2 Выбор главных размеров

1. Число пар полюсов

2. Высота оси вращения из технического задания h=180(м).

Для высоты оси вращения 180 мм наружный диаметр статора D_a выбирают из таблицы 6-6 равным 0,313 м.

3. Внутренний диаметр статора D определяется по формуле (6-2)

,

где - коэффициент, характеризующий отношение внутреннего и внешнего диаметров сердечника статора.

По таблице 6-7 для двигателя с 4 полюсами выбираем значение равное 0,54.

Тогда получим

4. Полюсное деление  определяется по формуле (6-3)

,

где 2р - число полюсов, 2р=2;

.

5. Расчетная мощность Р' определяется по формуле (6-4)

,

где P₂ - мощность на валу двигателя, Вт, P₂=30000 Вт;

K_E - отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению K_E=0,988;

 - коэффициент полезного действия, =0,91;

cos() - коэффициент мощности, cos()=0,9;

36190,47 (Вт).

Синхронная угловая скорость вала двигателя  рассчитывается по формуле

,

где n₁ - синхронная частота вращения, об/мин;

(рад/с).

6. Электромагнитные нагрузки (предварительно)

_{А=38∙103 А/М Вδ=0,74 Тл}

7. Обмоточный коэффициент для однослойной обмотки = 0,9

8. Расчетная длина воздушного зазора l_ может быть определена по формуле

,

где k_B - коэффициент формы поля, k_B=1,1;

(м).

9. Критерием правильности выбора главных размеров D и l_ служит коэффициент , равный отношению принятой длины воздушного зазора l_ к полюсному делению , который должен находиться в пределах, показанных на рисунке 6-14,а.

= l_ / =0,145/0,265=0,547.

3 Расчет обмотки статора

10. t_1max=0,0178 м и t_1min= 0,015 м.

11. Тогда возможные числа пазов статора Z_1min и Z_1max соответствующие выбранному диапазону определяются по формуле

, ;

Z_1min = 3,14·0,169/0,0178=29,812

Z_1max = 3,14·0,169/0,015 =36,377

Принимаем Z₁ =36, тогда число пазов на полюс и фазу q, найдем по формуле

q=Z₁/(2·p·m),

где m - число фаз, m=3;

q=36/2·3=6.

12. Зубцовое деление статора t₁ окончательно определим по формуле

t₁ =·D/(2·p·m·q)= ∙0,169/(2∙3∙6) =0,0147(м).

Номинальный ток обмотки статора I_1н , рассчитывается по формуле

,

где U_1н - номинальное напряжение обмотки статора, U_1н=220 В;

(А).

13. Число эффективных проводников в пазу u'_п при условии, что а=2, предварительно определяется по формуле

,

.

14. Принимаем а=2, тогда число эффективных проводников в пазу u_п определяется по формуле

u_п = а·u'_п ;

u_п = 2·10 = 20

15. Окончательное значение числа витков в фазе обмотки статора ₁ определяется по формуле

;

.

Окончательное значение линейной нагрузки А, определяется по формуле

,

(А/м).

Окончательное значение магнитного потока Ф по формуле

;

(Вб).

Окончательное значение магнитной индукции в воздушном зазоре В_ , Тл, определяется по формуле

;

(Тл).

16. Плотность тока в обмотке статора J₁ предварительно определяется по формуле

,

где AJ₁ - произведение линейной нагрузки на плотность тока и определяется по рисунку 6-16, б, AJ₁ =185∙10⁹ (А/м²)

(А/м²).

17. Сечение эффективного проводника q_эф, м², предварительно определяется по формуле

;

м²

Принимаем n_эл=3. Сечение элементарного проводника q_эл определяется по формуле

;

Для обмотки с изоляцией класса F по таб. П-28 [1] выбираем провод марки ПЭТВ: q_эл=1,767∙10^-6М²

d_эл=1,5м,d_из=1,585 м

Тогда сечение эффективного проводника q_эф определим по формуле

,

м²

Уточненная плотность тока в обмотке статора J₁ определяется по формуле

,

(А/м ²).

На этом расчет обмотки статора заканчивается.

4 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора.

Выбираем трапециидальный паз статора по рисунку 6-19,а с соотношением размеров, обеспечивающим параллельность боковых граней зубцов.

18. Принимаем предварительно по таблице 6-10 допустимую индукцию в ярме статора В_а=1,48 Тл и индукцию в зубце статора В_z1=1,7 Тл.

Тогда ширина зубца b_z1 определяется по формуле

,

где l_CT1 - длина пакета статора равная длине воздушного зазора l_ ; l_CT1 = 0,145 м,

k_С - коэффициент заполнения сталью пакета статора, выбираемый по таблице 6-11; k_С=0,97;

(м).

Высота ярма статора h_a определяется по формуле

;

(м).

19. Высота шлица паза статора принимается h_ш=0,001 м.

Ширина шлица паза статора принимается b_ш=3,885∙10^-3 м.

Высота паза статора h_п определяется по формуле

;

(м).

Ширина паза b₁ в самом широком месте определяется по формуле

;

(м).

Ширина паза b₂ в самом узком месте определяется по формуле

;

(м).

Определяем h_к при =45⁰ по формуле

;

(м).

Определяем h₁ по формуле

;

(м).

20. Припуск на сборку по ширине паза принимаем b_п=0,2∙10^-3 м, а по высоте паза h_п=0,2∙10^-3 м.

Размеры паза статора в свету с учётом припуска на сборку определяем по формуле

b₁`=b₁-b_п ,

b₂`=b₂-b_п ,

h₁`=h₁-h_п ;

b₁`=0,0129-0,0002=0,0127 (м),

b₂`=8.67∙10^-3-0,0002=8.47∙10^-3 (м),

h₁`=0,0246-0,0002=0,0244 (м).

21. Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников вычисляем по формуле

, где S_из – площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу статора, определяемая по формуле

S_из = b_из(2h_п + b₁ + b₂),

где b_из – односторонняя толщина изоляции, b_из=0,44∙10^-3 (м);

(м²);

S_пр = (0.4b₁ + 0.9b₂)∙10^-3 = (0.4∙0.0129 + 0.9∙0.00867)∙10^-3 = 1.299∙10^-5 площадь поперечного сечения прокладок в пазу статора, определяемая по формуле .

(м²).

22. Коэффициент заполнения паза вычисляем по формуле

;

.