2.3. Розрахунок провідників обмотки якоря, зубців і пазів

Площу поперечного перерізу провідника обмотки якоря обчислюють за формулою

,

(20)

де – густина струму в обмотці якоря, яку вибирають за кривими рис. 1.

За обчисленим значенням вибирають провідник із стандартною площею поперечного перерізу (табл. 2Д), для якого відомі діаметр голого провідника та діаметр провідника з ізоляцією.

В ОКД використовують провідники марки ПЭТ, ПЭТВ, ПСД класу нагрівостійкості B або F.

Після вибору слід уточнити значення густини струму в обмотці якоря

.

(21)

В ОКД, які використовуються в побутовій техніці, найширше використовують грушоподібні пази (рис. 2). Така форма паза забезпечує рівномірну ширину зубця вздовж його висоти та зменшення магнітної напруги зубця.

Рис. 1. Густина струму в обмотці якоря та обмотці збудження ОКД:

1 – тривалий режим; 2 – короткочасний режим

Рис. 2. Форма і розміри грушоподібного паза

Ширину зубця розраховують з умови, що індукція в зубці не повинна перевищувати допустимого значення , за формулою

,

(22)

де

(23)

– зубцева поділка;

– коефіцієнт заповнення осердя сталлю, який залежить від товщини сталі і типу ізоляційного покриття (табл. 5).

Таблиця 5

_{Коефіцієнт заповнення осердя сталлю}

Товщина листів, мм	Ізоляція листів
	Оксидна плівка	Лакове покриття
1,0 0,5 0,35 0,30	0,98 0,95 0,93 0,92	0,97 0,93 0,91 0,89

Допустима індукція в зубці становить:

Тл – для двигунів, які працюють у тривалому режимі;

Тл – для двигунів, які працюють у короткочасному чи повторно-короткочасному режимах.

З умови механічної міцності зубця його ширина повинна бути більшою від 1 мм.

Площу паза, необхідну для вкладання провідників діаметром , визначають за формулою

,

(24)

де – коефіцієнт заповнення паза, який дорівнює відношенню сумарної площі поперечних перерізів провідників у пазу до площі паза, і який вибирають з таблиці 6.

Таблиця 6

Коефіцієнт залежно від діаметра ізольованого провідника

, мм	0,1  0,2	0,2  0,5	0,5  0,6	0,6  1,8
	0,22  0,33	0,33  0,38	0,38  0,43	0,43  0,45

Розміри паза обчислюють за формулами

;	(25)
;	(26)
,	(27)

де мм – висота шліца.

Висота паза

.

(28)

Якщо у формулі (26) підкореневий вираз матиме від’ємне значення, то це означає, що на якорі діаметром неможливо розмістити Z пазів з площею паза , забезпечивши при цьому ширину зубця. Тому необхідно або зменшити площу паза, зменшивши діаметр провідника за рахунок збільшення густини струму в обмотці якоря, або зменшити ширину зубця за рахунок збільшення магнітної індукції в зубці.

Зауважимо, що обидва шляхи можливі лише тоді, коли чи не перевищують верхню межу допустимих значень. У протилежному випадку слід повернутися до етапу розрахунку основних розмірів машини і змінити значення , А, чи таким чином, щоб отримати більший діаметр якоря.

Ширину шліца паза обчислюють за формулою

.

(29)

Слід зауважити, що чим більшою є ширина шліца, тим легше вкладати провідники у паз і тим меншою є ймовірність пошкодження ізоляції провідників. Однак, зі збільшенням зростає магнітний опір повітряного проміжку і збільшується МРС обмотки збудження, маса міді обмотки та втрати в ній.

Після обчислення розмірів паза необхідно перевірити величину індукції в ярмі якоря, яка не повинна перевищувати допустимого значення ( Тл – для машин, які працюють у тривалому режимі, Тл – для машин, які працюють у короткочасному режимі).

Отже

,

(30)

де висоту спинки якоря обчислюють за формулою

,

(31)

попередньо порахувавши діаметр вала

.

(32)

Середня довжина провідника обмотки якоря

.

(33)

Опір обмотки якоря при 75

.

(34)

Розрахунок провідників обмотки якоря, зубців і пазів виконують у такій послідовності:

1. Обчислюють попереднє значення площі поперечного перерізу провідників обмотки якоря за формулою (20) та вибирають провідник із стандартним значенням , та (табл. 2Д).

2. Обчислюють зубцеву поділку за формулою (23).

3. Обчислюють ширину зубця за формулою (22).

4. Обчислюють площу паза за формулою (24).

5. Обчислюють розміри паза за формулами (25) – (29).

6. Обчислюють діаметр вала за формулою (32).

7. Обчислюють висоту спинки якоря за формулою (31).

8. Обчислюють індукцію у спинці якоря за формулою (30).

9. Обчислюють середню довжину провідників обмотки якоря за формулою (33).

10. Обчислюють опір обмотки якоря за формулою (34).