Расчет ротора.

23. Воздушный зазор:

δ = 0,5 мм

24. Число пазов ротора по [1, с.373, табл. 9,18]:

Z₂ = 62

25. Внешний диаметр ротора:

D₂ = D – 2δ =0,325 – 2 ∙ 0,50 ∙ 10³ = 0,32 м

26. Длина магнитопровода ротора:

l₂ = l₁ = 0,17 м

27. Зубцовое деление ротора:

t_Z2 = πD₂ / Z₂ = 3,14 ∙ 0,32 / 62 = 16,42 мм

28. Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник ротора непосредственно насаживается на вал:

D_j = D_в = k_вD_a = 0,104 м =10,40 мм,

где k_в − коэффициент формы поля из [1, с.385, табл.9.19].

29. Ток в обмотке ротора:

I₂ = k_j ∙ I₁ ∙ v_j = 0,904∙ 84∙ 10,68 = 481,37A,

где k_j = 0,2 + 0,8, cosφ = 0,904 – коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания на отношение I₁/I₂.

Коэффициент приведения токов

Пазы ротора выполняем без скоса k_ск = 1

30. Площадь поперечного сечения стержня (предварительно):

q_c = I₂ / J₂ = 481 / 3 ∙ 10⁶ = 160,50 мм²

Плотность тока в стержне литой клетки принимаем согласно:

J₂ = 3 ∙ 10⁶ А / м²

31. Паз ротора определяем по [(1), рис 9.40, б]:

b_ш = 1,5 мм, h_ш = 0,7 мм, h`_ш = 0,3 (имеется прорезь)

Допустимая ширина зубца:

Размеры паза ротора:

32. Уточняем ширину зубцов ротора:

где полная высота паза:

33. Площадь поперечного сечения стержня:

Плотность тока в стержне:

34. Площадь поперечного сечения короткозамыкающего кольца:

где

Размеры замыкающих колец:

h_кл = 1,25h_п2 = 1,25 ∙ 30,20 = 37,75 мм

b_кл = q_кл / h_кл = 713 / 37,75 = 19 мм

Расчётное сечение замыкающих колец литой обмотки принимают равным:

q_кл = h_клb_кл = 713 мм²

Средний диаметр замыкающих колец:

D_к.ср = D₂ – h_кл = 324-37,75 = 286 мм

Расчет магнитной цепи

35. Магнитопровод из стали 2013 по [(1), с.386].

Магнитное напряжение воздушного зазора по [(1), 9.103]:

где µ₀ -магнитная проницаемость [(1), с.386]

36. Магнитное напряжение зубцовой зоны статора по [(1), с.387, 9.104]:

где h_Z1 = h_п1 = 30 мм (см. п. 20), = 990 А/м для стали 2013

из [(1), с. 698, табл. П.17].

Расчетная индукция в зубцах по [(1), с.387, 9.105]:

37. Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора по [(1), с.388, 9.108]:

индукция в зубце:

для B_Z2 = 1,7 находим H_Z2 = 1150 из [(1), табл. П 1.7].

38. Коэффициент насыщения зубцовой зоны:

Если k_Z > 1,5 - 1,6, имеет место чрезмерное насыщение зубцовой зоны; если k_Z < 1,2, то зубцовая зона мало использована или воздушный зазор взят слишком большим.

39. Магнитное напряжение ярма статора по[1, 9.116]:

где

при отсутствии радиальных вентиляционных каналов в статоре

Для B_a = 1,4 из [(1), табл. П1.6] находим H_a = 400 А/м.

40. Магнитное напряжение ярма ротора по [(1), с.395, 9.121]:

где высота ярма ротора:

для B_j = 0,67 Тл находим H_j = 74 из [(1), табл. П1.6].

41. Магнитное напряжение на пару полюсов:

42. Коэффициент насыщения магнитной цепи:

43. Намагничивающий ток:

Параметры рабочего режима.

Класс нагревостойкости изоляции F, расчетная температура

v_расч = 115^о C; для медных проводников ρ₁₁₅ = 10^-6/41 Ом ∙ м.

44. Активное сопротивление обмотки статора:

Длина проводников фазы обмотки:

L₁ = l_ср1 ∙ w₁ = 0,90 ∙ 120=107,63 м

Средняя длина витка:

l_ср1 = 2(l_п1 + l_л1) = 0,90 м;

Длина пазовой части:

l_п1 = l₁ = 0,17 м;

Длина лобовой части:

l_л1 = K_л∙ b_кт +2B = 1,4 ∙ 0,12 + 2 ∙ 0,015 = 0,28 м,

где длина вылета прямолинейной части катушки B = 0,015 м; неизолированная лобовая часть катушки статора

K_л = 1,4 из [(1), табл. 9.23].

Средняя ширина катушки:

длина вылета лобовой части катушки:

l_выл = k_выл ∙ b_кт + B = 0,5 ∙ 0,10+ 0,10 = 0,01 м = 10 мм,

где k_выл = 0,5 из [(1), с.399, табл. 9.23].

Относительное значение:

45. Активное сопротивление фазы обмотки ротора:

где для литой алюминиевой обмотки ротора

ρ₁₁₅ = 10^-6 / 20,5 Ом∙м из [(1), табл.5.1.].

Приводим r₂ к числу витков обмотки статора:

Относительное значение:

46. Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора:

где коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора по [(1), табл. 9.26 и по рис. 9.50, в]:

h₂ = h`_п.к – 2 ∙ b_из = 30,55 – 2 ∙ 0,4 мм =26 мм;

b₁ = 7,72 мм; h₁ = 0; k_β = 0,88; k`<sub>β</sub> = 0,85; l`_δ = l_δ = 0,17 м.

Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния по [(1), 9.159]:

Относительное значение:

47. Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора:

где коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния

h₀ = h₁ + 0,4 ∙ b₂ = 0,02+ 0,4 ∙ 5,42 = 21 мм; b₁ = 6,78 мм;

b_ш = 1,5 мм; h_ш = 0,7 мм; h`_ш = 0,3; q_c= 160,5 мм²

Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния

по [(1), с.376, рис 9.37, б]:

Приводим x₂ к числу витков статора:

Относительное значение: