Расчет короткозамкнутой обмотки ротора

Главные размеры двигателя

1.1 Наружный и внутренний диаметры сердечника статора

При , и степени защиты 1P44   Выбираем: ,

1.2 Предварительные значения КПД и cosφ₁ двигателя

(Принимаем по рис. 2.1)

(Принимаем по рис. 2.2)

1.3 Расчетная мощность двигателя

где:

1.4 Предварительные значения максимальной магнитной индукции в воздушном зазоре и линейной нагрузки двигателя

При , и степени защиты 1P44   Принимаем: , ( рис. 2.3 ) ( рис. 2.4 )

1.5 Предварительное значение обмоточного коэффициента

В соответствии с табл. 2.10 принимаем форму пазов статора – прямоугольные полуоткрытые,тип обмотки статора – двухслойная из жестких катушек.   Принимаем: (Kобм1= 0,90÷0,96 – для двухслойных обмоток при 2p≥4)

1.6 Расчетная длина сердечника статора

Принимаем: , n1=1500 об/мин

1.7 Коэффициент длины

Размеры активной части двигателя

2.1 Воздушный зазор

При , принимаем (мм) ( табл. 2.8 )

2.2 Наружный диаметр сердечника ротора

2.3 Внутренний диаметр сердечника ротора

Принимаем:

2.4 Конструктивная длина сердечника статора

В соответствии с рекомендациями приh> 250 (мм) число радиальных вентиляционных каналов принимаем равным nk=1 (шт).   При этом для машин с высотой оси вращения h 180 (мм) в сердечнике ротора для улучшения охлаждения предусматривают один ряд аксиальных каналовв соответствии с табл.2.6 принимаем nка=12каналови их диаметр dка =40 Здесь:

2.5 Число пазов на статоре и на роторе

Принимаем: ; ( табл. 2.9 )

2.6 Форма пазов на статоре

2.7 Размеры паза статора

Зубцовое деление статора: Ширина зубца статора: Здесь: =1.8 Тл; - коэффициент заполнения сердечника сталью   ( табл. 2.7, 2.10 )

2.7.1Высота спинки статора

Здесь: ( табл. 2.10 )

2.7.2 Высота зубца статора

( рис. 2.6а )

2.7.3 Наименьшая ширина паза статора в штампе

Здесь: ( рис. 2.6а )

2.7.4 Наибольшая ширина паза статора в штампе

Здесь:   Принимаем: Ширина шлица .0 (мм) Высота шлица (мм) Угол   - Высота клиновой части паза

2.7.5 Высота паза, занимаемая обмоткой

Размеры паза ротора

3.1 Зубцовое деление ротора

Ширина зубца ротора: Здесь: =1.8 Тл; - коэффициент заполнения сердечника сталью   ( табл. 2.11 )

3.2 Высота спинки ротора

( табл. 2.11 )

3.3 Высота зубца ротора

3.4 Диаметр в верхней части паза ротора

Принимаем: Здесь:

3.5 Диаметр в нижней части паза

Принимаем:

3.6 Расстояние между центрами полуокружностей овального паза ротора

3.7 Площадь овального паза ротора в штампе

Расчет обмотки статора

Применяем двухслойную всыпную обмотку с числом параллельных ветвей

4.1 Полюсное деление

4.2 Число пазов на полюс и фазу

4.3 Рекомендованное среднее значение шага обмотки статора у₁

4.4 Укорочение шага

4.4 Коэффициент укорочения шага

k = Sin( Sin(0,86·90º) = 0,976

4.5 Коэффициент распределения

4.6 Обмоточный коэффициент

kоб1 = k ∙ k  = 0,976 · 0,956 = 0,93

4.7 Ток обмотки статора в номинальном режиме роботы двигателя

4.8 Число эффективных проводников в пазу статора

Принимаем:

4.9 Число последовательно соединенных витков в обмотке статора

4.10 Плотность тока в обмотке статора

5,0 Выбираем по рис.2.10

4.11 Сечение активного проводника обмотки статора

По табл.П1.2 принимаем провод сечения q1 эф = a*b=2.5*6=15 (мм2)   По табл.2.17 для полузакрытого паза при двухслойной обмотке класса Fнагревостойкостивыбираем толщину изоляции обмотки:   по высоте hиз = 0,4 по ширине bиз = 0,8

4.12 Площадь поперечного сечения изоляции в пазу

4.13 Площадь паза в свету, занимаемой обмотки

4.14 Коэффициент заполнения паза изолированными проводниками

4.15 Плотность тока в обмотке статора

4.16 Электромагнитные нагрузки

а) Линейная нагрузка б) Основной магнитный поток        в) Индукция магнитного поля в воздушном зазоре

4.17 Размеры катушек статора

а) Среднее зубцовое деление в) средняя ширина катушки

4.18 Средняя длина лобовой части катушки

4.19 Средняя линия витка обмотки статора

4.20 Длина вылета лобовой части обмотки статора

4.21 Активное сопротивление фазы обмотки статора, приведенное к рабочей температуре

4.22 Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния

Здесь: = 0,85; = 0,88; так как обмотка статора двухслойная с укороченным шагом; h1- определяют по рис.2.11а с помощью табл.2.17 Здесь  - высота прокладки = 0,5,  - высота шлица = 1,0

4.23 Коэффициент магнитной проводимости рассеяния лобовых частей обмотки статора

4.24 Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния

4.25 Коэффициент магнитной проводимости обмотки статора

4.26 Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора

Расчет короткозамкнутой обмотки ротора

5.1 Ток в стержне обмотки ротора при номинальном токе в фазе обмотки статора

5.2 Плотность тока в стержне обмотки ротора

5.3 Размеры короткозамыкающего кольца

а) Поперечное сечение б) Высота кольца                                                                      в) Длина кольца (размер по оси вала) г) Средний диаметр кольца Dкл.ср = D2 – hкл = 333 – 60,192 = 272,80(мм)

5.4 Активное сопротивление стержня обмотки ротора

а) Коэффициент , характеризующий степень повышения активного сопротивления обмотки ротора за счет вытеснения тока (при 115˚С) Здесь: hст= hz2 – hш2 = 49,16   высота стержня; hz2 = 50,385           высота зубца ротора; hш2 = 1,0                 высота шлица ротора;

б) Коэффициент φ для определения глубины проникновения тока в стержне ротора φ = 1,4   в) Расчетная глубина проникновения тока в стержень обмотки ротора г) Ширина стержня на расчетной глубине проникновения тока д) Площадь поперечного сечения стержня при расчетной глубине проникновения тока е) Коэффициент , учитывающийвытеснение тока в стержне при скольженииS = 1 ж) Активное сопротивление стержня в рабочем режиме, приведенное к температуре115˚С (при = 1)

5.5 Активное сопротивление короткозамыкающих колец

5.6 Активное сопротивление колец обмотки ротора, приведенное к току стержня

Здесь  - коэффициент приведения при |

5.7 Коэффициент приведения обмотки ротора к обмотке статора по сопротивлению

5.8 Активное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмотке статора

а) В рабочем режиме

5.9 Коэффициент магнитной проводимости рассеяния ротора

а) При запуске                   в) В рабочем режиме

5.10 Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния ротора

а) При пуске б) В рабочем режиме

5.11 Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора

Здесь: 1) 0,0025 при 2) Коэффициент воздушного зазора =1,58 при закрытых пазах ротора 8,6 -  ширина шлица паза статора = 17,53 - зубцовый шаг статора

5.12 Коэффициент магнитной проводимости рассеяния короткозамыкающих колец обмотки ротора

Здесь:

5.13 Коэффициент магнитной проводимости рассеяния обмотки ротора в номинальном режиме

То же в начальный момент пуска двигателя

5.14 Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора в номинальном режиме

в начальный момент пуска

5.15 Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора, приведенное к обмотке статора в номинальном режиме

То же при пуске двигателя