Асинхронные двигатели с фазным ротором

               Δb_П = 0,0002 м.

 

3.10 Класс  изоляции обмотки статора: в  двигателях с высотами оси  вращения  рекомендуется применять систему изоляции класса нагревостойкости F.

 

3.11 Площадь поперечного сечения пазовой изоляции (мм):

 

.

 

Площадь поперечного  сечения паза, занимаемая обмоткой (мм):

 

.

 

3.12 Коэффициент  заполнения паза:

 

.

 

3.13 Полученное  значение коэффициента заполнения  находится в рекомендуемых пределах  .

 

3.14 После окончательного определения размеров паза необходимо пересчитать индукцию в зубце:

 

.

 

3.15 Индукция в ярме статора (Тл):

 

;

 

. 

 

4. Расчет размеров сердечника, число пазов и обмотки фазного ротора

 

4.1 Воздушный зазор (м):

 

.

 

Наружный  диаметр сердечника ротора (м):

 

.

 

    4.2 Внутренний диаметр сердечника ротора (он же диаметр вала) (м):

 

.

 

4.3 Конструктивная  длина сердечника и длина стали  сердечника (м):

 

,

 

.

 

4.4 Число пазов на полюс и фазу ротора:

 

.

 

4.5 Число фаз обмотки статора:

 

.

 

     Число пазов ротора:

 

.

 

4.6 В двигателях с h ≤ 200мм применяется двухслойная петлевая обмотка с мягкими секциями, которые выполняются из круглого провода и укладываются в полузакрытые трапецеидальные пазы.

 

Расчет  числа витков и эффективных проводников  в пазу

 

А) Всыпная обмотка (с мягкими секциями)

 

4.7 Число витков обмотки (предварительное):

Для определения  числа витков в фазе роторов с  катушечной обмоткой предварительно задаются ЭДС фазы Е₂ при которой напряжение на контактных кольцах (U_kk) в момент пуска двигателя приблизительно равно линейному номинальному напряжению двигателя. Обмотку ротора соединяют в треугольник, то :

 

.

 

Эффективное число проводников в пазу:

 

.

 

Уточненное  число витков обмотки:

 

.

 

Уточненное  значение Э.Д.С. Е₂:

 

.

 

4.9. Ток обмотки ротора:

 

,

 

,

 

,

 

.

 

4.10 Сечение  эффективного проводника (предварительно) (мм²):

 

 .

 

4.11 Число элементарных проводников в эффективном проводнике во всыпных обмотках (с мягкими секциями):

 

 

.

 

4.12 Плотность тока в обмотке ротора (уточненное значение):

 

j

.

 

5. Расчет размеров пазов ротора

 

А) Расчет размеров трапецеидального полузакрытого паза ротора со всыпной обмоткой.

5.1 Ширина  зубца ротора (м):

 

,

 

,

  

где = 1,6 Тл.

5.2 Предварительная  высота паза (м) ротора для h < 200 мм:

 

.

 

5.3 Минимальная  ширина паза (м):

 

,

 

.

 

5.4 Ширина  шлица  и его высота (м):

 

,

 

h_ш2 = 0,001 (м); β =45⁰.

 

5. Высота клиновой части (м):

 

.

 

5.6 Максимальная  ширина паза (м):

    ,

 

.

 

5.7 Площадь  поперечного сечения паза (мм² ):

 

,

 

 

,

 

 где Δh_П = 0,0002 м;

       Δb_П = 0,0002 м.

 

Площадь поперечного сечения пазовой  изоляции (мм):

 

.

 

Площадь поперечного  сечения паза, занимаемая обмоткой (мм):

 

.

 

Коэффициент заполнения паза:

 

.

 

5.8. Индукция в ярме ротора (Тл):

 

,

 

.

 

III Определение параметров и рабочих характеристик

 

6 Расчет магнитной цепи

 

6.1 МДС на магнитную цепь на пару полюсов определяется как сумма магнитных напряжений всех перечисленных участков магнитной цепи:

 

.

 

6.2 Магнитное напряжение воздушного зазора на пару полюсов (А):

 

,

 

где коэффициент  воздушного зазора: 

 

,

 

,

 

.

 

6.3 Магнитное  напряжение зубцового слоя статора (А):

 

,

 

.

 

А/м - напряженность магнитного поля в зубцах статора определяется при трапецеидальных пазах непосредственно по приложению А (при высоте оси вращения h ≤ 250 мм применяется сталь 2013).

 

6.4 Магнитное  напряжение зубцового слоя ротора (А):

 

,

 

.

 

А/м - напряженность магнитного поля в зубцах ротора определяется при трапецеидальных пазах по приложению А для индукции по п.5.1.

 

6.5 Магнитное напряжение ярма статора:

 

,

 

. 

 

=506 А/м определяется по приложению Б для индукции по п.3.15.

6.6 Магнитное  напряжение ярма ротора (А):

 

;

 

.

А/м определяется по приложению для индукции по п.5.14.

 

6.7 Суммарное  магнитное напряжение магнитной  цепи:

 

.

 

6.8 Коэффициент  насыщения магнитной цепи двигателя :

 

.

 

6.9 Намагничивающий  ток (А):

 

.

 

А в процентах от номинального тока статора:

 

.

 

 

 

 

7 Активные и индуктивные сопротивления обмоток статора и ротора

 

А) Сопротивление обмотки статора

 

7.1 Среднее  значение зубцового деления статора (м):

 

.

 

7.2 Средняя  ширина катушки (секции) статора  (м):

 

,

 

где = = 8 - среднее значение шага обмотки статора.

7.3 Средняя  длина лобовой части статора  (м) для обмотки с мягкими катушками (м):

 

.

 

7.4 Средняя  длина витка обмотки статора  (м):

 

.

 

7.5 Длина вылета лобовой части обмотки статора для обмотки с мягкими катушками (м):

 

.

 

7.6 Активное  сопротивление обмотки статора,  приведенное к рабочей температуре 115⁰ С (для класса изоляции F), (Ом):

 

,

 

где .

7.7 Активное сопротивление обмотки статора в относительных единицах (о.е.):

о.е.

 

7.8 Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора состоит из трех частей: пазового рассеяния, дифференциального рассеяния и рассеяния лобовых частей.

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния  статора при трапецеидальном пазе:

 

,

 

,

,

 

где  и - коэффициенты, учитывающие укорочение шага обмотки.

7.9 Коэффициент  проводимости дифференциального  рассеяния статора:

 

,              ,

 

где - коэффициент дифференциального рассеяния, определяется по таблице 7.1.

7.10 Коэффициент  проводимости рассеяния лобовых частей обмотки статора:

 

.

 

7.11 Коэффициент  магнитной проводимости рассеяния  обмотки статора:

 

.

 

7.12 Индуктивное  сопротивление рассеяния фазы  обмотки статора (Ом):

 

.

 

 

 

           7.13 Индуктивное сопротивление в относительных единицах:

 

о.е.

 

В) Сопротивление обмотки ротора

 

7.14 Среднее  значение зубцового деления ротора (м)

 

.

 

  7.15 Средняя ширина катушки обмотки ротора (м):

 

,

где .

 

7.16 Средняя  длина лобовой части катушки  (м):

 

,

 

.

 

7.17 Средняя  длина витка обмотки ротора (м):

 

.

 

7.18 Вылет  лобовой части обмотки ротора (м):

 

.

 

7.19 Активное  сопротивление обмотки фазы ротора (Ом):

 

.

 

7.20 Коэффициент  приведения сопротивления обмотки  ротора к обмотке статора:

.

 

7.21 Активное  сопротивление обмотки ротора, приведенное  к статору (Ом):

 

.

 

То же в относительных единицах

 

о.е.

 

7.22 Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ротора при трапецеидальном пазе:

 

,

,

 

где и .

7.23 Коэффициент  проводимости дифференциального  рассеяния ротора:

 

,

 

,

 

где - коэффициент дифференциального рассеяния, определяется по таблице 7.2.

7.24 Коэффициент проводимости рассеяния лобовых частей обмотки ротора:

 

.

 

7.25 Коэффициент  проводимости рассеяния обмоток:

 

.

 

 

         7.26 Индуктивное сопротивление обмотки фазы ротора (Ом):

 

.

 

7.27 Индуктивное приведенное сопротивление обмотки фазы ротора (Ом):

 

.

 

7.28 Индуктивное  приведенное сопротивление обмотки  фазы ротора (о.е.):

 

о.е.

 

8. Потери в стали, механические и добавочные потери

 

Потери в  стали (магнитные потери) и механические не зависят от нагрузки, поэтому  они называются постоянными потерями и могут быть определены до расчета  рабочих характеристик.

 

8.1 Расчетная  масса стали зубцов статора  при трапецеидальных пазах (кг):

 

.

 

8.2 Магнитные потери в зубцах статора для стали 2013 (Вт):

 

,

для трапецеидальных пазов - .

 

8.3 Масса  стали ярма статора:

 

 

8.4 Магнитные потери в ярме статора для стали 2013 (Вт):

 

.

 

 

           8.5 Суммарные магнитные потери в сердечнике статора, включающие добавочные потери в стали (Вт):

 

 

8.6 Механические  потери (Вт) при степени защиты IP44:

 

.