Выбор величины воздушного зазора для АМ, влияние на характеристики

Правильный выбор воздушного зазора во многом определяет энергетические показатели АД.

С уменьшением d, происходит уменьшение магнитного сопротивления и магнитного напряжения, которые составляют основную часть суммарной МДС магнитной цепи всей машины. Поэтому уменьшение d привод к уменьшению МДС магнитной цепи и намагничивающего тока двигателя, благодаря чему возрастает cosj и ¯ потери в меди. Чрезмерное ¯ d приводит к ­ амплитуды пульсаций индукции в d и в следствии этого приводит к ­ поверхностных и пульсационных потерь. Поэтому h с очень маленьким d не улучшается а чаще становится меньше. В современных АМ d выбирают исходя из минимума суммарных потерь. Так как при ­d потери в меди­а, поверхностные и пульсационные¯, то выбирают исходя из минимальной суммы потерь.

Если Р<20кВт то при 2р=2, d=(0,3±1,5D)10^-3, при 2р=4, d=(0,25+D) 10^-3; Если Р>20кВт, то d=(D/1,2)(1+9/2p)10^-3.

Если d£0,5 то его округляют до ближайшего 0,5мм.

Поверхностные и пульсационные потери зависят не только от амплитуды пульсаций индукции в ВЗ, но и от их частоты. В быстроходных двигателях частота пульсаций большая, поэтому в них ВЗ делают большим, что уменьшает амплитуду пульсаций. В статорах высоковольтных машин применяют только открытые пазы, что при малых зазорах приводит к увеличению пульсаций, поэтому в этих машинах d=1,5-2 мм.

5. Форма паза ротора АМ. Влияние формы и открытия паза на пусковые характеристики.

Короткозамкнутые обмотки роторов асинхронных машин выполняют двух типов: сварные и литые. В сварных конструкциях стержни обмоток устанавливаются в пазы, после чего с торцов ротора к ним приваривают замыкающее кольцо. при литых конструкциях одновременно заливают как одно целое и стержни и замыкающие кольца. На замыкающих кольцах отливают так же вентиляционные лопатки. КЗ обмотки не имеют определённого числа фаз и числа полюсов. Один и тот же ротор может работать в машинах статоры которых выполнены на различное число полюсов. обычно принято считать что 1 стержень это 1 фаза на роторе. Обмоточный коэффициент такой обмотки равен 1. при проектировании внимание следует уделять выпору числа пазов, так как в воздушном зазоре присутствует целый спектр высших гармоник, каждая из которых наводит ЭДС в обмотке ротора.

Плотность тока в стержнях закрытого обдуваемого исполнения при заливке алюминием (2,5-3,5)*10⁶ А/м², для меди (4,0-8,0). Плотность тока в замыкающих кольцах выбирается на 15-20% ниже чем в стержнях. Так как они имеют лучшие условиям охлаждения и являются своего рода радиатором охлаждающие стержни. Для улучшения пусковых характеристик, за счёт увеличенного сопротивления колец

Форма паза и конструкция обмотки короткозамкнутого ротора определяются требованиями к пусковым характеристикам двигате­ля и его мощностью. В асинхронных двигателях мощностью до50...60 кВт обычно выполняют грушевидные пазы и литую обмотку из алюминия (А). Размеры паза выбирают такими, чтобы зубцы ротора имели параллельные грани. Роторы более крупных машин с прямоугольными пазами выпол­няют со вставными медными стержнями или с литой алюминиевой обмоткой (В,Г). Прямоугольные открытые пазы встреча­ются в короткозамкнутых роторах многополюсных асинхронных двигателей. Стержни обмотки, выполненные из алюминиевых шин прямоугольного сечения (Д ), устанавливают в открытые пазы ротора и закрепляют, расчеканивая их верхнюю часть.

Для увеличения пусковых моментов двигателей прямоугольные пазы делают узкими и глубокими, так как эффект вытеснения тока в них возрастает с увеличением высоты стержня. Роторы с такими па­зами называют глубокопазными.

В асинхронных двигателях при небольшом числе полюсов часто не удается получить требуемый пусковой момент даже при глубоко-пазных роторах, поэтому переходят к роторам с фигурными пазами. Применяют различные конфигурации фигурных пазов (Е-И). Все они имеют характерную особенность — уменьшенную ширину верхней части паза по сравнению с нижней, что позволяет в большей степени использовать эффект вытеснения тока при боль­ших скольжениях.

Обмотки со стержнями более сложной формы, например, ло­паточные стержни (З), выполняют заливкой алюминием или его сплавами. Колбообразные пазы с круглой нижней частью (И ) в настоящее время почти не применяют из-за менее удачного, чем при лопаточных пазах, использования стали зубцовой зоны.

Асинхронные двигатели, предназначенные для приводов меха­низмов с тяжелыми условиями пуска, часто выполняют с двухкле-точными роторами (К,Л), в которых на каждом зубцовом делении размещены один над другим два стержня. Каждая система стержней образует свою обмотку: верхние стержни, лежащие ближе к зазору, — пусковую, а нижние — рабочую.

Двойную клетку выполняют в двух вариантах: с общими замы­кающими кольцами,когда каждое кольцо замыкает од­новременно стержни и пусковой, и рабочей клеток, либо с раздель­ными замыкающими кольцами.В последнем случае с каждого торца ротора располагают по два кольца, одно из которых замыкает только стержни пусковой, а другое — стержни рабочей клетки.

При любой конфи­гурации паза уменьшение ширины верхней части стержней и уве­личение их высоты приводят к увеличению пускового момента, но одновременно увеличивается коэффициент магнитной прово­димости паза и растет индуктивное сопротивление обмотки рото­ра. Это в некоторых случаях может играть положительную роль — как фактор, ограничивающий пусковые токи, но в то же время увеличение индуктивного сопротивления ротора приводит к ухудшению коэффициента мощности при номинальном режиме работы и к снижению М_max.

Характерно для двигателей с двухклеточными роторами, имеющими большие пусковые моменты, но низкие коэффициенты мощности при номинальном режиме, так как поток пазового рассе­яния в перемычке между стержнями рабочей и пусковой клеток до­стигает больших значений. Поэтому для обеспечения высоких энер­гетических показателей номинального режима следует прежде всего ориентироваться на пазы ротора с широкой верхней частью — гру­шевидные (А ). Пазы других форм (прямоугольные, фи­гурные) или двойную клетку применяют только в том случае, когда пусковые характеристики двигателя с ротором, имеющим грушевидшые пазы не удовлетворяют данным требованиям.

6. Зависимость М=f(s) для АД, характерные точки s_п, s_кр, s_ном.