Статор, пазы, обмотка и ее электрические параметры. - Расчет электродвигателей малой мощности

В асинхронных электродвигателях с неявнополюсным статором применяются как однослойные, так и двухслойные петлевые обмотки статора. Однако наибольшее применение в этих двигателях имеют двухслойные обмотки статора, так как они позволяют производить любое целесообразное сокращение шага катушек в целях ослабления влияния пространственных высших гармоник м. д.с. и уменьшения расхода меди за счет сокращения длины лобовых частей обмотки. В асинхронных двигателях общего применения число пазов, приходящихся на полюс и фазу, обычно делается целым. Потребляемый двигателем линейный ток из сети

А. (1.3.1)

Фазный ток определяется в зависимости от схемы соединения фазных обмоток статора:

- при схеме "треугольник",

- при схеме "звезда".

Число пазов статора

Z1 = 2pm1q1, (1.3.2)

Q1= 1;2;3 - число пазов на полюс и фазу.

Окончательное число пазов статора устанавливается по допустимой из конструктивных соображений минимальной величине пазового деления статора

м. (1.3.3)

Полюсный шаг по пазам

. (1.3.4)

Шаг диаметральной обмотки по пазам

- целое число. (1.3.5)

Сокращенный шаг двухслойной обмотки по пазам

- целое число, (1.3.6)

Где ? ? 0,8 ? 0,85 - при ослаблении 5-й и 7-й высших пространственных гармоник в кривой м. д.с. обмотки статора.

После этого составляется и вычерчивается схема обмотки статора. Примеры выполненных схем показаны на рис. 1.3.1, 1.3.2[2].

схема трехфазной однослойной двухполюсной статорной обмотки, соединенной в звезду с

Рис 1.3.1 Схема трехфазной однослойной двухполюсной статорной обмотки, соединенной в звезду с

Рис 1.3.2 Схема фазы трехфазной двухслойной двухполюсной статорной обмотки с

Коэффициент распределения обмотки

, (1.3.7)

Где пазовое деление статора в электрических градусах

. (1.3.8)

Коэффициент сокращения шага обмотки

Ky= sin?90?. (1.3.9)

Тогда обмоточный коэффициент

Kw = kpky. (1.3.10)

Амплитуда полезного потока в воздушном зазоре двигателя

Ф = ??l0B? Вб. (1.3.11)

Число витков одной фазы обмотки статора

, (1.3.12)

Где э. д.с. фазы обмотки статора E1= ?U1 - при схеме "треугольник ";

- при схеме "звезда".

Число проводников в пазу статора

. (1.3.13)

Сечение провода

м2, (1.3.14)

Где j1 = (3?5)-106 А/м2 - плотность тока в проводниках обмотки статора.

Сечение, диаметр и марка провода окончательно выбираются по приложению 1:

Qa1 = ..., d1/d1и= ..., марка провода ...;

D1, d1и - диаметры провода по меди и изолированного.

Площадь сечения паза статора

м2, (1.3.15)

Qa1и = - сечение изолированного провода обмотки статора;

K1и = 0,32?0,44 - коэффициент заполнения паза статора изолированным проводом.

В асинхронных двигателях применяются полузакрытые пазы овальной или трапецеидальной формы с одинаковой шириной зубца по высоте (рис. 1.3.3 и 1.3.4).

овальный паз статора

Рис. 1.3.3 Овальный паз статора

Рис. 1.3.4 Трапецеидальный паз статора

В целях ограничения намагничивающего тока двигателя, открытие или прорезь паза статора следует выбирать возможно меньше. Это определяется возможностью укладки в паз проводников обмотки статора через прорезь. Обычно принимается

Ап1 ? (2?6)d1и м. (1.3.16)

При расчете ротора с беличьей клеткой асинхронных двигателей большое значение имеет правильный выбор соотношения между числами пазов статора z1 и ротора z2 в целях уменьшения влияния на пусковые и рабочие свойства этих двигателей различных дополнительных моментов от высших гармоник магнитного поля в воздушном зазоре.

Во избежание заметного проявления вредных синхронных и асинхронных моментов от указанных высших гармоник и вибрационных сил одностороннего магнитного притяжения ротора к расточке статора при выборе числа пазов ротора необходимо руководствоваться следующим:

    А) для уменьшения влияния тормозящих асинхронных моментов от зубцовых гармоник при вращении ротора следует выполнить условие Б) для снижения влияния синхронных моментов от высших гармоник при пуске двигателя требуется выполнить неравенства

В) во избежание тормозящих синхронных моментов от высших гармоник при вращении ротора необходимо выполнить неравенства

Г) для уменьшения одностороннего притяжения ротора к расточке статора и радиальных вибрационных сил необходимо удовлетворить неравенствам

В целях уменьшения магнитного шума в малых асинхронных двигателях число пазов ротора z2 выбирают четными. Для большего же уменьшения влияния вредных асинхронных и синхронных моментов на свойства этих двигателей целесообразно применять в них скос пазов ротора на одно пазовое деление или более.

Минимальная допустимая толщина зубца статора

М, (1.3.17)

Где, м - зубцовый шаг.

Максимальная индукция Bз. с.m в зубцах статора трехфазных асинхронных двигателей общего применения и продолжительного режима работы при промышленной частоте питающей сети может допускаться до 1,2?1,4 Тл. В отдельных случаях, возможно некоторое превышение этих значений. Укладка в паз пазовой изоляции, изолированных проводов и клина показана на рис. 1.3.5.

укладка проводов обмотки, пазовой изоляции и клина в паз

Рис.1.3.5. Укладка проводов обмотки, пазовой изоляции и клина в паз: 1 - пазовая изоляция; 2 - клин; 3 - провод.

м.

Для овального паза статора приближенно можно считать, что

, (1.3.18)

, (1.3.19)

, (1.3.20)

, (1.3.21)

, (1.3.22)

, (1.3.23)

Периметр паза

, (1.3.24)

Для трапецеидального паза статора приближенно можно считать, что

, (1.3.25)

, (1.3.26)

, (1.3.27)

, (1.3.28)

, (1.3.29)

, (1.3.30)

Периметр паза

, (1.3.31)

Площадь, занимаемая пазовой изоляцией

Sп. и ? ?иП м2, (1.3.32)

Где ?и = м - толщина пазовой изоляции из лакированной ткани и электрокартона при напряжениях 127?380 В [Приложения 2,3];

П, м - периметр.

Площадь, занимаемая клином

Sп. к ? м2, (1.3.33)

Ширина клина

м, (1.3.34)

Высота клина

м. (1.3.35)

Площадь паза без пазовой изоляции и клина

(1.3.36)

После этого проверяется технологический коэффициент заполнения части паза статора, занимаемой изолированным проводом,

F0== 0,6?0,7. (1.3.37)

Высота сердечника статора (рис. 1.3.3 и 1.3.4)

Hс = м, (1.3.38)

Где Вс1,0?1,2Тл - индукция в сердечнике статора.

Наружный диаметр пакета статора

Dн = Dа+2(hп1 + hс) м. (1.3.39)

Средняя длина проводника обмотки статора

м, (1.3.40)

Где при p = 1, 2, 3 и нормальном шаге обмотки уп = ?п

= 1,7?1,9; в среднем = 1,8;

При p = 1, 2 и 3 и сокращенном шаге уп0,85 ?п

= 1,4?1,6; в среднем = 1,5;

Активное сопротивление одной фазы обмотки статора при 200С

. (1.3.41)

Активное сопротивление указанной обмотки в нагретом состоянии при 0С

(1.3.42)

, (1.3.43)

Где 750С - расчетная температура нагрева обмотки статора, 0С,-температурный коэффициент сопротивления.

Удельная магнитная проводимость для пазового потока рассеяния:

В случае овального паза (рис. 1.3.3)

, (1.3.44)

Где - коэффициент, учитывающий сокращение шага обмотки

м, (1.3.45)

м, (1.3.46)

В случае трапецеидального паза (рис.1.3.4),

, (1.3.47)

Где

м, (1.3.48)

м, (1.3.49)

м. (1.3.50)

Удельная магнитная проводимость для потоков рассеяния между вершинами зубцов статора

, (1.3.51)

, (1.3.52)

Где и - прорези пазов ротора и статора, м;

? = (0,1?0,3)10-3м - длина одностороннего воздушного зазора между расточкой статора и ротором,

м - зубцовый шаг ротора. (1.3.53)

Диаметр ротора

м. (1.3.54)

Удельная магнитная проводимость для потоков рассеяния вокруг лобовых частей обмотки статора

, (1.3.55)

Где, м - длина лобовой части обмотки

Тогда полная удельная магнитная проводимость для потоков рассеяния обмотки статора

. (1.3.56)

Индуктивное сопротивление рассеяния одной фазы обмотки статора

(1.3.57)

Индуктивное сопротивление цепи намагничивания, приведенное к числу витков обмотки статора

(1.3.58)

    - коэффициент воздушного зазора, в предварительных расчетах этот коэффициент может быть принят порядка 1,16?1,22; - коэффициент насыщения магнитной цепи двигателя ; в предварительных расчетах его можно принять 1,06?1,12.

Похожие статьи




Статор, пазы, обмотка и ее электрические параметры. - Расчет электродвигателей малой мощности

Предыдущая | Следующая