2. Обмотка статора

2.1 Параметры общие для любой обмотки

Для нашего двигателя принимаем однослойную всыпную обмотку из провода марки ПЭТВ ( класс нагревостойкости В ), укладываемую в трапециадальные полузакрытые пазы.

32. Обычно обмотку статора выполняют шестизонной; каждая зона равна 60 электрических градуса. При шестизонной обмотке коэффициент распределения

k_Р1 = 0,5/(q₁sin(a/2)) (2.1)

k_Р1 = 0,5/(3  sin(3,2)) = 0,96.

33. Укорочение шага принимаем равным

₁ ≈ 0,8. при 2р=4.

34. Однослойную обмотку выполняем с укороченным шагом по формуле (9 – 10)

У_П1 = z₁ / 2p; (2.2)

У_П1 = 36 / 4 = 9.

35. Коэффициент укорочения определяется по формуле (9-12)

ky1=sin(₁∙90)=0,9.

36. Обмоточный коэффициент по (9 – 13)

k_ОБ1 = k_Р1 · k_y1; (2.3)

k_ОБ1 = 0,96 · 0,9 = 0,87.

37. Предварительное значение магнитного потока найдём из формулы (9 – 14)

Ф = В_ D₁l₁  10^-6/p; (2.4)

Ф = 0.87  129  14010^-6/2 = 0,0078 Вб.

38. Предварительное количество витков в обмотке фазы

₁ = k_нU₁/(222 k_ОБ1(f₁/50) Ф); (2.5)

₁ = 0,97  380/(222  0,87  0,0078) =244,67.

39. Количество параллельных ветвей обмотки статора а₁ выбираем как один из делителей числа полюсов

а₁ = 1.

40. Предварительное количество эффективных проводников в пазу найдём по (9 – 16)

N_П1 = ₁а₁(рq₁); (2.6)

N_П1 = 244,67  1/(2  3) = 40,77.

41. Значение N_П1 принимаем, округляя N_П1 до ближайшего целого значения

N_П1 = 41.

42. Выбрав целое число, уточняем значение ₁ по формуле (9 – 17)

₁ = N_П1рq₁а₁; (2.7)

₁ = 41  2  3/1 = 246.

43. Уточняем значение магнитного потока по (9 – 18)

Ф = Ф₁/₁; (2.8)

Ф = 0,0078  244,67/246 = 0.00775 Вб.

44. Уточняем значение индукции в воздушном зазоре по (9 – 19)

В_ = В_₁/₁; (2.9)

В_ = 0,87  244,67/246 = 0.865 Тл.

45. Предварительное значение номинального фазного тока найдём по формуле (9 – 20)

I₁ = Р_н  10³/(3U₁cos); (2.10)

I₁ = 5,5 10³/(3  380  0,85  0.85) = 6,677 А.

46. Уточняем линейную нагрузку статора по (9 – 21)

А₁ = 10N₁z₁I₁(D₁a₁); (2.11)

А₁ = 10  41  36  6,677/(π  129  1) = 243,3 А/см.

47. Среднее значение магнитной индукции в спинке статора В_С1 найдём из таблицы 9 – 13

При h = 112мм;

2р = 4;

В_С1 = 1,65 Тл.

48. Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора найдём по формуле (9 – 22)

t₁ = D₁z₁; (2.12)

t₁ = π  129/36 = 11,25 мм.

2.2 Обмотка статора с трапецеидальными полузакрытыми пазами

49. Принимаем предварительное значение магнитной индукции в наиболее узком месте зубца статора по таблице 9 – 16

В₃₁ = 1.85 Тл.

50. Ширина зубца статора определяем по формуле ( 9-23 )

b₃₁ = t₁∙ В_ ∕( k_c В₃₁ ); (2.13)

b₃₁=11,25∙0,865∕ (0,97∙1,85)=5,422 мм.

51. Высота спинки статора определяем из формулы ( 9-24 )

h_c1=Ф∙10⁶∕(2∙k_c∙l₁∙В_c1); (2.14)

h _c1=0,00776∙10⁶ ∕ (2∙0,97∙140∙1,65)=17,31 мм

52. Высота паза статора определяется по формуле (9-25)

h _п1= [ (D _H1- D₁)∕ 2]- h _c1; (2.15)

h _п1=[(197-129)/2]-17,31=16,73 мм

53. Большая ширина паза определяется по формуле (9-26)

b₁=[ π∙( D₁ + 2∙ h _п1)/z₁]- b₃₁; (2.16)

b₁=[ π∙(129+2∙16,73)/36]-5,422=8,748 мм

54. Предварительное значение ширины шлица определяется по формуле (9-34)

b’_ш1 ≈0,3√h ; (2.17)

b’_ш1 ≈0,3√112=3,17 мм

55. Меньшая ширина паза определяется по формуле (9-27)

b₂=[ π(D₁ + 2h_ш1− b’_ш1)− z₁ · b_з1]/( z₁− π); (2.18)

b₂=[ π(129+2∙0,5−3,17)−36∙5,422]/(36−3,14)=6,17 мм

56. Проверка правильности определения b_{1 ,}b₂ исходя из требования b₃₁=const

z₁ ·( b₁− b₂)+ π∙(b₂− b’_ш1)−2∙ π∙(h _п1− h _ш1)≈0 (2.19)

где h _ш1 =0,5 мм –высота шлица

36∙(8,748−6,17)+3,14∙(6,17−3,17)−2∙3,14(16,73−0,5)=0

57.Площадь поперечного сечения паза в штампе определяется по формуле (9-29)

S _п1=[( b₁+ b₂)/2]∙( h _п1− h _ш1−( b₂− b’_ш1)/2); (2.20)

S_{п 1}=[(8,748+6,17)/2]∙(16,73−0,5−(6,17−3,17)/2)=109,871 мм²

58.Площадь поперечного сечения паза в свету определяется по формуле (9-30)

S’_{п 1}=[( b₁+ b₂)/2− b_c]∙ (h _п1− h _ш1−( b₂− b’_ш1)/2− h _c); (2.21)

где b_c=0,1мм ,h _c=0,1мм –припуски на обработку сердечников статора и ротора электродвигателей с h=112 мм

S’_{п 1}=[(8,748+6,17)/2−0,1] ∙(16,73−0,5−(6,17−3,17)/2−0,1)=115,025 мм²

59. Площадь поперечного сечения корпусной изоляции определяется по формуле (9-31)

S_и= b _и1∙(2∙ h _п1+ b₁+ b₂); (2.23)

где b_и1=0,4 мм- ширина шлица

S_и=0,25∙(2∙16,73+8,748+6,17)=12,095 мм²

60. Площадь поперечного сечения прокладок между верхней и нижней катушками в пазу , дне паза и под клином определяется по формуле (9-32)

S_пр=0,5∙ b₁+0,75∙ b₂; (2.24)

S_пр=0,5 ∙8,748+0,75∙6,17=9,0015 мм²

61.Площадь поперечного сечения паза , занимаемая обмоткой определяется по формуле (9-33)

S’’_{п 1}= S’_{п 1}− S_и− S_{пр ;} (2.25)

S’’_{п 1}=115,025 −12,095 −9,0015 =93,9285 мм²

c(d^’)² определяем по формуле (9-36)

c(d^’)²= k _п∙ S’’_{п 1}/N_п1; (2.26)

c(d^’)²=0,75∙93,9285 /41=1,71 мм²

62. Количество элементарных проводов с принимаем с=2

Диаметр элементарного изолированного провода определяется по формуле (9-37)

d^’=√ k _п∙ S’’_{п 1}/ (N_п1∙ с); (2.27)

d^’=√0,75∙93,9285 /41∙2=0,927 мм

Из приложения 1 принимаем d/ d^’ мм, и площадь поперечного сечения неизолированного провода S², мм.

d=0,93;

d/ d^’ =0,86/0,925 мм ; (2.28)

S²=0,581 мм;

63. Коэффициент заполнения паза определяется по формуле (9-35)

k _п= N_п1∙ c(d^’)²/S’’_{п 1}; (2.29)

k _п=41∙2(1,71²/93,9285)=2,552

64. Уточняем коэффициент заполнения паза по формуле (9-38)

d_ш1^’’= d^’+2b_и+0,4; (2.30)

d_ш1^’’=0,927 +2∙0,25+0,4=1,827 мм

Принимаем b_ш1=b_ш1^’=3,17 мм

65. Плотность тока в обмотке статора по (9 – 39)

J₁ = I₁(c·S · a₁); (2.31)

J₁ = 6,677 /(2  0,581 · 1 ) = 5,746 А/мм²

66. Найдём идеальную тепловую нагрузку от потерь в обмотке А₁J₁

А₁J₁ = 243,3 ·5,746 = 1398 А²/(см  мм²).

По рисунку 9 – 8 для D_Н1 = 129 мм получаем допустимую тепловую нагрузку

А₁J₁ = А²/(см  мм²).

67. Среднее зубцовое деление статора найдём по (9 – 40)

t_СР1 = (D₁ + h_П1)/z₁; (2.32)

t_СР1 = π(129 + 16,73)/36 = 12,71 мм.

68. Средняя ширина катушки обмотки статора найдём по (9 – 41)

b_СР1 = t_СР1у_П1; (2.33)

b_СР1 = 12,71 9 = 114,39 мм.

69. Средняя длина лобовой части обмотки по (9 – 60)

l_л1 = (1,16+0,14p)b_ср1 + 15; (2.34)

l_л1 = (1,16+0,142) 114,39 + 15= 179,72 мм.

70. Средняя длина витка обмотки по (9 – 43)

l_cp1 = 2 · (l₁ + l_л1), мм (2.35)

l_cp1= 2 · (140 + 179,72) = 639,44 мм.

71. Длина вылета лобовой части обмотки по (9 – 62)

l_в1 = (0,19+0,1p) b_ср1+10; (2.36)

l_в1 (0,19+0,12) 114,39+10=54,61 мм