5. Расчет короткозамкнутого ротора

Короткозамкнутые обмотки роторов (в отличие от других видов обмоток) не имеют определенного числа фаз и числа полюсов. Один и тот же ротор может работать в машинах, статоры которых выполнены на различные числа полюсов. Это сделало возможность использование короткозамкнутых роторов в двигателях с регулированием частоты вращения путем переключения числа пар полюсов обмотки статора.

Обычно принято считать, что каждый стержень обмотки образует одну фазу короткозамкнутой обмотки. Тогда число ее фаз равно числу пазов () и обмотка каждой из фаз имеет ½ витка, т.е.½ , так как прик каждой фазе относится один стержень с двумя участками замыкающих колец, расположенных с разных торцов ротора.

Из таблицы 6-15 (9.18) выбирают число пазов ротора и при ,число пазов ротора будет равно. Это было сделано с тем, чтобы ограничить чрезмерно большой ток в стержнях ротора и увеличить равномерность распределения проводников обмотки (выполняется в крупных двигателях).

Внешний диаметр:

.

Длина ротора рассчитывается относительно h, если h > 250 мм, то:

;

Если >300 мм, то сердечник разбивается на пакеты.

Зубцовое деление:

.

Внутренний диаметр сердечника ротора равен диаметру вала, так как сердечник непосредственно насажен на вал без промежуточной втулки.

,

где - значение коэффициента для расчета диаметра вала асинхронных двигателей, полученное по таблице 6-16 (9.19).

Если же сердечник ротора насажен на втулку или оребренный вал, то

;

В двигателях с высотой оси вращения h = 280 мм выполняют аксиальные вентиляционные каналы в сердечнике ротора, располагая в одном ряду 12 каналов диаметром (каналы, в зависимости от диаметра ротора, могут быль расположены как в одном, так и в двух рядах). Радиальные каналы в сердечнике ротора, так же как и в статоре, выполняют лишь при длине сердечника, превышающей 0,3 м.

С учетом принятых для короткозамкнутой обмотки числа пазов ротора рассчитывают коэффициент приведения токов (формула 6-68 (9.66)):

.

Тогда ток в стержне можно определить по формуле:

,

где - коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания и сопротивления обмоток на отношение(значение принимается по следующему графику 6.22 или по формуле).

Площадь поперечного сечения стержня рассчитывается по формуле 6-69 (9.68).

В короткозамкнутых роторах двигателей с 280 мм выполняют закрытые пазы, следовательно , причем меньшее значениесоответствует более мощному двигателю (для машин меньшей мощности). Тогда:

.

Рассчитывают площадь поперечного сечения замыкающих колец по формуле 6-73 (9.72):

,

где - токи в замыкающем кольце:

А;

- плотность тока в замыкающих кольцах, которая берется в среднем на меньше, чем в стержнях, таким образом:

.

Расчетное сечение замыкающих колец литой обмотки принимают:

,

где м;м.

В двигателях с высотой оси вращения выполняют грушевидные пазы и литую обмотку; с высотой оси вращения мм выполняют закрытые пазы ротора и при - их выполняют трапецеидальными, сужающимися в верхней части (при- лопаточные).

Расчет трапецеидальных пазов.

После построения определяем ширину зубца ротора, расчетную высоту зубца (формулы 6-82 (9.83), 6-83 (9.84) и 6-84 (9.85)):

м;

м,

где высота перемычки над пазом, равная м

м.