Выбор число пазов и типа обмотки статора. Расчет обмотки и размеры зубцовой зоны статора

 

Определение размеров зубцовой зоны статора начинаем с выбора числа пазов . Число пазов статора неоднозначно влияет на технико-экономические показатели машины. Если увеличить число пазов статора, то улучшается форма кривой ЭДС и распределение магнитного поля в воздушном зазоре. В тоже время уменьшается ширина паза и зубца, что приводит к снижению коэффициента заполнения паза медью, а в машина небольшой мощности может привести к недопустимому снижению механической прочности зубцов. Увеличение числа пазов статора увеличивает трудоемкость выполнения обмоточных работ, увеличивается сложность штампов, а их стойкость снижается.

Определяем граничные значения зубцового деления по рисунку 3.1 [1] при м, м:

 

м, м.

 

Определяем диапазон возможных значений чисел пазов статора:

 

; (2.1)

 

.

 

Определяем число пазов на полюс и фазу:

 

, (2.2)

 

При :

 

.

 

Определяем зубцовое деление статора:

 

; (2.3)

 

м.

Определяем номинальный ток обмотки статора:

 

, (2.4)

 

где В — номинальное фазное напряжение.

 

А.

 

Определяем число эффективных проводников в пазу статора (предварительно) при отсутствии параллельных ветвей обмотки статора :

 

; (2.5)

 

.

 

Число параллельных ветвей обмотки , так как при этом выполняется два условия: и — четное число при двухслойной обмотке.

Определяем число витков в фазе:

 

; (2.6)

 

.

 

Уточняем значение линейной токовой нагрузки:

 

; (2.7)

 

А/м².

 

Согласно рекомендации [1] станица 20, выбираем двухслойную всыпную обмотку из медного провода круглого сечения. Обмотку статора укладываем пазы в ручную.

Определяем коэффициент распределения:

 

; (2.8)

 

.

 

Определяем шаг обмотки по пазам:

 

, (2.9)

 

где — относительный шаг обмотки, выбираем согласно [1] страница 21.

 

.

 

Обмотку выполняем с укороченным шагом.

Определяем коэффициент укорочения шага обмотки статора:

 

; (2.10)

 

.

 

Определяем обмоточный коэффициент:

 

; (2.11)

 

.

 

Определяем магнитный поток в воздушном зазоре машины:

 

; (2.12)

 

Вб.

 

Уточняем значение магнитной индукции в воздушном зазоре:

 

; (2.13)

 

Тл.

 

Определяем плотность тока в обмотке статора:

 

, (2.14)

 

где А²/м³ — тепловой фактор, выбираем согласно [1] рисунок 3.9.

 

А/м².

 

Определяем предварительное значение сечения эффективного проводника обмотки статора:

 

; (2.15)

 

м².

 

Выбираем , тогда мм².

Выбираем марку обмоточного провода. Класс изоляции F (ТИ 155), при высоте оси вращения мм. Провод марки ПЭТ со следующими параметрами, по таблице Б.1 [1]:

мм — номинальное значение диаметра неизолированного провода;

мм — среднее значение диметра изолированного провода;

мм² — площадь поперченного сечения неизолированного провода;

— площадь поперечного сечения эффективного проводника.

В качестве пазовой изоляции, пазовой крышки и изоляции между слоями выбираем пленкостеклопласты марки «Имидофлекс» класса нагревостойкости F (ТИ 155).

Магнитопровод статора и ротора выполняем шихтованным из электротехнической стали толщиной 0,5 мм, марки 2212, способ изолировки листов — оксидирование, согласно рекомендациям таблицы 3.2 [1].

Принятые обозначения размеров зубцовой зоны показаны на рисунке 2.2.

 

Рисунок 2.2 — К определению размеров зубцовой зоны статора

 

 

Определяем предварительное значение ширины зубца статора:

 

, (2.16)

где Тл — магнитная индукция в зубце статора;

— коэффициент заполнения пакета сталью. Выбираем по рекомендациям предоставленным в таблице 3.2 [1].

 

м.

 

Определяем предварительное значение высоты ярма статора:

 

, (2.17)

 

где Тл — магнитная индукция в ярме статора.

 

м.

 

Определяем предварительное значение высоты паза статора:

 

; (2.18)

 

м.

 

Угол наклона грани клиновой части паза , согласно [1] страница 30.

 

Определяем размеры паза статора:

 

, (2.19)

 

где м — высота шлица, согласно таблице 3.4 [1];

м — ширина шлица, согласно таблице 3.4 [1].б5

 

м.

 

; (2.20)

 

м;

 

; (2.21)

 

м;

 

; (2.22)

 

м.

 

Уточняем значение высоты паза статора:

 

; (2.23)

 

м.

 

Полученные размеры определяют размеры паза в штампе. Для дальнейших расчетов необходимо определить размеры паза в свету после шихтовки.

Определяем размеры паза в свету:

 

, (2.24)

 

где мм — величина припуска на шихтовку по ширине;

 

мм;

 

; (2.25)

 

мм;

 

, (2.26)

 

где мм — величина припуска на шихтовку по высоте;

 

мм.

 

 

1 — пазовая изоляция; 2 — пазовая крышка; 3 — изоляция между слоями

Рисунок 2.3 — Пазовая изоляция обмотки статора

 

Определяем площадь поперечного сечения пазовой изоляции:

 

, (2.27)

 

где мм — толщина пазовой изоляции (рисунок 2.2, позиция 1), согласно таблице 3.1 [1];

 

мм².

 

Определяем площадь поперечного сечения изоляции между слоями:

 

, (2.28)

 

где мм — толщина изоляции между слоями (рисунок 2.2, позиция 3), согласно таблице 3.1 [1];

 

мм².

 

Определяем свободную площадь паза:

 

; (2.29)

 

мм².

 

Определяем коэффициент заполнения свободной площади паза обмоточным проводом:

 

, (2.30)

 

 

Значение коэффициента заполнения свободной площади паза укладывается в рекомендуемый интервал , что свидетельствует о хорошем использовании зубцовой зоны статора.

Определяем уточненные значения ширины зубца, соответствующие размерам паза и :

 

; (2.31)

 

мм;

 

; (2.32)

 

мм.

 

Определяем среднее значение ширины зубца статора:

 

; (2.33)

 

мм.

 

Определяем расчетное значение ширины зубца статора:

 

; (2.34)

 

мм.

 

Определяем расчетное значение высоты зубца статора:

 

; (2.35)

 

мм.

 

Определяем уточненное значение высоты ярма статора:

 

; (2.36)

 

мм.

 

Выбор воздушного зазора

 

 

Воздушный зазор является одним из основных размеров асинхронного двигателя, так как он влияет на энергетические и виброакустические показатели, на использование активных материалов и надежность машины. Правильный выбор воздушного зазора определяет качество проектируемого двигателя.

Определяем величину воздушного зазора по формуле:

 

; (3.1)

 

мм.