3. Расчёт размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора
Сердечник статора собирают из отдельно
отштампованных листов электротехнической
стали 2212 толщиной 0,5 мм, имеющих
изоляционные покрытия для уменьшения
потерь в стали от вихревых токов. Для
стали 2212 обычно используют изолирование
листов оксидированием (коэффициент
заполнения стали
0,97,
табл. 6-11 [1]).
Для проектируемого двигателя выберем трапецеидальный паз статора (рис.1).
Принимаем предварительно по таблице
6-10 [1] значение магнитной индукции в ярме
статора
1,2
Тл и значение магнитной индукции
в зубцах статора
1,64
Тл.
Тогда ширина зубца:
6,55
мм.
Высота ярма статора:
17,09
мм.
Рисунок 1 – Трапецеидальный паз статора
Размеры паза в штампе принимаем ширина
шлица
3,7
мм; высота шлица
1
мм.
Высота паза:
20,41
мм.
Большая ширина паза:
9,01
мм.
Меньшая ширина паза:
=6,66 мм.
Высота паза в штампе:
17,93
мм.
Размеры паза в свету с учётом припуска на сборку:
9,01
- 0,2=8,81 мм;
6,66
- 0,2=6,46 мм;
17,93
- 0,2=17,73 мм,
где
,
- припуски по ширине и высоте паза
соответственно;
0,2
мм;
0,2
мм (с. 177, [1]).
Площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу:
22,6
,
где
- односторонняя толщина изоляции в пазу;
0,4
мм (табл. 3-8 [1]).
Площадь поперечного сечения прокладок при однослойной обмотке
0
.
Площадь поперечного сечения паза, занимаемого обмоткой:
-
-
- 22,6 - 0=112,8
.
Коэффициент заполнения паза:
0,735,
что соответствует допускаемым значениям (табл. 3-12 [1]).
Паз статора проектируемого двигателя изображён на рис. 2
Рисунок 2 - Паз статора проектируемого двигателя
4. Расчёт ротора
Сердечник ротора набирают из отдельных отштампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Материал стали и изоляционные покрытия такие же, как в статоре.
Принимаем предварительно по таблице
6-10 [1] значение магнитной индукции в
зубцах статора
1,7
Тл.
По рис. 6-21 [1] выбираем значение воздушного зазора
0,45
мм.
По табл. 6-15 [1] принимаем число пазов
ротора
62.
Наружный диаметр сердечника ротора:
0,197
- 2*0,45
=0,1961
м.
Длина сердечника ротора:
0,145
м.
Зубцовое деление по наружному диаметру ротора:
9,9
мм.
Внутренний диаметр листов ротора:
0,23*0,272=0,06
м,
где коэффициент
(табл. 6-16 [1]).
Определим коэффициент приведения токов по формуле:
15,71.
Ток в стержне ротора определим по формуле:
,
где
- коэффициент, учитывающий влияние тока
намагничивания и сопротивления обмоток
на отношение
;
(рис. 6-22 [1]).
221,4
А.
Площадь поперечного сечения стержня:
,
где
- плотность тока в стержне литой клетки;
принимаем
А/м
(с.186 [1]).
88,6
м
=88,6
мм
.
Пазы ротора выполним трапецеидальной (грушевидной) закрытой формы (рис.3).
Для закрытого паза принимаем:
1,5
мм;
0,7
мм;
0,3
мм.
Рисунок 3 – Закрытый трапецеидальный паз ротора
Допустимая ширина зубца:
4,85
мм.
Меньшая ширина паза:
= 4,74 мм.
Большая ширина паза:
2,62
мм.
Расстояние между центрами радиусов:
=(4,74-2,62)*
=20,93
мм.
Принимаем
4,7
мм;
2,6
мм;
20,9
мм.
Полная высота паза:
25,55
мм.
Сечение стержня:
=87,6 мм .
Плотность тока в стержне:
2,53
А/м
.
Паз ротора проектируемого двигателя представлен на рис. 4.
Короткозамыкающие кольца
Для проектируемого двигателя обмотка ротора будет получена путем заливки пазов собранного сердечника алюминием АЛ5 в специальной машине литья под давлением.
Рисунок 4 - Паз ротора проектируемого двигателя
Рисунок 5 - Короткозамыкающее кольцо ротора
Площадь поперечного сечения литой клетки определим по формуле:
,
где
- ток в кольце клетки, А;
- плотность тока в кольце клетки.
Ток в кольце клетки определим по формуле:
549,4
А,
где
0,403.
Плотность тока в кольце клетки:
2,53
=2,15
А/м
.
Таким образом:
255,5
.
Высота кольца литой клетки:
1,25*25,55=32
мм.
Длина кольца:
7,98
мм,
принимаем
8
мм.
Уточним площадь поперечного сечения литой клетки:
8*32=256
.
Средний диаметр кольца литой клетки:
196,1
- 32=164,1 мм.