3.2 Вибір головних розмірів

Проектування СМ потрібно розпочинати з вибору головних розмірів: внутрішнього діаметра статора D₁ і розрахункової довжини осердя статора l_б машини.

Попереднє значення діаметру D₁, визначають по максимально допустимому значенню зовнішнього діаметру осердя статора D_h1max в залежності від висоти осі обертання h. Отримане значення D_h1max округляють до найближчого нормалізованого діаметру, значення якого приведено [3].

Нормалізовані діаметри одержують, виходячи з найбільш економного розкрою листів електротехнічної сталі. Внутрішній діа­метр осердя статора D₁ можна визначити, користуючись залеж­ністю D₁=f(D_h1) з урахуванням кількості полюсів машини 2р.

Для визначення розрахункової довжини осердя статора машини по отриманим значенням діаметра D₁ і полюсній поділці  необхідно вибрати лінійне навантаження статора А та значення магнітної індукції в повітряному зазорі В_ при номінальному навантаженні.

Знайдені значення А і В_ потрібно розглядати як попередні. Надалі при необхідності їх можна змінити.

Визначивши розрахункову довжину l_ машини, знаходять відно­шення =l_/ від якого залежить ряд показників машини. Отримане значення  повинно бути в припустимих межах [3, рис 11.10]

У протилежному випадку необхідно змінити діаметр D_h1.

3.3 Електромагнітний розрахунок Розрахунок обмотки та зубцевої зони статора

Для СМ загального призначення звичайно обирають двошарову петлеву обмотку з y< із числом ефективних провідників у пазу Uп >2, яке при двошарових обмотках повинно бути парним. Кожний ефективний провідник складається з деяких елементарних провідників із площею поперечного перерізу 12 … 20 мм². Струм у такому складеному провіднику допускається 150 ... 200 А.

При виборі числа паралельних гілок а потрібно виконувати умови знаходження струму паралельних віток у межах 50 … 150 А. Вибір числа пазів Z1, потрібно виконувати з урахуванням ряду обставин, що впливають на техніко-економічні показники проектованої машини. При цьому можна починати з розміру зубцевої поділки

Обране число зубців статора Z1, повинно задовольняти наступним вимогам: Z повинно бути кратним числу фаз m та числу паралельних гілок а, так як Z/а – ціле число; число пазів на полюс і фазу q1=Z/2mp повинно бути цілим, або дробовим у вигляді q1=b+c/d (де b- ціле число), а c/d правильний не скорочений дріб, причому d не повинно бути кратне числу фаз m і повинно бути меншим від числа пар полюсів.

Для синхронних машин загального призначення при 2p<8 як правило q1 – ціле число, а при 2p>8 і малому значенні полюсної поділки 2р можна обирати із дрібним q1.

Відношення числа полюсів до числа паралельних віток 2р/а повинно задовольняти наступним вимогам:

– при цілому q1- відношення 2р/а – ціле число;

– при дробовому q1- відношення 2р/а – ціле число.

Для машин із зовнішнім діаметром D_h1>990 мм для зручнішого сегментування, потрібно, щоб, число пазів розкладалося на як можна більшу кількість множників (2,3,5).

Для СМ потужністю до 100 кВт при U500 В для статора частіше всього застосовуються напівзакриті пази і всипні петлеві обмотки із круглого дроту. Пази мають трапецієподібну або грушоподібну форму. Число пазів на полюс і фазу беруть цілим та обирають від 3 до 5. Велике значення q1 беруть для машин із меншим числом полюсів.

Особливості конструкції обмотки, вибору їх типу й форми пазів статора в залежності від потужності, номінальної напруги і висоти осі обертання викладені [3, 9-4, 11-4].

Далі уточнюють число ефективних провідників у пазу Un, зубцевий крок t1, та лінійне навантаження А. При відхиленні А від раніше обраного значення на 5 % потрібно змінити t1. При цьому обирають інше значення або число паралельних віток. Маючи зубце­вий крок t1, визначають ширину пазу попередньо bп = (0.34..0.5)t1

Великі значення відносяться до машин менших розмірів. Ширину пазу беруть тим більшою, чим більша напруга машини і товстіша ізоляція. Остаточно ширину пазу визначають після вибору провідників обмотки і їх ізоляції.

Враховуючи, що СМ є машини із самозбудженням, в пазах статора, крім основної обмотки, розташовується додаткова обмотка, від якої живиться обмотка збудження через тиристорний перетво­рювач. Розрахунок додаткової обмотки викладені [3, 11-4].

При розрахунку висоти пазу статора h_п1 необхідно врахувати розміри провідників основної і додаткової обмоток, а також наявність ізоляції між ними.