Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Проектирование электрических машин

..pdf
Скачиваний:
87
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
41.48 Mб
Скачать
: ) sin20- (7’169>

ся расчет этой характеристики

без

Рабочие

характеристики

двига­

учета

насыщения. Параметры

в

телей,

г. е.

зависимости Р|„, /.,

этом

случае принимают

постоянны­

coscp, т), M .= f(P 2.)

при ( / ,=

1 =

ми, равными их значению для нена­

= const

и / UII.= con st

могут

 

быть

сыщенной машины.

 

 

получены по U-образным характе­

Характеристику при U* = 1 в от­

ристикам. Для этого необходимо по­

носительных единицах

строят

по

строить несколько U-образных

ха­

уравнению

 

 

 

рактеристик

при

различных

значе­

 

 

 

 

 

ниях Pi*=const

и (/„ = l= const. По

 

Р»

sin 0 +

 

 

этим характеристикам

при

 

 

 

 

 

 

 

находят ток / при данном значении

 

 

 

 

 

мощности

Pi. и cos *р=Р\/тии,ф1.

+ i ( i - ^

Электродвижущую силу £'. оп­ ределяют по продолжению прямо­ линейной части характеристики хо­ лостого хода при токе возбуждения /о,и*. При построении характеристи­ ки Р . = / ( 0) угол 0 изменяется в пределах от 0 до л.

По угловой характеристике оп­ ределяют статическую перегружаемость машины, равную отношению Рт/Рц. Номинальная мощность Р„ в относительных единицах равна cos фнЕсли пренебречь активным сопротивлением (что возможно для машин средней и большой мощно­ сти), то можно примять

где Мт *

и

— максимальный и

номинальный моменты.

 

Статическую

перегружаемость

можно

также

рассчитать

по фор­

муле

 

 

 

 

 

З а -

«

а -

^

I

(7-171)

Рп*

Ми*

xd*COS(P„

 

Коэффициент

kp,c учитывает ре­

активные составляющие мощности и момента, обусловленные неодинако­ выми индуктивными сопротивления­ ми ха и хч. Он берется по рис. 7-42 в зависимости от отношения (ха. —

хп*)/Е о* X(i*‘

Как уже отмечалось ранее, с-.а- тическая перегружаемость синхрон­ ных двигателей общего назначения должна быть не ниже 1,65.

Для синхронных двигателей U-образные и угловые характерис­ тики строят так же, как и для гене­ раторов, с использованием соответ­ ствующие векторных диаграмм.

кр)е

/

/ //

/

/

/xd Ео1»*

Рис. 7-42. К определению коэффициента

*Р.с-

Затем определяют мощность на ва­ лу Р 2= Р Х—2Р (2 Р — потери в ма­

шине для данного режима работы), т,=Р 2/Р ,, М = Р 2/(£ 2 |= 2 л л „ /6 0 ) .

6) Токи короткого замыкания

При расчете механических уси­ лий, воздействующих на лобозые части обмотки статора и на их бан­ дажи, исходят из наибольшего мгно­ венного значения тока трехфазного короткого замыкания на выводах машины при данном значении воз­ буждения. Этот ток называется ударным током короткого замыка­ ния.

Согласно ГОСТ 183-74 синхрон­ ная машина должна выдерживать ударный ток короткого замыкания при напряжении холостого хода, равном 105% номинального:

=

(7-172)

 

V 2 /„ ф

Коэффициент 1,8 учитывает за­ тухание апериодической составляю­ щей тока короткого замыкания.

311

Для машин без демпферной об­ мотки в (7-172) вместо следует

подставить х^.

Практический интерес представ­ ляют кратности установившихся то­ ков короткого замыкания. Под этим понимают отношение установивше­ гося тока короткого замыкания к номинальному току обмотки якоря.

Кратность при возбуждении хо­ лостого хода, т. е. при возбуждении, которое при номинальной частоте вращения и разомкнутой обмотке якоря дает на выводах машины но­ минальное напряжение, обозначают ОКЗ (отношение короткого замыканйя):

 

ОКЗ = и

= Е '^ х „ (7-173)

где

— ЭДС,

определяемая по

продолжению прямолинейной части

характеристики холостого хода

при

/в* =

1.

 

 

Кратность при номинальном токе

возбуждения / в,н*

 

 

 

'к . ,, . = E'Jxd-

(7-174)

в)

Пусковые характеристики

 

Основным методом

пуска

син­

хронных двигателей в

настоящее

время является асинхронный

пуск.

Для этого в полюсах ротора разме­ щается пусковая обмотка по типу короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя.

Оценку пусковых свойств двига­ теля производят по пусковым ха­ рактеристикам, т. е. зависимостям тока в статоре и момента от сколь­

жения /*,

Mt =f { S) . Наибольший

интерес

на

этих характеристиках

представляют

величины, соответст­

вующие s = l — начальный пусковой ток Iп» и начальный пусковой мо­

мент Мп*,

а также момент при

скольжении

$=0,05 — входной

мо­

мент в синхронизм Мвх*.

 

При расчете пусковых характе­

ристик необходимо учитывать,

что

в отличие от ротора обычного асин­ хронного двигателя ротор синхрон­ ного явнополюсного двигателя име­ ет как магнитную, так и электриче­ скую несимметрию. Если условно подразделить пусковую обмотку на

две части, то можно принять, что по продольной оси машины на роторе располагаются две обмотки, одной из которых является обмотка воз­ буждения, а другой — часть пуско­ вой обмотки, представляющая ее эффект по продольной оси. По по­ перечной оси на роторе имеется только пусковая обмотка, представ­ ляющая ее эффект по поперечной оси. Необходимо также учитывать, что обмотка статора по продольной и поперечной осям имеет неодинако­ вые индуктивные сопротивления

( X d ¥ = X g ) .

На основании сказанного полное сопротивление по продольной оси машины, которое зависит от сколь­ жения s, будет равно:

 

 

= к

+

 

 

 

 

 

 

 

. (7-175)

ixad + '

+ ixot

- Г +1*м

 

 

 

 

 

 

 

где

г ;« (1 0 -И 2 )г в

[гв

по

(7-135)].

 

Полное

сопротивление

по по­

перечной оси

 

 

 

g

„ - i * A

- ----- Ц

(7-176)

 

 

/«« + 'ж + !хл)

 

В приведенных формулах значе­ ния всех параметров берут в относи­ тельных единицах (здесь и далее звездочка в обозначениях величин в относительных единицах опуска­ ется) .

Вследствие магнитной и электри­ ческой несимметрии машины в ста­ торе помимо тока /' основной час­ тоты f\ протекают токи I" частоты

(2s— 1). Значения их

могут быть

найдены по следующим

формулам

[32]: -

 

ток якоря частоты fi

 

(Zds +rj) {z qs +

+

+ (&* + 'х)(2* + ^ Г , )

(7-177)

312

ток якоря частоты (2s— 1)

Г

Utfn-Zds)

 

 

(ids + Гу) [zqs+

+

 

+ < & .+ ' .) ( & . + 5 ^ )

-

 

 

(7-178)

действующее значение тока ста­ тора

 

Л =

V 1? +

Г?\

(7-179)

 

момент вращения

 

 

м

= ( u i \ -

г,+

/ 7

^ _ Л — !— ,

 

\ 1а

1 1

1

2s—1/ cosqj,,

 

 

 

 

 

(7-180)

где

Г1а — активная

 

составляющая

тока 1[ .

 

 

 

 

Последний член выражения в скобках соответствует моменту, соз­ даваемому током 1\. При скольже­

ниях s > 0 ,5

этот

момент положи­

тельный, а

при

s < 0 ,5 — отрица­

тельный, в результате чего в кривой M=f ( s) могут наблюдаться прова­ лы. Из-за наличия провалов в кри­ вой момента при разгоне двигатель может застрять на промежуточной скорости и не войти в синхронизм. Обычно для уменьшения провала в кривой момента обмотку ротора за­ мыкают на добавочный резистор с сопротивлением, примерно в 10 раз большим сопротивления самой об­ мотки.

В этом случае при определении Zda и ZqS, как уже указывалось, со­

противление rt принимается равным

(10—12)гс.

Расчет по приведенным форму­ лам связан с большой вычислитель­ ной работой. Его можно упростить, если у машин средней и большой мощности пренебречь активным со­ противлением п. Тогда получим:

U(Z9S + zds)

1

2 ZqsZds •

Погрешность такого расчета по сравнению с расчетом по (7-177)— (7-180) не превышает 4%.

Для построения пусковых харак­ теристик задают ряд значений скольжения s в пределах от 1 до 0,05 и для каждого его значения оп­ ределяют ток /1 и М. Иногда можно

ограничиться расчетом начального пускового и входного моментов и начального пускового тока.

У серийных двигателей, выпуска­ емых в настоящее время промыш­ ленностью, эти значения находятся

вследующих пределах:

М= 0,8-4- 1,3; М„„ = 0,9 -г-1,9;

7„» = 4,5 -г- 6,5.

7-20. ПРИМЕР РАСЧЕТА ТРЕХФАЗНОГО СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Проектное задание

1.Номинальная мощность Ра=500 кВт.

2.Номинальное напряжение (линей­ ное) U„=6000 В.

3.Номинальная частота вращения

Лц—500 об/мин.

4.Частота /=50 Гц, cos(p„= 0,9 (опе­ режающий).

5.Кратность максимального момента

2.2.

работы — продолжительный.

Режим

Конструкция —защищенная (IP11) с гори­

зонтальным валом.

Номинальные параметры

1. Номинальное фазное напряжение (предполагается, что обмотка статора бу­ дет соединена в звезду)

(/„

^н,Ф Уз

2.Номинальная полная мощность

5„

Рп

500-103

Пн cos (р„

593-10s В-А

 

0,937-0,9

(по табл. 7-3, исходя из номинальных дан­ ных машины, задаемся ци= 0,937).

3.Номинальный фазный ток

593-10э

57,1 А.

Уз -6000

4.Число пар полюсов

■ о{**-£•) (7-181)

*2ZqsZds

м = U1' — . (7-182)

,a cos<p„

5. Расчетная мощность

S' = kE5)( = 1,05- 593-10? =

= 623,0-10» ft-А.

313

1Число пл:оп Z,

вЦ

5

1

81 =

З -З -З -З

9

2

9 0 = 2 -5 -3 -3

6

3

90 = 2 -5 -3 -3

4

90 =

2 -5 -3 -3

9

Хорда И. м

0,4 0 2

0 ,6 9 5

0 ,5 9

0,4 0 2

=j k

ТвЫ

9

18

15

10

Т а б л и ц а 7-15

ЧислоПИЗОВ полюсна и ч,фазу

Числопа­ раллельных

Числопро­ водниковп ипазу

Пазовое (эубцопос) делением

j§ о 5

2 »/4

1

26

0 ,0 3 5

42 600

2 4 .

1

24

0 ,0 3 1 4

44 000

2 4 .

1

24

0 ,0 3 1 4

44 000

2 4 .

1

24

0 ,0314

44 000

Размеры статора

6. По рис. 7-8 для S'=G23 кВ Л при

р= 6 предспрительно находим инутретшй

диаметр статора

D = 0 t9

и.

7. Внешний

диаметр

статора по (7-3)

£>0 = *д О = (1,28н- 1,33)0,9=1,154-1,2м.

По табл. 7-7 ближайший нормализо­ ванный внешний диаметр статора Da = = 1,18 м (16-й габарит). Высота оси вра­ щения />=0,63 м.

Поскольку найденный диаметр Da ле­ жит в пределах, задаваемых коэффициен­ том Ад, то пересчет диаметра D не произ­ водим.

8. Полюсное деление по (7-4)

13. Длина пакета

по (7-9), м,

/i — я,- Ьк

0,36 — 6-0,01

,шк пН-1

6 4-1

=0,043 м.

14.Суммарная длина пакетов сердеч­ ника по (7-10)

/ст| = /пак (лк 4- 1) =0,043 (б-f 1)=0,301 м.

Зубцовая зона статора. Сегментировка

15.Число параллельных ветвей обмот­ ки статора. Так как /м , = 57,1 <200 А, то выбираем а= 1.

16.Из рис. 7-13 (кривые 2) для т =

=0,236 м находим

/Wi£,i = 0,031 м; W = 0,035 м.

9. Расчетная длина статора. По рис. 7-9 для т=0,236 м при р = 6 находим /4 = 440-101 А/м, В6и=0,89 Тл. Задаемся:

а6 = 0,66; *0= 1,-15; oeAB=0,76; A„6i=0,92.

По (7-5) определяем расчетную длину статора:

________ 6JS;________

k ~ Ч квКьхАВЫ°2пп ~

__________ 6,1-623-10»___________

_ 0,76-0,92-44 000-0,89-0,9г-500~

=0,342 м.

10.Находим \ по (7-6):

k

%

По рис. 7-11 устанавливаем, что най­ денные значения Л лежат и пределах, ог­ раниченных кривыми при р = 6.

11. Действительная длина статора (по

7-7)

lt = 1,05/$ = 1,05-0,342 = 0,36 м.

12. Число вентиляционных каналов по

(7-8) при бк=0,01 м

 

/, + /даи _

0.36 -(0 ,0 4 -:- 0,05) _

Пк ~~ /дак Н“

(0.04 4-0,05)4-0,01

=

6,4

5,17.

Принимаем пк= 6.

17. Максимальное

число

пазов

(зуб­

цов) магннтопровода

статора

 

 

 

Z

 

лР

 

 

я-0,9

^

 

 

 

 

hmln

 

 

0,031

 

 

 

18. Минимальное

число

пазов

 

(зуб-

цов) магннтопровода статора

 

 

 

 

 

 

я Р

 

я-0,9

 

 

 

ZvHin =

W

=

0,035

в 8 1 ‘

 

19. Число

пазов

магннтопровода

ста­

тора. Так

как

Р а>990

мм,

то

статор вы­

полняется

сегментированным. В диапазоне

Z\ max—Z| mm

требованиям

п.

1—4

§ 7-6

удовлетворяют числа пазов

81

 

 

 

(’

 

2pm

 

 

 

=2*/4;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я-0,9

 

 

 

N

и

 

 

---- 5i—

°-035 «j

 

 

21/3;

/ 1

=

0,0314 м).

 

 

20. Расчет числа

проводников

в

пазу

ип по (7-15),

числа

сегментов

s„ н хорды

Н по (7-20), линейной

нагрузки

А

по

(7-16) сводим в табл. 7-15.

 

 

 

 

Наилучшнй результат даст вариант 3,

который и принимаем для дальнейших рас­ четов.

Z|=90; sCT=6; Я = 0,59 м (сегменты штампуются из листов 600X1500 мм) и„= =24, 01= 272, /1 = 0,0314 м, ,4=44010г А/м.

314

 

 

 

 

 

 

 

 

Т я б л нц а 7-16

 

Спецификация паза

 

(изолиния класса

иргрспостойкостн В)

 

Позиция

 

 

 

 

 

Число слоен

Тол,,,.!HI:,, VM

 

Наименование

 

 

ИОШНР.,

 

 

 

П7.Р43С'

 

 

 

по высоте

ПО ширине

по высоте

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,8X7,1

 

 

 

 

1

ПроБОД ПЭТВСД 2 зх 7

 

6 мм

1

24

1X7,G

2( 12X2,3)

2

Лента стсклослюднпнтоиая ЛС

6 слоев

Виолнах-

4,5

4,5

 

0,13 мм

 

 

 

1 слон

лссти

0,2

 

3

Лента

стеклянная ЛЭС

(по­

Встык

0,2

 

кровная) 0,1

мм.

 

 

 

 

 

 

 

Двусторонняя

толщина

изо­

 

 

4,7

4,7

 

ляции

одной

катушки

 

 

 

 

 

 

4

Стеклотекстолит

СП

толщи­

_

2

_

2

 

ной 1 мм

СТ1

толщи­

2

1

5

Стеклотекстолит

 

ной 0,5 мм

изоляции на

_

_

4,7

12,4

 

Общая

толщина

 

паз

 

 

 

 

_

_

0,05

1,2

 

Разбухание изоляции

 

 

 

Допуск на укладку

 

 

0,2

0,2

6

Клип

 

 

 

 

5

 

В с е г о

 

 

 

 

 

-

12,Е

74

Пааы и обмотка статора

(предварительная)

= ll,7 -!0 -r' м2

(11,7

мм2),

 

21.

 

Ширина

паза

 

 

ДУ,

2150-10*

 

 

по (7-21)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гдвУ|“ " Г " " Ж о Г "

 

Ьи1 -0 ,3 9 /! =

0,39-0,0314 =

 

 

=

0,012 м(12 мм).2*

• =4,9-10- А/.м2

(A J ,- n о рис.

7-16,

 

 

 

 

кривая 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23. Возможная

ширина

изолированно­

 

 

 

 

 

 

го проводника ио (7-25)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У!113=

b„i -

б,.з...

= 1 2 - 4 ,7 =

7,3 мм.

 

 

 

 

 

 

Выбираем

изоляцию

катушек класса

 

 

 

 

 

 

иагрсвостойкостп В по табл. 3-2.

изоляции

 

 

 

 

 

 

Двусторонняя

толщина

 

 

 

 

 

 

биз.п=4,7 мм.

 

проводников обмотки ста­

 

 

 

 

 

 

24.

Размеры

 

 

 

 

 

 

тора. Принимаем,

что

эффективный

про­

 

 

 

 

 

 

водник

состоит

из

одного

элементарного

 

 

 

 

 

 

(</:>Ф=11.7<18 мм2). Марка провода

 

 

 

 

 

 

ПЭТВСД с толщиной двусторонней изоля­

 

 

 

 

 

 

ции 0,5 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По табл. П-29 размеры медного про­

 

 

 

 

 

 

водника

а,Х й.= 1,8X7,1

мм

изоляцией

 

 

 

 

 

 

а|„эХ&тэ=2,Зх7,6

мм),

^

= 12.-12

мм2

 

 

 

 

 

 

(12,42-10-° м2).

паза

 

(уточненная)

по

 

 

 

 

 

 

25. Ширина

 

 

 

 

 

 

 

(7-27)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Йп1 =

^1ИЗ "Ь

 

+ 5р,ш +

6Ш=

 

 

 

 

 

 

 

= 1-7,6 + 4,7 +

0,05 +

0 ,2 » 12,5 мм.

Рис.

7-43.

Паз статора.

26.

Высота паза ио (7-28)

 

 

 

22. Поперечное

сечеине эффективного

ЛП1 = н„ «в Я(иэ + 2б„а +

Лк + бр.„ + 5„ =

= 24-1-2,34- 12,4 + 5 +

1 ,2 + 0.2 «74 мм,

проводника

обмотки

статора

(предвари­

где 6Р.„ = 0 ,05н„ нп = 0,05-1-24 = 1,2

мм.

тельно) по

(7-22)

(/ц.ф=*57,1;

а - 1):

Л..Ф

 

57,1

_

Масштабный эскиз паза —на рис. 7-43;

9эф

 

а/х

 

1-4,9-10*

спецификация

паза — в

табл.

7-16.

 

315

27.

Плотность тока в проводнике

об­

35. Коэффициент

 

распределения об­

мотки статора

(уточненное значение)

мотки статора по (7-40)

 

 

/„,Ф_________57,1

 

 

 

 

 

J,

=4,6-106 д/м?.

р

. я

_

.

я

а<7эф ~

1 -1 2 ,4 2 1 0 -° "

28.Проверка индукции в зубце (при­

ближенно) по (7-31)

 

 

 

 

 

 

Так как обмотка имеет qi дробное,

то в

 

 

 

 

 

Вйи U k

 

 

 

формулу вместо qi подставляем bd+c=5.

 

 

 

 

(h — bui) fcri Ас

 

 

 

36. Обмоточный

коэффициент

по

 

 

 

 

 

 

(7-41)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3-0,0314-0,33

 

 

 

 

 

hod = *у Ар = 0,95-0,96 =

0,915.

 

(0,0314 — 0,0125) 0,301-0,93

1,73 Тл‘

Воздушный зазор и полюса ротора

 

 

29.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверка индукции в ярме статора

Исходя

из

заданного

отношения

 

(приближенно) по (7-32)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mm/Mn»2,2,

по рис. 7-18

находим

 

 

 

 

а

 

аа де» Щ

 

 

 

-1,3.

 

 

значение воздушно­

 

 

 

 

 

2А„ /Ст1 Ас

 

 

 

 

37. Приближенное

 

 

 

 

 

 

 

 

го зазора по (7-44)

 

 

 

 

 

 

0,66-0,89-0,236-0,3343210*

 

 

 

 

6 да 0 .28 -^ ---- — 10—« =

 

 

 

2-0,066-0,301-0,93

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вйо

xd*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ha

Da~ °

 

hni

 

 

 

_ „

44000

0,236

_

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0,28-------------- ------- 10~°=

 

 

 

1,18-0,9

2

 

 

 

 

 

 

0,846

1,3

 

 

 

 

 

-0 ,0 7 4 =

0.01

 

 

 

= 0,265-10-* м;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0,95Вви =

0,95-0,89 =

0,846

Тл.

 

Bt и Ba находятся в допустимых пре­

 

 

 

38.

Принимаем воздушный

зазор

под

делах.

 

 

Перепад

 

 

 

 

 

 

 

30.

 

 

температуры в изоляциисерединой полюса 0,0027 м

(2,7 мм). Зазор

 

паза по (7-33)

 

 

 

 

 

 

 

под

краями

полюса

бт = 1,56= 1,5-2,7да

 

 

 

 

 

 

 

 

=4,00 мы. Среднее значение

воздушного

 

.

 

JxAkф

 

 

 

/j1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4,2-10»

 

2(йа1 + А м-Аи)

Х

б' =

б + (бт — 6)/3 =

0,0027 +

(0,00400 —

 

х 0.56пад ^

4,6-106-44 000-1,1

 

 

—0,0027)/3 =

0,00313 м(3,13 мм).

 

 

Яца

~

 

 

4,2-10ц

 

 

39.

Ширина полюсного наконечника

по

X -

 

 

 

 

 

 

 

 

(7-47). Примем а=0,7

(§ 7-9):

 

 

 

 

 

0,074 -

0,005)

 

 

6р = ах = 0,7-0,236 =

0,165 м.

 

 

 

 

2(0.0125 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

0,5-0,0047

■= 11°С<35вС.

 

 

40.

Радиус

дуги

полюсногонаконеч-

 

2,2- 1 0 -ь

 

ника по (7-45)

 

D

 

 

 

 

31.

 

 

Градиент

температуры в

пазовой

R p

 

 

 

 

 

 

изоляции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2+ 8D -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А^иа

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 4700°С/м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0»56иап

 

0,00235

 

 

0,9__________

1,384 м.

 

Проведенная

проверка

показала,

что

 

 

 

 

 

0,004 — 0,0027

 

размеры паза выбраны удачно.

 

 

 

2 + 8-0,9

 

 

 

 

 

по

 

0,165?

 

 

 

 

32.

 

 

Витки

 

фазы

обмотки статора

 

 

 

 

 

 

(7-37)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

41. Высота полюсного наконечника по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

табл. 7-9 при т=0,236 м

 

 

 

 

33.

 

Шаг обмотки

по

(7-38)

 

 

 

hp = 0,031 м.

 

 

 

 

 

 

42. Длина сердечника полюса и полюс­

 

ухда (0,8 ч- 0,86) тп =

(0,8 ч- 0,85)-7,5 =

 

 

ного наконечника

 

 

 

 

 

 

=

6 (из

1-го в 7-й паз),

тп = 3qx —

 

 

 

 

 

 

lm— 1р— к — 0,01 = 0 ,3 6 — 0,01 = 0 ,3 5 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

са

43. Расчетная длина сердечника полю­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по (7-52). Принимаем //=0,02 м:

 

 

34.Коэффициент укорочения шага по

(7-39)

 

lm= lm + lf = 0,35 + 0,02 =

0,37

и.

л (/,

я 6

. „

Предварительная

высота

полюс­

 

 

44.

ного сердечника по (7-48)

316

/im «

0,016 + 0,186 {/ т’=0,016 +

 

50.

 

Поперечное

сечение стержня

пус­

ковой обмотки по (7-55)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H-0 ,186^0,236

= 0,146 м.

 

 

 

 

(0,25-^0,35) тЛ

 

 

 

 

 

 

 

 

NCJ\

 

 

 

 

 

 

45.

Коэффициент

рассеяния полюсов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,30-0,236-44 000

 

 

 

 

 

 

по (7-50). Из табл, ft=7:

 

 

 

 

 

=112-10-»

ыз.

 

 

 

 

 

 

 

6-4,6-10»

 

 

 

о,г. -- 1 +

ft

0,356

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

51.

 

Диаметр стержня по

(7-56)

[ма­

 

т2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

териал

стержня — медь]

 

 

 

 

 

 

 

0,35-0,0027

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,118.

 

dc = l,\3 V q c = 1 ,1 3К П 210 =

 

 

 

0 ,2362

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 11,95-10—3 м =

11,95 мм.

 

 

 

46.

Ширина полюсного

сердечника

по

 

 

 

 

(7-51). Задаемся Вт = 1,43

Тл;

 

ftc>P= 0,95

 

Выбираем dc=12-10-3

м, тогда

 

qc=

 

 

 

 

 

 

 

 

= 113-10-»

м*

 

шаг

на

роторе

по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

52. Зубцовый

 

 

 

 

 

 

 

 

(7-57). Принимаем z=0,01

м:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b„ —dc — 2г

0,165 — 0.012 — 2-0,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nc - 1 .

-

 

 

6 - 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0,0265 м= 26,5 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

53. Проверяем условия (7-60)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,8-0,0314 =

0,025 <0,0265;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(6- 1)(1~ м ^ ) =0,790>0,75\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пазы ротора выбираем круглые, полу­

 

 

 

 

 

 

 

 

закрытые.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(полюсы выполнены

из стали СтЗ ТОЛЩИ-

 

54. Диаметр паза ротора

 

 

 

 

ds = dc+

0,0001 =0,0121

м = 12,1 мм.

 

ной 1 мм):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раскрытие

паза

bsxh.= 4X2 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

55. Длина стержня по (7-61)

 

 

 

 

 

. С

 

 

 

 

=

/р +

0,34т = 0,35 +

0,34-0,236 =

 

0,66 0,89 0,236 0,33 1,118=0,102 м.

 

56. Сечение

= 0,43 м.

 

 

 

сег­

 

1,43-0.95-0,37

 

 

 

 

 

короткозамыкающего

 

Выбираем Ьт=0,102 м.

 

 

 

мента

*к.з Ак.з = 0,5NCqc =

 

 

 

 

 

 

 

<7н,э =

0,5-6-113X

 

Эскиз

полюсов

дан

на

рис.

7-44.

 

 

X 10-« = 340-10—0 м* =

340 мм2.

 

 

_

nDn„

 

я -0,9-500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как

а , ------- ----------------- £5

 

По табл. П-32 выбираем прямоуголь­

 

=23,6<30

м/с, то

принимаем

 

крепление

ную медь

10X40

мм

 

(сечение

 

а=

 

 

=399,1

мм2).

 

 

 

 

 

 

 

 

полюсов шпильками

к

ободу

магнитного

 

 

 

 

 

 

 

 

колеса.

 

 

 

 

 

 

Расчет магнитной цепи

 

 

 

 

 

 

47.Длина ярма (обода) ротора но

(7-53)

Для магннтопровода статора выбира­

ем сталь 1511 (ГОСТ 214273-75) толщиной

1} = /т + Д/с = 0,35 + 0,12 = 0,47 м.

0,5 мм. Полюсы ротора выполняют из ста­

Выбрано Д/с=0,12 м.

ли СтЗ толщиной I ммКрепление полюсов

к ободу магнитного колеса осуществляют

48.Минимальная высота ярма роторас помощью шпилек и гаек. Толщину обо­

по (7-54)

 

 

 

да

(ярма

ротора) принимаем

hj= 45

мм

 

А;

2Bjh

 

°т=

(см. выше). (См. табл. П-13, П-24, П-25.)

 

 

(7-62), Вб.

в зазоре

по

 

 

Ч Вйпх‘й

 

 

57.

Магнитный поток

 

0,66-0,89-0,236-0,33

1,118 0,0450 м.

 

 

=0.131-Ю -»^.

~

2-1,2-0,47

 

” 4-1,152-50-360-0,915

 

 

 

 

 

 

 

hj уточняется по

 

По рис. 7-21 при 8т/6я>1.5, о=0,7

и

 

Принято

flj = l,2 Тл;

 

чертежу.

 

 

 

=

= 0,0114 находим ftB = 1,152.

Пусковая обмотка

 

 

 

 

т

0,236

 

 

49.Число стержней пусковой обмотки

на полюсе

58.

Уточненное значение

расчетной

/Vc = 6.

длины статора но (7-64)

 

317

 

 

/0 = /, — *к«и + 2б' == О,36 —

 

66.

 

Магнитное напряженно

зубцов ста­

 

 

 

тора по

(7-68), А,

 

 

 

 

 

 

— 0,00423-6 Ч- 2 0,00313 -

0,34

м;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вг1

 

 

 

=0,074Я„--

 

 

b'K= у

8 = 1,56 0,27-10-2 =

0,423-10-2 ы;

 

 

 

 

 

 

67.

 

Индукция

в

спинке

 

статора по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(6К/6)»

 

 

(1 • IQ—V0.27-10—»)»

 

(7-74), Тл,

 

 

 

 

 

 

 

 

7 “

5 + 6к/6

 

“ 5 + 1 - 1 0 -3/0,27-10-:-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1,56.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

59. Индукция

в

воздушном

зазоре

по

 

 

 

 

 

 

= 3,55-10—1

(7-63), Тл,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-0,301-0,066 0,93

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф

 

 

0,131-10—4

г

=

 

68.

 

Магнитное напряжение еппики ста­

 

8 _ а 6 т/б

_

0,66-0,236-0,34

_

 

 

 

 

тора по (7-72), А,

 

 

 

 

 

 

 

 

=

2,48-10- 4 Ех.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fa =

\La//„ =

14,6-10—» \На\

 

 

60. Коэффициент

воздушного

зазора

n(Da — ha)

 

я (1,18 — 0,066)

 

статора по (7-67)

 

 

 

 

 

 

 

 

а~

 

 

~

 

4-6

 

~

 

 

 

 

 

*i +

106'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

14,6-10-» м;

 

 

 

 

81

 

* i - 6 „ , +

106'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

| — по рис. 7-22.

 

 

 

 

 

 

_

 

3,14-10-»+

10-0,313-IQ-»_______

 

 

 

 

 

 

 

69.

Высота

зубца

ротора по

(7-76)

(3,14— 1,25)-10—г + 10-0,313-10—-

~

hzz = hs + ds = 0 ,2 -10-» +

1,21-10-5 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

61.

Коэффициент

воздушного

 

 

 

=

1,41-10-» м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ротора по (7-67)

*2+106'

 

 

 

 

 

70. Ширина

зубца

ротора на

высоте

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л«г/3 от

его

коронки

по (7-78)

 

 

 

 

82 * 2 -6 * + 1 0 6 '

 

 

 

 

 

D

- 2 6 - у А

г2

 

 

 

 

 

2,65-10-»+ 10-0,313-10—2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

--------- ~D~—2b

h ~ ° ’94rfs =

 

(2,65-0,4)10-5+10-0,313-10-?

 

 

 

 

 

 

=

1,075.

 

 

 

 

 

(90 — 2-0,27 — 2/3-1,41)-10-»

 

 

62. Коэффициент воздушного

зазора

~

 

(90 -

2-0,27)-10-»

 

Х

по (7-66)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х 2,65-10-»—0 ,94‘ 1,21-10-5= 1,48-10—? м.

 

kt = h i h i =

1.255-1,075 =

1,35.

 

 

 

71. Индукция

 

 

зубце

ротора

по

 

63. Магнитное напряжение воздушного

 

 

 

(7-77), Тл,

 

 

 

 

 

 

 

 

зазора по (7-65), А,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

p * с.р

 

 

 

2,48-10—«•0,27-10-2- 1,35

EfO,73Et.

_ 2,48-10—«-2,65-10-»-34-10~»

 

_

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

1,41-10—5-36 *10—»•0,95

1 “

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64.

Ширина

зубца

статора па высоте

 

=

4,62-10—1 Ех.

 

 

 

Ve 6П|

от его

коронки

по

(7-70)

 

 

72. Магнитное напряжение зубцов ро­

 

^1./э =

^1-/а —

=

0.0332 —

 

 

 

 

 

тора по (7-75), А,

 

 

 

 

 

 

 

 

— 0,0125 = 0.0207 м;

 

 

 

Fzi. — hz2 Hzz =

1,41-10—»//г2.

 

 

 

 

 

 

я(Д +

2йВ1/3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

73. Удельная

магнитная

проводимость

 

 

 

 

 

 

I,

 

 

 

 

 

 

я (0,9 +

2-0,074/3)

 

 

 

 

 

рассеяния между внутренними поверхностя­

 

 

 

 

 

 

ми сердечников полюсов по (7-81)

 

 

65. Индукция в сечении зубца на вы­

Kni = “

 

 

0 ,55/im -10—0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

соте

VsAni по

(7-69),

Тл,

 

 

 

 

 

 

■ * - b ,n -- r - V h n + 2 h p + 2б)

 

 

 

В,гг

 

 

 

ft*! 'ft

 

 

 

 

 

 

0,55-14,6-10-»-10-д_______

 

 

 

 

 

 

‘сп*PTI '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^23,6— 1 0 , 2 - - ^ -

(1 4 ,6 + 2-3,1 +

 

 

2,48-10~«-0,0314-0,34

Ei =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,0207-0,301-0,93

 

 

 

 

+ 2.0,27)1-10-5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

4,52-10-» £ j.

 

 

 

 

 

 

=

 

1,03-10-°.

 

 

 

318

74.

Удельная магнитная

проводимость

80. Индукнпя в

полюсе по (7-81), Тл,

между

внутренними поверхностями

полюс­

 

 

 

 

+

_

ных наконечников по (7-82)

 

 

 

 

 

Яр/=

^

—0,25j + 0.55^-%- +

 

 

 

1т Ьт Ьс.р

 

_

0,131 • 10—4 Е. +

2,74-10—«F^ _

 

 

 

 

 

 

37-10-2-10,2-10-2-0,95

+ 0,2^ — 0,4

— ° ’5) J 10—6 =

 

=

0,366-10—3

+

0,756-10-4 Fe?a.

 

81. Магнитное напряжение полюса по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(7-79), А,

 

 

 

 

, 5,73-10-*

 

 

 

Fm= h,,ip Нт= 17,7- JO—2 Нт,

+НННБЧ-**

где hmp = Л,„ +

Ар =

(14,6 + 3,1)- 10-.s =

 

 

=

17,7-10-? м.

 

 

 

 

 

 

 

 

o .sV llo- . _ 0.7 l l o -..

 

 

 

 

 

 

 

 

6 ,5 — 10,2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

= 3,15-10-г м;

bl

/! ОП 1П_2 - = 2,62* 10—- м;

« '= т —ь -1/ = (гз.о— 16,5 — р р \

3,14-2,62\

ю—2 = 5.73-10—2 м.

75.Удельная Магнитная проводимость рассеяния между торцевыми поверхностя­

ми по (7-83)

!>,„

10,2-10-2

0 ,3 7 ^ .Ю - о= 0,371 П 5 = Г Х

Xю—0 = 0 , 102-10—°.

76.Удельная магнитная проводимость для потока рассеяния

Кто= Ка + ХР1+ Кл = (| ,030 +

+0,71 + 0,102)-10-® = 1,842-10-".

77.Магнитное напряжение ярма ста­ тора, зазора и зубцов полюсного наконеч­ ника

'м “ 'б + ',1

78.Поток рассеяния полюса по (7-80),

Вб,

фо = 4Я/ЙО С Ft e

= 4 -

1,842- 10-6Х

Х37-10-2 Ffae =

2,74

-10-° £Лгв-

79. Поток в сечении полюса у его ос­

нования, Вб,

 

 

 

Фт = Ф +

фст =

0,131 • 10-* Ег +

+

2,74-10-» /?йм. .

/ —расчетная характеристика; 2 — нормальная характеристика.

82. Магшгиос напряжение стыка меж­ ду полюсом п ярмом ротора по (7-86), А,

/+,,, = 250Вт.

83. Индукция в ободе магнитного ко­ леса (ярме ротора) по (7-83), Тл,

о _ Ф + Ф0 _

'2 /;М с .(>

__ 0,131 -10—4 Et + 2,74ю—®F6,a _

= 0,31 • 10-3 £ , + 0,650- ю - 4

84. Магнитное напряжение о ободе магнитного колеса по (7-87)

FJ = LJ Hj = 6,5 -10—2 ft

n (D — 2 6 - 2ft,„р —fij)

^4p

_ я(90 — 2-0,27 — 2 -1 7 ,7 - 4 ,5 )-IQ-3

~4-6

=6,5-10-2 M.

85.Магнитное напряжение сердечника полюса, ярма ротора и стыка между полю­ сом п ярмом, Л,

319

Т а б л и ц а 7-17

 

 

Параметр

 

 

 

 

iг,. МФ.

 

 

 

 

 

0,5

l

 

1.1

1,2

1,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е1г В

 

 

1735

3470

3820

4160

4510

Ф = 0,131-КМ Elt Вб

 

0,0227

0,0455

0,05

0,0545

0,059 ■

В6 =

2,48-10-4 Еи Тл

 

0,43

0,86

 

0,946

1,04

1,12

F6 =0,73El , А

 

1270

2540

2790

3040

3300

8И =

4,52-10-*Elt Тл-

0,785

1,57

 

1,73

1,88

2,04

 

 

Нг1, А/м

 

243

5650

16000

30 000

45 000

Е21 =

 

7.4-10-2Яг1, А

 

18,0

420

1180

2120

3330

Ва = 3,55-10-4 Е1г Тл

 

0,615

1,23

 

1,36

1,48

1,6

 

 

 

S

 

 

0,63

0,48

 

0,4

 

0,32

0,29

 

 

Яв, А/м

 

154

810

1490

3370

6700

Fa =

14,6-10-?у/а, А

 

14,2

56,5

 

87

157

285

^гг =

4,62-10“ 4 E j, Тл

0,8

1,6

 

1,76

1,92

2,09

 

 

Нгг, А/м

 

405

4000

9800

17 000

26000

f 22=

1,41-10-?Я,*, А

 

5,7

50,65

138

' 240

367

Fba = F6 + Fzl+ Fa + F* ' A

1307,9

3067,15

4195

5557

7282

Фа = 2,74 • 10—®F6za, Вб

0,00359

0,00840

0,01145

0,0152

0,020

Фт = Ф +Ф а =

 

0,0263

0,0539

0,061

0,07

0,079

= 0,131 • 10-4 £ х + 2,74.10-» Евга

 

 

 

 

 

 

 

Вт=

0,366-10—3 £ х +

 

0,735

1,5

 

1,7

 

1,95

2,2

+ 0.766- 10-4£бга,Тл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ят , А/м

 

350

1690

4430

13 600

30 000

Fm =

17,7-10—?Ят , А

 

62

300

785

2400

5300

F&n/ = 250BM,^

 

184

376

425

488

550

В^ = 0,31-10—3 £ х +

 

0,626

1,27

 

1,45

1,65

1,87

+ 0,650-10-4 F6M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HJ , А/м

 

 

305

1490

1750

5250

16 200

Fj = 6,5-10—:Hj, A

A

19,9

97

114

342

1050

 

 

+

 

265,9

773

1324

3250

6900

, FL0 = Fbo +

Fm +

Ftmj +

Fj<A

1574,0

3840,15

5519

8807

14 182

 

 

^ 0 .

 

 

0,41

1

 

1,44

2,30

3,70

 

 

Ф/71*

 

 

0,58

1,19

 

1,36

1,54

1,75

 

 

Ftza*

 

 

0,34

0,8

 

1,09

1,45

1,9

 

 

Fmi*

 

 

0,069

0,201

 

0,343

0,84

1,8

 

 

kln,l } =

-----li

! -

3,32-10 ?.36-10 ?

 

 

 

 

 

 

для

 

Ьг1‘/з 1стi *о

2,07-10“ 2<зо Ы0~2-°.93

 

 

 

 

 

ротора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

__ 2.62-10“ ?.36.ip—g

 

 

 

 

2. При Вт 2*1,5

Тл

магнитное напряжение

1,48-10

--36-10

?-0,95~ ”

1 ~ 0,85

 

полюса определялось

по

трем

сечениям.

 

320

Соседние файлы в папке книги