Числа витков и выбор провода обмотки статора

В электрических машинах с номинальным напряжением до 660 В и мощностью до 100 кВт обмотки выполняются из круглого обмоточного провода, укладываемого в трапецеидальные полузакрытые пазы. Наибольший диаметр провода, применяемый для всыпных обмоток, не превышает 1,8 мм, так как провода большего диаметра имеют слишком большую жесткость и плохо уплотняются в пазах во время укладки. Нужное сечение эффективного проводника обеспечивается выполнением обмотки из нескольких элементарных проводников.

Зубцовое деление сердечника статора выбирается по рисунку 9.26 [1, с. 351]. Рекомендуемые значения зубцового деления = получаются в виде диапазона .

Число пазов сердечника статора определяется по формуле 9.16 [1, с. 351], так же в виде диапазона возможных значений. Окончательное число пазов сердечника статора следует выбирать из диапазона, руководствуясь налагаемыми требованиями симметрии обмотки и желательным значением числа пазов на полюс и фазу . Поэтому число пазов сердечника статора должно быть кратно числу фаз его обмотки. Число пазов на полюс и фазу в двигателях с однослойными обмотками и в большинстве двигателей с двухслойными обмотками (за исключением многополюсных) должно быть целым.

Окончательное значение зубцового деления сердечника статора не должно выходить за рекомендуемый диапазон более чем на 10 %. В любом случае мм, исходя из механических (прочностных) соображений.

Предварительное число эффективных проводников в пазу сердечника статора вначале определяют при условии, что параллельные ветви в обмотке статора отсутствуют , по формуле 9.17 [1, с. 352].

Окончательное число эффективных проводников в пазу должно быть обязательно целым, а в двухслойной обмотке - еще и четным. Взаимосвязь между окончательным и предварительным числом эффективных проводников в пазу определяется формулой 9.19 [1, с. 352]. Подобрают такое число параллельных ветвей обмотки, чтобы обеспечить, без грубых округлений, целое или четное . Возможные значения числа параллельных ветвей обмотки зависят от ее типа и числа полюсов. Максимальное число параллельных ветвей двухслойной обмотки статора равно числу ее полюсов, однослойной – числу пар полюсов.

Отсутствие грубых округлений в уточненном значении будет в дальнейшем подтверждено получением уточненных значений электромагнитных нагрузок в рамках рекомендуемых или, в крайнем случае, допустимых диапазонов.

Принятое на данном этапе расчетов число параллельных ветвей обмотки в дальнейшем, при выборе ее провода, может потребовать изменения.

Уточненное окончательное значение линейной нагрузки А рассчитывается по формуле 9.21 [1, с. 353] и сравнивается с рекомендуемым пределом.

Уточненное окончательное значение индукции в воздушном зазоре рассчитывается по формуле 9.23 [1, с. 353] и сравнивается с рекомендуемым пределом. При этом используется уточненное значение потока Ф, вследствие уточнения обмоточного коэффициента . Обмоточный коэффициент - произведение коэффициентов распределения и укорочения . Коэффициент распределения обмотки определяется для первой гармоники с учетом обеспеченного по таблице 3.16 [1, с. 112]. Коэффициент укорочения (только для двухслойных обмоток) рассчитывается для первой гармоники по формуле 3.6 [1, с. 108], принимая во внимание реальное значение относительного шага обмотки . Для однослойных обмоток .

Уточненные значения электромагнитных нагрузок могут выходить за рекомендуемые пределы, но не более чем на 5 %. Если это требование не выполнено, то следует принять другое значение числа эффективных проводников в пазу и повторить расчет.

Предварительная плотность тока в обмотке статора определяется по формуле 9.25 [1, с. 354], где А - уточненное значение линейной нагрузки; - произведение линейной нагрузки и плотности тока определяется по рисунку 9.27, [1, с. 355] в виде диапазона. Укажите рекомендуемый диапазон и примите конкретное предварительное значение.

При выборе предварительного значения из диапазона необходимо принимать во внимание, что выбор наибольшего значения вызовет, во-первых, увеличение предварительной плотности тока. То есть будет ориентировать на повышенное использование обмоточного провода как одного из активных материалов. Во-вторых, вызовет повышение

 

 

Рис. 2. Блок-схема алгоритма определения Z₁,w₁

и выбора провода обмотки статора

температуры обмотки и снижение КПД. Причем, в асинхронных двигателях общего назначения, вследствие принятой в них системе косвенного охлаждения, влияние плотности тока на нагрев обмотки более существенно, чем на КПД.

Предварительная площадь поперечного сечения эффективного проводника обмотки рассчитывается по формуле 9.24 [1, с. 353], а уточнение площади поперечного сечения всыпных обмоток проводится с использованием таблицы П3.1 [1, с. 713].

В обмотках, предназначенных для механизированной укладки, диаметр изолированного провода обычно берут не более 1,4 мм, а при ручной укладке – не более 1,7 мм. Для обеспечения названных требований к диаметру изолированного провода сечение эффективного проводника формируют из нескольких одинаковых элементарных проводников правильно выбранного диаметра. Суммарная площадь сечения этих элементарных проводников должна быть близка к предварительному сечению эффективного проводника.

Во всыпных обмотках число элементарных проводников в одном эффективном не должно превышать 6÷8, чтобы не создавать технологические трудности намотки катушек. Обеспечение этого требования может вызвать увеличение числа параллельных ветвей обмотки статора. В этом случае возникнет необходимость скорректировать ранее принятое решение.

Марки проводов, приведенные в таблице П3.1 [1, с. 713], соответствуют классу нагревостойкости F (ТИ 155). По своим электроизоляционным свойствам они идентичны. Но провода марки ПЭТ имеют повышенную стойкость к действию теплового удара по сравнению с ПЭТ-155. Тип эмалевой изоляции – высокопрочная эмаль на полиэфироимидной основе.

После окончательного выбора числа элементарных проводников , их сечения , числа параллельных ветвей уточняется плотность тока в обмотке по формуле 9.27 [1, с. 356].