Размеры, конфигурация, материал магнитной цепи двигателя

 

По таблице 9-2 [1] по заданной высоте оси вращения определяем максимально допустимый наружный диаметр сердечника статора:

D_H1max=452 мм, припуск на штамповку – Δ_шт = 8мм; ширина резаной ленты стали марки 2411 равна 460мм.

Выбираем наружный диаметр сердечника статора: D_H1=440мм.

Внутренний диаметр сердечника статоранаходим по формуле, приведенной в таблице 9-3 [1]:

 

мм;

 

Расчетную мощность Р¹ по коэффициенту k_H=0.97 находим по формуле 1.11[1], cosφпринимаем 0.86:

 

 

Для изготовления магнитопроводов статора и ротора выбираем резаную ленту стали 2411, толщиной 0.5 мм.

По графикам на рисунке 9-4 [1] определим электромагнитные нагрузки:

А₁=358 А/см – линейная нагрузка статора;

В_δ^’=0.81 Тл – индукция в зазоре.

Частота вращения ротора при идеальном холостом ходе n=1000 об/мин.

Предварительный коэффициент обмотки статора: k_об1=0.93.

Определим приблизительную длину сердечника статора:

 

 

Принимаем длину сердечника равной 175 мм. Найдем отношение длины к диаметру сердечника и сравним с максимально допустимым:

 

 

Полученное отношение меньше предельного, с учетом достаточно большого числа полюсов – длина сердечника достаточна.

Сердечник статора из стали 2411 с термостойким изоляционным покрытием. Коэффициент заполнения сталью: k_c=0.93.

Число пазов на полюс и фазу q₁выбираем равным 4.

Количество пазов, таким образом: z₁=6·3/4=72, пазы трапецеидальные полузакрытые, обмотка всыпная из круглого провода.

Сердечник ротора из стали 2411 с термостойким изоляционным покрытием. Коэффициент заполнения также 0.93.

Наружный диаметр ротора определяем по формуле, с учетом что зазор в машине принимаем равным 0.7мм:

 

 

Внутренний диаметр листов ротора:

 

 

Для улучшения охлаждения машины и уменьшения динамического момента инерции делаем n_k= 10 аксиальных каналов в сердечнике ротора, диаметром d_k=30мм.

Длина сердечника ротора равна l, длине сердечника статора.

Число зубцов ротора, в соответствии с предложенным рядом, выбираем равным z₂=82.

 

Обмотка статора

 

Обмотка всыпная из круглого провода марки ПЭТ-155, класса F, двухслойная, с укороченным шагом, петлевая (схема обмотки фазы в Приложении).

Коэффициент распределения обмотки:

 

 

где α=60^°/q₁=15°.

Шаг обмотки (коэффициент укорочения β принимаем равным 0.833:

 

 

Коэффициент укорочения:

 

 

Обмоточный коэффициент (скоса пазов нет, коэффициент скоса равен единице):

 

 

Предварительное значение магнитного потока:

 

 

Предварительное число витков в обмотке фазы:

 

 

Число эффективных проводников в пазу (число параллельных ветвей в обмотке а=1):

 

 

Принимаем N_п=10, тогда число витков в фазе ω=120.

Уточним значения магнитного потока и индукции в воздушном зазоре:

 

 

Предварительное значение номинального фазного тока:

 

 

Уточненная линейная нагрузка статора:

 

Разница с ранее принятым .

 

Расчет трапецеидального полузакрытого паза:

 

Рис.1. Трапецеидальный полузакрытый паз статора

 

Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора:

 

 

Из рекомендуемых значений индукции в зубце статора (таблица 9-14 [1]) принимаем индукцию в зубце: B_з1=1.7 Тл.

Определим ширину зубца:

 

 

Индукцию в спинке статора определяем по таблице 9-13 [1]: В_с1=1.45 Тл.

Высота спинки статора:

 

 

 

Высота паза:

 

 

Большая ширина паза:

 

 

Высота шлица: h_ш1=0.5 мм; ширина шлица b_ш1=0.3h^1/2=4.5мм.

Меньшая ширина паза:

 

 

Высота паза занимаемая обмоткой:

 

 

Размеры h_k, h₂, h₄определяем в соответствии с таблицей 9-21[1].

Выполним проверку правильности определения большей и меньшей ширины паза:

 

 

Следует, что расчет геометрии произведен верно.

Припуск на сборку: b_c=0.2 и h_c=0.2мм.

Площадь поперечного сечения паза в штампе:

 

 

Площадь поперечного сечения паза в свете:

 

 

Толщина корпусной изоляции: b_и1=0.4 мм.

Определим площадь поперечного сечения корпусной изоляции:

 

мм²

 

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

 

 

Площадь поперечного сечения занимаемая обмоткой:

 

 

Число элементарных проводников в эффективном с=6.

Тогда диаметр элементарного изолированного провода, при предположении что коэффициент заполнения паза k_n=0.72:

 

 

По приложению 1[1] находим ближайший стандартный провод марки ПЭТ-155:

d₁=1.585 мм; сечение провода (неизолир.) S=1.767мм².

Предварительное значение плотности тока в обмотке:

 

 

Коэффициент заполнения паза:

 

 

Определим размеры элементов обмотки:

Среднее зубцовое деление статора:

 

 

Средняя ширина катушки обмотки:

 

 

Средняя длина одной лобовой части катушки:

 

 

Средняя длина витка обмотки:

 

 

Длина вылета лобовой части: