Выбор главных размеров

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Ввод исходных данных на проектирование

Полезная мощность на валу двигателя P₂ = 3,4 кВт;

Фазное напряжение U₁ = 220 кВт;

Синхронная частота вращения n = 1500 об/мин;

Частота сети f = 50 Гц;

Число фаз m = 3;

Степень защиты IP44.

Высоту оси вращения определяем по таблице в соответствии с заданной мощностью [3]. Принимаем стандартное ближайшее значение h=112 мм; внешний диаметр сердечника статора двигателя 4А в зависимости от высоты оси вращения выбираем по [3]: = 0,195 м.

Внутренний диаметр статора D определяем по выражению

; (1)

,

где k – коэффициент, характеризующий отношение внутреннего и наружного диаметров сердечника статора АД серии 4А при различных числах полюсов, определяется по [3], k_D =0,68.

Полюсное деление рассчитаем по формуле

(2)

где p – число пар полюсов, р = 2.

Расчетную мощность Р’ определим по формуле

(3)

где P₂ – номинальная мощность, P₂ = 3400 Вт;

k_E – коэффициент, характеризующий отношение эдс обмотки статора к номинальному напряжению, по [3]: = 0,97;

h - коэффициент полезного действия;

cos j - коэффициент мощности.

h и cos j определим по графикам в [3]: h = 0,85; cos j = 0,86.

Электромагнитные нагрузки выберем по графикам в [3].

Они имеют следующие значения

А/м,

Тл.

Обмоточный коэффициент по [3] принимаем .

Определим расчетную длину магнитопровода по формуле

(4)

,

где - синхронная угловая скорость,вычислим ее по следующей формуле [3]

; (5)

;

- коэффициент формы поля

.

Критерий правильности l в значительной степени определяет экономические данные машин, а также оказывает влияние на характеристики и условия охлаждения двигателя, определяется по формуле

(6)

Значение коэффициента l находится в допустимых пределах по [2].

2.2 Определение Z₁, w₁ и площади поперечного сечения провода обмотки статора

Расчет и проектирование статора заключается в определении количества пазов, числа витков в фазе, сечения провода и размеров зубцовой зоны статора.

Предельные значения зубцового деления статора t_Z1 по [3] выбираем

t_Z1max=13 мм;

t_Z1min=10 мм.

Определим число пазов статора

; (7)

. (8)

Из ряда стандартных значений принимаем , тогда

(9)

Зубцовое деление статора окончательно определим по формуле

(10)

;

11,6 .

Предварительно определяем число эффективных проводников в пазу при условии, что параллельные ветви в обмотке отсутствуют (а = 1), определим по формуле

; (11)

,

где I_1ном - номинальный ток статора.

; (12)

.

Принимаем а = 1, тогда по [3]

При определении числа эффективных проводников в пазу руководствуемся тем, что должно быть целым числом.

проводников.

Определяем окончательные значения.

а) число витков в фазе обмотки статора:

(13)

б) линейная нагрузка:

; (14)

А/м.

в) значение магнитного потока:

; (15)

.

Для однослойной обмотки с q = 3, k_об1 = k_p1 = 0,96; для D_a = 0,133 м в [2] выберем следующее значение k_E = 0,97.

Индукция в воздушном зазоре:

; (16)

Значения линейной нагрузки и индукции в воздушном зазоре находится в допустимых пределах согласно [3].

Плотность тока в обмотке статора определим по формуле

; (17)

А/м²,

где АJ – произведение линейной нагрузки на плотность тока,по [3] AJ = А²/м³.

Сечение эффективных проводников определим, исходя из тока одной параллельной ветви и допустимой плотности тока в обмотке

(18)

.

Выбираем обмотку из круглого провода.

Сечение эффективного проводника окончательно: выбираем число элементарных проводников , тогда:

(19)

Принимаем обмоточный провод марки ПЭТВ, d_эл = 1,08 мм, q_эл = 0,785 мм²,

q_э.ср =

Плотность тока в обмотке статора окончательно

; (20)

А/мм².