Паз статора рассчитываем в соответствии с рис.1 с соотношением размеров, обеспечивающих параллельность боковых граней зубцов.
Рис. 1 - Трапецеидальные пазы статора
Принимаем предварительно по табл. 8.10 [1, с.289]: ; , тогда
, |
где – коэффициент заполнения сердечника сталью, по табл. 8.11 [1, с.290].
.
По выбранным значениям индукций определяем высоту ярма статора:
. |
Принимаем размеры паза в штампе:
ширина шлица паза – ;
высота шлица паза – .
Принимаем угол наклона грани клиновой части в трапецеидальных пазах с [1, с.294].
Высоту паза определяем по формуле:
. |
Получим: .
Размер определяют в зависимости от угла :
. |
.
. |
.
. |
Сумма размеров по высоте и ширине паза всех проводников и изоляции с учетом необходимых допусков на разбухание изоляции и на укладку обмотки определяет размеры части паза, занятой обмоткой.
Полученные при расчете заполнения паза его размеры являются размерами паза “в свету”, т.е размерами реального паза в собранном шихтованном сердечнике с учетом неизбежной при этом “гребенки”, образующейся за счет допусков при штамповке листов и шихтовке магнитопроводов.
Размеры паза “в свету” будут меньше, чем в штампе, т.е чем размеры паза в каждом отдельном листе штамповки, на величину припусков:
по ширине паза ;
по высоте паза .
Размеры паза “в свету” с учетом припуска на сборку:
, |
где , и – размеры паза “в свету”, полученные при расчете заполнения паза проводниками обмотки изоляцией.
Тогда
;
;
.
Площадь поперечного сечения трапецеидального паза, в которой размещаются обмотка, корпусная изоляция и прокладки:
, |
где – площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу, ;
– площадь, занимаемая прокладками в пазу (на дне паза, под клином и между слоями в двухслойной обмотке):
. |
Площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу находим по формуле:
, |
где – односторонняя толщина изоляции в пазу по табл. 3.1 [1, с.74].
Получим
.
.
Тогда
.
Контролем правильности размещения обмотки в пазах является значение коэффициента заполнения паза:
. |
Окончательно
.
Полученное значение допустимо для механизированной укладки обмотки.
Выполняем сравнение параметров проектируемого АД, полученных в данном разделе, с теми же параметрами аналога:
Величина | |||
Проектируемый АД | 9,009 | 14,243 | 29,984 |
Аналог | 10,5 | 14,9 | 28,2 |
Расчет ротора
Определяем воздушный зазор по формуле:
. |
Имеем
.
По рис. 8.31 [1, с.300] принимаем .
Число пазов ротора по табл. 8.16 [1, с.306]: .
Внешний диаметр ротора: .
Длина магнитопровода ротора: .
Зубцовое деление ротора:
. |
Тогда
.
Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник ротора непосредственно насаживается на вал:
, |
где – коэффициент по табл. 8.17 [1, с.319].
.
Ток в обмотке ротора:
, |
где – коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания на отношение ;
– коэффициент приведения токов.
Приближенное значение может быть рассчитано в зависимости от номинального , который был определен в начале расчета:
. |
Получим
;
Коэффициент приведения токов определяем следующим образом:
, |
где – коэффициент, учитывающий влияние скоса пазов, так как пазы ротора выполняем без скоса, то .
Тогда
;
.
Площадь поперечного сечения стержня:
, |
где – плотность тока в стержне литой клетки, .
Получим
.
Пазы ротора представлены на рис.2.
Рис.2 - Грушевидные пазы короткозамкнутого ротора
Принимаем по [1, с.313] , , .
По табл. 8.10 [1, с.289] принимаем допустимое значении индукции на зубцах ротора .
По допустимой индукции определяем ширину зубца ротора:
. |
Получим
.
После чего рассчитываем размеры паза:
, | |
, | |
. |
Тогда
;
.
Условия высококачественной заливки пазов алюминием требуют, чтобы диаметр закругления нижней части паза в двигателях с – не менее 2,5 – 3 мм.
В связи с округлениями результатов расчета необходимо просчитать ширину зубцов в сечениях и по окончательно принятым размерам паза:
, | |
. |
Имеем
;
;
По рис.2. принимаем , , .
Полная высота паза:
. |
Тогда
.
Площадь поперечного сечения стержня:
. |
Получим
Плотность тока в стержне:
. |
Имеем
.
Площадь поперечного сечения замыкающих колец:
, |
где – токи в кольце, А;
– плотность тока в замыкающих кольцах.
Токи в кольце и плотность тока можно найти по формулам соответственно:
, | |
, |
где – токи в стержнях;
.
Тогда
;
Размеры замыкающих колец:
;
;
;
средний диаметр замыкающих колец:
.
Разрез зубца и паза статора представлен на рис.5.
Сравнение параметров проектируемого АД, полученных в данном разделе, с теми же параметрами аналога:
Величина | |||||
Проектируемый АД | 0,9 | 28 | 32,57 | 9,416 | 4,12 |
Аналог | 0,9 | 28 | 34,4 | 6,9 | 5,6 |