения

Рис. 6. 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

12

в каждой из показанных на рисунке областей возможных значений tz1 характерны для машин меньшей мощности для каждого из диапазонов высот осей вращения. Следует отметить, что двигатели с h ≥ 280 мм обычно выполняют с обмоткой из прямоугольного провода.

Окончательное число пазов статора Z1 следует выбирать в полученных пределах с учетом условий, налагаемых требованиями симметрии обмотки, и желательного для проектируемой машины значения числа пазов на полюс и фазу q1. Число пазов статора

в любой обмотке асинхронных машин должно быть кратно числу

быть целым.

9. Зубцовое деление статора (окончательно), м,

tz1 = 2πpmqD .

10. Число эффективных проводников в пазу (предварительно, при условии a = 1)

uп′ = πDA .

I1номZ1

Номинальный ток статора, А,

I1ном = mU1номР2cosϕη.

Принимаем a = 1, тогда uп = auп′ проводников. 11. Окончательные значения:

13

J1 = AJA .

Значения АJ для асинхронных двигателей различного исполнения и мощности приведены на рис. 7.

Рис. 7. Средние значения произведения АJ асинхронных двигателей со

степенью защиты: а – IP44, h = ≤ 132 мм; б – IP44, h = 160...250 мм; в – IP44, h = 280...355 мм (при продуваемом роторе); г – IP23, h = 160...250 мм;

д – IP23, h = 280...355 мм; е – IP23, при Uном = 6000 В

15

13. Площадь поперечного сечения эффективного проводника (предварительно), м2,

марки ПЭТВ, qэ.ср = nэлqэл. По табл. П1 выбирается стандартное сечение круглого провода.

15. Плотность тока в обмотке статора (окончательно), А/мм2,

16. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора.

В асинхронных двигателях мощностью до 100 кВт при напряжении до 500 В применяются полузакрытые пазы статора и всыпные обмотки. Эти обмотки могут быть однослойными и двухслойными. При мощности до 7 кВт обычно применяют однослойные обмотки, свыше 7 кВт – двухслойные. Достоинства и недостатки указанных типов обмоток необходимо изучить по литературе*.

При расчете обмотки, пазов статора и ротора следует придерживаться следующей последовательности:

Выбирается тип обмотки, форма пазов и число пазов на полюс

и фазу q1.

Для двигателей мощностью от 0,6 до 7 кВт применяются однослойные равнокатушечные обмотки. Для больших мощностей, как правило, выбирается петлевая двухслойная обмотка с укороченным

шагом у ≈ 5 τ .

6

* Проектирование электрических машин / под ред. И.П. Копылова. –

М.: Высш. шк., 2002.

16

При мощности до 100 кВт для статора обычно применяются всыпная обмотка, выполненная из мягких секций, и полузакрытые пазытрапецеидальной формызубцов с параллельными стенками (рис. 8).

Число пазов на полюс и фазу q1 для статора выбирается обычно в пределах 2…5, причем q1 = 2 берут для малых двигателей и иногда для тихоходных двигателей средней мощности. Чаще всего для нормальных машин q1 = 3 или q1 = 4.

а

Рис. 8. К расчету размеров зубцовой зоны статоров с обмоткой из круглого провода: а–в – различные конфигурации пазов

17.Паз и зубец статора определяем по рис. 8 с соотношением размеров, обеспечивающих параллельность боковых граней зубцов.

18.Принимаем предварительно по табл. 3 Вz1; Ва, Тл.

17

19. Ширина зубца статора (мм)

bz1 = Bδtz1lδ .

По выбранному значению индукции Ва определяется высота ярма статора, мм,

ha = 2BaФlc1kc . 20. Размеры паза в штампе – bш, hш (мм)

hп = Da 2−D −ha ,

b1 = π(D +2hш −−bπш ) −Z1bz1 ,

Z1

Форма паза и зубца статора показана на рис. 8, а. Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку (мм):

b1′ =b1 −∆bп, b2′ =b2 −∆bп,

bп′.к = hп.к −∆hп,

где ∆bп, ∆hп – припуски по ширине и высоте паза (табл. 4).

20