Проектирование асинхронного электродвигателя общепромышленного назначения

      

3.11 Ширина зубцов в_z1, мм, определяется по допустимому значению магнитной индукции в зубце статора (см. табл.3.1):

                                      (3.10)

                                                   

= 1,836

где К_с = 0,97¸0,95 – коэффициент заполнения сталью магнитопровода статора и ротора ( 0,97 для h =50¸250 мм; 0,95 для h =280¸355 мм).

3.12  Высота спинки статора,  мм:

                                     (3.11)

                                                      

3.13 Высота зубца,  мм:

                           (3.12)

                                                 

3.14  Наименьшая ширина трапециидального  паза в штампе, мм:

                                   (3.13)

                                                     

                                                        - минимальное значение зубцового деления, мм.

                                                   

Наибольшая ширина паза в штампе, мм:

                                   (3.14)

                                                    

                                                        - максимальное значение зубцового деления, мм.

                                                   

Среднее значение паза:               

                                                (3.15)

 

                                                            

3.15 Ширина шлица  _ш1 = 3,7 мм.

Высота шлица h_ш1 = 1 мм.

Угол b =45° , h = 160 мм.

3.16 Высота клиновой части паза h_к1, мм:

при b = 45°                         (3.16)

при b = 30°                         (3.17)

                                                   при b = 45°                         

3.17 Площадь поперечного  сечения паза в штампе, мм²:

S_п1=0,5×(в_п+в_п’)×h_п1+0,5×(в_п’+в_ш1)×h_к1+в_ш1×h_ш1              (3.18)

 

S_п1=0,5×(6,472+6,272)×22,614+0,5×(6,272+3,7)×1,386+3.7×1=154,7 мм²             

 

где   - высота (глубина) паза, мм.

                                        

3.18 Размеры паза в свету определяются  с учетом припусков на шихтовку  и сборку сердечников ∆ в_п и ∆ h_п:

в_п’ = в_п - ∆ в_п;                                          (3.19)

h_п1’ = h_п1 - ∆×h_п                                         (3.20)

в_п’ = 6,272

_;        h_п1’ = 22,414

   

19. Площадь поперечного сечения паза, занимается обмоткой, мм²:

                                      (3.21)

                           

Площадь поперечного сечения корпусной  изоляции, мм²:

,                            (3.22)

=0,4

где - односторонняя толщина корпусной изоляции, мм:

 

20.  Площадь прокладок в пазу, мм²:

для двигателей с h =50¸250 мм:

                                 (3.23)

 

3.21 Коэффициент заполнения паза:

                                      (3.24)

                                                         

 

Полученное значение должно находится  в рекомендуемых пределах: К_З=0,7¸0,75.

Одним из важнейших параметров обмотки статора является обмоточный коэффициент, который для основной группы гармоник ЭДС обмотки статора  равен:

 

,                                      (3.25)

 

Значения коэффициентов К_у1, К_р1 и К_об1 для трехфазных двухслойных обмоток статора двигателей серии 4А приведены в таблице 3.4.

 

К_у1 = 0,951

К_р1 = 0,957

К_об1 = 0,91

 

 

3.22  Магнитная индукция  в воздушном зазоре (уточненная), Тл:

                                       (3.26)

                                             

где Ф – магнитный поток, Вб:    

                                 (3.27)

                                                   

23. Воздушный зазор, м:

для двигателей средней и большой мощности:

                             (3.28)

                                                          

3.24  Размеры катушек статора:

          среднее зубцовое деление:

                                 (3.29)

                                                           

средняя длина катушки:  

,                                  (3.30)

                                                       

у_1ср = 15 мм:

                     (3.31)

                                        

 

средняя длина  витка обмотки статора, мм:

                               (3.32)

                                                   

длина лобовой  части обмотки, мм:

при h ³ 160 мм                                (3.33)

                                               

 

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ПАЗОВ РОТОРА.

             РАСЧЕТ КОРОТКОЗАМКНУТОЙ ОБМОТКИ  И ЗУБЦОВОЙ

             ЗОНЫ РОТОРА.

 

4.1  Z₁ = 60

Z₂ = 50

 

4.2  Ширина зубца ротора  , мм, с учетом значения В_Z2max из таблицы 4.2:

                                           (4.1)

где t₂ – зубцовое деление по наружному диаметру ротора D_2нар, мм:

                            (4.2)

                                             

                                                         

 

4.3 Длина ротора принимается равной длине статора, т.е.: _, тогда ток в стержне ротора, А:

                                           (4.3)

                                              

 где k_i – коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания от сопротивления обмоток, определяется по рисунку приложения 10;

       v_i – коэффициент приведения токов:

                                    (4.4)

                                                        

4. Площадь поперечного сечения стержня, м²:

                                                 (4.5)

где J₂ = 3,3∙10⁶

                                              

В асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором серии 4А с высотой оси:

в двигателях с h =160¸250 мм выполняют грушевидные полузакрытые пазы с размерами:               

Высота перемычки над пазом  в двигателях с 2р³4 выполняют равной =0,3 мм;

 

5.  Допустимая ширина зубца, мм:

                                (4.6)

                                            

6. Размеры паза:

диаметр в верхней части паза, мм:

                   (4.7)

диаметр в нижней части паза, мм:

                            (4.8)

                                              

                                  (4.9)

                                               

Полная высота паза, мм:

                           (4.10)

                                       

сечение стержня, мм²:

                      (4.11)

                                           

7. Плотность тока в стержне, А/м²:

                                           (4.12)

                                                                     

4.8 Размеры короткозамыкающего  кольца литой клетки ротора  определяются выражениями:

площадь поперечного сечения: 

                                     (4.13)

=1372

где ∆ =2×sin                          (4.14)

∆=0,2

b_кл=1,25×h_п2;  

;         

b_кл = 54,6

= 25,12

                                       (4.15)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ СТАТОРА И РОТОРА

1. Расчет магнитной цепи проводится для определения МДС и намагничивающего тока статора, необходимого для создания в двигателе требуемого магнитного потока. Магнитная цепь четырехполюсной машины состоит из пяти последовательно соединенных участков: воздушного зазора d, зубцовых слоев статора h_z1 и ротора h_z2, спинки статора l_cт1. МДС обмотки статора на пару полюсов åF определяется как сумма магнитных напряжений всех перечисленных участков магнитной цепи:

                     (5.1)

где F_d – МДС воздушного зазора;

       F_z1 – МДС зубцовой зоны статора;

       F_z2 – МДС зубцовой зоны ротора;

       F_c1, F_c2 – МДС ярм статора и ротора.

2. Магнитная индукция в зубце статора, Тл:

                                          (5.2)

3. Магнитная индукция в зубце ротора, Тл:

                                          (5.3)

4. Магнитная индукция ярма статора, Тл:  

                                        (5.4)

5. Магнитная индукция ярма ротора, Тл:

                                        (5.5)

где - расчетная высота ярма ротора, мм:

при посадке сердечника непосредственно  на вал в двигателях с 2р=2 (или 4):

                       (5.6)

где d_к2 – диаметр аксиальных каналов ротора;

       m_к2 – число рядов аксиальных каналов; 

В двигателях серии 4А при h =250 мм:  m_к2 =10;  d_к2 =15¸30 мм;

         при h =280¸355 мм:  m_к2 =12;  d_к2 =20¸30 мм;

                     при h >355 мм:  m_к2 =9;  d_к2 =55¸100 мм.

                     при  h<250 мм аксиальных каналов не выполняют.

Большее число диаметра соответствует  большему 2р. 

6. Магнитное напряжение воздушного зазора, А:

                                 (5.7)

где - коэффициент воздушного зазора:

                                            (5.8)

коэффициент воздушного зазора статора:

                                      (5.9)

коэффициент воздушного зазора ротора:

                                   (5.10)

7. Магнитное напряжение зубцовых зон статора, А:

                                     (5.11)

где - расчетная высота зубца статора, м.

Значение напряженности поля в  зубцах , (А/м), находят в соответствии с индукцией В_z по кривой намагничивания для зубцов принятой марки стали (приложение 7).

8. Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора, А: