Содержание
Предыдущий § Следующий
3-11. РАСЧЕТ ЧИСЛА ВИТКОВ И СЕЧЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ
При выполнении обмоточных работ часто требуется подсчитать требуемое число витков и сечение обмотки.
Число витков обмотки определяется ее рабочим напряжением и тем напряжением (точнее, э. д. с), которое
создается в одном витке. Разделив рабочее напряжение U * обмотки на напряжение одного витка ив, получим число последовательно включенных витков w, которое должно быть в обмотке
(Если в обмотке есть параллельные цепи, то это число витков должно быть в каждой из них).
Таким образом, для определения числа витков нужно узнать напряжение одного витка
Это напряжение создается в витке вследствие того, что через виток, заложенный в паз статора или ротора, проходит переменный по величине магнитный поток, наводящий, как говорят, индуцирующий в витке определенное напряжение.
Оно зависит от величины магнитного потока Ф, проходящего через виток, и выражается формулой
йв = 4,44/Ф-10-|!,
где f — частота переменного тока. Для 50 гц «В = 2,22ФХ Х10-6 в.
Таким образом, для определения ив необходимо вычислить, какой магнитный поток проходит через виток.
Здесь следует напомнить, что электротехническая сталь, применяемая в электрических машинах в качестве маг-нитопровода, обладает определенными свойствами, ограничивающими величину магнитного потока, приходящегося на 1 см2 площади, через которую этот поток проходит. Величина магнитного потока, приходящегося на 1 см2 площади, называется магнитной индукцией и выражается в гауссах (гс).
Указанные выше ограничения связаны с тем обстоятельством, что по мере увеличения индукции возрастает необходимая для возбуждения магнитного потока намагничивающая сила (ампервитки), а следовательно, ток холостого хода и рабочий ток двигателя. Кроме того, увеличиваются потери в стали и нагрев.
Для различных частей магнитопровода допускаются следующие индукции.
* Для трехфазной машины расчет числа витков обмотки одной фазы ведется по фазному напряжению (см § 3-8).
Таблица 3-2 Допускаемая индукция В
В условиях ремонта обычно ставится задача определения числа витков обмотки для имеющегося (необмо-танного) статора или ротора. Подсчитать магнитный поток, проходящий через виток, проще всего следующим образом.
Площадь полюсного деления Sp равна произведению чХ'ст> где /ст — осевая длина стали, см; х — полюсное
nD „
деление, см; z=zj~, где D — диаметр ротора.
Умножив эту площадь на допускаемую индукцию в воздухе Вв, взятую по табл. 3-2, и на коэффициент 0,637, получим магнитный поток Ф одного полюса машины
Коэффициент 0,637 вводится в связи с тем, что индукция не имеет постоянной величины вдоль полюсного деления, а распределяется по закону синуса ', поэтому берется среднее значение индукции, равное 0,637 Вв.
Допустимость выбранной величины индукции в воздушном зазоре и магнитного потока должна быть проверена подсчетом индукции в других частях магнитопрово-да: зубцах, опижке.
Проверка индукции в спинке статора и ротора в особенности необходима, если машина перематывается на меньшее число полюсов.
В этом случае индукция в спинке может оказаться выше допускаемых величин, указанных в табл. 3-2, и для ее снижения придется уменьшить индукцию в воздушном зазоре и магнитный поток машины.
1 Лишь в одной точке в середине полюсного деления достигается максимальная величина индукции, равная В$, в остальных точках индукции ниже.
|
Часть магнитопровода |
Индукция, гс |
|
Воздушный зазор....... |
7 000—9 000 15 000—18 000 11000—15 000 |
|
Зубцы .............. |
|
|
Спинка (ярмо)....... |
Действительно, поскольку при уменьшении числа полюсов увеличивается площадь полюсного деления и магнитный поток на полюс, через спинку необходимо пропустить этот увеличенный магнитный поток.
Индукция в спинке находится по формуле
где hc — высота спинки, см, равная расстоянию от дна паза до наружного диаметра (для статора) или до внутреннего (для ротора).
Коэффициент 0,95 вводится для учета того, что часть длины (5%) занимает изоляционный слой на листах стали.
Индукция в зубцах (статора и ротора) находится по
формуле
2 — число зубцов (статора, ротора); bz мин — наименьшая толщина зубца (статора, ротора).
Следует отметить, что приведенные в табл. 3-2 наибольшие допустимые значения индукции в зубцах относятся к трапецеидальным или грушевидным пазам, при которых толщина зубца на большей его части одинакова. Для пазов с параллельными стенками, при которых толщина зубца изменяется по высоте, максимальная индукция, определенная по формуле, может иметь значения до 21000 (статор) и 22 000 гс (ротор).
Таким образом, проверив величины индукций в спинках и зубцах, можно установить допустимую величину магнитного потока двигателя (на полюс) Ф. Полученную на основании изложенных выше соображений величину потока Ф подставляют в формулу, определяющую нв.
Разделив рабочее напряжение на полученную величину «в, получают необходимое число последовательно включенных витков обмотки.
Примечание. Приведенный метод подсчета является приближенным, так как не учитывает падения напряжения в обмогке
(существенно для машин мощностью менее 1 кет), уменьшения напряжения витка вследствие укорочения шага (существенно для больших укорочейий шага) и уменьшения напряжения обмотки вследствие распределения витков в нескольких пазах (существенно для однофазных обмоток).
Последние два обстоятельства при точном расчете учитываются введением так называемых «обмоточных коэффициентов» (см. [Л. 3, 4] или Жерве Г. К «Расчет асинхронных двигателей при перемотке», Госэнергоиздат, 1959).
Сечение провода обмотки S [мм2] выбирают по допустимой плотности тока Д [а/мм2], т. е. по току, приходящемуся на 1 мм2 сечения провода
где /ф — ток фазы; а — число параллельных цепей (см. приложение 13); п — число параллельных проводов в цепи, /ф определяем из формулы на стр. 279 по известным
Р, U, К. П. Д. И COS ф.
Допустимую плотность тока Д выбирают в пределах 4—6,5 а/мм2 для вентилируемых машин, 3—4,5 а/мм2 для закрытых обдуваемых.
Выбранное число витков и сечение провода должны быть проверены путем укладки в паз пробной секции.
 |
|
|
|