![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Рекомендуемые числа пазов короткозамкнутых асинхронных двигателей
Примечания: 1. В скобках взяты числа пазов, при которых возможно повышение вибрации двигателей. 2. Звездочкой отмечены числа пазов, применяемые в основном в машинах малой мощности.
В поле зазора присутствуют также высшие гармоники, порядок которых определенным образом связан с числами пазов и полюсов машины. Это так называемые зубцовые гармоники, которые вызывают шум и вибрацию при работе двигателя при нормальном режиме. Появление зубцовых гармоник особенно заметно при малых воздушных зазорах, характерных для асинхронных двигателей небольшой мощности. Исследования, проведенные для изучения влияния соотношений чисел зубцов на статоре и роторе на кривую момента, а также на шумы и вибрации, позволили определить наилучшие сочетания Z 1 и Z 2 для короткозамкнутых двигателей с различными числами 2 р. Рекомендации по выбору Z 2 при известных Z 1 и 2 р сведены в табл. 15, в которой предлагается несколько возможных вариантов чисел пазов ротора при данных Z 1 и 2 р. В двигателях малой мощности обычно выполняют Z 2< Z 1. Это объясняется рядом причин технологического характера, а также тем, что с увеличением Z 2 ток в стержнях ротора уменьшается и в двигателях небольшой мощности их сечения становятся очень малыми. В более крупных двигателях иногда выполняют Z 2> Z 1, с тем чтобы ограничить чрезмерно большой ток в стержнях ротора и увеличить равномерность распределения проводников обмотки по длине расточки. Ток в стержне определяется по (60). При этом с учетом принятых для короткозамкнутой обмотки чисел фаз и витков в фазе коэффициент приведениятоков
Сечение стержней, м2,
Плотность тока в стержнях ротора машин закрытого обдуваемого исполнения при заливке пазов алюминием выбирается в пределах J 2=(2, 5 – 3, 5)106 А/м2, а при защищенном исполнении на 10 – 15% выше, причем для машин больших мощностей следует брать меньшие значения плотности тока. В обмотке ротора, выполненной из медных стержней, плотность тока принимают несколько большей: J 2=(4, 0 – 8, 0)106 А/м2 (большие значения соответствуют машинам меньшей мощности). Ток в короткозамкнутых кольцах находят, исходя из следующих соображений. Примем направления токов в стержнях ротора Тогда для узлов а, b, с и т. д. можно записать:
Токи в стержнях сдвинуты относительно друг друга на угол
Так как это соотношение справедливо для любого из элементов диаграммы токов, то, обозначив токи в кольце
Выражение (71) является расчетной формулой для определения тока в замыкающих кольцах короткозамкнутых роторов. Плотность тока в замыкающих кольцах
Сечение колец в роторах со вставными стержнями представляет собой прямоугольник, размеры которого
Рис. 25. К расчету тока в замыкающих кольцах короткозамкнутой обмотки ротора. Замыкающие кольца литойобмотки обычно выполняют с поперечным сечением в виде неправильной трапеции, прилегающей одним из оснований к торцу сердечника ротора. Средняя высота кольца выбирается из условия Одновременно с заливкой стержней и колец на замыкающих кольцах отливаются вентиляционные лопатки длиной несколько меньшей, чем длина вылета лобовых частей обмотки статора. Количество вентиляционных лопаток выбирают равным простому числу, приблизительно в 2 – 3 раза меньшему, чем число пазов ротора. Расчетное сечение замыкающих колец литой обмотки, м2, принимают Форма паза короткозамкнутого ротора определяется требованиями к пусковым характеристикам двигателя, его мощностью и числом полюсов. В роторах современных асинхронных двигателей применяют грушевидные, прямоугольные или фигурные пазы. Фигурные пазы могут быть лопаточными, колбообразными и трапецеидальными. Довольно большое распространение, особенно в двигателях зарубежных фирм, получили двухклеточные роторы. Встречаются также двигатели с более сложной конструкцией зубцовой зоны ротора, например с чередующимися пазами различной конфигурации. Большинство фигурных пазов применяют только при литых роторных обмотках. С медными вставными стержнями могут быть изготовлены лишь роторы с простейшими по конфигурации пазами (круглыми, прямоугольными, трапецеидальными, колбообразными) и двухклеточные роторы, верхние и нижние стержни которых имеют прямоугольное или круглое сечения. Медные шины трапецеидального и в особенности колбообразного сечения имеют строго ограниченный сортамент, поэтому двигатели с такими роторами не нашли широкого применения. В последние годы в крупных асинхронных машинах короткозамкнутую обмотку иногда выполняют из прямоугольных алюминиевых шин, как, например, в двигателях серии АН-2. Стержни устанавливают в открытые пазы ротора и закрепляют, расчеканивая их верхнюю часть. В двигателях с высотами оси вращения до 400 мм наиболее широко распространены роторы с литыми обмотками, при которых возможно выполнение любых требующихся по расчету конфигураций и размерных соотношений стержней с учетом возможности качественной заливки.
Рис. 26. Размеры замыкающих колец ко-роткозамкнутого ротора. а – со сварной обмоткой; б – с литой обмоткой.
Рис. 27. Грушевидные пазы короткозамкнутого ротора. а – полузакрытые; б – закрытые.
Выполняют также двухклеточные роторы с литой обмоткой. Они, как правило, имеют фигурные стержни рабочей обмотки и общие замыкающие кольца. Выбирая ту или иную конструкцию клетки, форму и размерные соотношения стержней, следует исходить из требований к пусковым характеристикам двигателей и возможности размещения паза на зубцовом делении ротора, при котором обеспечивается нормальный уровень индукции в зубцах и ярме. Кроме того, необходимо учитывать влияние размерных соотношений пазов на индуктивное сопротивление обмотки ротора. При любой конфигурации паза уменьшение ширины верхней части стержней и увеличение их высоты приводят к увеличению пускового момента, но одновременно увеличивается коэффициент магнитной проводимости паза и растет индуктивное сопротивление обмотки ротора. Это в некоторых случаях может играть положительную роль – как фактор, ограничивающий пусковые токи, но в то же время увеличение индуктивного сопротивления ротора приводит к ухудшению коэффициента мощности при номинальном режиме работы и к снижению То же характерно для двигателей с двухклеточными роторами, имеющими большие пусковые моменты, но низкие коэффициенты мощности при номинальном режиме, так как поток пазового рассеяния в перемычке между стержнями рабочей и пусковой клеток достигает больших значений. Поэтому для обеспечения высоких энергетических показателей номинального режима следует прежде всего ориентироваться на пазы ротора с широкой верхней частью – грушевидные. Пазы других форм (прямоугольные, фигурные) или двойную клетку применяют только в тех случаях, когда пусковые характеристики двигателя с ротором, имеющим грушевидные пазы, не удовлетворяют требованиям, поставленным в техническом задании. В асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором серии 4А с высотой оси вращения Размеры паза
Ширина зубцов ротора определяется по допустимой индукции
После расчета размеры паза следует округлить до десятых долей миллиметра и уточнить площадь сечения стержня
Условия высококачественной заливки пазов алюминием требуют, чтобы диаметр закругления нижней части паза в двигателях с В связи с округлениями результатов расчета необходимо просчитать ширину зубцов в двух сечениях
При небольшом расхождении размеров Расчетная высота зубца принимается равной:
В двигателях с высотой оси вращения
Для расчета размеров трапецеидальных сужающихся в верхней части пазов целесообразно использовать графоаналитический метод, аналогичный описанному в § 5 для пазов всыпной обмотки статора. Наименьшая допустимая ширина зубца
Расчетная высота зубца
В лопаточных пазах (рис. 29) высота верхней части паза
где
Требуемое сечение нижней части стержня
где сечение верхней части стержня
Ширина верхней части стержня
Диаметр закругления нижней части стержня
Наименьший допустимый размер Если по (88) Расстояние между центрами закруглений нижней части стержня
После округления полученных размеров до десятых долей миллиметра уточняется площадь сечения стержня ротора:
Размеры зубцов в верхних и нижних частях рассчитывают раздельно. Размеры верхней части зубца:
где Размеры нижней части зубца:
Расчетная высота участков зубца: верхнего
нижнего
В короткозамкнутых роторах с обмоткой из вставных алюминиевых шин выполняют открытые прямоугольные пазы (рис. 30). Размеры паза находятся исходя из допустимой ширины зубца
где
Из двух возможных значений
где
мм. Наибольшая и наименьшая ширина зубцов при прямоугольных пазах ротора определяется по (63) и (65). Расчетная высота зубца принимается равной высоте паза:
|