double arrow

Расчет паза статора трапецеидальной формы. Коэффициент заполнения паза.

1

Обмотку из круглого провода укладывают в пазы трапецеидальной конфигураций. В большинстве современ­ных двигателей, выполняют трапецеидальные пазы, хотя лучшее за­полнение паза достигается в пазах с овальной нижней частью. Угол наклона грани клиновой части в трапецеидаль­ных пазах у двигателей с h < 250 мм обычно β = 45°, при большей высоте оси вращения β= 30°.

Принцип расчета размеров паза всыпной обмотки проводами. Сначала проводят предварительный выбор размеров, исходя из допустимой индукции в зубцах и ярме статора,

(1)

-Зубцовое деление статора; - индукция в воздушном зазоре; - индукция в зубце статора; Кс- коэф заполнения пакета сталью.

В дальнейшем, после расчета коэффициента заполнения паза проводниками обмотки, полученное значение уточняется.

По допустимым индукциям в ярме и зубцах статора определяют высоту ярма ha и ширину зубца bZ статора по (1).

- индукция в ярме

Далее находят размеры паза в штампе

- внешний диаметр статора; - внутренний диаметр статора.

Размер b1 определяют в зависимости от угла при β = 45°

при β = 30е

Полученные размеры округляют до десятых долей миллиметра.

Высота шлица паза hШ обычно лежит в пределах от 0,5 до 1 мм в зависимости от мощности двигателя. Следует иметь в виду, что hШ должна быть достаточной для обеспечения механической прочности кромок зубцов, удерживающих в уплотненном состоянии проводни­ки паза после заклиновки пазов. Однако увеличение hШ приводит к возрастанию потока рассеяния паза, что в большинстве случаев не­желательно. Обычно в двигателях с h < 132 мм принимают hШ = 0,5 мм, в двигателях с h > 160 мм увеличивают до hШ = 1 мм.

Ширину шлица -паза в статорах, рассчитанных на укладку об­мотки вручную, принимают равной bШ = dиз + (1,5. ..2) мм, где dиз -диаметр изолированного обмоточного провода, мм. Размер bШ дол­жен обеспечить возможность свободного пропуска проводников об­мотки через шлиц с учетом толщины изоляционных технологиче­ских прокладок, устанавливаемых при укладке обмотки для предохранения изоляции проводников от повреждений об острые кромки шлица.

Проектируя серии асинхронных двигателей, размер bШ нормали­зуют. В сериях 4А и АИ он выполняется равным от 1,8 мм в маши­нах малой мощности и до 4 мм в более крупных. Средние значения bШ для двигателей при различных h и 2р приведены в табл.

В клиновой части паза располагают пазовые крышки (в маши­нах с h < 160 мм), а в более крупных машинах — пазовые клинья. Поэтому при расчете площади поперечного сечения паза, использу­емой для размещения обмотки, эти участки не учитывают.

Расчет коэффициента заполнения паза необходимо опреде­лить площадь паза «в свету» учесть площадь поперечного сечения паза, занимаемую корпусной изоляцией Sиз и прокладками в пазу Sпр. Размеры паза «в свету» определяют с учетом припусков на ших­товку сердечников Δbп и Δh п:

где Δbп и Δh п по 0,1 мм.

Площадь поперечного сечения трапецеидального паза, в кото­рой размещаются обмотка, корпусная изоляция и прокладки, м2,

высота клиновой части паза при β=450 при β=300

Площадь, занимаемая корпусной изоляцией в пазу, м2, где bиз— односторонняя толщина изоляции в пазу, м

; Площадь поперечного сечения паза, остающаяся свободной для размещения проводников обмотки,

Контролем правильности размещения обмотки в пазах является значение коэффициента заполнения паза:

- число эффективных проводников в пазу; - число элементарных проводников в пазу.

Он должен находиться в пределах k3 = 0,69...0,71 для| двигателей с 2р -2 и k3 =0,72...0,74 для двигателей с > 4.

Если полученное значение ниже указанных пределов, то площадь паза следует уменьшить за счет увеличения ha, или bz, или обоих размеров одновременно в зависимости от принятого при их рас­чете значения индукции. Индукция в зубцах и ярме статора при этом уменьшится. Уменьшение индукции ниже пределов, указанных в табл, показывает, что главные размеры двигателя завышены и активная сталь недоиспользована. В этом случае следует умень­шить длину сердечника или перейти на ближайшую меньшую высоту оси вращения.

Часто расчет показывает, что значение k3 оказывается выше указанных пределов. Это недопустимо, так как при чрезмерно высоких k3 проводники обмотки во время укладки приходится очень сильно уплотнять в пазах. Их изоляция может быть повреждена или, по ме­ньшей мере, ослаблена, что вызовет резкое уменьшение надежности обмотки. Для уменьшения k3 надо, взяв предельно допустимые значения Bz и Ва пересчитать размеры bz и ha. К уменьшению k3 приводит также уменьшение числа элементарных проводников ,которое возможно при одновременном пропорциональном увеличении площади поперечного сечения qэл или уменьшении числа параллельных ветвей обмотки с тем, чтобы плотность тока осталась неизменной. Если и при этом значение k3 остается выше допустимого, следует сделать вывод, что принятые главные размеры двигателя занижены. Необходимо просчитать другой вари­ант, увеличив или перейдя на большую высоту оси вращения.

13.Расчёт магнитной цепи АД. Особенность в расчёте МДС (при ВZ1(2)<1,8 Тл; ВZ1(2)>1,8 Тл). Оценка качества расчёта.

Задача расчета магнитной цепи заключается в нахождении МДС, необходимой для создания заданного потока. Расчёт проводят с учётом насыщения стали зубцов статора и ротора, которое приводит к уплощению формы кривой индукции в воздушном зазоре.

– или следует выбирать напряжённость по специальным таблицам для зубцов.

В основу расчёта магнитной цепи положен закон полного тока .

Делается допущение, что участки МЦ выбираются таким образом, что в пределах каждого из них напряженность магнитного поля распределялась равномерно, поэтому закон полного тока:

Fц=Fd +Fz1 +Fz2 +Fa +Fj

1)

Кd – коэффициент, учитывающий зубчатость статора и ротора (при закрытых пазах ротора Кd2=1).

Кdd1× Кd2

2)МДС зубцов статора и ротора.

Fz1=2·hz1·Hz1,

Fz2=2·hz2·Hz2,

hz-высота зубца. Hz-напряженность зубцовой зоны,

Если индукция <1.8 Тл, то напряжённость определяется по таблицам.

Если индукция в одном или нескольких сечениях зубца окажется >1,8 Тл, то необходимо учесть ответвление части потока зубцового деления в паз, при котором действительная индукция в зубце уменьшается по сравнению с расчётной.

Для учёта этого условия вводится коэффициент Кпх- коэф. вытеснения силовых линий.

В этом случае напряженность определяется по специальным кривым.

3) Магнитное напряжение ярма статора и ротора Fa=La·Ha, Fj=Lj·Hj.

Оценка качества расчёта:

Коэффициент насыщения зубцовой зоны:

Коэффициент насыщения магнитной цепи .

Намагничивающий ток

Относительное значение намагничивающего тока .

15 Главные размеры ДПТ(основное уравнение проектирования) Электромагнитные нагрузки А и Вδ, их влияние на хар-ки машины

Наружный диаметр якоря D, расчетная длина якоря ld.

По заданной мощности шкале увязки определяется высота оси вращения, по h определяется D.

Предварительное значение электромагнитной мощности, Вт,

Расчетная длина воздушного зазора, м,

где nном– номинальная частота вращения двигателя, об/мин;

ad– коэф. полюсного перекрытия 0.62-0.75;

­ad ведет к ­ полюсной дуги bd, следовательно, ¯ межполюсное окно, что приводит к проникновению основного потока в межполюсное окно и ухудшению коммутации.

A-линейная нагрузка.

При ­А (при постоянной геометрии листа якоря) ­ число проводников обмотки якоря N, ­число витков секции WC, ¯сечение проводника Þ­J –плотность тока, ­ сопротивление якоря Þ­потери и ¯КПД, ухудшается тепловой режим машины, с ­ WC ухудшаются показатели коммутации (возрастают реактивная ЭДС ер и ЭДС вращения ев). Для улучшения коммутации необходимо увеличивать МДС дополнительных полюсов.

Bd- маг.инд. в воздушном зазоре – характеристика магнитной цепи.

С­Bd (при постоянной геометрии листа якоря) ­ BZ1Þ ­Fd ­Fz- растёт суммарная МДС FS обмотки возбуждения, ­число витков ОВ, ­добавочные и основные потери в стали. Значение Bd определяется значение Вqd что приводит к ухудшению коммутации.

Кроме того при увеличении индукции в воздушном зазоре насыщаются отдельные участки магнитной цепи.

Основное ур. проектирования- определяет связь гл размеров ЭМ с номинальными данными машины и нагрузками.

; - ЭДС обмотки статора ( якоря)

; - основной магнитный поток в зазоре

Постоянная Арнольда

Она показывает использование активной части машины на единицу мощности.

Электромагнитные нагрузки показывают эффективность использования активной части машины. А-линейная нагрузка определяется отношением тока всех витков обмотки к длине окружности. Её значение показывает какой ток приходится в среднем на единицу длины окружности зазора машины. Является характеристикой пазовой части магнитопровода статора (якоря). определяет активное сопротивление, площадь пазов, плотность тока, КПД, тепловой режим, cosφ. Вδ- индукция в воздушном зазоре, определяет поток машины при данном диаметре по зазору и числу полюсов и уровень индукции в отдельных частях магнитопровода. Чем выше нагрузки тем больше коэффициент использования. Индукция определяет МДС которая необходима для наведения заданной ЭДС в обмотках. Влияет на использование магнитной цепи, КПД, cosφ, нагрев.

1

Сейчас читают про: