Расчёт асинхронного трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором, страница 2

              Полное сечение эффективного проводника:

Из таблицы 4.5 [1] выбираем провод марки ПЭТВ  диаметром dЭЛ=1,6мм, .

2.3  Расчет зубцовой зоны статора

Угол наклона клиновой части паза β=45°.

Из таблицы 6.3 [1] выбираем BA=1.6 Тл,   BZ1=1,9 Тл.

Высота ярма:

Рис. 3 – К расчету размеров зубцовой зоны статора с полузакрыты­ми пазами с трапециевидной (а) или овальной (б) верхней частью

Ширина зубца:

Глубина и ширина паза у дна:

Принимаем высоту шлица hS1=0.5мм. Из таблицы 6.4 [1] bS1=3.5мм

Размер пазов с трапециевидной верхней частью:

Размер паза в свету с учетом припуска на сборку:

Припуски берем из таблицы 6.5 [1] по ширине паза -, по глубине паза

Верхняя клиновая часть паза используется для крепления проводников обмотки в пазу пазовой крышкой. Поэтому обмоткой занята нижняя трапециевидная часть паза:

 Площадь поперечного сечения паза, занятой обмоткой вместе с изоляцией:

мм2

 Площадь корпусной изоляции:

РАСЧЕТ РОТОРА

Рис. 4 – Фазы литой обмотки короткозамкнутого ротора.

 Число фаз m2 и полюсов 2 литой из алюминия короткозамкнутой обмотки ротора не определено структурой обмотки. Число полюсов ротора 2 автоматически устанавливается равным числу полюсов обмотки статора 2р. Поэтому один и тот же ротор может работать в машинах с разным числом полюсов обмотки статора или в многоскоростных двигателях с переключаемым числом полюсов обмотки статора.

 Принято считать, что каждый стер­жень образует одну фазу короткозамкнутой обмотки. Поэтому число фаз обмотки равно числу пазов ротора m2= z2. Каждая фаза состоит из одного стержня с двумя примыкающими с торцов ротора отрезка­ми короткозамыкающих колец (рис. 4). Стержень с отрезками колец образует по­ловину витка, поэтому число витков фазы ротора w2 =0,5. Обмоточный коэффициент такой обмотки равен единице, а условное число пазов на полюс и фазу:

Число пазов ротора:

0.8z1 ≤ z2 ≤ 1.25z1

Из таблицы 7.3 [1] выбираем z2 =38

Внешний диаметр ротора :

D2=D1 - 2δ=153-2*0.5=152мм

Внутренний диаметр ротора (равен диаметру вала):

DВ=DАВ =0,19*225=43мм

Длина магнитопровода ротора равна длине магнитопровода статора l2 =l1 = 0,11м

Зубцовое деление ротора:

Ток в обмотке ротора:

Где  коэффициент мощности =0,2+0,8 cos φн=0,+0,8*0,86=0,888

Коэффициент приведения токов

Сечение стержня ротора:

Рис. 6 – Трапецеидальныеполузакрытые пазы ротора с узким шлицем.

bS2=1.5 мм,  hS2=0.75 мм.

Ширина зубца ротора:

Размеры паза:

Максимальная индукция в узком сечении зубца:

Глубина и фактическое сечение паза:

Ток в короткозамыкающем кольце ротора:

,

где коэффициент приведения тока кольца к току стержня

Сечение короткозамыкающего кольца:

                                                           

Рис. 5 – Короткозамыкающие кольца ротора.

  Короткозамыкающие кольца отливают с поперечным сечением в виде неправильной трапеции, большее основание которой плотно прилегает к торцу poтора (рис. 5). После заливки ротора алюминием кольца, соединенные между собой стержнями, удерживают сердечник ротора в спрессованном состоянии.

Размеры короткозамыкающих колец:

DКЛСР =D2-hКЛ =152-31=121 мм.

РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ

Магнитной цепью машины называют элементы магнитопроводов (сердечников) и зазоры, по которым замыкается основной магнитный поток. Вследствие радиальной  симметрии сердечников асинхронной машины магнитное поле каждой пары полюсов практически одинаково. Поэтому магнитную цепь (рис. 6) рассчитывают для одной пары полюсов.

Рис. 6 – Магнитная цепь пары полюсов асинхронного двигателя.

На   рисунке: 1- воздушные  зазоры;   2 – зубцы статора; 3 - зубцы ротора; 4 – ярмо (спинка) статора; 5 – ярмо (спинка)   ротора.

Основной задачей расчета магнитной цепи является определение намагничивающего тока двигателя. Maгнитную цепь рассчитывают для  режима холостого хода при номинальном напряжении. Ход расчета заключается в определении для  каждого участка площади поперечного сечения, магнитной индукции и по ней   расчетной   напряженности   магнитного   поля,   расчетной средней длины силовой линии, магнитного напряжения участка. Затем рассчитывают суммарную МДС пары полюсов  и  намагничивающий ток обмотки статора.

Вследствие малого воздушного зазора в асинхронных машинах относительно велико насыщение зубцов статора и ротора, что и приводит  к  несинусоидалыюсти  (уплощению)  распределения   индукции в  зазоре  машины.   Уплощение  кривой   магнитного  поля  учитывается коэффициентами полюсного перекрытия аδ и формы поля кB.

    Для упрощения расчет магнитной цепи проводят по основной гармонической магнитного потока, в соответствии с этим магнитная индукция в зазоре Bδ принимается равной амплитуде первой гармонической индукции Bδ1m. Коэффициенты принимают для синусоидальной функции аδ= 2/π ≈ 0,64; кB= π/(2√2) 1,11.

4.1  Магнитное напряжение зазора.

 Магнитное напряжение зазора на пару полюсов:

А

где 

4.2  Магнитное напряжение зубцовой зоны статора.

Высота зубца статора:

мм

- в среднем сечении зубца

4.3  Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора.

Высота зубца ротора:

- в среднем сечении зубца

Рис. 7 – Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором 4А160 (степень;защиты IP44):

1-вал; 2 -крышка под­шипниковая наружная; 3 - подшипник; 4 - крышка подшипниковая внутренняя; 5 - щит подшипнико­вый; 6-обмотка ротора; 7 - обмотка статора; 8-вводное устройство; 9 - рым-болт; 10- сердеч­ник статора, //-сердеч­ник ротора; 12 - станина; 13- лист статора крайний; 14-лист статора изолиру­ющий; 15 - болт крепления щита; 16-кожух вентилятора; /7-вентилятор из алюминиевого сплава; 18-втулка; 19-кольцо стопорное; 20 - шпонка; 21 - лопатка вентиляционная; 22 - груз балансиро­вочный; 23 - болт заземления; 24 - ребро; 25 - скоба; 2б - винт стопорный.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ   СПИСОК

    1.  Л. Ф. Силин  “ Проектирование асинхронных двигателей”

    2. “Проектирование электрических машин” / Под ред. И.П.Копылова. M.:Высшая школа, 2002.