3. Расчет размеров зубцовой зоны сердечника статора

Круглые обмоточные провода всыпной обмотки могут быть уложены в пазы произвольной конфигурации, поэтому размеры зубцовой зоны при всыпных обмотках выбирают таким образом, чтобы параллельные грани имели зубцы, а не пазы статора. Такие зубцы имеют постоянное, не изменяющееся с высотой зубца поперечное сечение, индукция в них также не изменяется, и магнитное напряжение зубцов с параллельными гранями оказывается меньше, чем магнитное напряжение трапецеидальных зубцов, при том же среднем значении индукции в них. Это объясняется отсутствием в зубцах с параллельными гранями участков с высокой индукцией, напряжённость поля в которых резко возрастает из-за нелинейности магнитной характеристики стали, увеличивая суммарное магнитное напряжение зубцов. В большинстве современных двигателей выполняют трапецеидальные пазы. Поэтому выбираем именно такие пазы (Рисунок 6).

Рис.6.Трапецеидальные пазы статора

1. Рекомендуемые значения индукций в зубцах и ярмесердечника статора определяются по таблице 9.12 [с. 356] с учетом числа полюсов и исполнения по степени защиты. По данной таблице определяем:,. Предварительно примем,.

2. Марка электротехнической стали выбирается в зависимости от высоты вращения [с. 386]. В нашем случае марка стали 2013.

Кремнистая электротехническая сернистая сталь 2013 является основным магнитомягким материалом массового потребления, используемая при изготовлении магнитных цепей электрических машин, аппаратов и приборов. По составу она представляет собой сплавы железа с (0.5—5)% кремния, которые образуют с железом твердый раствор. Сплавы содержат также 0,1—0,3% Mn. Введение кремния уменьшает потери на вихревые токи, так как увеличивает удельное сопротивление материала. Легирование кремнием приводит к увеличению начальной и максимальной магнитных проницаемостей, уменьшению коэрцитивной силы и снижению потерь на гистерезис.

3. Способ изолирования листов и коэффициент заполнения сталью сердечников статора и ротора с номинальным напряжением до 660 В указаны в таблице 9.13 [с. 358]. По данной таблице выбираем способ изолирования – «оксидирование», коэффициент заполнения .

4. Предварительные значения ширины зубца сердечника статора рассчитываются по формуле 9.37 [с. 362], высоты ярма – по формуле 9.28 [с. 356].

5. Предварительные значения ширины зубца сердечника статора рассчитываются по формуле 9.37 [с. 362], высоты ярма – по формуле 9.28 [с. 356].

Предварительная ширина зубца:

Предварительная высота ярма:

Где

6. Предварительные размеры паза сердечника статора в штампе учитывают следующие рекомендации. Ширина шлица паза сердечника статора зависит от способа укладки обмотки в пазы сердечника. При укладке вручную она минимальная и составляет:мм.

При механизированной укладке ширина шлица выполняется несколько большей.

Кроме вышеназванных рекомендаций по выбору размеров можно использовать таблицу 9.16 [с. 363], где представлены средние значенияпри различныхи. По таблице 9.16 принимаем.

7. Высота шлица паза сердечника статора обычно в двигателях смм принимаетсям. Высота шлица должна быть достаточной для обеспечения механической прочности кромок зубцов, удерживающих в уплотненном состоянии проводники паза после заклиновки пазов. Увеличение высоты шлица приводит к возрастанию потока рассеяния паза, что в большинстве случаев нежелательно.

8. Угол наклона грани клиновой части в трапецеидальных пазах у двигателей мм обычно равенградусов [с. 362].

9. При определении размеров паза в штампе (Рисунок 6) первой конфигурации используются расчетные формулы 9.38–9.41 [с. 362].

С целью обеспечения параллельности граней зубца принимаем

,.

Высота клиновой части паза рассчитывается по формуле 9.45 [с. 365], учитывая угол наклона клиновой части.

Величины припусков по ширине и высоте паза зависят от высоты оси вращения двигателя и приведены в таблице 9.14 [с. 360].

3.12 Размеры паза «в свету» определяют с учетом припусков на шихтовку сердечников .

3.13 Высота паза ниже клиновой части рассчитывается по формуле 9.44 [с. 365], но без учета припусков на шихтовку сердечника.

3.14 Площадь поперечного сечения паза, остающаяся свободной для размещения проводников обмотки , рассчитывается по формуле 9.48 [с.365]. Площадь поперечного сечения корпусной изоляции- по формуле 9.46 [с.365], где односторонняя толщина и наименование изоляции в пазу определяются по таблице 3.1 [с. 77], примм и напряжении обмотки до 660 В.

По таблице 3.1 определяем одностороннюю толщину корпусной изоляции в пазу для однослойной обмотки . Материал изоляции для класса нагревостойкостиF– имидофлекс.

Имидофлекс представляет собой слоистую прессованную композицию из стеклянной ткани, оклеенной полиимидной пленкой с двух сторон. Он применяется для пазовой изоляции электрических машин в системе изоляции класса нагревостойкости F(ТИ 155).

По формуле 9.46 определяем площадь, занимаемую корпусной изоляцией в пазу

Площадь поперечного сечения паза, остающаяся свободной для размещения проводников обмотки , рассчитывается по формуле 9.48

3.14 Коэффициент заполнения паза оценивает плотность укладки проводников обмотки в площадь поперечного сечения паза, свободную от изоляции. Он рассчитывается по формуле 3.2 [с. 101] и должен находиться в пределах:

=0,72÷0,74 для двигателей с, [с. 366].

Коэффициент заполнения паза находится в рекомендуемом диапазоне.

3.15 После обеспечения коэффициента заполнения паза необходимо уточнить ширину зубца и высоту паза по формулам таблицы 9.17 [с. 366]. Проверяется параллельность граней зубца. При небольшом расхождении и, не более 0,5 мм, необходимо для дальнейших расчетов взять их среднюю расчетную ширину. При больших расхождениях, более 0,5 мм, следует изменить соотношения размеров паза. Размеры зубцовой зоны сердечника статора округляют до десятых долей миллиметра.

Проверяем расхождение между и:

,

Тогда средняя расчетная ширина: