Расчет статора. 
Расчет асинхронных двигателей

Расчет обмотки статора

Расчет обмотки статора включает в себя определение числа пазов статора Z1 и числа витков в фазе обмотки статора 1. При этом число витков фазы обмотки статора должно быть таким, чтобы линейная нагрузка двигателя и индукция в воздушном зазоре как можно более близко совпадали с их значениями, принятыми предварительно при выборе главных размеров, а число пазов статора обеспечивало достаточно равномерное распределение катушек обмотки.

Чтобы выполнить эти условия, выбирают предварительное значение зубцового деления t1 в зависимости от типа обмотки, номинального напряжения и полюсного деления машины. Принимая номинальное напряжение равное 380 В, выберем предельные значения t1, мм, по таблице 6−9 [1], t1max=22 мм и t1min=17 мм.

Тогда возможные числа пазов статора Z1min и Z1max соответствующие выбранному диапазону определяются по формуле 6−16 [1].

Принимаем Z1 =60, тогда число пазов на полюс и фазу q, найдем по формуле.

где m — число фаз, m=3.

Зубцовое деление статора t1, мм, окончательно определим по формуле.

t1 не выходит за указанные выше пределы.

При определении числа эффективных проводников в пазу UП: в двухслойной обмотке желательно, чтобы оно было кратным двум.

Вначале определяем предварительное число эффективных проводников в пазу U’П при условии, что параллельные ветви в обмотке отсутствуют (а = 2) по формуле (6−17) [1].

где, А — значение линейной нагрузки, А/м;

I1н — номинальный ток обмотки статора, А.

Номинальный ток обмотки статора определяется по формуле 6−18 [1].

где U1н — номинальное напряжение обмотки статора, В, Uн=380 В.

Отсюда по формуле (3.2).

При определении числа эффективных проводников в пазу руководствуются следующим: uп должно быть целым, а в двухслойной обмотке желательно, чтобы оно было кратно двум. Применение двухслойных обмоток с нечетным uп допускается лишь в исключительных случаях, так как это приводит к необходимости выполнять разно витковые катушки, что усложняет технологию изготовления и укладки обмоток.

Примем такое число параллельных ветвей обмотки а, при котором число эффективных проводников в пазу либо будет полностью удовлетворять приведенным ранее условиям, либо потребует лишь незначительного изменения.

Принимаем а=3, тогда число эффективных проводников в пазу uп определяется по формуле 6−19 [1].

Примем число эффективных проводников в пазу uп=16.

Окончательное значение числа витков в фазе обмотки статора 1 определяется по формуле 6−20 [1].

Окончательное значение линейной нагрузки А, А/м, определяется по формуле 6−21 [1].

Значение линейной нагрузки А=54,6 А/м расходится с принятым ранее значением равным 55 000 А/м менее чем на 5%.

Коэффициент укорочения ky1, учитывающий уменьшение ЭДС витка, вызванное укорочением шага обмотки, определяется по формуле 3−4 [1].

где 1 — укорочение шага обмотки статора.

Укорочение шага двухслойной обмотки выбирают так, чтобы шаг обмотки был равен целому числу, а коэффициент укорочения составлял приблизительно 1=0,8 при 2p=4.

Шаг двухслойной обмотки y1 тогда можно определить по формуле.

Полученное значение шага двухслойной обмотки y1 округляем до целого, тогда принимаем y1 =12.

Пересчитаем укорочение шага двухслойной обмотки по формуле.

Тогда по формуле 3.7.

Найдем коэффициент распределения обмотки, учитывающий уменьшение ЭДС распределенной по пазам обмотки по сравнению с сосредоточенной обмоткой. Он определяется по формуле 3−6 [1].

Значение обмоточного коэффициента kоб1 определим по формуле 3−3.

Уточнённое значение обмоточного коэффициента тогда равно Окончательное значение магнитного потока Ф, Вб, по формуле 6−22 [1].

Окончательное значение магнитной индукции в воздушном зазоре В, Тл, определяется по формуле 6−23 [1].

Значение магнитной индукции в воздушном зазоре 0,815Тл расходится с принятым ранее значением равным 0,82 Тл менее чем на 5%.

Плотность тока в обмотке статора J1, А/мм2, предварительно определяется по формуле 6−25 [1].

где AJ1 — произведение линейной нагрузки на плотность тока и определяется по рисунку 6−16, д [1], AJ1 =290 А/мм 3.

Сечение эффективного проводника qэф, мм2, предварительно определяется по формуле 6−24 [1].

Обмотка статора выполняется из прямоугольного обмоточного провода и укладывается в прямоугольные пазы.

Обмоточный провод марки ПЭТП-155 (класс F) выбираем по табл. П-29 (копылов часть 2).

Номинальный размер проволоки по большей стороне b, мм.

b = 4,5.

Номинальный размер по меньшей стороне a, мм, а = 1,12.

Сечение эффективного проводника.

Окончательно плотность тока в обмотке статора рассчитывается по формуле 6−27 [1].

Контроль правильности: плотность тока в обмотке статора отличается от заданной менее 10%.

Обмотка из прямоугольного провода укладывается в пазы с параллельными стенками. Зубцы в таких пазах имеют трапецеидальное сечение, и индукция в них неравномерна. Выбираем прямоугольный полуоткрытый паз статора. Принимаем предварительно по таблице 6−10 [1] допустимую индукцию в ярме статора Ва=1,5 Тл и индукцию в наиболее узком сечении зубца статора Вz1max=1,9 Тл.

Тогда минимальная ширина зубца bz1min, мм, можно определить по формуле 6−29 [1].

где lCT1 — длина пакета статора, мм, равная длине воздушного зазора l, мм;

lCT1 = 250 мм,.

kС — коэффициент заполнения сталью пакета статора, выбираемый по таблице 6−11 [1]; kС=0,95.

Высота ярма статора ha, мм, определяется по формуле 6−28 [1].