10. СВОДКА РАСЧЕТНЫХ ФОРМУЛ
Чтобы дать полное и законченное представление о ходе расчета обмотки статора, здесь приводится еще раз вся последовательность расчетных операций с необходимыми пояснениями.
А. Задание
- Исполнение двигателя: закрытый — без обдува или с обдувом наружной поверхности, открытый или защищенный — с нормальной или усиленной вентиляцией.
- Требуемое напряжение при соединении фаз в треугольник Uф [в] или в звезду
Uл = 1,73 Uф[в]. - Требуемая скорость вращения магнитного поля п0 [об/мин].
- Число пар полюсов
| р = | 3000 | ; |
| п0 |
Б. Обмер сердечника статора
|
} |
5. Число пазов статора Z1 (по счету).
6. Размеры пазов статора по рис. 3; в том числе полная глубина паза hп [мм] (по обмеру).
7. Ширина зубца bз [мм] (по обмеру).
8. Число nк и ширина bк [мм] поперечных, или число рядов mк и диаметр dк [мм] продольных вентиляционных каналов (по счету и обмеру).
9. Толщина листов стали сердечника Δ [мм] (по подсчету числа листов на определенной длине).
10. Род изоляции листов стали: бумага, лак, без изоляции.
В. Обработка результатов обмера
1. Полюсное деление
| τ = | πD | [мм]. |
| 2р |
2. Расчетная длина статора:
а) при отсутствии поперечных вентиляционных ка
налов
l = lп [мм];
б) при наличии поперечных вентиляционных каналов
l= lп - nкbк [мм] .
3. Площадь полюсного деления
Qв = τ l[мм2] .
4. Коэффициент заполнения стали k0 (по табл. 1).
5. Чистая длина стали статора
l0 = k0l [мм] .
6. Высота тела статора (если недоступна для измерения)
| hc = | 1 | (Dн - D - 2 hп) [мм] . |
| 2 |
7. Площадь поперечного сечения стали тела статора:
а) при отсутствии продольных вентиляционных каналов
Qc = hcl0 [мм2];
б) при наличии одного ряда продольных вентиляционных каналов
| Qc = (hc - | 2 | dк) l0 [мм2] . |
| 3 |
8. Число пазов на полюс и фазу
| q = | Z1 | ; |
| 6р |
9. Площадь поперечного сечения стали зубцов
Qз = 3 qbзl0[мм2] .
10. Площадь поперечного сечения паза Qп [мм2] (по соответствующей формуле рис. 3).
Г. Расчет числа витков в фазе
- Тип обмотки (катушечная, цепная, двухслойная).
- Шаг обмотки у (только для цепной и двухслойной обмоток). Обычно
y ≈ 2,4 q.
- Обмоточный коэффициент k(пo табл. 3 или 4).
- Предварительное значение индукции в зазоре Вв [гс] (в зависимости от размеров двигателя — в пределах от 5000 до 9000 гс).
- Предварительное число витков в фазе
q = Z1 ; 6р - Варианты числа витков в фазе (пригодны только числа, которые делятся на Z1 : 6 при однослойных обмотках или на Z1 : 3 при двухслойных).
- Значения индукции в зазоре для всех вариантов числа витков в фазе w
Bв = 68 600 000 Uф [гс]. k w Qв - Значение индукции в зубцах для всех вариантов числа витков в фазе
Bз = Qв Bв [гс]. Qз - Значение индукции в теле статора для всех вариантов числа витков в фазе
Bс = 0,32 Qв Вв [гс]. Qc - Окончательно выбранное число витков в фазе w (выбирается тот из вариантов, который дает наиболее благоприятное распределение индукций).
Д. Расчет диаметра проводника
- Число параллельных ветвей а (для однослойных обмоток обычно а = 1; для двухслойных обмоток выбирается по соображениям укладки проводников в пазы).
- Коэффициент заполнения паза fп (в зависимости от типа обмотки и формы пазов — от 0,33 до 0,50).
- Число проводников в пазу
sп = 6wa ; Z1 - Поперечное сечение одного проводника с изоляцией
qи = Qпfп [мм2]. sп - Число параллельных проводников (проводник подразделяется на параллельные, если сечение qи больше 3 — 4 мм2).
- Диаметр проводника с изоляцией
qи = √ 4 qи [мм]. π - Марка проводника и двухсторонняя толщина изоляции (по табл. Б приложения; обычно марка ПЭЛБО, и лишь при ее отсутствии ПБД — для наиболее крупных сечений или ПЭЛШО — для самых мелких).
- Диаметр проводника без изоляции dг [мм].
- Окончательный диаметр голого проводника dг (исправленный по табл. В приложения).
- Поперечное сечение голого проводника qг [мм2] (по табл. В приложения).
Е. Расчет веса и сопротивления обмотки
- Средняя ширина секции (только для цепных и двухслойных обмоток)
Т = π (D + hп) y [мм]. Z1 - Коэффициент К (для двухслойных обмоток — по табл. 5; для цепных обмоток — по табл. 5 с надбавкой 10 — 15%).
- Слагаемое L[мм] (для двухслойных обмоток — по табл. 5; для цепных обмоток — по табл. 5 с надбавкой 10 — 15%) или σ [мм] (для однослойных обмоток — от 20 до 50 мм).
- Длина лобовой части:
а) для цепных и двухслойных обмоток
lл = KТ + L[мм];
б) для однослойных обмоток (в среднем)
l = 1,4 τ + σ [мм].
- Полная длина витка
lв = 2 (lп + lл) [мм].
- Вес 1 км голого проводника g[кг] (по табл. В приложения).
- Полный вес меди обмотки
Gг = 3 walв g [кг]. 1 000 000 (Если применены параллельные проводники, то их количество следует ввести в числитель; если сечения параллельных проводников неодинаковы, то расчет вести для каждого сечения отдельно и результаты суммировать).
- Вес проводника с изоляцией
Gи = [ 0,876 + 0,124 ( dи )2] Gг [кг]. dг - Сопротивление 1 км проводника r[ом] (по табл. В приложения).
- Сопротивление одной фазы обмотки в холодном состоянии (при 15°С)
R = w lв r [ом]. 1 000 000 а (Если применены параллельные проводники, то их количество следует ввести в знаменатель; если сечения параллельных проводников неодинаковы, следует разделить единицу на сопротивление 1 км каждого из проводников, затем разделить единицу на сумму всех этих дробей и результат подставить в формулу вместо r).
Ж. Определение мощности после перемотки
- Плотность тока sa [а/мм2] (выбирается по табл. 6 или рис. 21).
- Фазный ток
Iф = sa qг а [а].
(Если применены параллельные проводники, вместо qг следует взять сумму их сечений).
- Кажущаяся мощность
P = 3 Uф Iф [ква]. 1 000 - Коэффициент полезного действия η [%] (по табл. 7 или рис. 22).
- Коэффициент мощности cos φ (по табл. 8 или рис. 23).
- Полезная мощность
P2 = Pηcos φ [квт]. 100 - Линейная нагрузка
A = 60 w Iф [а/см]. 2р τ а (Проверяется по табл. 9 или рис. 24). Этим и заканчивается расчет обмотки статора; к нему остается добавить проверку соотношения чисел пазов статора и ротора, производимую по правилам, приведенным в параграфе 9, если только статор перематывается на новое число полюсов или если прежнее число полюсов неизвестно.