Расчет размеров зубцовой зоны

СЕРДЕЧНИКА СТАТОРА

Всыпную обмотку статора укладывают в полузакрытые пазы одной из трех конфигураций, представленных на рисунке 9.29 [1, с. 361], обеспечивая параллельность боковых граней зубцов. Магнитное напряжение таких зубцов будет наименьшим по сравнению с трапецеидальными зубцами при одном и том же среднем значении индукции в них.

В большинстве отечественных асинхронных двигателей выполняют трапецеидальные пазы, т. е. первой и второй конфигураций, изображенных на рисунке 9.29 [1, с. 361]. Угол наклона клиновой части пазов первой конфигурации при 250 мм обычно равен , при большей высоте оси вращения .

Рекомендуемые значения индукций в зубцах и ярме сердечника статора определяются по таблице 9.12 [1, с. 356]. , представлены в виде диапазонов. Укажите эти диапазоны и примите конкретные предварительные значения , .

Марка электротехнической стали выбирается в зависимости от , [1, с. 386]. Способ изолирования листов и коэффициент заполнения сталью сердечников статора и ротора с номинальным напряжением до 660 В указаны в таблице 9.13 [1, с. 358].

Предварительные значения ширины зубца сердечника статора рассчитываются по формуле 9.37 [1, с. 362], высоты ярма – по формуле 9.28 [1, с. 356].

Предварительные размеры паза сердечника статора в штампе учитывают следующие рекомендации. Ширина шлица паза сердечника статора зависит от способа укладки обмотки в пазы сердечника. При укладке вручную она минимальная и составляет: мм, где – диаметр изолированного обмоточного провода, мм. При механизированной укладке ширина шлица выполняется несколько большей: мм – при совмещенном методе укладки, а при раздельном методе еще более увеличивают. Кроме вышеназванных рекомендаций по выбору размеров можно использовать таблицу 9.16 [1, с. 363], где представлены средние значения при различных и .

Высота шлица паза сердечника статора обычно в двигателях с мм принимается мм, в двигателях с мм мм. Высота шлица должна быть достаточной для обеспечения механической прочности кромок зубцов, удерживающих в уплотненном состоянии проводники паза после заклиновки пазов. Увеличение приводит к возрастанию потока рассеяния паза, что в большинстве случаев нежелательно.

При определении размеров паза в штампе первой конфигурации используются расчетные формулы 9.38–9.41 [1]. В числителе формулы 9.39 [1], к сожалению, упущено значение . Для других конфигураций паза статора формулы легко получаются при условии сохранения постоянства ширины зубцов.

Высота клиновой части паза рассчитывается по формуле 9.45 [1, с. 365], учитывая угол наклона клиновой части.

Высота паза ниже клиновой части рассчитывается по формуле 9.44 [1], но без учета припусков на шихтовку сердечника.

Предварительные размеры паза сердечника статора в свету учитывают припуски на шихтовку, они меньше предварительных размеров паза в штампе. Величины припусков по ширине и высоте паза зависят от высоты оси вращения двигателя и приведены в таблице 9.14 [1, с. 360].

Площадь поперечного сечения паза, остающаяся свободной для размещения проводников обмотки , рассчитывается по формуле 9.48 [1, с. 365]. Площадь поперечного сечения корпусной изоляции - по формуле 9.46 [1], где односторонняя толщина и наименование изоляции в пазу определяются по таблице 3.1 [1, с. 77], при мм и напряжении обмотки до 660 В. При больших высотах оси вращения – по таблице 3.2 [1, с. 78].

Площадь, занимаемая прокладками в пазу (между слоями обмотки – в двухслойной обмотке, под клином и на дне паза – при мм), рассчитывается по формуле 9.47 [1, с. 365], принимая во внимание высоту оси вращения и размеры паза в штампе , . В однослойных обмотках =0.

Коэффициент заполнения паза оценивает плотность укладки проводников обмотки в площадь поперечного сечения паза , свободную от изоляции. Он рассчитывается по формуле 3.2 [1, с. 101] и должен находиться в пределах =0,69÷0,71 для двухполюсных двигателей, =0,72÷0,74 для двигателей с , [1, с. 366].

Если полученное значение ниже названных пределов, то причинами этого могут быть: слишком большая площадь или малая площадь . Уменьшить площадь можно за счет увеличения или (или обоих размеров одновременно), уменьшая ранее принятые предварительные значения индукций , . Если при этом индукция в зубцах и ярме уменьшится ниже рекомендуемых для них пределов, то главные размеры двигателя завышены и электротехническая сталь недоиспользована. В этом случае следует уменьшить длину сердечника статора , принимая решение, что и как будет корректироваться из А, , , . Увеличить площадь возможно увеличением числа элементарных проводников при одновременном пропорциональном уменьшении площади поперечного сечения или увеличении числа параллельных ветвей обмотки так, чтобы плотность тока осталась практически неизменной. Кроме того, увеличить площадь возможно вышеназванными воздействиями при уменьшении плотности тока за счет выбора меньшей величины (АJ₁) из рекомендуемого интервала.

Если полученное значение выше названных пределов, то причинами этого могут являться: слишком малая площадь или большая площадь . Увеличить площадь возможно за счет уменьшения или (или обоих размеров одновременно). При этом необходимо увеличить ранее принятые предварительные значения индукций , . Если понадобится увеличить индукции в зубцах и ярме выше рекомендуемых для них пределов, то главные размеры двигателя занижены и электротехническая сталь недопустимо загружена. В этом случае следует увеличить длину сердечника , принимая решение, как будут корректироваться А, , , . Уменьшить площадь возможно уменьшением числа элементарных проводников при одновременном пропорциональном увеличении площади поперечного сечения или уменьшении числа параллельных ветвей обмотки так, чтобы плотность тока осталась неизменной. Кроме того, уменьшить площадь возможно вышеназванными воздействиями при некотором увеличении плотности тока за счет выбора большей величины (АJ ₁) из рекомендуемого интервала.

После обеспечения коэффициента заполнения паза необходимо уточнить ширину зубца и высоту паза по формулам таблицы 9.17 [1, с. 366]. Проверяется параллельность граней зубца. При небольшом расхождении и , не более 0,5 мм, необходимо для дальнейших расчетов взять их среднюю расчетную ширину. При больших расхождениях, более 0,5 мм, следует изменить соотношения размеров паза. Размеры зубцовой зоны сердечника статора округляют до десятых долей миллиметра.

 

 

Рис. 3. Блок-схема алгоритма расчета размеров зубцовой зоны

сердечника статора