3.Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора.

Размеры пазов в электрических машинах должны быть выбраны таким образом, чтобы площадь паза соответствовала количеству и размерам размещаемых в нём проводников обмотки с учётом всей изоляции, а значения индукций в зубцах и ярме статора находились в определённых пределах.

3.1. Предварительный выбор значений магнитной индукции на участках.

В_а =1,4÷1,6 ,Тл - магнитная индукция в ярме статора; принимаем В_а=1,4 ,Тл;

В_z1=1,7÷1,9 ,Тл – магнитная индукция в зубцах статора при постоянном сечении зубцов (всыпная обмотка); принимаем В_z1=1,7 ,Тл;

(с.174, табл.6-10)

3.2.Высота ярма статора.

l_ст1-длина сердечника статора; (для асинхронных двигателей с высотой оси вращения менее 250мм конструктивная длина статора l₁ и длина стали сердечника статора l_ст1 принимаются равными длине воздушного зазора; l_δ=l_ст1=0,199,м);

k_c =0,97-коэффициент заполнения сталью магнитопровода; (с.176,табл.6-11);

3.3.Ширина зубца статора.

3.4.Высота паза в штампе.

3.5.Ширина паза.

При β=45⁰ (β- угол наклона граней клиновой части; для двигателей с высотой оси вращения менее 250мм и числом полюсов равным двум β=45⁰ ):

а) в основании паза:

б) в верхней части паза:

3.6.Высота клиновой части паза.

h_ш1=10^-3 ,м – высота шлица паза,(с.178);

b_ш1=d_из + (1,5÷2)×10^-3 ,м- ширина шлица паза;

b_ш1=(1,585+1,915) ×10^-3 =3,5×10^-3 ,м;(с.178);

3.7.Размер клиновой части паза в свету с учетом припуска на сборку.

Δb_п и Δh_п – припуски на сборку по ширине и высоте паза,(с.177);

Δb_п=0,2×10^-3 ,м

Δh_п=0,2×10^-3 ,м

3.6.Площадь поперечного сечения трапецеидального паза, в которой размещаются обмотка, корпусная изоляция и прокладки.

3.7.Площадь поперечного сечения прокладок.

3.8.Площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу.

b_из=0,4×10^-3 ,м –односторонняя толщина изоляция в пазу, (с.61,табл.3-8);

3.9.Площадь поперечного сечения паза, остающаяся свободной для размещения обмотки.

3.10.Коэффициент заполнения паза.

Так как k_з находится в пределах 0,7÷0,75 ,то расчеты верны.

3.11.Ширина зубца статора (уточненная).

Определяется как среднеарифметическое значение:

3.12.Выбор воздушного зазора.

Для двигателя мощностью 45,кВт при 2p=2 имеем:

Округляем до δ=0,9×10^-3 ,м

4.Расчет короткозамкнутого ротора.

4.1.Выбор числа пазов ротора.

Для двигателей малой и средней мощности по технологическим причинам рекомендуется выбирать число пазов ротора меньшее, чем числа пазов статора, Z₁ > Z₂. По табл.6-15,с.185 принимаем ближайшее меньшее значение Z₂=28.

4.2.Внешний диаметр ротора.

4.3.Длина стали сердечника ротора.

Для асинхронных двигателей с высотой оси вращения менее 250мм конструктивная длина ротора l₂ и длина стали сердечника ротора l_ст2 принимаются равными длине воздушного зазора l_δ, ;

l_ст2=0,195 ,м

4.4.Расчет зубцового деления ротора.

Расчет зубцового деления ротора проводится аналогично расчету зубцового деления статора:

4.5.Внутренний диаметр ротора.

Для двигателей с внутренним диаметром менее 990мм применяют непосредственную посадку сердечника на вал. Так как D₂ расчитываемого двигателя равен 0,1794 ,м , то внутренний диаметр сердечника ротора равен диаметру вала и вычисляется по формуле:

D_j – диаметр вала;

D_B – внутренний диаметр ротора;

k_B –коэффициент для расчета диаметра вала АД; (с.191, табл.6-16);

4.6.Расчет тока в стержне ротора.

k_i- коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания на отношение ; его значение может быть приближенно вычислено в зависимости от номинального cosφ,которым задавались в начале:

I_1н - номинальный ток в обмотке статора, п.2.4;

v_i - коэффициент приведения токов;

k_ск - коэффициент скоса, учитывающий уменьшение ЭДС, наводимую в витках обмотки при скошенных пазах;

γ_ск - центральный угол скоса пазов по дуге окружности, измеряемый в электрических радианах;

β_ск - относительный скос пазов, показывающий, на какую часть зубцового деления по дуге окружности зазора изменено направление оси паза по сравнению с ее положением при нескошенных пазах;

ϑ_i – порядок зубцовой гармоники; рассчитывается для первой гармоники;

4.7.Площадь поперечного сечения стержня (предварительно).

J₂ – плотность тока в стержнях ротора машин закрытого обдуваемого типа при заливке пазов алюминием; находится в пределах (2,5÷3,5)×10⁶ , А/м²; принимаем J₂=3,5×10⁶ , А/м² ,тогда:

4.8. Ширина зубцов ротора.

B_Z2-магнитная индукция в зубцах ротора, 1,75÷1,95; примем B_z2=1,95 ,Тл

4.9.Ширина клиновой части паза.

Размеры шлица для двигателей с высотой оси вращения 160÷250 ,мм

b_ш –ширина шлица; b_ш=1,5×10^-3 ,м

h_ш –высота шлица; h_ш=0,7×10^-3 ,м

-высота перемычки над пазом;=1,5×10³ ,м

а)в широком сечении:

б)в узком сечении:

4.10.Высота клиновой части паза.

4.11.Полная высота паза.

4.12.Площадь сечения стержня (уточненная).

4.13.Ширина зубцов сердечника ротора (уточненная).

Вычисляется как средне арифметическое двух величин:

4.14.Расчет тока в кольцах ротора.

Предварительно рассчитаем угол сдвига между токами в стержнях:

Тогда ток в кольцах равен:

4.15.Площадь поперечного сечения замыкающих колец ротора.

Замыкающие кольца литой обмотки выполняются с поперечным сечением виде неправильной трапеции, прилегающей одним основанием к торцу сердечника ротора. Плотность тока в кольцах берется на 15-20% меньшей, чем плотность тока в стержнях, что объясняется следующей причиной: они имеют лучшие условия охлаждения по сравнению со стержнями, и поэтому отводят тепло со стержней, являясь своего рода радиаторами.

4.16.Размеры замыкающих колец.

а) Высота:

б) Ширина:

в)Диаметр: