3.2.Расчет статора
3.2.1. Выбор обмотки статора
Каждая фаза трехфазной обмотки статора состоит из отдельных катушечных групп, соединенных последовательно, параллельно или последовательно-параллельно. Катушечная группа образуется совокупностью катушек, расположенных в соседних пазах и соединенных последовательно. В свою очередь катушка представляет собой совокупность последовательно соединенных витков, уложенных в одну и ту же пару пазов.
Расположенные в соседних пазах стороны катушек одной катушечной группы занимают q пазов и образуют фазную зону с углом , равным (рq)/ Z1=60 эл.град. Фазы обмотки статора соединяется в треугольник ( ) или звезду ( Y ), или с возможность переключения соединения фаз Y/ .
В современных асинхронных двигателях находят применение самые разнообразные типы обмоток статора : однослойные (концентрические, шаблонные или цепные) , двухслойные, обмотки с дробным числом пазов на полюс и фазу q , одно-двухслойные или двухслойные концентрические обмотки для механизированной укладки в пазы статора, специальные обмотки с переключением числа пар полюсов и многие другие. В курсовом проекте следует ограничиться выбором однослойной или двухслойной обмоток с целым q в зависимости от типа проектируемого двигателя. В статорных обмотках асинхронных двигателей мощностью до 16 кВт применяются только петлевые однослойные обмотки, а в более мощных двигателях- двухслойные. Их основным достоинством является возможность использовать укорочение шага для подавления высших гармоник в кривой м.д.с.
Рис.4 конструктивная схема асинхронного двигателя:
1- корпус, 2- сердечник статора, 3- обмотка статора, 4- ротор, 5- обмотка ротора, 6- подшипниковый щит, 7- подшипник, 8- вентилятор, 9- кожух вентилятора
В отношении конструктивного исполнения обмотки статора разделяются на всыпные , которые выполняются из мягких катушек из обмоточного провода круглого сечения и укладываются в полузакрытые пазы , и обмотки из полужестких катушек, которые укладываются в полуоткрытые пазы. Всыпные обмотки применяются в двигателях мощностью до90 кВт при напряжении до 660 В. В двигателях мощностью более 100 кВт применяют полужесткие катушки из прямоугольного обмоточного провода. Обмотки статора из жестких катушек , укладываемых в открытые пазы, применяются в специальных двигателях с усиленной изоляцией ( влагостойкая , химостойкая, тропического исполнения и др.).
3.2Расчет обмоточных данных фазы статора
Число пазов z1 находится по табл.2 . Это число пазов должно быть таким, чтобы число пазов на полюс и фазу q=Z1/(2pm1) (m1 – число фаз обмотки статора, m1=3) было целым. Как видно, Z1 должно быть кратно m1. Дробные значения q в асинхронных двигателях применяются крайне редко из-за возможного ухудшения пусковых и виброакустических характеристик.
Число q выбирается обычно больше двух для получения кривой м.д.с. статора, близкой к синусоиде. Чаще всего берут q=3-4, а для быстроходных двигателей q>4.
Значение зубцового деления определяется из соотношения
t1=Di/Z1=Di)/(2pm1*q) (16)
Величина t1 не должна быть меньше 6-7 мм. Ориентировочные значения зубцового деления приведены в табл.3,4.
Далее определяются полюсное деление z , выраженное числом пазов на полюс, и шаг обмотки у
z=Z1/2p (17)
y=z (18)
Где y/z - относительный шаг обмотки, характеризующий укорочение шага.
Укорочение шага двухслойной обмотки рекомендуется выбирать в пределах = 0,79- 0,83, при которых достигается существенное уменьшение пятой и седьмой гармоник м.д.с., а м.д.с. первой гармоники снижается незначительно.
Коэффициенты укорочения первой или любой высшей гармоники рассчитывается по формулам