Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


РАСЧЁТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАТОРА




 

Расчёт и проектирование статора заключается в определении количества пазов, числа витков в фазе, сечения провода и размеров зубцовой зоны статора.

Определим число пазов статора z1, для этого необходимо задаться минимальным и максимальным значением зубцового шага t1min и t1max, которое в зависимости от высоты оси вращения и полюсного деления выбираем по области на рисунке 3.1 [1] (t1min =0,016 и t1max = 0,0175), тогда z1 будит определяться в диапазоне:

; (3.1)

,

; (3.2)

.

 

Принимая окончательное решение о количестве пазов следует стремиться к тому, чтобы число пазов на полюс и фазу q было равно целому числу, принимаем z1 равный 42:

; (3.3)

.

 

Тогда зубцовое деление статора t1 (мм) равно:

 

; (3.4)

 

Число эффективных проводников в пазу U’n предварительно определяют при условии отсутствия параллельных ветвей (а1 = 1).

 

, (3.5)

где I – номинальный ток статора, А.

Номинальный ток статора определяют по формуле:

 

; (3.6)

 

А;

В.

 

Подберём такое число параллельных ветвей а1, при котором число эффективных проводников в пазу Un = U’n · а1 максимально приблизится к целому чётному числу (т.к. обмотка двухслойная), а ток в параллельной ветви I = I / а1 не превышал бы 15…20А.



Принимаем а1 = 5, тогда:

;

А.

 

Определим число витков в фазе обмотки по формуле:

 

; (3.7)

 

Сечение эффективного проводника qэф (мм2) определяют по формуле:

 

, (3.8)

где J1 – плотность тока статора, А/мм2.

Предварительно плотность тока статора определяется из соотношения:

 

, (3.9)

 

где AJ1 – энергетический показатель, приведённый на рисунке 3.3 [1] (AJ1 = 220· 109 А23).

А/мм2;

мм2.

 

Сечение эффективного проводника qэф больше максимально допустимого сечения проводника для ручной намотки (qэфmax = 1,7 мм2). Для уменьшения сечения разобьём проводник на два элементарных (т.е. примем nэл = 3), тогда сечение одного проводника q’эл (мм2) равен:

 

; (3.10)

мм2.

Выбираем медный провод марки ПЭТВ с сечением провода qэл = 1,368 мм2, с диаметром по изоляции dиз = 1,405 мм.

Теперь, когда мы уточнили число параллельных ветвей а1, сечение провода qэл и число элементарных проводников nэл, уточним плотность тока J1:

 

; (3.11)

А/мм2.

 

Выбираем шаг обмотки по пазам y1 (мм):

 

; (3.12)

мм.

 

Найдём обмоточный коэффициент для обмоток с целым q:

 

, (3.13)

 

где β = y12p / z1 – относительное укорачивание шага обмотки

 

 

Теперь, когда нашли уточнённый обмоточный коэффициент k01, уточним магнитный поток Ф (Вб):

, (3.14)

и индукцию в воздушном зазоре Bδ (Тл):

 

. (3.15)

 

Вб;

Тл.

 

Для определения размеров паза следует задаться предварительными значениями индукции в зубце Bz1 и ярме статора Ba1, которые приводятся в таблицах 3.2 и 3.3 [1] соответственно. Принимаем Bz1 = 1,85 Тл, а Ba1 = 1, 5 Тл.

По принятым значениям индукции определим ширину зубца bz1 (мм) (см. рисунок 3.1):

 

, (3.16)

и высоту ярма ha1 (мм)

, (3.17)

 

где kc – коэффициент заполнения сердечника сталью, определяется по таблице 3.4 [1] (kc = 0,95 для лакированных листов).

 

мм;

мм.

 

 

Размеры шлицевой части паза сердечника статора hш выбираем равным 1 мм (согласно рекомендациям [1] для h > 160 мм).

Ширина шлица bш (мм)обычно принимают, как bш = dиз +(1,5…2,0), где dиз – диаметр изолированного провода: bш = 1,405 +2 = 3,405 мм. Нормализуем значение ширина шлица bш согласно таблице 3.5 [1]: bш = 4 мм.

Найдём остальные размеры паза в штампе, которые округлим до десятых долей миллиметра:

; (3.18)

; (3.19)

; (3.20)

; (3.21)

. (3.22)

 

мм.

Берем значение мм.

мм;

мм;

мм;

мм.

 

Для дальнейших расчётов, кроме размеров паза в штампе потребуются размеры паза в собранном виде (в свету). Допустимые припуски на размеры паза берём из таблицы 3.6 [1]: Δb = 0,2 мм, Δh = 0,2 мм.

Размеры паза в свету:

 

; ; . (3.23)

мм; мм; мм.

 

Площадь пазовой изоляции Sиз (мм2) рассчитаем по формуле:

 

, (3.24)

 

где bиз – толщина пазовой изоляции, согласно таблице 3.1 [1] bиз = 0,4 мм.

 

мм2.

 

Площадь межслойных прокладок Sпр (мм2) рассчитаем по формуле:

 

, (3.25)

 

где bпр – толщина межслойной прокладки, согласно таблице 3.1 [1] bпр = 0,4 мм.

 

мм2.

Площадь паза, оставшееся для размещения проводников обмотки S’n (мм2)

 

; (3.26)

мм2.

 

Критерием правильности определения размеров зубцовой зоны и выбора провода обмотки статора служит коэффициент заполнения паза Кз:

 

; (3.27)

.

 

Коэффициент заполнения паза Кз в пределах нормы (0,7…0,72), плотность тока статора J1 = 4,104 А/мм2 также находятся в пределах нормы (4,5…8,5, для IP44).

Определим ширину зубцов (мм) у основания b’z и у коронки b’’z:

 

; (3.28)

. (3.29)

 

мм;

мм,

 

Откуда следует, что расчётная ширина зуба bz1 = 8 мм.

Расчётная высота зубцов равна высоте пазов: hz1 = hn1 = 35 мм.

 

 

Расчет ротора

 

В виду конструктивных соображений воздушный зазор выбираем шириной равной d = 0,24 мм.

Число пазов ротора для Z1 = 48 принимаем Z2=34.

Рекомендация связана с тем, чтобы ограничить большой ток в стержнях ротора и увеличить равномерность проводников обмотки по длине расточки.

Внешний диаметр ротора:

 

(4.1)

 

Длина магнитопровода ротора:

 

 

Зубцовое деление ротора:

 

(4.2)

 

Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник ротора непосредственно насаживается на вал:

 

(4.3)

 

 

Ток в обмотке ротора:

 

(4.4)

 

где ki – коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания:

ni – коэффициент приведения токов.

 

(4.5)

(4.6)

 

В двигателях с h пазы ротора выполняем без скоса, тогда Скос в этих двигателях не дает значительного эффекта в улучшения пусковых характеристик.

Площадь поперечного сечения стержня:

 

(4.7)

 

где J2 – плотность тока в литой клетке,

Определим паз ротора: Принимаем Ротор имеет закрытые трапецеидальные, сужающиеся в нижней части пазы.

Допустимая ширина зубца:

(4.8)

 

где kc= 0,97 - коэффициент заполнения стали ротора;

 

 

Размеры паза:

 

(4.9)

(4.10)

(4.11)

 

Уточняем ширину зубцов ротора по формулам:

 

(4.12)

(4.13)

 

Принимаем b1 = 6 мм; b2 = 3 мм; h1=20 мм.

Полная высота паза:

 

(4.14)

 

Площадь поперечного сечения стержня:

 

(4.15)

 

Плотность тока в стержне короткозамкнутого ротора:

 

(4.16)

 

Площадь поперечного сечения кольца:

(4.17)

 

где Iкл- ток в замыкающем кольце:

 

(4.18)

(4.19)

 

где Jкл- плотность тока в замыкающем кольце:

 

(4.20)

 

Размеры короткозамыкающих колец:

 

(4.21)

(4.22)

(4.23)

(4.24)

 


 

Расчет магнитной цепи

 

Магнитопровод из стали 2013; толщина листов 0,5 мм.

Магнитное напряжение воздушного зазора определяется по формуле:

 

м (5.1)

 

где коэффициент воздушного зазора определяется по формуле:

 

(5.2)

 

(5.3)

 

Подставим в формулы (5.1),(5.2) и (5.3) численные значения и получим:

 

 

Магнитное напряжение зубцовой зоны статора определяется по формуле:

 

(5.4)

 

где hZ1-расчетная высота зубца статора,

HZ1 - расчетная напряженность поля в зубце, находится по индукции.

Подставим в формулу (5.4) численные значения и получим

 

 

Индукция в зубце статора определяется по формуле:

 

(5.5)

 

По кривой намагничивания . Для

Подставим в формулу (5.5) численные значения и получим

 

 

Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора определяется по формуле:

 

(5.6)

 

где hZ2 - расчетная высота зубца ротора:

 

(5.7)

 

HZ2 - расчетная напряженность поля в зубце ротора, находится по индукции.

 

Индукция в зубце ротора определяется по формуле:

 

(5.8)

 

Подставим в формулы (5.7) и (5.8) численные значения и получим:

 

 

Напряженность магнитного поля в зубце ротора по[2]: для

Коэффициент насыщения зубцовой зоны проектируемой машины определим по формуле:

 

(5.9)

 

Подставим в формулу (5.9) численные значения и получим:

 

 

Магнитное напряжение ярма статора определим по формуле:

 

(5.10)

 

 

где Hа - напряженность поля в ярме статора, определяется по индукции;

Lа - длина средней магнитной силовой линии в ярме статора:

 

(5.11)

(5.12)

(5.13)

 

Подставим в формулы (5.11), (5.12) и (5.13) численные значения и получим:

 

 

Напряженность магнитного поля в ярме статора по [2]: А/м.

Подставим в формулу (5.10) численные значения и получим:

 

 

Магнитное напряжение ярмы ротора определим по формуле:

 

(5.14)

 

где Lj - длина средней магнитной силовой линии в ярме ротора:

(5.15)

 

где hj - высота ярма ротора, определяется по формуле:

Hj - напряженность поля в ярме ротора, определяется по значению индукции.

 

(5.16)

 

Индукция в ярме ротора определяется по формуле:

 

(5.17)

(5.18)

 

Подставим в формулы (5.15), (5.16) , (5.17) и (5.18) численные значения и получим:

 

Напряженность магнитного поля в ярме ротора приняли по [2] равную: А/м.

Подставим в формулу (5.14) численные значения и получим

 

Магнитное напряжение магнитной цепи на пару полюсов определим по формуле:

 

(5.19)

 

Подставим в формулу (5.19) численные значения и получим :

 

 

Коэффициент насыщения магнитной цепиопределим по формуле:

 

(5.20)

 

Подставим в формулу (5.20) численные значения и получим:

 

 

Намагничивающий ток определили по формуле:

 

(5.21)

 

 

Подставим в формулу (5.20) численные значения и получим:

 

Относительное значение намагничивающего тока по формуле:

 

(5.22)

 

Подставим в формулу (5.21) численные значения и получим:

 

 

Намагничивающий ток находится в допустимых пределах [0,5 ¸ 0,6].

Условие выполняется, решение верно.

 

 

Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Читайте также:
Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация...
Как построить свою речь (словесное оформление): При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою...
Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (889)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.097 сек.)
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7