7. КАК ПОДСЧИТАТЬ ВЕСОВОЙ РАСХОД ПРОВОДНИКА?
Каждая секция обмотки статора состоит из двух пазовых частей с длиной, равной полной длине сердечника lп, и двух лобовых частей, длина которых зависит не только от размеров машины, но и от типа обмотки.
Для обмоток наиболее распространенного типа — двухслойных — длина лобовой части lл может быть определена по формуле:
lл = КТ + L [мм] ,
где Т — средняя ширина секции. Величины К и L могут быть взяты из табл. 5. Согласно рис. 20
| Т = | π (D + hп) у | [мм]. |
| Z1 |
Так же может быть определена длина лобовой части для однослойной цепной обмотки, но значения К и L нужно взять на 10 — 15% больше.
Таблица 5 Значения К и L
| Число полюсов 2р | Сердечник обматывается до запрессовки в корпус | Сердечник обматывается после запрессовки в корпус | ||
| К | L, мм | К | L, мм | |
| 2 | 1,25 | 20 | 1,30 | 30 |
| 4 | 1,30 | 20 | 1,35 | 30 |
| 6 | 1,40 | 20 | 1,45 | 30 |
| 8 | 1,50 | 20 | 1,55 | 30 |
 |
| Рис. 20. Определение средней ширины секции. |
Для катушечной обмотки дать формулу труднее потому, что формы ее лобовых частей очень разнообразны. Приблизительно можно считать для нее в среднем
lл ≈ 1,4τ + σ [мм] ,
где τ— полюсное деление, а σ — в зависимости от величины машины может быть от 20 до 50 мм. Полная длина среднего витка секции
lв = 2(lп + lл) [мм] .
В табл. В приложения дан вес g одного километра проводника всех диаметров без изоляции. Вес меди обмотки без изоляции может быть определен по формуле:
| Gг = | 3 walвg | [кг], |
| 1 000 000 |
Вес проводника с изоляцией, необходимый для отпуска проводника по весу, определяется по формуле:
| Gи = [0,876 + 0,124 ( | dи | )2] Gг [кг]. |
| dг |
Попутно можно определить сопротивление каждой фазы обмотки в холодном состоянии (при 15°С) по формуле:
| R = | w lв r | [ом] , |
| 1 000 000 а |
где r— сопротивление одного километра проводника данного диаметра при 15°С, указанное в табл. В приложения.
Если обмотка состоит из нескольких параллельных проводников одинакового диаметра, то сопротивление, сосчитанное по этой формуле для одного проводника, следует разделить на число проводников. Если же диаметры отдельных проводников различны, то следует поступить так: разделить единицу на сопротивление километра каждого из проводников, сложить получившиеся дроби (в количестве, равном числу проводников) и разделить единицу на их сумму; результат, подставленный в формулу вместо величины r, даст искомое сопротивление составной обмотки.
Сосчитанная величина сопротивления фазы пригодится для проверки правильности изготовления обмотки.
Пример 5. Средняя длина лобовой части для однослойной катушечной обмотки из предыдущего примера при σ = 35 мм (в среднем)
lл = 1,4τ + σ = 1,4∙119,3 + 35 = 202 мм.
Средняя ширина секций обмотки с неукороченным шагом у = 9
| Т = | π(Q + hп)y | = | 3,14 (152 + 24,75) 9 | = 139 мм, |
| Z1 | 36 |
а для двухслойной обмотки и для цепной обмотки с шагом у = 7
| Т = | 3,14 (152 + 24,75) 7 | = 108 мм, |
| 36 |
Отсюда длина лобовой части двухслойной обмотки по данным табл. 5 для сердечника, обматываемого после запрессовки в корпус, как это обычно имеет место при перемотке,
lл = КТ + L = 1,35 ∙ 108 + 30 = 176 мм.
Для цепной обмотки надо взять К и Lнесколько увеличенными
lл = 1,5 ∙ 108 + 35 = 197 мм;
а при шаге у = 9
lл = 1,5 ∙ 139 + 35 = 243 мм.
Таким образом, самая длинная лобовая часть — у цепной обмотки с неукороченным шагом, а самая короткая — у двухслойной обмотки. Катушечная обмотка и цепная обмотка с укороченным шагом имеют примерно одинаковую, промежуточную длину лобовой части.
Воспользовавшись этими длинами, значениями веса и сопротивления 1 км проводника из табл. В приложения и формулами для подсчета веса и сопротивления обмотки, можно произвести сравнение всех вариантов и окончательный выбор одного из них по следующим данным:
| Тип обмотки | Число витков в фазе w | Диаметр провод ника dг |
Сечение одного провод- ника qг |
Длина лобо- вой части lл |
Длина витка lв | Вес 1 км провод- ника g |
Вес меди об- мотки Gг |
Сопро- тивл. 1 км провод- ника r |
Сопро- |
| Катушечная | 132 | 1,35 | 1,431 | 202 | 686 | 12,73 | 6,90 | 12,01 | 5,44 |
| Цепная, у= 9 | 132 | 1,35 | 1,431 | 243 | 766 | 12,73 | 7,70 | 12,01 | 6,08 |
| „ у= 7 | 150 | 1,81 | 2,57 | 197 | 674 | 22,9 | 6,95 | 6,70 | 6,78 |
| Двухслойная | 144 | 1,81 | 2,57 | 176 | 632 | 22,9 | 6,25 | 6,70 | 6,10 |
Меньше всего меди требует двухслойная обмотка, но самое малое сопротивление имеет катушечная. Менее выгодны оба варианта цепной обмотки, так как один требует больше всего меди, имея сопротивление то же, что и у двухслойной обмотки; другой имеет самое высокое сопротивление при таком же расходе меди, как у катушечной обмотки.
Таким образом приходится выбирать между катушечной и двухслойной обмотками. Если подойти здесь, например, с точки зрения возможности получения двигателя наибольшей мощности, выбор нужно будет остановить на катушечной обмотке, так как сумма сечений двух проводников с диаметром 1,35 мм больше сечения одного проводника с диаметром 1,81 мм.
Вес проводника с изоляцией для этого варианта обмотки составит
| Gи = [0,876 + 0,124 ( | dи | )2] Gг = [ 0,876 + 0,124( | 1,56 | )2 ] 6,9 = 7,2 кг. |
| dг | 1,35 |