![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Зубцовое деление статора при прямоугольных пазах t1, м
Рис. 15. Зубцовое деление статора асинхронных двигателей со всыпной обмоткой
Для машин с полужесткой обмоткой из прямоугольного провода при Uн £ 660 В и в высоковольтных машинах t 1 зависит от мощности и номинального напряжения и может быть взято в соответствии с данными табл. 9. В процессе расчета целесообразно не ограничиваться выбором какого-либо одного конкретного зубцового деления, а руководствуясь приведенными выше соображениями, рассмотреть диапазон возможных значений t 1 в пределах указанных значений зубцовых делений t 1 min – t 1 max. Тогда возможные числа пазов статора, соответствующие выбранному диапазону t 1,
Окончательное число пазов статора Z 1 следует выбирать в полученных пределах с учетом 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= Z 1/2 pm в большинстве асинхронных машин должно быть целым. Лишь в многополюсных асинхронных двигателях иногда выполняют числа пазов, при которых q является дробным, причем большей частью со знаменателем дробности, равным двум, например q= 21/2 или 31/2. В отдельных случаях это правило может быть нарушено, однако необходимо иметь в виду, что обмотки с дробным q при сравнительно небольших числах пазов и полюсов, характерных для большинства асинхронных двигателей, приводят к некоторой асимметрии МДС. Поэтому выбор окончательного числа пазов следует проводить с четкой увязкой и контролем получаемого при этом числа q. Окончательное значение t 1 =pD/ 2 pmq не должно выходить за указанные выше пределы более чем на 10% и в любом случае для двигателей с h ³ 56 мм не должно быть менее 6 – 7 мм. При определении числа эффективных проводников в пазу uп руководствуются следующим: uп должно быть целым, а в двухслойной обмотке желательно, чтобы оно было кратным двум. Применение двухслойных обмоток с нечетным uп допускается лишь в исключительных случаях, так как это приводит к необходимости выполнять разно-витковые катушки, что усложняет технологию изготовления и укладки обмотки. Поэтому полученные в расчете числа uп приходится округлять до ближайшего целого или четного числа. Чтобы это округление не было слишком грубым (что особенно заметно при малых uп), вначале определяют предварительное число эффективных проводников в пазу u'п при условии, что параллельные ветви в обмотке отсутствуют (а =1):
где А – принятое ранее значение линейной нагрузки, А/м; I 1 н – номинальный ток обмотки статора, А:
(h и cos j заданы или выбраны в начале расчета). Полученное по (17) значение и' не округляют до целого, а находят такое число параллельных ветвей обмотки а, при котором число эффективных проводников в пазу либо будет полностью удовлетворять отмеченным условиям, либо потребует лишь незначительного изменения:
Число а при этом, естественно, может быть взято только из ряда возможных чисел параллельных ветвей для обмотки данного типа и заданного числа полюсов. Полученное из (19) число ип округляют до ближайшего целого или четного в зависимости от типа обмотки. Принятое на данном этапе расчета число параллельных ветвей а в дальнейшем, при выборе размеров и числа элементарных проводников, может быть изменено. В этом случае пропорционально меняется также и ип. Окончательное число витков в фазе обмотки
Окончательное значение линейной нагрузки, А/м,
Оно должно лишь незначительно отличаться от принятого ранее, так как его изменение определяется только отношением рассчитанного по (19) и принятого числа эффективных проводников в пазу Схему обмотки статора выбирают в зависимости от мощности машины, ориентируясь на конструкцию и предполагаемую технологию укладки обмотки в пазы. Машины мощностью до 12 – 15 кВт в большинстве случаев имеют однослойную концентрическую обмотку. В машинах большей мощности всыпные обмотки выполняются двухслойными, а при механизированной укладке применяют однодвухслойные или двухслойные концентрические обмотки, которые могут быть уложены в пазы без подъема шага. Все обмотки из прямоугольного провода выполняются только двухслойными. Обмоточный коэффициент ko6=kpky рассчитывается в зависимости от принятого укорочения шага обмотки b и числа q. Для однослойных обмоток ky всегда равен единице, кроме обмоток с не сплошной фазной зоной. Для двухслойных обмоток ky рассчитывается. Расчетное укорочение таких обмоток, выполненных с одной большой катушкой в катушечной группе, зависит от числа q и равно:
Обмоточный коэффициент двухслойной концентрической обмотки равен ko6 обычной двухслойной обмотки, на базе которой построена концентрическая. В двухслойных обмотках асинхронных двигателей шаг выполняют в большинстве случаев с укорочением, близким к b =0, 8. После расчета ko61 уточняют значение потока Ф, Вб,
и определяют индукцию в воздушном зазоре b d, Тл,
Если полученное значение bd выходит за пределы рекомендуемой области (см. рис. 11 – 13) более чем на 5%, следует принять другое значение числа Uп и повторить расчет. Если линейная нагрузка и индукция в воздушном зазоре при принятом числе пазов и эффективных проводников в пазу находятся в рекомендуемых пределах, переходят к расчету сечения эффективного проводника и обмоточного провода. Сечение эффективных проводников, м2, определяют, исходя из тока одной параллельной ветви и допустимой плотности тока в обмотке:
С точки зрения повышения использования активных материалов плотность тока J 1 должна быть выбрана как можно большей, но при этом возрастают потери в меди обмотки. Увеличение потерь сказывается, во-первых, на повышении температуры обмотки и, во-вторых, на КПД двигателя. В асинхронных двигателях общего назначения при принятой в них системе косвенного охлаждения влияние плотности тока на нагрев обмотки более существенно, чем на КПД. На этом основании определены качественные зависимости допустимой плотности тока в обмотках различных машин. Она повышается с уменьшением габаритов машины, с увеличением допустимого нагрева обмотки при переходе на другой, более высокий класс нагревостойкости изоляции и с повышением интенсивности охлаждения (например, в машинах защищенного исполнения по сравнению с закрытыми обдуваемыми двигателями). Нагрев пазовой части обмотки зависит от произведения линейной нагрузки на плотность тока (AJ).Поэтому выбор допустимой плотности тока производят с учетом линейной нагрузки двигателя:
Значения AJ для асинхронных двигателей различного исполнения и мощности приведены на рис. 16. Для всыпных обмоток могут быть использованы обмоточные провода диаметром не более 1, 8 мм, однако в современных двигателях для повышения надежности обмотки и упрощения ее укладки в пазы используют провода меньшего диаметра. В обмотках, предназначенных для механизированной укладки, диаметр изолированного провоза обычно берут не более 1, 4 мм, а при ручной укладке (двигатели с h > 160 мм) – не более 1, 7 мм. Если расчетное сечение эффективного проводника в машинах со всыпной обмоткой выше значений, соответствующих указанным диаметрам, то эффективный проводник разделяется на несколько элементарных. Для этого по табл. П-6 подбирается сечение qэл и число элементарных проводников nэл, составляющих один эффективный, таким образом, чтобы диаметр dэл элементарных проводников не выходил за указанные пределы, а их суммарная площадь сечения была близка к расчетному сечению эффективного проводника:
Во всыпных обмотках число элементарных проводников может быть взято до 10 – 12, но при большом nэл возрастают технологические трудности намотки катушек, поэтому в современных машинах стремятся уменьшить число элементарных проводников в одном эффективном до 5 – 6, а в обмотке, предназначенной для механизированной укладки, до 2 – 3, для чего увеличивают число параллельных ветвей. В двухполюсных двигателях nэл увеличивают, поскольку число параллельных ветвей в них не может быть более двух. При проектировании машин с обмоткой из прямоугольного провода сечение каждого проводника не должно быть взято более 17 – 20 мм2, так как в этом случае становится заметно возрастание потерь на вихревые токи. Если расчетное значение qэф > 20 мм2, то прямоугольные проводники подразделяют на элементарные так, чтобы qэл £ 17 – 20 мм2. В обмотках из жестких катушек, укладываемых в открытые пазы, nэл обычно не более 2. При nэл =2 они располагаются на одном уровне по высоте паза. Обмотку с четырьмя элементарными проводниками в асинхронных двигателях применяют редко. Если обмотка выполняется из полужестких катушек, укладываемых в полуоткрытые пазы, то всегда образуется два элементарных проводника, так как катушки, расположенные на одной высоте в пазу, соединяются параллельно. При прямоугольных обмоточных проводах сечение эффективного проводника не должно превышать 35 – 40 мм2, поэтому при большом номинальном токе в таких машинах выполняют наибольшее возможное число параллельных ветвей. При одной и той же площади сечения прямоугольных проводников их линейные размеры а x b могут быть различны, поэтому окончательный выбор Рис. 16. Средние значения произведения (AJ) асинхронных двигателей. a – со степенью защиты IP44, h £ 132 мм; б – то же при h =1б0-250 мм; в – то же при U=280 – 355 мм (при продувном роторе); г – со степенью защиты IP23; при h =160-250 мм; д – то же при h =280-355 мм; е – то же при U=6000 В.
обмоточного провода производят одновременно с расчетом размеров зубцовой зоны. После окончательного выбора qэл, nэл и а следует уточнить плотность тока в обмотке, которая может несколько измениться по сравнению с предварительно принятой при подборе сечений элементарных проводников:
На этом расчет обмотки статора заканчивается. Некоторая корректировка, которая может потребоваться в ходе последующего расчета, как правило, не вносит существенных изменений в полученные данные.
|