Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Намагничивающий ток. Коэффициент воздушного зазора, страница 2

Определяем после выбора размеров паза с учётом изоляции  S_п^' = 416.8 мм² .

16. Коэффициент заполнения свободной площади паза  k_з = (N_П * d_из² ) / S_п^' = 0.727

17. Скос пазов

1 / n = b_c / (π * D) = 12.5 / (π * 290) = 1 / 73 части внутренней окружности статора принимаем b_c = 12.5 мм

18. Число витков фазы (по 13 – 24)

ώ₁ = p * q₁ * (И_П1 * a₁) = 2 * 3 * (22 / 1) = 132

19. Шаг обмотки

y₁ = (5/6) * τ = (5/6) * 22.78 = 18.98 см            шаг обмотки y = 0.83 * 3 * q₁ = 0.83 * 3 * 3 = 7.47

принимаем y = 7

считаем τ = 36 / 4 = 9

отсюда β = у / τ = 7 / 9 = 0.778

20. Обмоточные коэффициенты (по приложению VIII)

k_p – коэффициент распределения k_p = 0,5 /(q * sin(30^o/q)) = 0.961

k_у – коэффициент укорочения k_у = sin ((y/τ) * 90^o) = 0.939

k_о1 – обмоточный коэффициент k_о =  k_p * k_у = 0.902

21. Магнитный поток в воздушном зазоре

Ф =   (k_E * U₁ * 10⁸) / (4 * k_B * f₁ * ώ₁ * k_о1) = (0.97 * 380 * 10⁸) / (4 * 1.09 * 50 * 132 * 0.902) = 1420098

22. Индукция в воздушном зазоре

В_δ = Ф / (ά_δ * τ * l_δ) = 1420098 / (0.715 * 22.78 * 12.25) = 7117 гс

23. Максимальная (и средняя) индукция в зубце

В_Z1M = B_Z1ср = (В_δ * t₁ * l_δ) / (b_Z1 * 1 * k_c) = (7117 * 2.531 * 12.25) / (1.305 * 12.25 * 0.95) = 14530 гс

b_Z^' = (π * (D + d₂ +2 * h_ш) / Z₁) – d₂ =  (π * (29 + 1.2 + 2 * 0.05) / 36) – 1.2 = 1.44  см

b_Z^'' = (π * (D + 2 * h_Z) / Z₁) – d₁ = (π * (29 + 2 * 3.14) / 36) – 1.91 = 1.17 см

b_Zср = (b_Z^' + b_Z^'') / 2 = (1.44 + 1.17) / 2 = 1.305 см

(выбираем электротехническую сталь марки Э12 толщиной 0.5 мм; листы не лакируются, что допустимо при l < 14 см; при этом k_c = 0.95).

24. Высота ярма статора

h_c = ((D_a – D) / 2) – h_z1 =  ((45.8 – 29) / 2) – 3.14 = 5.26 см

h_z1 = 3.14 см – высота зубцовоо слоя статора

25. Индукция в ярме статора

В_с = Ф / (2 * h_c * l * k_c) = 1420098 / (2 * 5.26 * 12.25 * 0.95) = 11600 гс

26. Воздушный зазор

δ = 1.3 мм (рис. 13 – 15)

Ротор

27. Число пазов

Z₂ = 46 (табл. 13 – 7)

28. Внешний диаметр ротора

D^' = D – (2 * δ) = 29 – (2 * 0.13) = 28.74 см

29. Зубцовое деление ротора

t₂ = (π * D^') / Z₂ = (π * 28.74) / 46 = 1.97 см

30. Ток в стержне

I_c = I₂ = (k₁ * I_1н * 6 * ώ₁ * k₀₁) / Z₂ = (0.85 * 49.3 * 6 * 132 * 0.902) / 46 = 650.8 а

k₁ = 0.85 по рис. 13 – 11

31. Ток в короткозамыкающем кольце

I_к = I_c / Δ = 650.8 / 0.272 = 2393 а

Δ = 2 * sin((π * p) / Z₂) = 2 * sin((π * 2) / 46) = 0.272

32. Сечение стержня

S_c = I_c / Δ_c = 650.8 / 3.5 = 186 мм²

Δ_c = 3.5 а/мм²  стр. 425  плотность тока

33. Сечение короткозамыкающего кольца

S_к = I_к / Δ_к = 2393 / 2.45 = 977 мм²

Δ_к = 0.7 * Δ_c = 0.7 * 3.5 = 2.45 а/мм²

34. Размеры паза и зубца ротора

Выбираем форму паза по рис. 13 – 12.в стр. 424 при h₁ = 35 мм

b_ш2 = 1.5 мм

b_п2 = 5 мм

h_ш2 = 1 мм 

35. Площадь паза

S_п = (h₁ * b_п2) + 0.5 * (b_п2² – b_ш2²) = (35 * 5) + 0.5 * (5² – 1.5²) = 186.375 мм²

36. Размеры короткозамыкающего кольца

S_к = a * b = 24.75 * 39.5 = 977.6 мм²

37. Высота ярма ротора

h_p = ((D' - D'_a + (D'_a / 6)) / 2) – h_z2 = ((28.74 – 6 + (6 / 6)) / 2) -  3.95 = 7.92 см

D'_a = d_в = 6 см при отсутствии аксиальных каналов и непосредственной посадке пакета ротора на вал по стр. 428 и стр. 117

h_z2 = 3.95 см – высота зубцового слоя ротора

38. Индукция в ярме ротора

В_р = Ф / (2 * h_p * l₂ * k_c) = 1420098 / (2 * 7.92 * 12.75 * 0.95) = 7402 гс

l₂ = l₁ + 0.5 = 12.25 + 0.5 = 12.75 см

Намагничивающий ток

39. Коэффициент воздушного зазора

k_δ1 = 1.05 по рис. 6 - 11

b_ш1 / t₁ = 3.2 / 25.31 = 0.13

b_ш1 / δ = 3.2 / 1.3 = 2.5

k_δ2 = 1.075 по рис. 6 - 11

b_ш2 / t₂ = 1.5 / 19.7 = 0.076

b_ш2 / δ = 1.5 / 1.3 = 1.15

k_δ = k_δ1 * k_δ2 = 1.05 * 1.075 = 1.129

40. Магнитное напряжение воздушного зазора

F_δ = 1.6 * B_δ * k_δ * δ = 1.6 * 7117 * 1.129 * 0.13 = 1671 а

41. Магнитное напряжение зубцов статора

F_z1 = 2 * l_z1 * H_z1 = 2 * 3.14 * 19.8 = 124.3 а

l_z1 = h_z1 = 3.14 см

H_z1 = 19.8 а/см табл. II – 1

42. Магнитное напряжение зубцов ротора

F_z2 = 2 * l_z2 * H_z2 = 2 * 3.95 * 3.42 = 27 а

b_z2min = (π * D^') / Z₂) – b_п2 =  (π * 28.74) / 46) – 0.5 = 1.46 см

b_z2max = (π * (D^' + 2 * h_z2) / Z₂) – b_п2 = (π * (28.74 + 2 * 3.95) / 46) – 0.5 = 2 см

b_zср = (b_z2min + b_z2max) / 2 = (1.46 + 2) / 2 = 1.73 см