ГЛАВА XXXIII
ЖЕЛЕЗО И ОБМОТКИ СТАТОРА И РОТОРА
§ 288. Расчет обмотки статора.
а) Число витков в одной фазе (w1). Число витков w1 в одной фазе статора может быть найдено из уравнения
w1 = | π • D • AS | . |
2 • m1• I1 |
AS — линейная нагрузка статора;
m1— число фаз статора;
I1 — фазовый ток статора.
В этой формуле нам известны все величины за исключением величины тока статора I1; его можно предварительно найти по формуле
I1 = | 1000 kW | . |
m1• U • cos φ • η |
где kW — полезная мощность двигателя в киловаттах;
U — фазовое напряжение у зажимов; cos φ— коэфициент мощности;
η— к. п. д.
Если мощность двигателя дана в лошадиных силах (PS), то вместо формулы (288,2) у нас получится
I1 = | 736 • PS | . |
m1• U • cos φ • η |
b) Сечение проводов обмотки статора (qa1). Для нахождения сечения проводов обмотки статора qa1 необходимо задаться предварительно плотностью тока sa1 в этих проводах.
Выбрав величину sa1, находим сечение проводов обмотки статора
qa1 = I1/sa1.
Иногда при больших силах тока I1 каждую фазу обмотки статора выполняют из нескольких параллельных ветвей а1. В этом случае ток, текущий в каждой параллельной ветви, будет
I1a = I1/a1.
Число ветвей а1 обычно выбирают с таким расчетом, чтобы сила тока в каждой параллельной ветви I1а не превосходила примерно 150 — 200 А. При больших токах I1а, чем указано, получаются чрезмерно большие сечения проводов qa1, что влечет за собой повышение потерь на джоулево тепло вследствие резко выраженного "кожного эффекта".
Плотность тока salможно выбирать на основании данных табл. 30 и 31 в пределах
sal = 4÷8 A/mm2;
при этом большие плотности тока sal следует выбирать в случае проводников относительно малого сечения, а меньшие значения sal— в случае проводников большего сечения, при которых отдача развивающегося джоулева тепла в окружающей среде более затруднена, чем при проводах относительно малого сечения.
ТАБЛИЦА 31
Iа | sa |
А | A/mm2 |
3-6 6-15 15-70 70-180 180-240 |
8-6 6-5,5 5,5-5,0 5,0-4,5 4,5-4,0 |
Так как нагрев обмотки пропорционален произведению AS • sa , то плотность тока приходится брать меньше в тех случаях, когда линейная нагрузка AS велика.
Плотность тока можно выбирать с таким расчетом, чтобы было соблюдено следующее условие: 1
1000< AS • sa< 2 200.
Верхний предел относится к машинам с хорошей вентиляцией.
с) Активное сопротивление статорной обмотки. Остановившись на том или другом сечении обмотки qal, можно подсчитать ее омическое сопротивление
ral = | 2 • w1 | • | la (1 + 0,004Ta) | , |
a1 | 5 700 • qal |
a1— число параллельных ветвей в одной фазе;
la — длина одного полувитка, обмотки двигателя; 2
qa — сечение обмотки.
Длину la можно приближенно принять
la ≈ l1+ 1,5 • τ.
Формула (288,4) дает величину омического сопротивления обмотки при постоянном токе.
Активное сопротивление проводов, обтекаемых переменным током, выше, чем сопротивление при постоянном токе, вследствие влияния "кожного эффекта".
1 См. Richter, Elektrische Maschinen, В. IV.
2 См. фиг. 339.
При расчетах можно грубо приближенно принять, что сопротивление при переменном токе r1 больше, чем сопротивление rg1 при постоянном токе, в отношении
r1/rg1 = (1,1÷1,5).