Министерство сельского хозяйства Российской Федерации «Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова» Инженерный факультет Кафедра «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства» Аюрзанайн С.А. Хусаев Н.С. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ Пособие по курсовому проектированию для студентов очной, заочной и заочно-сокращенной форм обучения инженерного факультета направления подготовки «Агроинженерия», профиль «Электрооборудование и электротехнологии» Улан-Удэ, 2016 УДК 621.313 Аюрзанайн С.А., Хусаев Н.С. Электрические машины. Расчет и проектирование асинхронного электродвигателя. Пособие по курсовому проектированию для обучающихся инженерного факультета направления 35.03.06 «Агроинженерия» - Улан-Удэ, изд-во Бурятская ГСХА им. В.Р. Филиппова, 2016 г. В соответствии с учебным планом при изучении курса «Электрические машины» предусматривается выполнение курсовой работы. Наиболее широко распространенными электрическими машинами, применяемыми в сельском хозяйстве, являются асинхронные электродвигатели. Поэтому в качестве объекта проектирования предлагают трехфазные асинхронные электродвигатели серии 4А. В пособии представлены общие методические указания по выполнению курсовой работы по курсу «Электрические машины» (задание на проектирование, выбор главных размеров и расчет обмоток статора, расчет размеров зубцовой зоны статора, выбор воздушного зазора, расчет магнитной цепи). Приведены справочные материалы. Рецензент – к.т.н., доцент Сосоров Е.В. Рекомендовано Методическим Советом ФГБОУ ВО «Бурятская ГСХА им. В.Р. Филиппова» Протокол №____от ____________2016 г. © Аюрзанайн С.А., Хусаев Н.С. © ФГБОУ ВО «Бурятская ГСХА им. В.Р. Филиппова» 2 ЛИТЕРАТУРА 1. Проектирование электрических машин. Учебник под редакцией И.П. Копылова – 3-е изд. перераб. и доп. М.: ВШ, 2002 г. 2. Гурин Я.С., Кузнецов Б.И., Проектирование серии электрических машин М, Энергия, 1980. 3. Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С., Проектирование серий электрических машин М, Энергия, 1974. 4. Справочник по электрическим машинам Т.1,Т.2 М, Энергоатомиздат, 1988. 5. Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудовании. Учебное пособие 5-е издание, до. М.: ВШ, 2006 г. 6. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. Учебник, 3-е изд-ие, перераб. и доп. – М.: ВШ, 2001 г. 7. Копылов И.П. Электрические машины. Учебник для вузов 3-е изд-ие, исправленное и доб. – М.: ВШ, 2002 г. ОСНОВНЫЕ РАЗДЕЛЫ КУРСОВОЙ РАБОТЫ Введение 1. Задание на проектирование. Выбор базовой конструкции двигателя. 2. Выбор главных размеров 3. Расчет обмотки статора. 4. Расчет размеров зубцовой зоны статора. 5. Выбор воздушного зазора. 6. Расчет ротора. 7. Расчет магнитной цепи. 8. Выполнение графической части (сборочный чертеж асинхронного двигателя) 9. Оформление расчетно-положительной записи курсовой работы 3 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАЗДЕЛАМ КУРСОВОЙ РАБОТЫ 1. ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ. ВЫБОР БАЗОВОЙ КОНСТРУКЦИИ Техническое задание на учебное проектирование асинхронного двигателя содержит номинальные данные проектируемой машины, указания о режиме ее работы, конструктивной форме исполнения, степени защиты от воздействия окружающей среды, системе охлаждения. Проектирование машины начинают с выбора базовой модели, на которую ориентируются при проведении всех расчетов, начиная с выбора главных размеров, и при разработке конструкции отдельных узлов. При проектировании асинхронных двигателей общего назначения малой и средней мощности (до 400 кВт) в качестве базовой модели следует выбирать конструкцию двигателей серии 4А. 2. ВЫБОР ГЛАВНЫХ РАЗМЕРОВ Расчет асинхронных машин начинают с определения главных размеров внутреннего диаметра статора D и расчетной длины воздушного зазора l ,. Размеры D и l связаны с мощностью, угловой скоростью и электромагнитными нагрузками выражением машинной постоянной: D 2 l 2 1 k В k об АВ Р (1) В начальный период расчета двигателя все величины, входящие в (1), кроме синхронной угловой скорости, неизвестны. Поэтому расчёт проводят, задаваясь на основании имеющихся рекомендаций значениями электромагнитных нагрузок (А и В ), коэффициентов ( ,kВ и kоб), и приближенно определяют расчетную мощность Р'; Остаются два неизвестных (D и l ), однозначное определение которых без дополнительных условий невозможно. Таким условием является отношение l /D или более употребительное в расчетной практике отношение = l / . Это отношение в значительной степени определяет экономические данные машин, а также оказывает влияние на характеристики и условия охлаждения двигателей. Анализ показывает, что у большинства выполненных асинхронных двигателей общего назначения отношение изменяется в достаточно узких пределах. Поэтому для определения D и l можно предварительно выбрать то или иное отношение , характерное для заданного исполнения и числа полюсов машины. Это позволит однозначно определить главные размеры, исходя из (1). Однако внутренний диаметр статора, непосредственно связан определенными размерными соотношениями с наружным диаметром статора Da, в свою очередь определяющим высоту оси вращения h, значение которой при проектировании новых двигателей может быть принято только из стандартного ряда высот, установленных ГОСТ. В связи с этим выбор главных размеров проводят в следующей последовательности. Высоту, оси вращения предварительно определяют по рис.1 для заданных Р2 и 2р в зависимости от исполнения двигателя. Из ряда высот осей вращения (табл. 1) берут ближайшее к предварительно найденному меньшее стандартное значение h. Следует иметь в виду, что ГОСТ 13267-73 определяет стандартные высоты осей вращения независимо от назначения и конструктивного исполнения асинхронных двигателей, поэтому высота оси вращения любого проектируемого двигателя должна быть равна одному из этих значений. Наружный диаметр статорa Da берут из второй строки табл. 1 в зависимости от выбранной высоты оси вращения. 4 Таблица 1 Высоты оси вращения электрических машин (по ГОСТ 1326-73) и соответствующие им наружные диаметры статоров асинхронные двигателей серии 4А h, 56 63 71 80 90 100' 112 132 160 180 20 22 25 28 31 35 м 0 5 0 0 5 5 м D 0,08 0,1 0,11 0,13 0,1 0,1 0,1 0,2 0,27 0,31 0,3 0,3 0,4 0,5 0,5 0,6 9 а, 6 1 49 68 91 25 2 3 49 92 37 3 9 6 м Рис. 1 Высота оси вращения h двигателей серии 4А различной мощности и частоты вращения. а- со степенью защиты IР44; б- с IР23 Внутренний диаметр статора D в общем случае может быть определен по наружному диаметру, высотам ярма и зубцов статора: D = Da - 2(ha + hz) На данном этапе расчета размеры ha и hz неизвестны. Поэтому для определения D используют эмпирические зависимости, основанные на следующем. При одном и том же уровне индукции на участках магнитопровода в машинах с одинаковым D высота ярма статора будет пропорциональна потоку, а следовательно, обратно пропорциональна числу полюсов машины (прямо пропорциональна полюсному делению). Принимая, что размеры пазов не зависят от числа полюсов машины, получаем приближенное выражение: D=КD DA Значения коэффициентов КD,, приведенные в табл. 2, характеризуют отношения внутренних и наружных диаметров сердечников статоров асинхронных двигателей серии 4А при различных числах полюсов и могут быть использованы для предварительного определения D вновь проектируемой машины. Таблица 2 Отношение КD = D/DA в двигателях серии 4А при различных числах полюсов 2p 2 4 6 8—12 КD 0,52—0,57 0,64—0,68 0,70—0,72 0,74—0,77 5 Рис. 2. Значения коэффициента kЕ Рис.3. Примерные значения КПД и cos асинхронных двигателей серии 4А со степенью защиты IP44 а - двигателей мощностью до 30 кВт; б - двигателей мощностью до 400 кВт. Рис. 4. Примерные значения КПД и cos асинхронных двигателей серии 4А со степенью защиты IP23. 6 Далее находят полюсное деление , м, и расчетную мощность Р', Вт, Р'= mIЕ= P2 = D/2р. k cos , (1*) где P2 - мощность на валу двигателя, Вт; kЕ - отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, которое может быть приближенно определено по рис. 2. Предварительные значения и cos , если они не указаны в задании на проектирование, находятся по ГОСТ. Приближенные значения и cos могут быть взяты по кривым рис.3 и 4, построенным по данным двигателей серии 4А Рис. 5. Электромагнитные нагрузки асинхронных двигателей серии 4А со степенью защиты а - при высоте оси вращения h 132 мм; б - при h = 160-250 мм IP44 Рис. 6. Электромагнитные нагрузки асинхронных двигателей серии 4А со степенью защиты IP23 а - при высоте оси вращения h = 160 250 мм; б - при h 280 мм 7 Коэффициент полюсного перекрытия и коэффициент формы поля kВ асинхронных машинах определяются степенью уплощения кривой поля в зазоре, возникающей при насыщении зубцов статора и ротора, и могут быть достаточно достоверно определены только после расчета магнитной цепи. Поэтому до расчета магнитной цепи удобнее рассматривать синусоидальное поле, а влияние уплощения учесть при расчете магнитного напряжения отдельных участков магнитной цепи. Основываясь на этом, значения коэффициентов предварительно принимают равными: = 2/ 0,64; kВ = / (2 2 ) = 1,11. Предварительное значение обмоточного коэффициента kоб1 выбирают в зависимости, от типа обмотки статора. Для однослойных обмоток kоб1 = 0,95 0,96. Для двухслойных и одно двухслойных обмоток при 2р==2 следует - принимать kоб1 = 0,90 0,91 и при большей полюснocти kоб1 = 0,91 0,92. Синхронная угловая скорость вала двигателя , рад/с, рассчитывается по формуле: f n 2 1 или (2) 2 1 p 60 где n1 – синхронная частота вращения, об/мин; f1 – частота питания. Гц. Из (1) с учетом значения расчетная длина воздушного зазора, м, l P1 D 2 k B k об1 AB (2*) Критерием правильности выбора главных размеров D и l служит, отношение = l / , которое должно находиться в пределах показанных на рис. 7 для принятого исполнения машины. Если оказывается чрезмерно большим, то следует повторить расчет для ближайшей из стандартного ряда большей высоты, оси вращения h. Если слишком мало, то расчет повторяют для следующей в стандартном ряду меньшей высоты h. На этом выбор главных размеров заканчивается. В результате проделанных вычислений получены значения высоты оси вращения h, внутреннего диаметра статора D, наружного диаметра статора Da,. расчетной длины воздушного зазора l и полюсного деления . Рис. 7. -Отношение = l / у двигателей серии 4А. а - со степенью защиты IP44; б - с IР 23. Окончательное значение l . для машин с < 1,5 мм l lст1 8 3. РАСЧЕТ ОБМОТКИ СТАТОРА Следующий этап расчета включает определение числа пазов статора Z1 и числа витков в фазе обмотки статора 1 . При этом число витков фазы обмотки статора должно быть таким, чтобы линейная нагрузка двигателя и индукция в воздушном зазоре как можно более близко совпадали с их значениями, принятыми предварительно при выборе главных размеров, а число пазов статора обеспечивало достаточно равномерное распределение катушек обмотки. Чтобы выполнить эти условия, вначале выбирают предварительно зубцовое деление t1 в зависимости от типа обмотки, номинального напряжения и полюсного деления машины. Для более равномерного распределения катушек обмотки по длине окружности зазора необходимо большое число пазов, следовательно, малые зубцовые деления. В то же время ширина паза, составляющая примерно половину зубцового деления, не должна быть слишком малой, так как в этом случае ухудшается заполнение паза медью обмотки, а в машинах небольшой мощности может также недопустимо уменьшиться механическая прочность зубцов. Кроме того, надо иметь в виду, что стоимость машины с увеличением числа пазов возрастает, так как увеличиваются сложность штампа и трудоемкость изготовления и укладки обмоток. Рис. 8. Зубцовое деление статора асинхронных двигателей со всыпной обмоткой Значения t1 асинхронных двигателей серии 4А со всыпной обмоткой показаны на рис.8, на котором зона I определяет возможные значения t1 для небольших двигателей с высотой оси вращения h 90 мм; зона 2 определяет значения t1 более крупных машин (90 < h 250 мм); зона 3 определяет значения t1 многополюсных двигателей с h 280мм, выполняемых со всыпной обмоткой. Обычно двигатели с h 280 мм имеют полужесткую обмотку, но в многополюсном исполнении при 2р 10 (в двигателях с h = 280 и 315 мм) из-за малой высоты спинки статора размещение лобовых частей катушек из прямоугольного провода затруднено , поэтому такие машины выполняют со всыпной обмоткой, имеющей мягкие, легко поддающиеся формовке лобовые части. Таблица 3 Зубцовое деление статора при прямоугольных пазах t1 м Полюсн Напряжение, В ое до 660 3000 6000 деление ,м <0,15 0,016— 0,020 0,022— 0,025 0,024— 0,030 0,15— 0,4 >0,4 0,017— 0,022 0,024— 0,027 0,020— 0,028 0,026— 0,032 0,026— 0,034 0,028— 0,038 Для машин с полужесткой обмоткой из прямоугольного провода при U 660 В высоковольтных машинах t1 зависит от мощности и номинального напряжения и может быть взято в соответствии с данными табл. 3. В процессе расчета целесообразно не ограничиваться выбором какого-либо одного конкретного зубцового деления, а руководствуясь приведенными выше 9 соображениями, рассмотреть диапазон возможных значений t1 в пределах указанных значений зубцовых делений t1min— t1max. Тогда возможные числа пазов статора, соответствующие выбранному диапазону t1, Z1min Z1max = D D t1maх t1 min (3) Окончательное число пазов статора Z1 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 =Z1/2pm в большинстве асинхронных машин должно быть целым. Окончательное значение t1 = D/2pmq не должно выходить за указанные выше пределы более чем на 10% и в любом случае для двигателей с h 56 мм не должно быть менее 6 - 7мм. 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 разновитковые 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 u1п при условии, что параллельные ветви в обмотке отсутствуют (a=l): DA u1п = (4) I 1H Z 1 где А - принятое ранее значение линейной нагрузки, А/м; I1H - номинальный ток обмотки статора, А: I1H = P2 (5) mU H cos ( и cos заданы или выбраны в начале расчета.). Полученное по (4) значение u1п не округляют до целого, а находят такое число 9 параллельных ветвей обмотки а, при котором число эффективных проводников в пазу либо будет полностью удовлетворять отмеченным условиям, либо потребует лишь незначительного изменения: ип= а u1п (6) Число а при этом, естественно, может быть взято только из ряда возможных чисел параллельных ветвей для обмотки данного типа и заданного числа полюсов. Окончательное число витков в фазе обмотки w1 =uпZ1/2am. (7) Окончательное значение линейной нагрузки, А/м, А = 2I1H w1m / D (8) Оно должно лишь незначительно отличаться от принятого ранее, так как его изменение определяется только отношением рассчитанного по (6) и принятого числа эффективных проводников в пазу uп. Полученное значение А нужно сопоставить с рекомендуемым (см. рис. 5— 6). 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 10 большей мощности всыпные обмотки выполняются двухслойными, а при механизированной укладке применяют одно двухслойные или двухслойные концентрические обмотки, которые могут быть уложены в пазы без подъема шага. Все обмотки из прямоугольного провода выполняются только двухслойными. Обмоточный коэффициент kоб = kр kу рассчитывается в зависимости от принятого укорочения шага обмотки числа q . Значений Rр находят по 0.5 kр= 30 0 q sin q Для однослойных обмоток ky всегда равен единице, кроме обмоток с несплошной фазной зоной. Для двухслойных обмоток ky рассчитывается по k y= sin 2 'Расчетное укорочение таких обмоток, выполненных с одной' большой катушкой в катушечной группе, зависит, от числа q и равно: 2 q 1 = 3 q В двухслойных обмотках асинхронных двигателей шаг выполняют в большинстве случаев с укорочением, близким к =0,8. После расчета kоб1 уточняют значение потока Ф, В . Ф= k E U 1H 4k B m1k об1 f1 (9) и определяют индукцию в воздушном зазоре В ,Тл, В = ф рФ = I DI (10) Если полученное значение В выходит за пределы рекомендуемой области (см. рис. 5-6) 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 исходя из тока одной параллельной ветви и допустимой плотности тока в обмотке: qэф=I1H/aJ1 (11) С точки зрения повышения использования активных материалов плотность тока J1 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). 11 Рис.9. Средние значения произведения (AJ) асинхронных двигателей. а—со степенью защиты IP44; h 132 мм; б—то же при h =160 - 250 мм; в- то же при h=28O - 355 мм (при продувном роторе); г - со степенью защиты IP23; при h=160 - 250 мм, д – тоже при h = 280 – 355 мм; е- тоже при h = 400 – 560 мм Нагрев пазовой части обмотки зависит от произведения линейной нагрузки на плотность тока (AJ). Поэтому выбор допустимой плотности тока производят с учетом линейной нагрузки двигателя: J = (AJ)/ A (12) Значения AJ для асинхронных двигателей различного исполнения и мощности приведены на рис. 9. 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 провода обычно берут не более 1,4 мм, а при ручной укладке (двигатели с h >160 мм) - не более 1,7мм. Если расчетное сечения эффективного проводника в машинах со всыпной обмоткой выше значений, соответствующих указанным диаметрам, то эффективный проводник разделяется на несколько элементарных. Для этого по табл. П-12. 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: qэл nэл = qэф (13) 12 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 они располагаются на одном уровне по высоте паза. 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: I 1H J= (14) aq эл nэл На этом расчет обмотки статора заканчивается. Некоторая корректировка, которая может потребоваться в ходе последующего расчета, как правило, не вносит существенных изменений в полученные данные. 4. РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ ЗУБЦОВОЙ ЗОНЫ СТАТОРА Размеры пазов в электрических машинах должны быть выбраны таким образом, чтобы, вопервых, площадь паза соответствовала количеству и размерам размещаемых в нем проводников обмотки с учетом всей изоляции и, во-вторых, чтобы значения индукций в зубцах и ярме статора находились в определенные пределах, зависящих от типа, мощности, исполнения машины и от марки электротехнической стали сердечника, Конфигурация пазов и зубцов определяется мощностью машины и типом обмотки. Расчет размеров зубцовой зоны проводят по допустимым индукциям в ярме и в зубцах статора (табл. 4). Таблица 4 Допустимые значения индукции на различных участках магнитной цепи Участки магнитной цепи Обо знач ени 2р е Вa Ярмо статора Зубцы статора при постоянном сече Bz1 нии (всыпная об мотка) Зубцы статора в наиболее узком сечении: Bz1m -при ax полуоткрытых пазах - при открытых Bz1m пазах ax IP44 - 4 1,4-1,6 6 IP23 8 1,151,35 1,7-1,9 10и12 1,11,2 2 1,61,8 1,92,1 1,92,1 1,75-1,95 1,6-1,8 4 1,45-1,6 6 8 10 1,2-1,4 1,8-2,0 1,8-2,0 1,7-1,9 13 12 1,11,3 1,7-1,9 Ярмо ротора: короткозамкнут ого -фазного -в двигателях с U=6000 В Зубцы ротора при постоянном сече нии (грушевидные пазы) Зубцы ротора в наиболее узком сечении: короткозамкнут ого -фазного Вj 1,45 1,25 1,15 Вj l,25 1,05 1,55 1,30 Вj Bz2 Bz2m ax 0,85 1,55 1,35 1,25 0,95 0,75 - 1,35 1,15 0,85 0,10 - 1.45 1.20 1.0 1,75-1,85 1,5-1,7 - 1,8-1,95 1,45-1,60 - 1,61,8 1,55-1,70 Bz2m 1,85-2,05 1,75-1,9 2,01,9-2,05 2,2 Обмотка из прямоугольного провода укладывается в пазы с параллельными стенками (рис. 10 и 11). Зубцы в таких пазах имеют трапецеидальное сечение, и индукция в них неравномерна. Обычно задаются значениями допустимой индукции в ярме статора Ва и индукцией Вz тах в наиболее узком сечении зубца bz min, либо индукцией Вz 1/3 в сечении зубца с шириной bz 1/3 взятом на расстоянии, равном 1/3 его высоты от наиболее узкой части зубца (рис. 10). ax Рис. 10. К расчету размеров открытых прямоугольных пазов статора. Рис. 11. К расчету размеров полуоткрытых прямоугольных пазов статора. 14 По выбранным значениям индукций определяются: высота ярма статора, м, Ф ha = 2 Вa l ст1 k c минимальная ширина зубца, м, B t1l bz1min = Bz1max lст1k c (15) (16) или ширина зубца на расстоянии 1/3 его высоты от наиболее узкой части: bz1/3 = B t1l Bz1 / 3lст1k c (17) Значение коэффициента заполнения сердечника сталью следует брать из табл. 5. Таблица 5 Рекомендуемые марки холоднокатаной изотропной электротехнической стали, способы изолировки листов и коэффициент заполнения статора магнитопроводов статора и ротора асинхронных двигателей H, мм U, в Марк а стали 50— 250 280355 400560 Статор Способ kc изолировки листав 660 2013 Оксидировани 0,97 660 2312 е Лакировка 0,95 6000 2411 Лакировка 0,95 Короткозамкнутый ротор Способ kc изолировки листов Оксидирование 0,97 Оксидная 0.97 пленка 0,95 Лакировка Фазный ротор Способ изолировки листов -Лакировка Лакировка kc 0,95 0,95 Размеры паза вначале определяются без учета размеров и числа проводников обмотки, исходя только из допустимых значений индукций: высота паза, м hп= Da D ha 2 (18) ширина паза, м bп=t1-bz min (19) или bп= ( D 2h / 3) bz1/3 Z1 (20) Обычно bп (0,4 0,5) t1. Предварительно определенная ширина паза bп используется для выбора размеров обмоточного провода. Ширина проводника b должна быть меньше ширины паза на толщину всей изоляции с учетом допусков, т.е. корпусной, витковой (если она установлена в данной конструкции) и проводниковой (2 bиз), а также припусков на сборку сердечников ( bп см. ниже): b= bп - / из (21) / где из = 2 bиз+ bп Все данные по толщине этих видов изоляции берутся из соответствующих таблиц в зависимости от номинального напряжения и мощности машины, конструкции и класса нагревостойкости изоляций. Если эффективный проводник обмотки состоит из двух элементарных проводников, то ширина каждого из них будет равна: b=0,5(bп - / из ) (22) 15 Значения по (21) и (22) являются предварительными, Окончательная ширина проводника находится по таблице стандартных размеров обмоточных проводов (табл. П-7). Из этой таблицы по предварительно определенной ширине, проводника и по его расчетному, сечению подбираются, наиболее близкие к ним стандартные значения qэл и b и соответствующая, им высота проводника а. Высота проводника при этом не должна превышать 2,5 - 3,0 мм, так как при большем; высоте в проводниках, лежащих; друг над другом в одном пазу, начинает проявляться эффект вытеснения тока вызывающий неравномерное распределение плотности, тока по сечению проводников и увеличивающей потери в меди обмотки. После уточнения размеров проводников составляется подробная спецификация паза (таблица заполнения паза) с указанием размеров проводов, названий, размеров и числа слоев изоляционных материалов, различных прокладок и т. п. В боковых стенках верхней части открытых пазов выполняют выемки для крепления пазовых клиньев (см. рис.10). Глубина выемок под клин, высота шлица hш и высота клиновой части паза hк возрастают с увеличением мощности машины ширины ее пазов. Обычно в асинхронных двигателях общего назначения b/-bп=2 5 мм, hш =0,5 1,0 мм и hк=3 3,5 мм в машинах средней мощности, и достигает 5 мм в крупных машинах. Полученные при расчете заполнения паза его размеры являются размерам паза «в свету», т.е. размерами реального паза в собранном шихтованном сердечнике с учетом неизбежной при этом «гребенки», образующейся за счет допусков при штамповке листов и шихтовке магнитопроводов. Действительные размеры паза в штампе, т.е. в каждом отдельном листе, будут несколько больше на припуски на сборку. h, мм 50-132 160-250 280-355 400-560 Припуски (мм) По ширине паза bп По высоте паза hп 0,1 0,1 0,2 0,2 0,3 0,3 0,4 0,3 После того как все размеры паза в штампе окончательно установлены, определяют ширину зубцов bz min и bz max или bz 1/3: bz min= t1- bп (23) 2h bz max = t1(1+ )- bп (24) D 2h bz 1/3= t1(1+ )- bп (25) 3D Расчетная высота зубцов hz при прямоугольных пазах берется равной высоте паза: hz= hп Обмотку из подразделенных катушек в машинах общего назначения с номинальным напряжением Uн 660В укладывают в полуоткрытые пазы (см.рис.11). Ширина щлица паза b выбирается из условия обеспечения свободной укладки полукатушек в паз, поэтому bш=0,5bп+(1,0 1,5) мм. Высоту щлица и высоту клиновой части паза выполняют в пределах hш=0,5 0,8 мм и hк =2,5 3,5 мм (большие значения берутся при широких пазах и большей мощности двигателей). Выбор размеров проводников, расчет заполнения паза, и определение его размеров в свету и в штампе производят так же, как и для открытых пазов. Ширину и расчетную высоту зубцов определяют по (22) - (24). 16 Круглые обмоточные провода всыпной обмотки могут быть уложены в пазы произвольной конфигурации поэтому размеры зубцовой зоны при всыпных обмотках выбирают таким образом, чтобы параллельные грани имели зубцы а не пазы статора (рис.12) Рис. 12 К расчету размеров зубцовой зоны всыпной обмотки статора. Для всыпной обмотки могут быть выбраны пазы показанной на рис. 12 а-в конфигурации. В двигателях серии 4А выполняются только трапецеидальные пазы (рис. 12, а) с углом наклона граней клиновой части =45° у двигателей с h 250 мм и =30° у двигателей с h 280 мм при 2р=10 и 12. Принцип расчета размеров паза всыпной обмотки остается таким же, как и для пазов с прямоугольными проводами. Сначала проводится предварительный выбор размеров, исходя из допустимой индукции в зубцах и ярме статора B t1l bz= (26) B zср l ст1 к с и ha пo (15). После расчета коэффициента заполнения паза проводниками обмотки полученные значения уточняются. По допустимой индукциям в ярме и зубцах статора (см. табл. 4) из (15) и (26) определяются высота ярма ha и ширина зубца bz статора. Далее находятся размеры паза в штампе, м, D D hп= a (27) ha 2 ( D 2h ) bz 1 b1= (28) Z1 при =450 b2= ( D 2hш bш ) Z1bz1 Z1 (29) b2= ( D 2hш bш Z1 (30) при =300 3 ) Z1bz 3 Полученные размеры округляют до десятых долей миллиметра. 17 Высоту шлица паза hш обычно выполняют в пределах от 0,5 до 1 мм в зависимости от мощности двигателя. Следует иметь, в виду, что hш должна быть достаточной для обеспечения механической прочности кромок зубцов, удерживающих в уплотненном состоянии проводники паза после заклиновки пазов. Однако увеличение hш приводит к возрастанию потока рассеяния паза, что в большинстве случаев нежелательно. В серии 4А в двигателях с hш 132 мм принимают hш=0,5 мм, в двигателях с hш 160 мм увеличивают до hш 1 мм. Ширину шлица паза принимают равной bш=dиз+(1,5 2мм), где dиз- диаметр изолированного обмоточного провода, мм. Размер bш должен .обеспечить возможность свободного пропуска проводников обмотки через шлиц паза с учетом толщины изоляционных технологических прокладок, устанавливаемых при укладке обмотки для предохранения изоляции проводников от повреждений об острые кромки шлица. В сериях асинхронных машин размер bш обычно нормализуется. В серии 4А он выполняется равным от 1,8 мм в малых машинах до 4 мм в более крупных. Средние значения bш для двигателей при различных h и 2р приведены в табл. 6. В клиновой части паза располагаются пазовые крышки (в машинах с h l60 мм) или пазовые клинья (в более крупных машинах). Поэтому при расчете площади поперечного сечения паза эти участки не учитывают. Таблица 6 Средние значения ширины шлица полузакрытых пазов статора bш, мм h, мм Число полюсов 2р 50-63 71 80, 90 2 1,8 2,0 3,0 4 1,8 2,0 3,0 6—81,8 2.0 2,7 10 - 12 - 100, 112 132 3,5 4,0 3,5 3,5 3,0 3,5 - - 160-250 4,0 3,7 3.7 - - 280-315 - - - 4,0 4,0 Площадь поперечного сечения паза в штампе, м2, S п= где высота клиновой части паза b1 b2 h1 2 (31) h1=hп-( hш+hk ) hk = hk = (32) b2 bш при 450 2 b2 bш 2 3 (33) при 30 0 Для расчета коэффициента заполнения паза необходимо определить площадь паза в свету и учесть площадь сечения паза, занимаемую корпусной изоляцией Sиз и прокладками в пазу Snp. Размеры паза в свету определяются с учетом припусков на шихтовку.и сборку сердечников bп и hп: b´1= b1- bп b´2= b2- bп (34) 18 h´1= h1- hп Площадь корпусной изоляции, м2, Sиз= bиз(2 hп:+ b1+ b2) (35) где bиз—односторонняя толщина изоляции в пазу, м. Площадь прокладок в пазу, м2: для двигателей с h=180 250 мм Snp=0,4b1+0,9 b2 (36) для двигателей с h 280 мм Snp=0,6(b1+ b2) (37) При однослойной обмотке Snp=0 Площадь поперечного сечения паза, остающаяся для размещения проводников обмотки, b11 b1 2 1 S1 п = (38) h1 - Sиз - Sпр 2 Контролем правильности размещения обмотки в пазах является значение коэффициента заполнения паза d2и п k3= из 1 эл (39) S который должен находиться в пределах, указанных в табл. 7 Таблица 7 Средние значения коэффициента заполнения паза Тип обмотки Значение коэффициента kз kм Всыпные обмотки на напряжения до 660 В из круглого 0,72 0,30 провода с эмалевой изоляцией Обмотки из прямоугольного провода на напряжение 3000 В 0,70-0,80 0,22-0,37 (провода марки ПСД) Обмотки из прямоугольного провода на напряжение 6000 В 0,60-0,70 0,14-0,25 Если полученное значение ниже указанных пределов, то площадь паза следует уменьшить, за счет увеличения ha или bz или обоих размеров одновременно в зависимости от принятого при их расчете значения допустимой индукции. Индукция в зубцах и ярме статора при этом уменьшится. Уменьшение индукции ниже пределов, указанных в табл. 4, показывает, что главные размеры двигателя завышены и активная сталь недоиспользована. В этом случае следует уменьшить длину сердечника или перейти на ближайшую меньшую высоту оси вращения. Таблица 8 Расчетные размеры трапецеидальных зубцов статоров при открытых и полуоткрытых пазах (статоры машин переменного тока с обмоткой из прямоугольного провода – рис. 10 и 11) Размер Рис. 10 D bzmin Z bzmax hz Рис. 11 b D 2h b Z hп D 2(hш hк ) b Z 19 D 2h b Z hп Таблица 9 Расчетные размеры зубцов статоров при трапецеидальных или грушевидных пазах. в машинах со всыпной обмоткой (рис. 6-19) Размер Рис. 12, а Рис. 12; б Рис. 12, в bz' D 2h D 2h D 2h b1 b1 b1 b1 Z Z Z bz" D 2hш b2 D 2hш b2 D 2(h h1 ) b2 b2 b2 Z Z Z hz hп hп hп-0,1 b1 Ширина зубца и расчетная высота паза определяются по формулам табл. 8 и 9. Обычно при всыпной обмотке bz=b´z=b´´z. В некоторых случаях, возможно некоторое расхождение значении bz' и bz" поэтому рекомендуется рассчитать оба значения bz' и bz" и и при небольшом расхождении результатов взять среднюю расчетную ширину зубца: bz=(bz'+bz")/2. При больших расхождениях следует изменить соотношения размеров пазов либо проводить расчет магнитного напряжения зубцов так же, как при прямоугольных пазах (см ниже). 5. ВЫБОР ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА Правильный выбор воздушного зазора во многом определяет энергетические показатели асинхронного двигателя. Чем меньше воздушный зазор, тем меньше его магнитное сопротивление и магнитное напряжение, составляющее основную часть суммарной МДС магнитной цепи всей машины. Поэтому уменьшение зазора приводит к соответственному уменьшению МДС магнитной цепи и намагничивающего тока двигателя, благодаря чему возрастает его cos и уменьшаются потери в меди обмотки статора. Но чрезмерное уменьшение приводит к возрастанию амплитуд пульсаций индукции в воздушном зазоре и, как следствие этого, к увеличению поверхностных и пульсационных потерь. Поэтому KПД двигателей с очень малыми зазорами не улучшается, а часто даже становится меньше. Рис. 13. К выбору воздушного зазора в асинхронных, двигателях. Для двигателей мощностью менее 20 кВт воздушный зазор, м: при 2р=2 (0,3+1,5D) 10-3 при 2р 4 (0,25+D) 10-3. (40) (41) Для двигателей средней я большой мощности D 9 (42) (1 ) 10-3. 1,2 2p Зависимость воздушного зазора от внутреннего диаметра статора у двигателей серии 4А приведена на рис.13. 20 6. РАСЧЕТ РОТОРА а) Короткозамкнутые роторы Короткозамкнутые обмотки роторов в отличие от всех других существующих обмоток не имеют определенного числа фаз и числа полюсов. Обычно принято считать, что каждый стержень обмотки образует одну фазу короткозамкнутой обмотки. Тогда число ее фаз равно числу пазов (m2=Z2) и обмотка каждой из фаз имеет 1/2 витка, т. е. 2=1/2, так как при, m2=Z2 к каждой фазе относится один стержень с двумя участками замыкающих колец, расположенных с разных торцов ротора (рис. 14). Обмоточный коэффициент такой обмотки равен единице, а условное число пазов на полюс и фазу Z2 1 q2 = (43) 2 p 2 m2 2 p 2 При проектировании зубцовой зоны короткозамкнутых роторов особое внимание следует уделять выбору числа пазов ротора. Это объясняется тем, что в поле воздушного зазора машины помимо основной присутствует целый спектр гармоник более высокого порядка, каждая из которых наводит ЭДС в обмотке ротора, поэтому ток в стержнях обмотки имеет сложный гармонический состав. Фазы обмотки ротора Рис. 14. Фазы обмотки короткозамкнутого ротора. 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 Z1 и Z2 для короткозамкнутых двигателей с различными числами 2р. Рекомендации по выбору Z2 при известных Z1 и 2р сведены в табл. 10, в которой предлагается несколько возможных вариантов чисел пазов ротора при данных Z1 и 2р. В двигателях малой мощности обычно выполняют Z2 < Z1. Это объясняется рядом причин технологического характера, а так же тем, что с увеличением Z2 ток в стержнях ротора уменьшается и в двигателях небольшой мощности их сечения становятся очень малыми. В более крупных двигателях иногда выполняют Z2>Z1, с тем чтобы ограничить чрезмерно большой ток в стержнях ротора и увеличить равномерность распределения проводников обмотки по длине расточки. Ток в стержне определяется: I2= kiI1vi (44) где ki — коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания и сопротивления обмоток на отношение I1/I2 . Его приближенное значение может быть взято из кривой рис. 15 в зависимости от номинального cos , которым задавались в начале расчета; vi — коэффициент приведения токов k 1,0 i 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 cos φ Рис. 15 Коэффициент ki в зависимости от cos 21 При этом с учетом принятых для короткозамкнутой обмотки чисел фаз и витков в фазе коэффициент приведения токов 2m11k об1 2m k 1 1 об1 vi (45) m2 2 k об 2 Z2 таблица 10 Рекомендуемые числа пазов короткозамкнутых асинхронных двигателей 2р Число пазов статора 12 18 24 2 30 36 42 48 4 Пазы без скоса Пазы со скосом 9*, 15* 11*, 12», 15*,21*, 22* 14*, (18), 19*,22*, 26, 28*,(30), 31, 33, 34, 35 18, 20, 26, 31, 33, 34, 35 (18), 20, 21, 23, 24, 37, 39, 40 25, 27, 29, 43, 45, 47 15*, (16*), 17*,19, 32 22,.38 26, 28, 44,46 32, 33, 34, 50,52 38, 40, 56,58 37, 39, 41, 55, 57, 59 12 18 24 36 42 9* 10* 14* 15*', 16*, 17, (32) 26, 44, 46 (34), (50), 52, 54 15* 18*, 22* 16, 18, (20), 30, 33, 34, 35, 36 (24), 27, 28, 30, (32), 34, 45, 48 (33), 34, (38), (51), 53 48 60 72 34, 38, 56, 58, 62,64 50,52,68,70,74 (36), (38), (39), 40, (44), 57,59 48, 49, 51, 56, 64, 69, 71 62 64, 80, 82, 86 52, 68, 26, 46, (48) 44, 64, 66, 68 56, 58, 62, 82, 84, 86, 88 61, 63, 68, 76, 81, 83 28*. 33, 47, 49, 50 42, 43, 51, 65 67 57, 59, 60, 61, 83, 85, 87, 90 74, 76, 78, 80, 100; 102, 104 (34), 36, 44, 62, 64 56, 58, 86, 88, 90 66, (68), 70, 98, 100, 102, 104 78, 82, 110, 112, 114 75, 77,79, 101, 103, 105 35, 44, 61, 63, 65 56, 57, 59, 85, 87, 89 .(68), (69), (71), (97), (99), (101) 36 54 6 72 90 48 72 8 84 96 10 Число пазов ротора 60 90 44, 46,74, 76 68, 72, 74, 76, 104, 106, 108, 110, 112, 114 120 , 86,88,92,94,96, 98, 102, 104, 106, 134, 136, 138, 140, 142, 144, 146 56, 64, 80, 88 68, 70,74, 88, 98, 106,108, 110 86, 88, 92, 100, 116, 124, 128, 130, 132 124, 128, 136, 152, 160, 164, 166, 168, 170, 172 74,94,102, 104, 106 106, 108, 116, 136, 144, 146, 148, 150, 152, 154, 158 84, 86, 106, 108, 116, 118 120, 122, 124, 132, 134, 154, 156, 164, 166, 168, 170, 172 72 90 12 108 144 84 14 126 96 16 144 22 79, 80, 81, 83, 109, 111, 113 . 69, 77, 78,79 57, 70, 71, 73,.87, 93,107, 109 99, 101, 103, 117, 123, 137, 139 69, 75, 80, 89, 91, 92 (71), (73), 86, 87, 93, 94, (107), (109) 84, 89, 91, 104, 105, 111, 112, 125, 127 125, 127. 141, 147, 161, 163 75, 77, 79, 89, 91, 93, 103 107, 117, 119, 121, 131, 133, 135, 145 90, 102 138, 150 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. Сечение стержней, м2, qc=I2/J2 (46) Плотность тока в стержнях ротора машин закрытого обдуваемого исполнения при заливке пазов алюминием выбирается в пределах J2=(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. Рис. 16. К расчету тока в замыкающих кольцах короткозамкнутой обмотки ротора В обмотке ротора, выполненной из медных стержней, плотность тока принимают несколько большей: J2= (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 Ỉс1, Ỉс2, Ỉс3 и на участках замыкающих колец, соединяющих эти стержни, Ỉ12, Ỉ23, Ỉ34 как показано на рис. 16, а. Тогда для узлов а, b, с и т. д. можно записать: Ỉс2=Ỉ12 - Ỉ23 Ỉс3=Ỉ23 - Ỉ34 (47) Ỉс4=Ỉ34 - Ỉ45 Токи в стержнях сдвинуты относительно друг друга на угол z =2p /Z2. Начертив многоугольник токов в стержнях (рис.16), стороны которого являются векторами токов стержней, сдвинутых по фазе на угол az, убеждаемся, что системе уравнений (47) будут соответствовать направления токов на участках колец, показанные на рис. 16. Угол между их векторами тоже равен . Найдем соотношение между токами в стержнях и в участках колец, для чего рассмотрим один из треугольников векторной диаграммы, образованный, например, векторами токов Ỉ12, Ỉ23, Ỉ34. Из этого треугольника имеем: Ic2=2I23sin z 2 Так как это соотношение справедливо для любого из элементов диаграммы токов, то, обозначив токи в кольце Iкл, а токи в стержнях I2, можем записать: Iкл= I2/ где = 2 sin (48) p z = 2 sin Z2 2 (49) Выражение (48) является расчетной формулой для определения тока в замыкающих кольцах короткозамкнутых роторов. Плотность тока в замыкающих кольцах Jкл выбирают в среднем на 15—20% меньше, чем в стержнях. Это объясняется двумя причинами. Во-первых, замыкающие кольца, имея лучшие 23 условия охлаждения по сравнению со стержнями, являются своего рода радиаторами, которые отводят тепло стержней, усиливая их охлаждение. Во-вторых, в машинах, в которых для улучшения пусковых характеристик используют эффект вытеснения тока, большое сопротивление замыкающих колец снижает кратность увеличения общего сопротивления обмотки ротора при пуске. Площадь поперечного сечения замыкающих колец, м2, qкл= Iкл/Jкл (50) Сечение колец в роторах со вставными стержнями представляет собой прямоугольник, размеры которого (aкл bкл) выбирают таким образом, чтобы bкл =(1,1 1,25) hп2 (рис 17). Замыкающие кольца литой обмотки обычно выполняют с поперечным сечением в виде неправильной трапеции, прилегающей одним из оснований к торцу сердечника ротоpa. Средняя высота кольца выбирается из условия bкл 1,2 hп2. 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. Рис. 17. Размеры замыкающих колец короткозамкнутого ротора. а—со сварной обмоткой; б—с литой обмоткой. Расчетное сечение замыкающих колец литой обмотки, м2, принимают qкл=aкл bкл, не учитывая утолщения в местах примыкания вентиляционныx лопаток. Рис. 18. Грушевидные пазы короткозамкнутого ротора. а—полузакрытые; б—закрытые. В асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором серии 4А, с высотой оси вращения h 250 мм выполняют грушевидные пазы и литую обмотку на роторе (рис.18). В двигателях с h < 160 мм пазы имеют узкую прорезь со следующими размерами: bш=l,0 мм и hш =0,5мм при высоте оси вращения h< 100 мм; bш=1,5 мм и hш=0,75 мм при высоте вращения h=112 132 мм. В двигателях с h=160 250 мм выполняют грушевидные закрытые пазы (рис. 18) с размерами шлица bш = 1,5 мм и hш =0,75мм, при h=112 132мм. В двигателях с h=160 250мм выполняют грушевидные закрытые пазы (18,б) с размерами шлица bш=1,5 мм и hш =0,7мм. Высота перемычки 24 над пазом в двигателях с 2р 4 выполняется равной h/ ш =0,3 мм, в двухполюсных двигателях h/ ш = 1,0— 1,5 мм. Размеры паза b1, b2, и h1 (рис. 18) рассчитывают, исходя из сечения стержня qc и .из условия постоянства ширины зубцов ротора: D2 2hш 2h1ш Z 2 bz 2 b1= (51) Z2 Z b12 2 4q c 2 b2= (52) Z2 2 Z h1=(b1-b2) 2 (53) 2 Ширина зубцов ротора определяется по допустимой индукции Вz2 (см. табл. 4): bz2= B t 2 l 2 Bz 2 lCT 2 k c (54) После расчета размеры паза следует округлить до десятых долей миллиметра и уточнить площадь сечения стержня qc: 1 (55) (b1 b2 )h1 2 2 Условия высококачественной заливки пазов алюминием требуют, чтобы диаметр закругления нижней части паза в двигателях с h 132 мм был не менее 1,5-2 мм, а двигателях с h 160 мм-не менее 2,5- 3 мм. В связи с округлениями результатов расчета необходимо просчитать ширину зубцов в двух сечениях b 1z 2 и b 11 z 2 по окончательно принятым размерам паза: 24 qc= (b12 b22 ) b 1z 2 = D2 2(hш hш1 ) b1 b1 Z2 (56) D2 2h b2 b2 Z2 (57) b 11 z2 = При небольшом расхождении размеров b 1z 2 и b 11 z 2 расчете магнитного напряжения зубцов ротора используется средняя ширина зубца ( b 1z 2 + b 11 z 2 )/2 При заметных расхождениях - расчет проводят так же, как для трапецеидальных зубцов ротора (см. ниже). Расчетная высота зубца принимается равной: hz2=hп2=0,1b2 (58) б) Сердечники роторов Сердечники роторов асинхронных двигателей при D2<990 мм выполняют с непосредственной посадкой на вал без промежуточной втулки. В двигателях с высотой оси вращения h2 250 мм применяют горячую посадку сердечников на гладкий вал без шпонки. В двигателях больших размеров сердечники крепят на валу с помощью шпонки. Если диаметр ротора превышает 990 мм, то сердечник шихтуют из отдельных сегментов и крепят на втулке ротора или на продольных ребрах, приваренных к валу (оребренные валы). 25 Рис. 19. Аксиальные вентиляционные каналы в сердечнике ротора В большинстве двигателей с высотой оси вращения h 250 мм выполняют аксиальные каналы с целью некоторого улучшения условий охлаждения ротора и снижения его массы и момента инерции. В двигателях серии 4А при h=250 мм аксиальные каналы располагают в одном ряду (рис. 19), их число mk2=10, а диаметр dk2=15 30 мм. В двигателях с высотой оси вращения h=280 355 мм в одном ряду располагают 12 каналов диаметром dк2=20 30 мм. В двигателях h>355 мм число каналов уменьшают до 9, а диаметр увеличивают до 55-100 мм. Во всех перечисленных примерах большие значения dк2 относятся к двигателям с большим числом 2р. Аксиальные каналы могут быть расположены в одном ряду или при больших диаметрах ротора в двух рядах (рис. 19). Радиальные каналы в сердечнике poтоpa, так же как и в статоре, выполняются лишь при длине сердечника, превышающей 0,25—0,3 м. В таких роторах необходимо предусматривать выполнение также и аксиальных каналов, которые служат для прохода охлаждающего воздуха к радиальным каналам. Наличие каналов, их диаметр и. расположение оказывают влияние на магнитное напряжение ярма ротора и должны быть учтены при расчете магнитной цепи. Внутренний диаметр сердечника ротора Dj при непосредственной посадке на вал равен диаметру вала Dв и может быть определен по формуле Dв k B Da (59) Значение коэффициента kB даны в табл.11. Таблица 11 Коэффициенты kB для расчета диаметра вала асинхронных двигателей h,мм 50-63 71—250 280—355 2p 2—6 2—8 2 kB 0,19 0,23 0,22 4—12 400—500 4 6 0,23 0,20 0,23 8—12 0,25 Если сердечник ротора насажен на втулку или оребренный вал, то внутренний диаметр Dj, м, определяется, исходя из допустимой индукции в ярме ротора, с использованием следующих выражений: hj= ф ; 2 B j lст 2 k c (60) Dj=D2-2(hП2+ hj). (61) 7. РАСЧЁТ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ Расчет магнитной цепи проводят для режима холостого хода двигателей, при котором для асинхронных машин характерно относительно сильное насыщение стали зубцов, статора и ротора. Поэтому за расчетную индукцию принимается не амплитудное значение, а Врасч= Втахcos 0,82Втах.. По Врасч следует определить Нрасч по основной кривой намагничивания и увеличить 26 затем результат в k= 1/0,82 раз, приводя напряженность к амплитудному значению индукции. Для воздушного зазора, имеющего линейную зависимость H=f(B), эта операция равносильна непосредственному определению магнитного напряжения зазора по B . При определении магнитных напряжений участков магнитной цепи с нелинейными магнитными характеристиками влияние уплощения учитывается специальными кривыми намагничивания для зубцов и ярм асинхронных двигателей, построенными по основной кривой намагничивания с учетом указанных зависимостей. При этом принимают =2/ и kB=1,11. Расчет магнитной цепи проводится в нижеследующей, последовательности. Рис. 20. Кривые индукции в воздушном зазоре асинхронной машины. 1-синусоида; 2-уплощенная кривая. Используя рассчитанные по (9) соответственно поток полюса и индукцию в воздушном зазоре, находят индукцию в зубцах статора и ротора: B t1( 2 ) l Вz1(2)= (62) bz1( 2 ) l ст ( 2 ) k c При переменном сечении зубцов рассчитывают либо три значения индукции Bzmax, Bzmin и Вzср соответственно в наибольшем, наименьшем и среднем сечений зубца либо индукцию Вz1/3 сечении на расстоянии 1/3 высоты от узкой части зубца. Расчетную ширину зубцов определяют по расчетам, приведенным формулам, в зависимости от конфигурации пазов. Индукция в ярме статора Ва, Тл ф Ва= 1 (63) 2ha l ст1 k c где h1a — расчетная высота ярма статора, м: D D 2 h1a= a h1 d K 1mK 1 2 3 (64) где dк1 и тк1 — диаметр и число рядов аксиальных вентиляционных каналов в статоре при отсутствии каналов тк1 =0. Индукция в ярме ротора Bj, Тл, Bj= ф 2h l k c 1 j ст 2 (65) где h'j -расчетная высота ярма ротоpa м; При этом для роторов с посадкой сердечника на втулку или на оребренный вал (крупные асинхронные машины) расчетная высота ярма ротора. D Dj 2 h1j= 2 (66) h 2 d K 2 mK 2 2 3 где dк2 – диаметр аксиальных каналов ротора; m к2 - число рядов аксиальных каналов; 27 При посадке сердечника непосредственно на вал в двигателях с 2p=2 и 4 необходимо учитывать, что часть магнитных линий потока замыкается через вал. При этом расчетная высота ярма ротора 2 p D2 2 h1j= (67) ( h 2 ) d k 2 mk 2 3,2 p 2 3 Для двигателя с 2р 6 с непосредственной посадкой сердечника ротора на вал h1j определяется по (56) Магнитное напряжение воздушного зазора, А, 2 (68) F B k 1.59 B k 106 0 В этой формуле k - коэффициент воздушного зазора k t 10 b 10 (69) - воздушный зазор,м; 4 10 7 Гн/м. Магнитное напряжение зубцовой зоны статора, А, Fz1=2hz1Hz1 (70) где hz1 – расчетная высота зубца статора, м. При переменном сечении зубцов Hz1=(Hz1max + Hz1min+4Hz1ср)/6 или Нz1 =Hz1/3 (71) Значения напряженности поля в зубцах Hz, А/м, находят в соответствии с индукцией Вz по кривой намагничивания для зубцов принятой марки стали (см приложение П8-П11) Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора, А, Fz2=2hz2Hz2, (72) где hz2 –расчетная высота зубца, м. При переменном и плавно изменяющемся сечении зубца Hz2=(Hz2max + Hz2min+4Hz2ср)/6 (73) или Нz2 =Hz1/3 (74) Значения Н, А/м, определяют по кривой намагничивания для зубцов для принятой марки стали (см приложение П8-П11). Если при расчете зубцов с переменным сечением Hz1max/ Hzmin>2, то необходимо подразделить зубец по высоте на две равные части и определить напряженности в каждой из них в отдельности. В этом случаи расчетная высота зубца берется по высоте 0,2 и 0,7 всей высоты зубца от его наиболее узкой части: bz0.2=bzmin+0,2 (bzmax - bzmin); (75) bz0.7=bzmin+0,7 (bzmax - bzmin); (76) Магнитное напряжение зубцовой зоны Fz2=hz2(Hz0,2+Hz0,7) (77) При фигурных пазах ротора или двойной беличьей клетке рассчитывают раздельно магнитные напряжения верхней (Fz2в) и нижней (Fz2н) частей зубцов. Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора в этих случаях равно: Fz2=2(Fz2в+ Fz2н) (78) Коэффициент насыщения зубцовой зоны F Fz 2 k z=1+ z1 (79) F Полученное значение kz позволяет предварительно оценить правильность выбранных размерных соотношений и обмоточных данных проектируемой машины. Если kz >1,5 1,6, имеет место чрезмерное насыщение зубцовой зоны; если kz < 1,2, то зубцовая зона мало использована или воздушный зазор взят слишком большим. В обоих случаях в расчет должны быть внесены соответствующие коррективы. 28 Магнитное напряжение ярма статора, А, Fa=LaHa (80) где La — длина средней магнитной линии ярма статора, м: La= (Da-ha)/2p (81) Ha - напряженность поля при индукции по кривой намагничивания для ярма принятой марки стали, А/м Магнитное напряжение ярма ротора, А, Fj=LjHj (82) где Hj- напряженность поля при индукции Вj по кривой намагничивания ярма для принятой марки стали, А/м; Lj- длина средней магнитной линии потока в ярме ротора, м. Для всех двигателей кроме двухполюсных с непосредственной посадкой на вал, Lj= ( DB h j ) 2p (83) где высота спинки ротора D2 D j (84) h 2 2 Для двигателей с 2р=2, сердечник ротора которых непосредственно насажен на вал, длина средней магнитной линии определяется по формуле hj= Lj=2hj (85) Суммарное магнитное напряжение магнитной цепи машины (на пару полюсов), А, Fц=F + Fz1 + Fz2 + Fa + Fj Коэффициент насыщения магнитной цепи k Fц F (86) (87) Намагничивающий ток I pFц 0,9m11 k об1 (88) I выражается также в процентах или долях номинального тока: I = I /I1н (89) Относительное значение I служит определенным критерием, правильности произведенного выбора и расчета размеров и обмотки двигателя. Так, если при проектировании четырехполюсного двигателя средней мощности расчет показал, что I <0,20 0,18, то, это свидетельствует о том, что размеры машины выбраны завышенными и активные материалы не использованы. Такой двигатель может иметь высокие КПД и соs плохие показатели расхода материалов на единицу мощности, большую массу и габариты. Если же в аналогичном двигателе I >0,30 0,35, то это означает, что либо его; габариты взяты меньшими, чем следовало, либо неправильно выбраны размерные соотношения участков магнитопровода. Двигатель будет иметь низкие КПД I и соs . В небольших двигателях мощностью менее 2—3 кВт I может достигать значения 0,5-0,6, несмотря на правильно выбранные размеры и малое насыщение магнитопровода. Это объясняется относительно большим значением магнитного напряжения воздушного зазора, характерным для двигателей малой мощности. 29 8. ПРИМЕР РАСЧЕТА Расчет двигателя с короткозамкнутым ротором Техническое задание Спроектировать трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором: Р 2 = 15 кВт, n1 = 1500 об/мин; U = 220/388 В; конструктивное исполнение IM1001; исполнение по способу зашиты от воздействия окружающей среды IP44; категория климатического исполнения УЗ. 1. Число пар полюсов p = 60f/n1 = 60 · 50/1500 = 2. Выбор главных размеров 2. Высота оси вращения (предварительно) по рис.1 h = 150 мм. Из табл. 1 принимаем ближайшее меньшее значение h = 132 мм и Dа = 0,225 м. 3. Внутренний диаметр статора D =КDDа = 0,68 · 0,225 = 0,153 м [КD = 0,68 по табл. 2.] 4. Полюсное деление τ = πD/2p = π · 150·10 –3/4 = 118·10 –3 м. 5. Расчетная мощность по (1*) Å 0,97 Ð1 Ð2 15 10 3 18578 18600 Âò cos 0,89 0,88 [kЕ — по рис. 2; η и cos φ — по рис. 3, а], 6. Электромагнитные нагрузки (предварительно) по рис. 5 А = 27,2·10 3 А/м; Вδ,= 0,88 Тл. 7. Обмоточный коэффициент для однослойной обмотки (предварительно) κоб1 = 0,95. 8. Расчетная длина воздушного зазора по (2*) P 18600 0,209 0,21м 2 B D об1 АВ 1,11 0,150 157 0,95 27,2 103 0,88 [по (2) Ω = 2πn1/60 = 2π · 1500/60 = 157 рад/с]. 9. Отношение λ = lδ/τ = 0,2/0,118 = 1,78. Полученное значение λ выше рекомендуемых пределов (рис. 7), поэтому, принимаем следующую большую из стандартного ряда (табл.1) высоту оси вращения h = 160 мм. Повторяем расчеты по пп.2 – 9: Dа = 0,272 м; D = 0,68 · 0,272 = 0,185 м; τ = π · 0,185/4 = 0,145 м; kЕ = 0,975; 15 10 0,975 Р 18673 18670 Вт 0,89 0,88 l 2 А = 33,5·10 3 А/м; Вδ = 0,76 Тл; 18670 l 0,1294 0,130 м ; 2 1,11 0,185 157 0,95 33,5 103 0,76 0,130 0,9 . 0,145 Значение λ = 0,9 находится в рекомендуемых пределах. Определение Z1,w1 и сечения провода обмотки статора 10. Предельные значения t1 (по рис. 8) t1max = 14 мм; t1min = 12 мм. 11. Число пазов статора по (3) D 0,185 1 min 41 ; t1 max 0,014 30 1 max D t1 min 0,185 0,012 48 . 1 48 4 . Обмотка однослойная. 2 pm 4 3 12. Зубцовое деление статора (окончательно) D 0,185 t1 12,1 10 3 м . 2 pmq 43 4 Принимаем Z1 = 48, тогда q 13. Число эффективных проводников в пазу [предварительно, при условии а = 1 по (4)]: uП DA I1H 1 0,185 33,5 103 29 48 14 P2 15 103 [по (5) I1H 29 А ] mU1H cos 3 220 0,88 0,89 14. Принимаем а = 2, тогда по (6) uП = а uП 2 14 28 . 15. Окончательные значения по (7) 1 по (8) А по (9) Ф u П 1 28 48 112 ; 2am 2 2 3 2 I1H w1m 2 29 112 3 33,5 103 А / м ; D 0,185 k ЕU1H 4k B w1kоб1 f1 0,975220 9,005 103 9,01 103 Вб 4,441120,95850 [для однослойной обмотки с q = 4 , kоб1 = kР = 0,958; для Dа = 272 мм по рис.2: kЕ = 0,975]. pФ 2 9,01 103 В 0,749Тл [по (10)]. Dl 0,185 0,13 Значения А и Вδ находятся в допустимых пределах (см. рис. 5). 16. Плотность тока в обмотке статора (предварительно) AJ1 183 109 J1 5,46 106 А / м2 [(AJ1) = 183·109 А2/м3 по рис. 9]. 3 A 33,5 10 17. Сечение эффективного проводника (предварительно) по (11) I 29 qэф 1H 2,66106 м2 2,66 мм 2 ; 6 aJ1 25,4610 принимаем nэл = 2, тогда qэл = 0,5qэл = 0,5 · 2,66 = 1,33 мм2. Обмоточный провод ПЭТМ (по табл. П-10): dэл = 1,25 мм; qэл = 1,227 мм2, qэф = 1,227 · 2 = 2,454 мм2, dиз =1,33 мм2. 18. Плотность тока в обмотке статора (окончательно) по (14) I 29 J1 1H 5,91106 А / мм 2 . 6 aqэл nэл 21,22710 2 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора Паз статора — по рис. 9, а с соотношением размеров, обеспечивающий параллельность боковых граней зубцов. 19. Принимаем предварительно по табл. 4: Вz1 = 1,9 Тл; Ва = 1,6 Тл, тогда B t1l 0,74912,11030,13 по (26) b1 4,9 мм B1lСТ1kC 1,90,1300,97 31 [по табл. 5 для оксидированных листов стали kС = 0,97]; Ф 9,01103 0,0223 м 22,3 мм . по (15) hа 2 BalСТ1kC 21,61301030,97 20. Размеры паза в штампе принимаем bШ = 3,7 мм; hШ = 1 мм: D D 272 185 по (27) hП a ha 22,3 21,2 мм ; 2 2 D 2hП 185 2 21,2 b1 4,9 10 мм ; по (28) b1 1 48 D 2hШ bШ 1b1 185 2 3,7 48 4,9 7,59 7,6 мм ; по (29) b2 1 48 b b 7,6 3,7 по (32), (33) h1 hП hШ 2 Ш 21,2 1 18,25 18,3 мм . 2 2 21. Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку по (34): b1 b1 bП 10 0,2 9,8мм ; b2 b2 bП 7,6 0,2 7,4 мм ; h1 h1 hП 18,3 0,2 18,1мм . Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников по (38) b b 9,8 7,4 S П 1 2 h1 S ИЗ S ПР 18,1 24 131,7 мм 2 . 2 2 Площадь поперечного сечения прокладок Snp=0. Площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу SИЗ = bИЗ (2hП + b1 + b2) = 0,4 · (2 · 21,2 + 10 + 7,6) = 24 мм2, где односторонняя толщина изоляции в пазу bИЗ = 0,44 мм — по табл. П-13. 22. Коэффициент заполнения паза d2 u n 1,332 28 2 kЗ ИЗ П ЭЛ 0,752 ; S П 131,7 Полученное значение kЗ для механизированной укладки обмотки чрезмерно велико. Снизить kЗ, не изменяя главных размеров двигателя, можно либо уменьшив uП при тех же размерах паза, либо увеличив площадь поперечного сечения паза. В первом случае, уменьшая uП с 28 по 27, получаем: 27 28 k З 0,752 0,725 ; В 0,749 0,776Тл ; 28 27 28 28 В 1,9 1,97Тл ; Ва 1,6 1,66Тл 27 27 Более удачным решением будет увеличение размеров паза. Принимаем ВZ = 1,95 Тл и Ва = 1,65 Тл, что допустимо, так как эти значения превышают рекомендуемые в табл. 6-10 только на 2,5-3%. 23. Повторяем расчет по пп. 19-21. 0,749 12,1 103 0,13 b1 0,00479 м 4,8 мм ; 1,95 0,13 0,97 9,01 103 hа 0,0217 м 21,7 мм ; 2 1,65 0,13 0,97 272 185 21,7 21,8 мм ; 2 185 2 21,8 b1 4,8 10,2 мм ; 48 32 hП 185 2 3,7 48 4,8 7,7 мм ; 48 7,7 3,7 h1 21,8 1 18,8 мм . 2 b2 Размеры паза в свету: b1 10,2 0,2 10 мм ; b2 = 7,7 – 0,2 = 7,5 мм; h1 18,8 0,2 18,6 мм . Площадь поперечного сечения паза в свету для размещений проводников обмотки 10 7,5 S П 18,6 24,6 138,15 мм 2 , 2 где SИЗ = 0,4 (2 · 21,8 + 10,2 + 7,7) = 24,6 мм2. 24. Коэффициент заполнения паза 1,332 28 2 kЗ 0,717 0,72 . 138,15 Размеры паза в штампе показаны на рис. 21. Расчет ротора 25. Воздушный зазор (по рис. 13) δ = 0,5 мм. 26. Число пазов ротора (по табл. 10) Z2 = 38. 27. Внешний диаметр D2 = D — 2δ = 0,185 — 2 · 0,5·10 –3 = 0,184 м. 28. Длина l2 = l1 = 0,13 м. Зубцовое деление t2 = πD2/Z2 = π · 0,184/38 ≈ 0,0152 м ≈ 15,2 мм. 30. Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник непосредственно насажен на вал, по (59) Dj = DB = kB Da = 0,23 · 0,272 = 0,0626 м = 60 мм (kB — по табл. 11). 31. Ток в стержне, ротора по (44) I2 = ki I1 vi = 0,9 · 29 · 16,94 = 442 А 2m1w1kоб1 2 3 112 0,958 16,94 по (45)]. [ki = 0,9 – по рис. 15; vi 2 38 32. Площадь поперечного сечения стержня по (46) I 442 qC 2 176,8 10 6 м 2 176,8 мм 2 . 6 J 2 2,5 10 [плотность тока в стержне литой клетки принимаем J2 = 2,5·10 6 А/м2]. = 0,3 мм. 33. Паз ротора — по рис. 18, б. Принимаем bШ = 1,5 мм; hШ = 0,7 мм; hШ Допустимая ширина зубца по (54) B t 2 l 0,749 15,2 10 3 0,13 b 2 6,52 10 3 м 6,5 мм . B 2 lСТ 2 k C 1,8 0,13 0,97 33 рис. 21 Пазы спроектированного двигателя, Р2=15кВт, 2р=4, U=220/380 B а - статора; б - ротора. Размеры паза: D2 2hШ 2hШ Z 2bZ 2 184 2 0,7 2 0,3 38 6,5 7,9 мм ; по (57) b1 Z2 38 Z 38 b12 2 qc 4 7,9 2 176,8 4 2 2 по (52) b2 3,72 мм ; Z2 38 2 2 Z 38 по (53) h1 b1 b2 2 7,9 3,72 25,28 мм . 2 2 Принимаем (см. рис. 18, б) b1 = 7,8 мм; b2 = 3,6 мм; h1 = 25,3 мм. b b 7,8 3,6 hШ 1 h1 2 0,3 0,7 Полная высота паза hП 2 hШ 25,3 32 мм . 2 2 2 2 Сечение стержня по (55) qC b 8 2 1 b22 1 b1 b2 h1 7,82 3,62 1 7,8 3,6 25,3 173,2 мм 2 . 2 8 2 34. Плотность тока в стержне J2 I2 442 2,55 106 А / м 2 . 6 qC 173,2 10 35. Короткозамыкающие кольца (см. рис. 17). I 1343 618,9 мм 2 Площадь поперечного сечения по (50) qКЛ КЛ 6 J КЛ 2,17 10 I2 442 z 2 I КЛ 0,329 1343 А , где 2 sin 2 2 sin 28 0,329 - по (48) и (49); JКЛ = 0,85J2 = 0,85 · 2,55·10 6 = 2,17·10 6 А/м2]. Размеры замыкающих колец: bКЛ = 1,25hП2 = 1,25 · 32 = 40 мм; q 618,9 aКЛ КЛ 15,5 мм ; bКЛ 40 qКЛ = bКЛ aКЛ = 40 ·15,5 = 620 мм2; DК, СР = D2 – bКЛ = 184 – 40 = 144 мм. 34 Расчет намагничивающего тока 36. Значения индукций: B t1l 0,749 12 103 0,13 по (62) BZ 1 1,93Тл ; bZ 1lСТ 1kC 4,8 103 0,13 0,97 B t2l 0,749 15,2 103 0,13 1,805Тл ; bZ 2lСТ 2 kC 6,5 103 0,13 0,97 Ф 9,01 10 3 1,65Тл ; по (63) B a 2 21,7 0,13 0,97 2h / l k а СТ1 C Ф 9,01 103 по (65) B j 0.95Тл ; 2hj lСТ 2 kC 2 37.5 103 0,13 0,97 расчетная высота ярма ротора по (67) по (62) BZ 2 hj 2 p D2 2 2 184 2 hП 2 d К 2mК 2 32 37,5 мм ]. 3,2 p 2 3,2 2 2 3 37. Магнитное напряжение воздушного зазора по (68) FΔ = l,59·10 6 Bδkδδ = 1,59·10 6 · 0,749 · 1,22 · 0,5·10 –3 = 727,16 А bШ1 / 2 3,7 / 0,52 4,42 . t1 12,1 , где k 1 , 22 5 bШ 1 / 5 3,7 / 0,5 t1 12,1 4,42 0,5 38. Магнитные напряжения зубцовых зон: статора по (70) FZ1 = 2hZ1 HZ1 = 2 · 21,8·10 –3 · 2340 = 102,02 A; ротора по (72) FZ2 = 2hZ2 HZ2 = 2 · 31,6·10 –3 · 1540 = 97,33 A [по табл. П-1по П-9 в для стали 2013 НZ1 = 2340 А/м при ВZ1 =1,93 Тл; НZ2 = 1540 А/м при ВZ2 = = 1,805 Тл; hZ1 = hП1 = 21,8 мм, hZ2 = hП2 — 0,l b2 = 32 — 0,1 · 3,6 = 31,6 мм]. 39. Коэффициент насыщения зубцовой зоны по (79) F FZ 2 102,02 97,33 kZ 1 Z 1 1 1,27 . F 727,16 40. Магнитные напряжения ярм статора и ротора: по (80) Fa = La Ha = 0,1966 · 940 = 184,8 А; по (82) Fj = Lj Hj = 0,071 · 168 = 11,93 A [по табл. П-1 по П-9 Ha = 940 А/м при Вa = 1,65 Тл; Hj = 168 А/м при Bj = 0,95 Тл]; Da ha 0,272 0,0217 0,1966 м ; по (81) La 2p 4 Db hj 0,06 0,03 по (83) L j 0,071м , 2p 4 D Dj 184 60 где по (84) h j 2 hП 2 32 30 мм . 2 2 41. Магнитное напряжение на пару полюсов по (86) FЦ = Fδ + FZ1 + FZ2 + Fa +Fj = 727,2 + 102,10 + 97,3 + 184,8 + 11,9 = 1123,2 А. 42. Коэффициент насыщения магнитной цепи по (87) F 1123,2 k Ц 1,56 . F 727,2 43. Намагничивающий ток по (88) 35 I pFЦ 0,9mw1kОБ1 2 1123,25 7,75 А ; 0,9 3 112 0,958 относительное значение по (89) I I I1H 7,75 0,27 . 29 9. ОФОРМЛЕНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ Пояснительная записка относится к текстовым конструкторским документам и должна соответствовать требованиям ГОСТ. Она выполняется на стандартных листах бумаги формата А4 (210х297 мм), текст пишется от руки чернилами или шариковой ручкой или распечатывается на принтере. Каждый лист должен иметь, стандартную рамку и пронумерован. Пояснительная записка содержит: - титульный лист; - содержание; - введение; - исходные данные; - основное содержание расчетов; - заключение; - список использованной литературы; - спецификацию сборочного чертежа. Основная часть пояснительной записки должна быть разделена на отдельные разделы, подразделы, пункты; названия их записываются в виде выделенных заголовков. При выполнении расчетов следует формулы приводить сначала в общем виде, затем подставлять в них цифровые значения и записывать конечный численный результат с обязательным указанием размерности. По ходу расчета следует давать пояснения и обоснования принимаемых расчетных и конструктивных решений, делать ссылки на используемые источники, табличные, графические, справочные материалы. ОГЛАВЛЕНИЕ 36 Рекомендуемая литература 3 Основные разделы курсовой работы 3 Методические указания по разделам курсовой работы 4 1. Задание на проектирование. Выбор базовой конструкции 4 2. Выбор главных размеров 4 3. Расчет обмотки статора 9 4. Расчет размеров зубцовой зоны статора 13 5. Выбор воздушного зазора 20 6. Расчет ротора 20 7. Расчет магнитной цепи 26 8. Примеры расчета 30 9. Оформление расчетно-пояснительной записки 36 Оглавления 37 Приложения 38 ПРИЛОЖЕНИЯ 37 Таблица П-1 в, Тл 0,4 0 0,01 0,02 56 56 57 Основная кривая намагничивания Сталь 2013 0,03 0,04 0,08 0,06 0,07 Н, А/м 58 59 60 60 611 0,5 63 63 64 65 66 67 67 68 68 69 0,6 70 70 71 72 73 74 74 75 76 77 0,7 78 79 81 82 831 84 85 86 87 0,8 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 0,9 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 1,00 110 111 113 114 115 117 118 120 121 123 1,1 125 126 127 128 129 132 133 134 136 138 1,2 141 146 152 158 164 170 176 182 188 194 1,3 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 1,4 300 320 350 3801 410 430 460 500 540 580 1,5 620 670 780 890 1000 1130 1240 1350 1460 1580 1,6 1700 1860 2020 2180 2340 2500 2700 2800 3000 3200 1,7 3400 3700 4000 4300 4700 5000 5400 5800 6200 6600 1,8 7000 7500 8000 8500 9200 10000 10600 11200 11800 12400 1,9 13000 13600 14200 14800 15600 16500 17300 18100 18900 19800 2,0 20700 22600 24400 26300 28100 30000 36000 42000 48000 54000 2,1 60000 67000 74000 81000 88000 . 95000 102000 109000 116000 123000 2,2 130000 138000 146000 154000 162000 170000 178000 186000 194000 202000 2,3 210000 218000 226000 234000 242000 250000 258000 266000 274000 282000 2,4 290000 298000 306000 314000 322000 330000 338000 346000 354000 362000 80 38 0,08 0,09 61 62 Таблица П-2 Кривая намагничивания для ярма асинхронных двигателей Сталь 2013 В,Тл 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 в, Тл 0 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 52 64 80 100 124 152 185 221 262 320 400 520 750 1150 2000 3570 5770 0 124 154 188 223 256 286 324 370 424 486. 586 709 850 1150 1520 2070 3150 5140 8920 14400 0,01 0,02 53 65 81 102 126 155 188 225 267 327 410 542 788 1220 2160 3800 6000 54 66 83 104 129 158 19Т 229 272 334 420 564 826 1290 2320 4030 6300 0,03 55 67 85 106 132 161 195 233 277 341 430 586 864 1360 9440 4260 6600 0,04 0,08 Н, А/м 56 58 69 71 87 89 108 111 135 138 164 168 199 203 237 241 283 289 349 357 440 450 608 630 902 940 1430 1500 2650 2810 4490 4720 7000 7400 0,06 59 72 91 113 140 171 206 245 295 365 464 654 982 1600 2960 4930 7800 0,07 60 74 93 115 143 174 209 249 301 373 478 678 1020 1700 3110 5140 8400 0,08 61 76 95 118 146 177 213 253 307 382 492 702 1070 1860 3270 5350 9000 0.09 62 78 97 121 149 181 217 257 313 .391 506 726 1110 1900 3420 5560 97000 Таблица П-3 Кривая намагничивания для зубцов асинхронных двигателей Сталь 2013 0.01 0.02 0.03 0.04 0.08 0.06 0.07 0.08 0.09 127 157 191 226 259 290 329 375 430 495 598 722 878 1180 1570 2160 3320 5440 9430 15100 130 160 194 229 262 293 333 380 436 504 610 735 906 1220 1620 2250 3500 5740 9940 15800 133 164 198 233 265 297 338 385 442 514 622 749 934 1250 1670 2340 3680 6050 10460 16500 Н, А/м 136 138 167 171 201 205 236 240 268 271 301 304 342 346 391 396 448 455 524 533 634 646 763 777 962 990 1290 1330 1720 1770 2430 2520 3860 4040 6360 6670 10980 11500 17200 18 000 141 174 208 . 243 274 308 350 401 461 563 658 791 1020 1360 1830 2640 4260 7120 12000 18800 144 177 212 247 277 312 355 406 467 574 670 805 1050 1400 1890 2760 4480 7570 12600 19600 147 180 216 250 280 316 360 411 473 584 883 820 1080 1440 1950 2890 4700 8020 13200 20500 150 184 220 253 283 320 365 417 479 585 696 835 1110 1480 2010 3020 4920 8470 13800 21400 Таблица П-4 39 Основная кривая намагничивания В, Тл 0 0.01 0.02 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2.1 .2,2 2,3 2,4 68 76 86 96 140 190 240 300 400 550 1000 1600 3400 7700 13400 19400 38800 65500 14400 224000 0 304000 69 77 87 99 145 495 246 310 410 580 1060 1750 3600 8200 14000 20000 41000 72500 152000 232000 312000 0.03 70 78 88 103 150 200 252 320 420 610 1120 1900 3800 8900 14600 21800 43200 80000 . 760000 240000 320000 71 79 89 108 155 205 258 330 430 650 1180 2050 4100 9400 15 200 23700 45400 88000 168000 248000 328000 Сталь 2211 и2312 0.04 0.08 0.06 Н, А/м 72 73 73 80 8,1 82 90 91 92 113 118 122 160 165 170 210 215 220 264 270 276 340 350 360 440 460 470 690 730 780 1240 1300 1360 2200 2350 2500 4400 4700 5300 10000 10600 11100 15800 16400 17000 25700 27800 30000 47600 49800 52000 96000 104000 112000 176000 184000 192000 256000 264000 272000 336000 344000 352000 0.07 74 83 93 126 175 225 282 370 480 830 1420 2700 5900 11700 17600 322001 54500 120000 200000 230000 360000 0.08 0.09 75 84 94 131 180 230 288 380 500 880 1480 2900 6500 12200 18200 34400 67500 128000 208000 288000 368000 75 85 95 135 185 235 294 390 520 940 1549 3100 7100 12800 18800 36600 60500 138000 216000 296000 376000 _г _ Таблица П-5 Кривая намагничивания для ярма асинхронных двигателей Сталь 2211 и 2312 В,Тл 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 0 0.01 89 91 108 110 131 134 159 1 162 194 198 231 235 274 279 332 338 410 418 509 521 656 675 905 934 1370 1440 2180 2310 3460 3630 5220 5600 10400 11100 0.02 93 113 136 166 201 239 284 344 426 533 695 965 1520 2410 3800 6000 11800 0.03 0.04 0.08 0.06 Н,А/м 94 96 98 100 115 118 120 122 139 141 144 147 169 172 176 180 204 808 212 816 243 248 252 255 289 295 300 305 351 357 367 374 435 444 455 466 546 558 572 585 717 740 763 789 1000 1040 1090 1130 1590 1660 1720 1820 2550 2610 2720 2840 3970 4140 4801 4490 6400 6900 7400 7900 12500 13300 14100 14900 40 0.07 0.08 0.09 102 124 150 183 220 260 311 382 475 600 815 1190 1910 2980 4670 8500 15800 104 126 153 186 223 265 318 390 487 618 843 1240 2010 3130 48SO 9100 16700 106 128 156 190 227 269 323 398 498 635 870 1290 2100 3290 6040 9700 17600 Таблица П-6 Кривая намагничивания для зубцов асинхронных двигателей Сталь 2211 и 2812 0 В,Тл 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 140 174 204 245 292 342 403 488 593 724 897 1120 1450 1900 2700 4160 6750 10600 15900 23100 0.01 0,02 0.03 143 177 209 249 297 347 409 497 602 738 917 1150 1490 1940 2800 4350 7170 11000 16500 24300 146 180 213 253 302 353 417 509 613 755 936 1170 1530 2000 2920 4600 7400 11500 17300 25500 149 184 216 257 306 360 425 617 626 770 955 1210 1560 2070 3059 4809 7799 12100 17800 26809 0.04 0,08 Н, А/м 15Vm 155 1862 190 221 224 262 267 311 316 366 372 433 440 927 537 638 651 790 804 977 1000 1240 1270 1610 1680 2140 2220 3830 8220 6839 8330 8150 8520 12600 13906 18500 19100 28196 29600 0.06 0,07 0,08 0,09 158 192 229 272 322 379 450 547 663 820 1020 1810 1690 2300 3490 6430 8000 13800 19600 30900 161 196 233 277 326 384 460 559 677 640 1040 1330 1750 2380 3616 5790 9400 14100 26300 32400 164 198 237 282 331 390 470 570 895 887 1060 1370 1790 2500 3710 6130 9750 14700 21109 33900 171 202 241 287 337 396 477 582 710 879 1080 1410 1840 2600 4000 6420 10890 15700 22009 36400 Таблица П-7 Основная кривая намагничивания Сталь 2411 В,Тл 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 0 0.01 0.02 0.03 67 77 90 109 133 166 217 295 399 585 1230 2500 5000 10000 15600 23900 59000 149 000 239000 329000 419000 68 78 92 111 135 170 223 304 411 630 1320 2680 5380 10500 16200 25000 68000 158000 248 000 333800 428000 69 79 94 113 138 174 230 314 423 680 1420 2870 5760 11000 16800 26200 77000 167000 257 000 347 000 437000 70 80 96 115 141 179 237 324 435 735 1520 3080 6200 11500 17 500 2740О 86000 176000 266 000 356 000 446000 0.04 0.08 Н, А/м 71 72 81 83 97 99 117 119 144 147 184 187 244 252 334 344 447 460 795 860 1630 1750 3300 3540 6650 7120 12000 12500 18300 19100 28700 30000 95000 104000 185000 194000 275000 284 000 365000 374 000 455000 464000 41 0.06 0.07 0.08 0.09 73 84 101 122 150 194 260 355 473 930 1870 3800 7650 13100 20 000 32000 113000 203000 293 000 383000 473 000 74 86 103 124 154 199 269 366 486 1000 2010 4090 8200 13700 20900 36000 122000 212000 302000 392000 482000 75 87 105 127 158 205 277 377 500 1070 2160 4380 8800 14300 21900 42000 131000 221000 311000 401 000 491 000 76 89 107 130 162 211 286 388 540 1150 2320 4700 9400 14900 22900 50000 140000 230000320000 410000 500000 Таблица П-8 В, Тл 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 0 48 55 63 72 81 96 116 146 192 272 410 820 1560 2800 4500 7600 16000 Кривая намагничивания для ярма асинхронных двигателей Сталь 2411 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 Н, А/м 48 49 50 51 51 52 53 53 56 56 57 58 59 60 61 61 64 65 66 67 68 69 69 70 72 73 74 75 76 76 77 78 82 83 84 85 .87 88 90 92 98 100 102 104 105 107 109 112 118 121 124 126 129 132 136 139 150 154 158 162 167 172 176 182 198 204 210 216 222 230 238 246 288 300 316 330 340 358 370 386 440 460 490 530 570 610 660 710 890 960 1030 1100 1170 1230 1310 1400 1640 1730 1820 1920 2000 2100 2260 2440 2960 3100 3260 3400 3580 3740 3900 4100 4700 5000 6300 5500 5800 6100 6400 6800 8000 8500 9100 9700 10300 11 100 11900 13100 18000 20000 22000 23800 25 500 27600 29600 31500 0.09 54 62 71 79 94 114 143 188 260 399 770 1480 2600 4300 7200 14200 33800 Таблица П-9 Кривая намагничивания для зубцов асинхронных двигателей Сталь 2411 В,Тл 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 0 0.01 0.02 0.03 0.04 \/м72 83 93 105 122 142 168 204 254 323 425 622 932 1630 3190 5700 9200 14200 22600 37600 73 84 94 106 124 144 171 207 259 333 432 644 976 1740 3410 5900 9700 15000 23700 39900 74 85 95 108 126 147 175 212 265 341 461 673 1020 1870 3590 6300 10 000 15800 24600 422000 75 86 96 ПО 128 149 177 216 272 351 480 700 1070 2020 3830 6600 10500 16500 26100 44600 77 87 97 111 130 151 180 222 277 361 497 728 1130 2130 4100 6900 10900 17200 26900 47000 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 78 88 98 113 132 155 184 227 284 372 518 756 1180 2300 4400 7200 11400 17900 28700 49500 79 89 99 115 134 158 188 232 291 383 537 795 1260 2450 4600 7700 12000 18700 30000 52000 80 90 101 117 136 160 191 237 298 394 554 828 1350 2630 4800 8100 12700 19800 31400 54600 81 91 102 118 138 163 196 242 307 404 573 859 1440 2830 5100 8300 13100 20600 33200 57200 82 92 104 120 140 165 200 247 316 421 596 890 1520 3040 5400 8700 13700 21600 35400 59800 Н, А/м 42 Таблица П-10 Обмоточные провода, ленты и шины Диаметр и площади поперечного сечения круглых медных эмалированных проводов марок ПЭТВ и ПЭТ-155 Продолжение табл. П-10 Ном-ный Среднее Площадь диаметр значение поперечно г неизолиров диаметра о сечения энного изолирова неизолиро н ва провода мм ного иного провода провода мм мм2 0,08 0,10 0,00502 0,09 0,11 0,00636 0,10 0,112 0,125 (0,132) 0,14 0,15 0,16 0,17 0,122 0,134 0,147 0,154 0,162 0,18 0,19 0,20 0,00785 0,00985 0,01227 0,01368 0,01539 0.01767 0,0201 0,0227 0,18 (0,19) 0,20 (0,212) 0,224 (0,236) 0,25 (0,265) 0,28 (0,30) 0,315 0,335 0,355 0,375 0,40 0,425 0,45 (0,475) 0,21 0,22 0,23 0,242 0,259 0,271 0,285 0,300 0,315 0,335 0,350 0,370 0,395 0,415 0,44 0,465 0,49 0,515 0,0255 0,0284 0,0314 0,0353 0,0394 0,0437 0,0491 0,0552 0,0616 0,0707 0,0779 0,0881 0,099 0,1104 0,1257 0,1419 0,1590 0,1772 0,50 (0,53) 0.56 0,545 0,585 0,615 0,1963 0,221 0.246 Ном-ный Среднее Площадь диаметр значение поперечного неизолирова диаметра сечения ного провода изолированнеизолирован н мм ного провода ного провода мм мм2 0,60 0,655 0,283 0,63 0,69 0,312 (0,67) 0,73 0,353 0,71 0,77 0,396 0,75 0,815 0,442 0,80 0,865 0,503 0,85 0,915 0,567 0,90 0,965 0,636 0,95 1,015 0,709 1,00 1,08 0,785 1,06 1,14 0.8S3 1,12 1,20 0,985 1,18 1,26 1,094 1,25 1,33 1,227 1,32 1,405 1,368 1,40 1,485 1,539 1,50 1,585 1,767 1,60 1,685 2,011 1,70 1,785 2,27 1,80 1,895 2,54 1,90 1,995 2,83 2,00 2,095 3,14 2,12 2,22 3,53 2,24 2,34 3,94 2,36 2,46 4,36 2,50 2,60 4,91 Примечания: 1. Провода, размеры которых указаны в скобках, следует применять только в отдельных случаях при обосновании технико-экономической целесообразности. 2. Среднее значение диаметра изолированного провода вычислено с учетом - расчетной средней двусторонней толщины эмалевой изоляции, принимаемой как округленное среднее арифметическое из минимальной и максимальной толщины 43 Таблица П-11 Ном-ый размер проволоки по бол-ей стороне b, мм 2,00 2,12 2,24 2,36 2,50 2,65 2,80 3,00 3,15 3,35 3,55 3,75 4,00 4,25 4,50 4,75 5,00 5,30 5,60 6,00 6,30 6,70 7,10 7,50 0,80 0,85 0,90 1,463 1,559 1,655 1,751 1,863 1,983 2,103 2,263 2,383 2,543 2,703 2,863 3,063 3,263 3,463 3,663 3,863 4,103 4,343 4,663 4,903 1,545 1,749 1,626 1,734 1,842 1,950 2,076 2,211 2,346 2,526 2,661 2,841 3,021 3,201 3,426 3,651 3,876 4101 4,326 4,596 4,866 5,226 5,496 5,856 6,216 1,970 2,225 2,522 2,862 3,245 3,670 4,095 4,605 5,200 Размеры и площади поперечного сечения прямоугольной проволоки Номинальный размер проволоки по меньшей стороне a, мм.; 0,95 1,00 1,06 1,12 1,18 1,25 1,32 1,40 1,50 1,60 2 Расчетное сечение проволоки, мм 1,706 1,934 2,181 2,466 2,799 3,179 3,606 4,081 4,556 5,126 5,791 6,551 1,785 1,905 2,025 2,145 2,285 2,435 2,585 2,785 2,935 3,135 3,335 3,535 3,785 4,035 4,285 4,535 4,785 5,085 5,385 5,785 6,085 6,485 6,885 7,285 1,905 2,160 2,435 2,753 3,124 3,548 4,025 4,555 5,085 5,721 6,463 7,311 - 2,025 2,160 2,294 2,429 2,585 2,753 2,921 3,145 3,313 3,537 3,761 3,985 4,265 4,545 4,825 5,105 5,385 5,721 6,057 6,505 6,841 7,289 7,737 8,185 2,145 2,429 2,736 3,089 3,502 3,974 4,505 5,095 5,685 6,393 7,219 8,163 - 2,285 2,435 2,585 2,735 2,910 3,098 3,285 3,535 3,723 3,973 4,223 4,473 4,785 5,098 5,410 5,723 6,035 6,410 6,785 7,285 7,660 8,160 8,669 9,160 2,425 2,742 3,085 3,481 3,943 4,471 5,065 5,725 6,385 7,177 8,101 9,157 - 2,585 2,753 2,921 3,089 3,285 3,495 3,705 3,985 4,195 4,475 4,755 5,035 5,385 5,735 6,085 6,435 6,785 7,205 7,625 8,185 8,605 9,165 9,725 10,29 3,145 3,535 3,985 4,510 5,110 5,785 6,535 7,285 8,185 9,235 10,44 - 3,369 3,561 3,785 4,025 4,265 4,585 4,825 5,145 5,465 5,785 6,185 6,585 6,985 7,385 7,785 8,265 8,745 9,385 9,865 10,510 11,15 11,79 1,70 1,80 1,90 3,887 4,397 4,137 4,307 4,677 5,038 5,307 5,667 6,027 6,387 6,837 7,287 7,737 8,188 8,637 9,177 9,717 10,44 10,98 11,70 12,42 13,14 4,957 4,992 5,672 6,437 7,287 8,137 9,157 10,35 11,71 - 5,622 6,382 7,237 8,187 9,137 10,28 11,61 13,13 - 2,00 5,237 5,638 5,937 6,337 6,437 7,137 7,637 8,137 8,637 9,137 9,637 10,24 10,84 11,64 12,24 13,04 13,84 14,64 2,12 6,315 7,163 8,117 9,177 10,24 11,51 12,99 14,69 - 8,00 8,50 9,00 9,50 10,0 10,6 11,2 11,8 12,5 7,785 8,265 8,745 9,305 9,865 9,225 10,410 9,785 10,41 11,04 11,66 12,99 10,35 11,67 12,99 10,99 11,69 12,39 13,09 13,79 14,63 15,47 11,79 13,29 14,79 16,59 12,59 13,39 14,19 14,99 15,79 16,75 17,71 18,67 19,79 13,24 14,97 16,64 18,68 20,89 14,04 14,94 15,84 16,74 17,64 18,72 19,80 20,88 22,14 14,84 16,74 18,64 20,92 23,39 15,64 16,64 17,64 18,64 19,64 20,84 22,04 23,24 24,64 16,60 18,72 20,84 23,38 26,14 Продолжение таблицы П-11 Размеры и площади поперечного сечения прямоугольной проволоки Ном-ый размер проволоки по бол-ей стороне b, мм 2,00 2,12 2,24 2,36 2,50 2,65 2,80 3,00 3,15 3,35 3,55 3,75 4,00 4,25 2,24 2,36 2,50 2,65 6,693 7,141 7,589 8,037 8,597 9,157 7,829 8,326 8,826 9,451 10,08 10,65 11,38 8,891 Номинальный размер проволоки по меньшей стороне а, мм 2,80 3,00 3,15 3,35 3,55 3,75 4,00 4,23 4,50 Расчетное сечение проволоки, а мм 10,85 11,35 45 4,75 5,00 5,30 5,60 - - - - 4,50 4,75 5,00 5,30 5,60 6,00 6,30 6,70 7,10 7,50 8,00 8,50 9,00 9,50 10,0 10,6 11,2 11,8 12,5 9,717 10,28 10,84 11,51 12,18 13,08 13,75 14,65 15,54 16,44 17,56 18,68 19,80 20,92 22,04 23,38 24,73 26,07 27,64 10,07 11,25 12,67 14,32 16,21 18,33 20,69 23,05 25,88 24,95 10,70 11,33 11,95 12,70 13,45 14,45 15,20 16,20 17,20 18,20 19,45 20,70 21,95 23,20 28,45 25,95 27,45 28,95 30,70 12,70 14,29 16,15 18,27 20,65 23,30 25,95 29,13 32,58 12,05 12,75 13,45 14,29 15,13 16,25 17,09 18,21 19,33 20,45 21,85 23,25 24,65 26,05 27,45 29,31 30,81 32,49 34,45 12,95 14,45 16,25 18,35 20,75 23,45 26,54 29,45 33,05 36,95 13,63 14,41 15,20 16,15 17,09 18,35 19,30 20,56 21,82 23,08 24,65 26,23 27,80 29,38 30,95 32,84 34,73 36,62 38,83 16,20 18,21 20,56 23,24 26,25 29,60 32,95 36,97 41,33 17,20 18,27 19,33 20,75 21,82 23,24 24,66 26,08 27,85 29,63 31,40 33,18 34,95 37,08 39,21 41,34 43,83 20,14 22,77 25,77 29,14 32,89 36,64 41,14 46,02 21,54 23,14 24,34 25,94 27,54 29,14 31,14 33,14 35,14 37,14 39,14 41,54 43,94 46,34 49,14 25,92 29,32 33,14 37,39 41,64 46,74 52,27 27,49 29,29 31,09 32,89 35,14 37,39 39,64 41,89 44,14 46,84 49,54 52,24 55,39 32,87 37,14 41,89 46,64 52,34 58,52 34,64 36,64 39,24 41,64 44,14 46,64 49,14 52,14 55,14 52,14 61,64 41,54 46,84 52,14 58,50 43,94 46,74 49,54 52,34 55,14 58,50 61,86 65,22 69,14 65,39 Продолжение табл. П-11 Ном-ый размер проволоки по бол-ей стороне b, мм 10,8 11,2 11,6 11,8 3,28 3,35 3,53 Номинальный размер проволоки по меньшей стороне а, мм 3,65 3,75 3,80 4,00 4,10 4,25 4,40 2 Расчетное сечение проволоки, мм - 36,97 - 41,34 39,21 46,02 41,14 - 46,34 46 43,94 - 52,27 46,74 - 52,24 4,50 4,70 4,75 49,54 - 58,52 52,34 - 12,5 13,2 13,5 14,0 14,5 15,0 15,6 16,0 16,8 18,0 19,5 20,0 22,0 25,0 26,3 28,0 30,0 32,0 35,0 54,62 58,56 63,48 71,68 81,52 - 41,33 46,35 53,05 - 58,82 63,06 68,35 77,18 87,77 92,36 - 43,83 46,31 49,15 52,70 56,25 51,95 59,14 - 63,36 67,92 73,62 83,12 94,52 99,46 105,92 113,52 - 47 49,14 51,94 55,14 59,14 63,14 79,52 99,52 111,94 119,52 - 68,02 72,94 79,09 89,34 101,64 106,97 113,94 122,14 130,34 - 58,64 67,14 - 73,06 78,34 84,94 95,94 109,14 114,86 122,34 131,14 139,94 153,14 55,39 58,5 66,64 71,14 ; - 78,10 90,79 102,54 116,40 122,75 130,74 140,14 149,54 163,64 65,64 75,14 - Продолжение таблицы П-11 Ном-ый размер проволоки по бол-ей стороне b, мм 10,8 11,2 11,6 11,8 12,5 13,2 13,5 14,0 14,5 15,0 15,6 16,0 16,8 18,0 19,5 20,0 22,0 25,0 26,3 28,0 30,0 32,0 35,0 5,00 5,10 5,30 Номинальный размер проволоки по меньшей стороне а, мм 5,50 5,60 6,00 6,50 7,00 8,00 9,00 2 Расчетное сечение проволоки, мм 10,0 11,0 12,5 124,14 136,66 155,41 96,34 55,14 58,50 61,86 103,54 58,14 61,64 65,14 65,22 69,14 73,06 65,39 69,14 73,34 74,14 83,14 88,74 83,94 84,82 90,94 98,59 91,54 98,14 106,39 111,34 126,64 133,27 141,94 152,14 162,34 120,44 136,64 143,79 153,14 164,14 175,14 99,14 124,14 149,14 111,64 93,64 107,14 120,64 100,64 115,14 129,64 77,54 93,39 79,14 99,14 154,14 95,14 99,94 107,14 116,14 119,14 131,14 149,14 158,94 167,14 48 100,54 108,34 108,34 116,14 125,89 116,74 125,14 135,64 142,14 161,64 170,09 181,14 153,14 174,14 183,24 195,14 123,94 127,14 133,54 143,14 155,14 159,14 139,54 Таблица 12 Изоляция однослойных и двухслойных всыпных обмоток статоров асинхронных двигателей с высотой оси вращения до 250 мм. Напряжение до 660 В. Классы изоляции В,F, Н Рисунок Тип обмотки Высота оси вращения, мм Позиция Материал Наименование, марка Класс В Одно- 50-80 слойная 1 2 90-132 160 2 Двухслойная 180-250 Изофлекс Имидофлекс » » Пленкостеклопласт Изофлекс Имидофлекс » » 1 Пленкостеклопласт Изофлекс » 1 23 Одностороння я толщина, мм 0,2 1 0,2 0,3 1 0,3 0,25 1 0,25 0,35 1 0,35 0,4 1 0,4 0,5 1 0,5 0,4 1 0,4 Класс Н Пленкостеклопласт 1 2 Класс F Толщина, мм Число слоев Имидофлекс » Пленкостеклопакет Изофлекс Имидофлекс 0,4 1 0,4 » » 0,5 1 0,5 Примечание: Междуфазные прокладки в лобовых частях обмотки выполняют из материала, указанного для поз.1 рисунков. 49 Таблица 13 Изоляция всыпных обмоток статоров асинхронных двигателей с высотой оси вращения h ≥ 280 мм и напряжением до 660 В Материал Позиция Наименование, марка Класс В Класс F Класс Н Число слоев Толщина, мм Класс В Класс Р Класс Н Электронит 0,25 0,3 0,28 0,3 0,28 0,28 Общая толщина пазовой изоляции 0,55 0,58 0,56 0,55 0,55 0,55 0,25 0,25 0,28 0,28 0,28 0,28 Односторонняя толщина изоляции, ММ Класс В Класс F Класс Н 0,25 0,3 0,28 0,3 0,28 0,28 0,55 0,58 0,56 1 0,55 0,55 0,55 1 1 0,25 0,25 0,28 0,28 0,28 0,28 Пленкосинтокартон 1* 2** ПСК-Л ПСК-Ф ПСК-Н 1 1 Лакотканислюдапласт 3 ГИП-ЛСПЛСЛ ГИП-ЛСПЛСЛ ГИП-ЛСПЛСЛ Пленкосинтокартон 4 5 ПСК-Л ПСК-Ф ПСК-Н ПСК-Л ПСК-Ф ПСК-Н 50 Министерство сельского хозяйства Российской Федерации «Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова» Инженерный факультет Кафедра «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства» Светлана Александровна Аюрзанайн Николай Семенович Хусаев ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ Пособие по курсовому проектированию для студентов очной, заочной и заочно-сокращенной форм обучения инженерного факультета направления подготовки «Агроинженерия», профиль «Электрооборудование и электротехнологии» Подписано в печать 08.11. 2006 года Объем – 3,2 печ.л. Тираж 50 Издательство ФГБОУ ВО «Бурятская ГСХА им. В.Р. Филиппова» 670024, Улан-Удэ, Пушкина 8
