книги / Проектирование электрических машин

Рис. 8-1 1 . Полузакрытые пазы овальной формы с параллельными сторонами зубцов.

Рис. 8-12. Зависимость высоты паза от диаметра якоря.

Высота паза Лп предварительно выбирается по рис. 8-12. При выбо­ ре высоты паза необходимо иметь

ется один ряд аксиальных каналов. При расчете hn и Л,- необходимо

8-11). Это значение приближенно определяется по табл. 8-13.

При выбранной ширине зубца Ьг и установленном значении Лп оп­ ределяются размеры и площади се­ чения паза: высота Лш принимается равной 0,5—0,8 мм; ширина шлица Лш должна быть больше суммы максимального диаметра изолиро­ ванного проводника и двусторонней

меньший радиус, м,

(8-16)

2 ( Z - n )

расстояние Л|, м,

hi = hn Лш гх г,; (8-17)

площадь паза в штампе, м2,

обмотки, уложенной в один паз, м2,

где rf|i3 — диаметр одного изолиро­ ванного провода;

Л3=0,68-т-0,72.

Если площадь поперечного сече­ ния паза 5 п,о больше площади по­ перечного сечения обмотки S0, то необходимо выбрать проводники большего диаметра и снизить плот­ ность тока Ja обмотки якоря. Если

S0> S n.o, то требуется увеличить плотность тока и выбрать провод­

ники меньшего сечения, при кото­ рых обеспечивается коэффициент заполнения паза ka не более 0,72.

Рис. 8-13. Открытые пазы с параллельными стенками при креплении обмоток клиньями.

Средняя длина полувитка сек­ ций обмотки якоря с овальными пазами и всыпиыми обмотками, м,

меди при расчетной рабочей темпе­ ратуре по табл. 4-1.

Масса меди обмоток, кг,

тма = 8900/всрМ/о. (8-27)

Прямоугольные пазы якоря.

При прямоугольной форме паза (рис. 8-13 и 8-14) предварительно необходимо задаться высотой паза /!,, (рис. 8-12). Ширина зубца в ми­ нимальном сечении Ь;3 (у основа­ ния паза) определяется допустимой

Т а б л и ц а 8-14

Индукций в минимальном сечении зубцов

Рис. 8-14. Открытые пазы с параллельными стенками при креплении обмоток бандажом.

индукцией Вгтах, ЗНЯЧвНИЯ КОТОрОЙ

можно принять по табл. 8-14. Якоря машин постоянного тока

общего назначения с прямоугольны­ ми пазами при диаметрах свыше 0,2 м имеют аксиальные вентиляци­ онные каналы. При диаметрах до 0,3 м достаточно выполнить один ряд каналов диаметром от 15 до 22 мм при числе каналов от 18 до 25. При диаметрах выше 0,3 м (до 0,5 м) выполняют два ряда каналов Диаметром от 24 до 34 мм с числом каналов от 24 до 30.

При диаметрах якоря до 0,5 м пакет магнитопровода насаживает­ ся непосредственно на вал. Внут­ ренний диаметр сердечника в этом

ше 0,5 м между внутренней поверх­ ностью ярма якоря и валом распо­

лагают втулку или якорную звезду, конструктивно выполненную анало­ гично роторной звезде крупных син­ хронных машин (гл. 7).

Размеры паза Лп и Ьп и спинки якоря hj уточняются после провер­ ки индукции в спинке якоря Bjt ко­ торая не должна превышать пре­ дельных значений, приведенных в табл. 8-12.

При креплении обмоток в пазах якоря бандажом (этот вид крепле­ ния практикуется в машинах с диа­

кими стенками (рис. 8-14).

При креплении обмоток в пазах якоря диаметром свыше 0,33 м кли­ ньями (рис. 8-13) высота клина Л,{ принимается равной 4 мм, высота шлица Лш= 1 мм.

После выбора размеров паза и зубца устанавливаются по разме­ щению в пазу проводников и изоля­ ции (см. табл. 3-16, 3-17) ширина и высота проводников. Максималь­ ная ширина проводника с изоля­ цией

вытеснения тока в проводниках об­

высоте на два элементарных про­ водника, каждый из которых имеет высоту не более допустимой для данной частоты.

По размерам ащ,ХЬп,, необходи­ мо взять по табл. П-29 размеры и сечение проводника выбранной марки.

AJ превышает допустимые значе­ ния, то необходимо увеличить пло­ щадь паза и, повторив расчет зуб­ цовой зоны и размеров проводни­ ков, установить окончательные раз­ меры паза.

Размеры секций обмотки якоря (рис. 8-15) определяются по черте­ жу пакета якоря и обмоточным данным.

Длина переднего 1\ и заднего U вылетов секции равна, м:

нйе между лобовыми частями двух соседних катушек: бл= (0,4-=-10) X Х 10“3 м.

Длина полувитка обмотки яко­ ря, м,

^аср — + /Б+ /„ + &+ с. (8-37)

Сопротивление и масса обмотки определяются по (8-26) и (8-27) со­ ответственно.

8-5. РАСЧЕТ ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА ПОД ГЛАВНЫМИ ПОЛЮСАМИ. КОМПЕНСАЦИОННАЯ ОБМОТКА

Воздушный зазор под главными полюсами оказывает влияние на магнитное сопротивление магнит­

ной цепи машины, МДС обмотки возбуждения и потери в ней. От воздушного зазора зависит также размагничивающее действие реак­ ции якоря.

Поскольку в машинах постоян­ ного тока, за редким исключением, щетки устанавливаются строго по линии геометрической нейтрали, а магнитная цепь машины насыщена, то при расчете реакции якоря рас­ сматривают только ее поперечную составляющую.

Расчет размагничивающего дей­ ствия поперечной реакции якоря производят по переходной характе­ ристике В6=<p(Fozj) (рис. 8-16), построенной по результатам расче­ та магнитной цепи (см. табл. 8-19). При нагрузке под действием попе­ речной реакции якоря магнитное поле в воздушном зазоре искажает­ ся: под одним краем полюса индук­

ция уменьшается, под другим воз­ растает. Точки d и /, отстоящие от ординаты аЬ на расстоянии 0,5АЬР

полюсной дуги.

Среднее значение индукции в воздушном зазоре в этом случае можно определить по формуле при­ ближенной квадратуры:

а ,СР= ( в , м „ + « . + я . » х У М « - 38>

где Вь — индукция в воздушном за­ зоре в режиме холостого хода.

Для определения МДС размаг­ ничивания поперечной реакции яко­ ря Fqd необходимо ось аЬ криволи­ нейного четырехугольника edafh сместить на ЬЬ'Упри которой пло­ щади криволинейных треугольни­ ков d'c'a и af'g' равны. При этом с достаточной степенью точности можно принять разность ординат a'b' — аЪ равной ДД= Д« — Вцср.

Как следует из переходной ха­ рактеристики, поперечная реакция якоря нарастает от середины полюс­ ной дуги к его краям. При значи­ тельной поперечной реакции якоря может возникнуть условие, когда Ftzj будет меньше 0,5Л6Р, и поэто­ му точка d на переходной характе­ ристике сместится в область отри­ цательных значений Да , т. е. индук­ ция в воздушном зазоре под одним краем полюса изменит знак; про­ изойдет опрокидывание поля. Так как наибольшим магнитным сопро­ тивлением участка магнитной цепи, по которому замыкается поле реак­ ции якоря (воздушный зазор, зуб­ цы якоря и спинка якоря), облада­ ет воздушный зазор, то его величи­ на выбирается таким образом, чтобы индукция Вь на протяжении всей полюсной дуги не изменяла своего направления. Обычно это ус­ ловие выполняется, если воздушный зазор б находится в пределах, ука­ занных на рис. 8-17. С целью сни­ жения реакции якоря под краями полюсов воздушный зазор выполня­ ется эксцентричным или с припод­ нятыми краями (рис. 8-18). В этом

полюса.

вращения и большой кратностью перегрузок для компенсации попе­ речной реакции якоря в зоне полюс­ ной дуги применяют компенсацион­ ную обмотку. Применение компен­ сационной обмотки позволяет вы­ полнить относительно небольшой воздушный зазор под главными по­ люсами и уменьшить массу меди обмотки возбуждения.

Однако наличие компенсацион­ ной обмотки усложняет производст­ во и увеличивает стоимость маши­ ны.

Конструктивно компенсацион­ ную обмотку выполняют в виде од­ нослойной катушечной или стерж­

кой якоря, что автоматически обес­ печивает компенсацию реакции яко­ ря при любом токе нагрузки.

Число пк округляют до ближай­ шего целого числа.

3ЛакоткаФенилоновая бумага 0,16 0,15 0.15 иеслюдо-

пласт ГИТ-ЛСБ-

ЛСЛ

-Допуск на укладку обмотки

-Общая толщина изоляции в пазу