Обмотка статора с трапецеидальными полузакрытыми пазами

Введение

Асинхронные двигатели – наиболее распространенный вид электрических машин, потребляющих до 70% всей вырабатываемой электроэнергии. Их установленная мощность постоянно возрастает.

Асинхронные двигатели широко применяются в приводах металлообрабатывающих, деревообрабатывающих, и других станков, кузнечно-прессовых, ткацких, швейных, грузоподъемных, землеройных машин, вентиляторов, насосов, компрессоров, в лифтах, в ручном электроинструменте, в бытовых приборах и т. д. Нет отросли техники и быта, где не использовались бы асинхронные двигатели.

Главным образом потребности хозяйств удовлетворяют серийные двигатели общего назначения, но в некоторых случаях, когда требуется соблюдение неких дополнительных условий, двигатели могут модифицировать.

В данном курсовом проекте рассмотрен трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором со следующими характеристиками:

1. Номинальный режим работы S1 – продолжительный режим, который характеризуется продолжительностью работы машины, достаточной для достижения установившейся температуры всех частей электрической машины при неизменной внешней нагрузке.

2. Степень защиты от внешних воздействий IP22 –размещение элетрооборудования в неотапливаемых (промышленных) помещениях и под навесами, так как они защищены от попадания капель и конденсации влаги.

3. Способ охлаждения IC01 –защищенный электродвигатель с самовентиляцией (вентилятор расположен на валу электродвигателя).

4. Монтажное исполнение IM1001 – машина с двумя подшипниковыми щитами на лапах и одним горизонтально направленным цилиндрическим концом вала.

5. Климатические условия и категории размещения У3 – машина предназначена для районов с умеренным климатом для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий.

6. Класс нагревостойкости изоляции F –основными элементами которой являются пропитанные ленты, а расчётная рабочая температура устанавливается равной 155°С.

 

Главные размеры

Количество пар полюсов

Высота вращения оси

h=250 мм

Вращающий момент на валу

По значению h определяю предельно допустимые значения D_{н1 max}, припуски на штамповку :

D_{н1 max}=452 мм

Двигатель с h=250 мм выполняется с литой станиной.

Наружный диаметр: D_н1=440 мм

Внутренний диаметр сердечника статора

Принимаю D₁=241,5 мм

Коэффициент k_н=0,98

Определяю предварительно  и

=0.93

=0.93

Расчетная мощность

Вт

Расчетная длина сердечника

 - обмоточный коэффициент

 и  - электромагнитные нагрузки

Выбираю форму паза – трапецеидальная полузакрытая, тип обмотки – двуслойная всыпная из проводов круглого поперечного сечения.

Определяю длину сердечника при отсутствие радиальных вентиляционных каналов

Проверяю соотношения на соответствие оси вращения:

 - верно

 

Сердечник статора

 

    Собирается из отдельных отштампованных листов электротехнической стали толщиной 0.5мм, имеющих изоляционные покрытия для уменьшения потерь в стали от вихревых токов.

    Применяю холоднокатаную изотропную электротехническую сталь марки 2013.

    Использую изолирование листов оксидированием.

Коэффициент заполнения стали

Количество пазов на полюс и фазу

Количество пазов сердечника статора

 

Сердечник ротора

 

Собирается из отдельных отштампованных листов электротехнической стали толщиной 0.5 мм, имеющих изоляционные покрытия для уменьшения потерь в стали от вихревых токов.

    Применяю холоднокатаную изотропную электротехническую сталь марки 2013.

    Использую изолирование листов оксидированием.

Коэффициент заполнения стали

    Для уменьшения влияния моментов высших гармоник на пусковые и виброаккустические характеристики машины ротор имеет скос пазов  на одно зубцовое деление статора .

Воздушный зазор между статором и ротором

Наружный диаметр сердечника ротора

Внутренний диаметр листов ротора

Длина сердечника ротора

Количество пазов  выбирается в зависимости от  и наличия скоса пазов

 

Обмотка статора

 

Обмотка статора с трапецеидальными полузакрытыми пазами

 

    Принимаю обмотку из круглого провода, двухслойную всыпную концентрическую, укладываемую в трапецеидальные полузакрытые пазы, марки ПЭТ-155.

Обмотка шестизонная; каждая зона равна 60 эл град.

Коэффициент распределения

Диаметральный шаг обмотки по пазам

Коэффициент укорочения

Обмоточный коэффициент

Предварительно значение магнитного потока

Предварительно количество витков в обмотке фазы

Предварительно количество эффективных проводников в пазу

Количество параллельных ветвей обмотки статора

Уточненное значение количества витков в обмотке фазы

 

 

Уточненное значение магнитного потока

Уточненное значение индукции в воздушном зазоре

Предварительное значение номинального фазного тока

Уточненная линейная нагрузка статора

Среднее значение магнитной индукции в спинке статора

Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора

Значение магнитной индукции в зубцах статора

Ширина зубца

Припуски на сборку сердечника статора и ротора по ширине  и высоте  составляют 0.2мм.

Определяю размеры трапецеидальных пазов

Высота спинки статора

Высота паза

Большая ширина паза

Ширина шлица

Высота шлица

Меньшая ширина паза

 

Проверка правильности определения b₁ и b₂ исходя из требования b_з1=const

Условие выполняется

Площадь поперечного сечения паза в штампе

Площадь поперечного сечения паза на свету

Среднее значение односторонней толщины корпусной изоляции

Площадь поперечного сечения корпусной изоляции

Площадь поперечного сечения прокладок между верхней и нижней катушками в пазу, на дне паза и под клином

Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой

Коэффициент заполнения паза

Принимаю с=8

Диаметр элементарного изолированного провода

По таблице определяю ближайший стандартный диаметр d^I, соответствующий ему диаметр неизолированного провода d и площадь поперечного сечения S.

d^I=1,558мм

d=0,965мм

S=0,6мм²

Уточняю коэффициент заполнения паза

Уточняю ширину шлица

 

Плотность тока в обмотке статора

Уровень удельной тепловой нагрузки

Из рисунка