9. Коэффициент заполнения паза

k_з= = =0,752

Полученное значение k_з для механизированной укладки обмотки чрезмерно велико. Снизить k_з, не изменяя главных размеров двигателя, можно либо уменьшив при тех же размерах паза, либо увеличив площадь поперечного сечения паза. В первом случае, уменьшая с 28 по 27, получаем:

k_з = 0,752 =0,725; B_δ = 0,749 =0,776 Тл; B_z = 1,9 =1,97 Тл;

B_a = 1,6 =1,66 Тл.

Более удачным решением будет увеличение размеров паза.

Принимаем B_z=1,95 Тл и B_a=1,65 Тл, что допустимо, так как эти значения превышают рекомендуемые в табл. 5 только на 2,5−3%.

9. Повторяем расчет .

B_з1= =0,00479 м ≈ 4,8 мм;

h_а= = 0,0217 м = 21,7 мм;

h_п= - 21,7 = 21,8 мм;

b₁= - 4,8 = 10,2 мм;

b₂= = 7,7 мм;

h₁=21,8 − (1+ ) = 18,8 мм.

Размеры паза в свету:

=10,2 – 0,2 = 10 мм;

= 7,7 – 0,2 =7,5 мм;

=18,8 − 0,2=18,6 мм.

Площадь поперечного сечения паза в свету для размещения проводников обмотки

= * 18,6 – 24,6 = 138,15 мм², где S_из= 0,4(2*21,8+10,2+7,7) = 24,6 мм².

9. Коэффициент заполнения паза

k_з= = 0,717 0,72.

Размеры паза в штампе показаны на (рис 8,а)

Расчет ротора

Рис 8. Пазы спроектированного двигателя P₂=15 кВт, 2р=4, U=220/380 В.

а- статора, б-ротора.

9. Воздушный зазор (по рис. 9) δ= 0,5 мм.

10. Число пазов ротора (по табл 10) Z₂ = 38.

11. Внешний диаметр D₂ = D−2δ = 0,185−2*0,5*10^-3 = 0,184 м.

12. Длина L₂= L₁ = 0,13.

13. Зубцовое деление t₂ = π*D₂/ Z₂ = π*0,184/38 ≈0,0152 м ≈ 15,2 мм.

14. Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник непосредственно насажен на вал.

D_j = D_в = k_в D_а = 0,23*0,272 = 0,0626 м = 60 мм.

(k_в – по табл 9)

Рис.9. К выбору воздушного зазора в асинхронных двигателях.

Таблица 9. Коэффициенты k_в для расчета диаметра вала асинхронных двигателей.

h, мм	50-63	71-250	280-355		400-500
2р	2-6	2-8	2	4-12	4	6	8-12
kв	0,19	0,23	0,22	0,23	0,20	0,23	0,25

Таблица 10. Рекомендуемые числа пазов короткозамкнутых асинхронных двигателей.

Продолжение таблицы 10

2р	Число пазов статора	Число пазов ротора
		Пазы без скоса	Пазы со скосом
10	60 90 120	44, 46, 74, 76 68, 72, 74, 76, 104, 106, 108, 110, 112, 114 86, 88, 92, 94, 96, 98, 102, 104, 106, 134, 136, 138, 140, 142, 144, 146	75, 69, 77, 78, 79 70, 71, 73, 87, 93, 107, 109 99, 101, 103, 117, 123, 137, 139
12	72 90 108 144	56, 64, 80, 88 68, 70, 74, 88, 98, 106, 108, 110 86, 88, 92, 100, 116, 124, 128, 130, 132 124, 128, 136, 152, 160, 164, 166, 168, 170, 172	69, 75, 80, 89, 91, 92 97, (73), 86, 87, 93, 94, (107), (109) 84, 89, 91, 104, 105, 111, 112, 125, 127 125, 127, 141, 147, 161, 163
14	84 126	74, 94, 102, 104, 106 106, 108, 116, 136, 144, 146, 148, 150, 152, 154, 158	75, 77, 79, 89, 91, 93, 103 107, 117, 119, 121, 131, 133, 135, 145
16	96 144	84, 86, 106, 108, 116, 118 120, 122, 124, 132, 134, 154, 156, 164, 166, 168, 170, 172	90, 102 138, 150

2р	Число пазов статора	Число пазов ротора
		Пазы без скоса	Пазы со скосом
2	12 18 24 30 36 42 48	9,* 15* 11*, 12*, 15*, 21*, 22* 15*,(16*), 17*, 19, 32 22, 38 26, 28, 44, 46 32, 33, 34, 50, 52 38, 40, 56, 58	- 14*,(18), 19*, 22*, 26, 28*, (30), 31, 33, 34, 35 18, 20, 26, 31, 33, 34, 35 (18), 20, 21, 23, 24, 37, 39, 40 25, 27, 29, 43, 45, 47 - 37, 39, 41, 55, 57, 59
4	12 18 24 36 42 48 60 72	9* 10*, 14* 15*, 16*, 17, (32) 26, 44, 46 (34), (50), 52, 54 34, 38, 56, 58, 62, 64 50, 52, 68, 70, 74 62, 64, 80, 82, 86	15* 18*, 22* 16, 18, (20), 30, 33, 34, 35, 36 (24), 27, 28, 30, (32), 34, 45, 48 (33), 34, (38), (51), 53 (36), (38), (39), 40, (44), 57, 59 48, 49, 51, 56, 64, 69, 71 61, 63, 68, 76, 81, 83
6	36 54 72 90	26, 46, (48) 44, 64, 66, 68 56, 58, 62, 82, 84, 86, 88 74, 76, 78, 80, 100, 102, 104	28*, 33, 47, 49, 50 42, 43, 51, 65, 67 57, 59, 60, 61, 83, 85, 87, 90 75, 77, 79, 101, 103, 105
8	48 72 84 96	(34), 36, 44, 62, 64 56, 58, 86, 88, 90 66, (68), 70, 98, 100, 102, 104 78, 82, 110, 112, 114	35, 44, 61, 63, 65 56, 57, 59, 85, 87, 89 (68), (69), (71), (97), (99), (101) 79, 80, 81, 83, 109, 111, 113

Примечания: 1. В скобках взяты числа пазов, при которых возможно повышение вибрации двигателей. 150, 124, 132, 134, 154, 156, 164, 166, 168, 170, 172 142, 144, 146

2. Звездочкой отмечены числа пазов, применяемые в основном в машинах малой мощности.

31. Ток в стержне ротора I₂ = k_i I₂ v_i =0,9*29*16,94 = 442 А

(k_i = 0,9 по рис. 10);

Рис. 10 Коэффициент k_i в зависимости от cos φ

v_i = = = 16,94

31. Площадь поперечного сечения стержня.

q_с = = = 176,8*10^-6 м² = 176,8 мм² (плотность тока в стержне литой клетки принимаем = 2,5*10⁶ А/м²).

31. Паз ротора – по рис.11,б. Принимаем b_ш = 1,5 мм; h_ш = 0,7 мм;

= 0,3 мм.

а) б)

Рис. 11. Грушевидные пазы короткозамкнутого ротора.

а- полузакрытые, б-закрытые.

Допустимая ширина зубца. b_Z2доп = = =

=6,52*10^-3 м = 6,5 мм.

Размеры паза:

b₁ = = = 7,9

b₂ = = = 3,72 мм;

h₁ =(b₁ – b₂) = (7,9 – 3,72) = 25,28 мм.

Принимаем (см. рис.8,б) b₁=7,8 мм; b₂=3,6 мм; h₁=25,3 мм.

Полная высота паза6

h_п2 = = 0,3 + 0,7 + + 25,3 + = 32 мм.

Сечение стержня.

q_с = = = 173,2 мм²

34. Плотность тока в стержне J₂ = = = 2,55*10⁶ А/м²

35. Короткозамыкающие кольца (см. рис. 12).Площадь поперечного сечения:

Рис. 12 Размеры замыкающих колец короткозамкнутого ротора.

а- со сварной обмоткой, б- с литой обмоткой.

q_кл = = = 618,9 мм² [ = = 1343 А, где ∆= 2sin = =2sin = 0,329;

J_кл = 0,85 J₂ = 0,85*2,55*10⁶= 2,17*10⁶ А/м²]

Размеры замыкающих колец:

b_кл=1,25 h_п2= 1,25*32 = 40 мм; = = ≈ 15,5 мм;

q_кл= b_кл* = 40*15,5 = 620 мм²;

D_к,ср = D₂- b_кл = 184-40 = 144мм.

Расчет немагнитного тока

35. Значения индукций:

B_Z1 = = = 1,93 Тл;

B_Z2 = = = 1,805 Тл;

B_𝑎 = = = 1,65 Тл;

Bj = = = 0,95 Тл.

[Расчетная высота ярма ротора h_j = − ) − =

= = 37,5 мм].

35. Магнитное напряжение воздушного зазора.

F_δ = 1,59*10⁶B_δk_δδ = 1,59*10⁶*0,749*1,22*0,5*10^-3 = 727,16 А

[k_δ = = = 1,22 , где γ = = = 4,42]

35. Магнитное напряжение зубцовых зон:

статора

= = 2*21,8*10^-3*2340 = 102,02 А;

ротора

F_Z2 = 2h_Z2H_Z2 = 2*31,6*10^-3*1540 = 97,33 А.

[по табл. 11, в для стали 2013 H_Z1 = 2340 А/м при B_Z1 = 1,93 Тл; H_Z2 = 1540 А/м при B_Z2 = 1,805 Тл; h_Z1 = h_п1 = 21,8 мм, h_Z2 = h_п2 -0,1 b₂ = 32 – 0,1*3,6 = 31,6 мм].

Таблица 11. Основная кривая намагничивания

Сталь 2013

В, Тл	0	0,01		0,02		0,03		0,04		0,05		0,06		0,07		0,08		0,09
	Н, А/м
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4	56 63 70 78 88 99 110 125 141 200 300 620 1700 3400 7000 13000 20700 60000 130000 210000 290000		56 63 70 79 89 100 111 126 146 210 320 670 1860 3700 7500 13600 22600 67000 138000 218000 298000		57 64 71 80 90 101 113 127 152 220 350 780 2020 4000 8000 14200 24400 74000 146000 226000 306000		58 65 72 81 91 102 114 128 158 230 380 890 2180 4300 8500 14800 26300 81000 154000 234000 314000		59 66 73 82 92 103 115 129 164 240 410 1000 2340 4700 9200 15600 28100 88000 162000 242000 322000		60 67 74 83 93 104 117 132 170 250 430 1130 2500 5000 10000 16500 30000 95000 170000 250000 330000		60 67 74 84 94 105 118 133 176 260 460 1240 2700 5400 10600 17300 36000 102000 178000 258000 338000		61 68 75 85 95 106 120 134 182 270 500 1350 2800 5800 11200 18100 42000 109000 186000 266000 346000		61 68 76 86 96 107 121 136 188 280 540 1460 3000 6200 11800 18900 48000 116000 194000 274000 354000		62 69 77 87 97 108 123 138 194 290 580 1580 3200 6600 12400 19800 54000 123000 202000 282000 362000

35. Коэффициент насыщения зубцовой зоны.

k_Z = 1+ = 1+ = 1,27.

35. Магнитные напряжения ярм статора и ротора:

F_𝑎 = L_𝑎H_𝑎=0,1966*940 = 184,8 А;

F_j = L_jH_j=0,071*168 = 11,93 А;

[ по табл. 12 H_𝑎 = 940 А/м при B_𝑎= 1,65 Тл; H_j=168 А/м при B_j=0,95 Тл]

= = = 0,1966 м;

= = = 0,071 м, где = − = − 32 = 30 мм.

Таблица 12. Кривая намагничивания для ярма асинхронных двигателей