Расчёт обмотки статора

 

Число витков фазы обмотки должно быть таким, чтобы линейная нагрузка и индукция в воздушном зазоре как можно ближе совпадали с их значениями, принятыми предварительно при определении главных размеров, а число пазов статора обеспечивало бы достаточно равномерное распределение катушек обмотки.

Тип обмотки статора выбирается по таблице 4 приложения. Предварительно значения зубцового деления  выбирают по рисунку 7 приложения. Зона 1 определяет значение  для h≤90 мм; зона 2 – для h≤250 мм; зона 3 – для h≥250 мм.

Возможные числа пазов статора, соответствующие выбранному диапазону :

 

÷ = ÷

÷ = ÷

÷ =69/83.

окончательное число пазов статора Z₁ следует выбирать в полученных пределах с учётом условий, налагаемых требованиями симметрии обмотки, и желательного для проектируемой машины значения числа пазов на полюс и фазу q. Число пазов статора в любой обмотке асинхронных машин должно быть кратно числу фаз, а число q должно быть целым:

 

 

где m – число фаз статора.

Зубцовое деление статора (окончательно), м:

 

 

Окончательное значение  не должно выходить за указанные на рисунке 7 приложения пределы более, чем на 10% и в любом случае для двигателей с h≥56 мм не должно быть менее 6÷7 мм.

Предварительное число эффективных проводников в пазу (при условии, что параллельные ветви в обмотке отсутствуют, а=1):

 

,

где а – число параллельных ветвей обмотки статора, которое должно быть одним из делителей числа полюсов (например, при 2р=12 возможные значения а=1;2;3;4;6.)

 - номинальный фазный ток обмотки статора, А:

 

 

Полученное число округляют до ближайшего целого числа , а для двухслойной обмотки должно быть чётным.

Окончательное число витков в фазе обмотки статора:

 

 

Окончательное значение линейной нагрузки, А/м²:

 

 

полученное значение должно отличаться от принятого ранее лишь незначительно.

Схему обмотки статора выбирают в зависимости от мощности машины, ориентируясь на конструкцию и предполагаемую технологию укладки обмотки в пазы. В статорах всех двигателей с h≤250 мм и в двигателях с 2р≥10 при h≥280 мм обмотка статора выполняется из круглого обмоточного провода. В двигателях с h≥280 мм при 2р≤8 обмотка – полужёсткая из прямоугольного провода, укладываемая в полуоткрытые пазы.

Обмоточный коэффициент:

 

,

 

где  - коэффициент укорочения, учитывающий уменьшение ЭДС витка, вызванное укорочением шага обмотки:

 

,

 

где β₁ – укорочение шага, область наиболее распространённых значений β₁=0,79÷0,83 (для двухслойных обмоток), для однослойных обмоток β₁ =1

 - коэффициент распределения, учитывающий уменьшение ЭДС распределённой по пазам обмотки по сравнению с сосредоточенной:

 

 

Уточнённое значение магнитного потока, Вб:

 

Индукция в воздушном зазоре, Тл:

 

 

Если полученное значение  выходит за пределы рекомендуемой области более чем на 5% (рисунки приложения 4 и 5), следует принять другое значение числа и повторить расчёт.

Плотность тока в обмотке статора (предварительно), А/м²:

 

,

 

где значения (А·J₁) для асинхронных двигателей различного исполнения и мощности приведены на рисунках 8 и 9 приложения.

Сечение эффективного проводника (предварительно), мм²:

 

 

Для высыпных обмоток могут быть использованы обмоточные провода диаметром не более 1,8 мм, однако в современных двигателях для повышения надёжности обмотки и упрощения её укладки в пазы используют провода меньшего диаметра. В обмотках, предназначенных для механизированной укладки, диаметр изолированного провода обычно берут не более 1,4 мм, а при ручной укладке (двигатели с h>160 мм) – не более 1,7 мм. Если расчётное сечение эффективного проводника в машинах со всыпной обмоткой выше значений, соответствующих указанным диаметрам, то эффективный проводник разделяется на несколько элементарных. Для этого по таблице 15 приложения подбирается сечение q_эл и число элементарных проводников n_эл, составляющих один эффективный, таким образом, чтобы диаметр d_эл элементарных проводников не выходил за указанные пределы, а их суммарная площадь сечения была близка к расчётному сечению эффективного проводника:

 

 

Плотность тока в обмотке статора (окончательно), А/мм²: