2 Определение z1, числа витков и сечения провода обмотки статора

2.1) Предельные значения t1: t1_max=0,015 t1_min=0,013

11. Число пазов статора

Z1_min=pi*D/t1_max=3,14*0,123/0,015=25

Z1_max=pi*D/t1_min=3,14*0,123/0,013=28,8

Принимаем Z1=24 , тогда q=Z1/2*p*m=24/(2*1*3)=4

2.2) Зубцовое деление статора (окончательно)

t1=π*D/2*p*m*q=3,14*0,123/(2*1*3*4)=0,0161 м

2.3) Число эффективных проводников в пазу (предварительно, при условии: а=1)

/2, с. 352, (9.17)/)

Up= π*D*A/(I1*Z1)=3,14*0,123*24937,5/(34,9*24)=11,5

Номинальный ток обмотки статора /2, с. 352, (9.18)/

I1=18500/(3*220*0,91*0,88)=34,9 A

2.4) Принимаем а=1, тогда число эффективных проводников в пазу

uп=1*17,4=17 /2, с. 352, (9.19)/

2.5) Окончательные значения

Число витков в фазе обмотки /2, с. 352, (9.20)/

w1=uп*Z1/(2*a*m)= 11*24/(2*1*3)=44

Линейная нагрузка /2, с. 353, (9.21)/

А=2*I1*w1*m/(π*D)= 2*34,9*44*3/(3.24*0,123=23911,3 А/м

магнитный поток /2, с. 353, (9.22)/

Ф=Ке*U/(4*Kв*w1*Коб*f)= 0,982*220/(4*1,11*44*0,925*50)=0,0239 Вб

Так как обмотка двухслойная, то Коб=Ку*Кр=0,966*0,958=0,925

Коэффициент укорочения Ку=0,966

Коэффициент распределения Кр=0,958 где /2, с. 108, 3.6/

2.6) Плотность тока в обмотке статора (предварительно) /2, с. 354, (9.25)/

J1=(A*J1)/A=141,2/23911,3=5,9 МА /м²

2.7) Площадь поперечного сечения эффективного проводника (предварительно) /2, с. 353, (9.24)/ , при а=1

Обмотки предназначены для механизированной укладки, поэтому диаметр должен быть <=1,4 мм

qэф=I1/a*J1)=34,9/(1*5,9)=5,91 мм²

Выбираем провод ПЭТВ(см. приложение 3 /2, с. 713/) с диаметром изолированного провода 2,6 мм и площадью поперечного сечения 4,91 мм²

Увеличиваем число элементарных проводников на 2

Принимаем а=2, тогда число эффективных проводников в пазу, uп=2*11,5=23

Окончательные значения

Число витков в фазе обмотки w1=uп*Z1/(2*a*m)=23*24/(2*2*3)=46

Линейная нагрузка А=2*I1*w1*m/(pi*D)=2*34,9*46*3/(3.24*0,123=24998,2 А/м

Так как обмотка двухслойная, то Коб=Ку*Кр=0,966*0,958=0,925

Коэффициент укорочения Ку=0,966, коэффициент распределения Кр=0,958

Магнитный поток Ф=Ке*U/(4*Kв*w1*Коб*f)=0,982*220/(4*1,11*46*0,925*50)=0,0229 Вб

Индукция в воздушном зазоре В= p*Ф/(D*l1)=1*0,02287/0,123*0,271=0,69 Тл

Полученные значения находятся в допустимых пределах

qэф=I1/a*J1)=34,9/(2*5,9)=2,95 мм²

Принимаем nэл=3 Выбираем провод ПЭТВ с диаметрои изолированного провода dиз=1,2,

диаметром неизолированного провода dэл=1,12 мм, площадью поперечного сечения qел=0,985 мм²,

эффективное сечение qэф=0,985*3=2,955 мм²

Плотность тока в обмотке статора (окончательно)

J1=I1н/(а*qеф)=34,9/(2*2,955)=5,9 А/мм²

3 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

Так как у нас всыпная обмотка, то паз статора трапецеидальной формы.

Так как h лежит в пределах 50-250 мм, выбираем марку стали 2013. Cпособ изолирования листов - оксидирование

Паз статора определяем по рисунку 9.29, а /2, с. 361/ с соотношением размеров, обеспечивающих параллельность боковых граней зубцов.

3.1) Принимаем предварительно по таблице 9.12 /2, с. 357/

Bz1=1,9 Тл; Ва=1,6 Тл, тогда /2, с. 362, (9.37)/

bz1=Bd*t1*ld/(Bz1*lст1*kc)= 0,689*16,05*0,27/(1,9*0,271*0,97)=6 м

По таблице 9.13 /2, с. 358/ для оксидированной стали марки 2013

Для статора и ротора кс=0,97

Высота ярма статора /2, с. 356, (9.28)/

ha=Ф/(2*Ba*lст1*kc)= 0,0229/(2*1,6*0,271*0,97)=27,2 мм

3.2) Размеры паза в штампе принимаем высоту шлица hш=0,5 мм, ширину шлица bш=4 мм

hп=(Da-D)/2-ha=(225-123)/2-27,2=24 мм

/2, с. 362, (9.40)/

b1=πi*(D+2*hп)/Z1-bz1=3,14*(122,6+2*24)/24-6=16,3 мм

/2, с. 362, (9.39)/

b2=(π*(D+2*hш-bш)-Z1*bz1)/(Z1-pi)= (3,14*(122,6+2*0,5-4)-24*6)/(24-3,14)=11,1 мм

/2, с. 365, (9.42 - 9.45)/

Высота клиновой части паза hк=(b2-bш)/2=(11,1-4)/2=3,6 мм

h1=hп-(hш+hк)= 24-(0,5+3,6)=19,9 мм

Паз статора показан на рисунке 1

Рисунок 1 – Паз статора

3.3) Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку

b^1=b1-dbп=16,3-0,1=16,2мм

b^2=b2-dbп=11,1-0,1=11мм

h^1=h1-dbп=19,9-0,1=19,8мм

Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников обмотки

/2, с. 365, (9.48)/

S^п=(b^1+b^2)*h^1/2-Sиз-Sпр=(16,2+11)*19,8/2-18,8-16,5=234,4 мм²

Площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу /2, с. 365, (9.46)/

Sиз=bиз*(2*hп+b1+b2)= 0,3*(2*24+16,3+11,1)=18,8 мм²

где односторонняя толщина изоляции в пазу bиз=0,4 мм , по таблице 3.1

/2, с. 77/.

Площадь поперечного сечения прокладок Sпр=0,4*b1+0,9*b2=0,4*16,3+0,9*11,1=16,5мм².

/2, с. 365, (9.47)/

3.4) Коэффициент заполнения паза /2, с. 101, (3.2)/

kз:=dиз*dиз*uп*n_эл/S^п=1,2*1,2*23*3/234,4=0,42

Полученное значение кз для механизированной укладки чрезмерно мало.

Полученное значение кз для механизированной укладки чрезмерно мало.

увеличим ha или (и) bz, то есть уменьшим индукцию, повторим расчет по пунктам 3.1), 3.2), 3.3)

Так как у нас всыпная обмотка, то паз статора трапецеидальной формы.

Так как h лежит в пределах 50-250 мм, выбираем марку стали 2013. Cпособ изолирования листов - оксидирование

Для статора и ротора кс=0,97

Принимаем предварительно Bz1=1,7 Тл; Ва=1,4Тл,

тогда bz1=Bd*t1*ld/(Bz1*lст1*kc)=0,689*16,05*0,27/(1,7*0,271*0,97)=6,7 мм

высота ярма статора ha=Ф/(2*Ba*lст1*kc)=0,0229/(2*1,4*0,271*0,97)=31,1 мм

Размеры паза в штампе принимаем высоту шлица hш=0,5мм, ширину шлица bш=4мм

hп=(Da-D)/2-ha=(225-123)/2-31,1=20,1мм

b1=pi*(D+2*hп)/Z1-bz1=3,14*(122,6+2*20,1)/24-6,7=14,6мм

b2=(pi*(D+2*hш-bш)-Z1*bz1)/(Z1-pi)=(3,14*(122,6+2*0,5-4)-24*6,7)/(24-3,14)=10,3мм

высота клиновой части паза hк=(b2-bш)/2=(10,3-4)/2=3,1мм

h1=hп-(hш+hк)=20,1-(0,5+3,1)=16,4мм

Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку.

b^1=b1-dbп=14,6-0,1=14,5мм

b^2=b2-dbп=10,3-0,1=10,2мм

h^1=h1-dbп=16,4-0,1=16,3мм

Площадь поперечного сечения проклодок Sпр=0,4*b1+0,9*b2=0,4*14,6+0,9*10,3=15,1мм²

Площадь корпусной изоляции Sиз=bиз*(2*hп+b1+b2)=0,3*(2*20,1+14,6+10,3)=16,3мм²

Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников

S^п=(b^1+b^2)*h^1/2-Sиз-Sпр=(14,5+10,2)*16,3/2-16,3-15,1=170,2мм²

Коэффициент заполнения паза:

kз:=dиз*dиз*uп*n_эл/S^п=1,2*1,2*23*3/170,2=0,58