Определение числа пазов статора, числа витков в фазе обмотки статора и площади поперечного сечения провода обмотки статора

В машинах с номинальным напряжением до 660 В и мощностью до 100 кВт обмотки выполняют из круглого обмоточного провода и укладывают в трапецеидальные полузакрытые пазы.

Определяем число пазов статора.

Выбираем предварительно граничные значения зубцового деления (по графику рис. 6−15, через полюсное деление) t_Z1:

t_Z1max = 0,022 м;

t_Z1min = 0,017 м.

Число пазов статора выбираем из интервала обусловленного областью возможных значений t_Z1:

Z_1min =; (9)

Z_1max =; (10)

Z_1min =.

Z_1max =.

Для дальнейшего расчета необходимо знать число пазов на полюс и фазу:

q₁ =; (11)

Число пазов должно быть целым, и должно быть кратным q, т. е. без остатка делится на произведение (2p · m = 4 · 3 = 12), поэтому принимаем число пазов статора.

Z₁ = 60.

тогда по формуле (11):

q₁ = .

Вычисляем окончательное значение зубцового деления:

t_Z1 =; (12)

t_Z1 = м.

Вычисляем число эффективных проводников в пазу (предварительно):

u_п = a · u'_п; (13)

Для этого примем число параллельных ветвей a = 1 (u_п = u'_п):

u'_п =; (14)

где I_1ном — номинальный ток в обмотке статора;

I_1ном =; (15)

U_1ном — номинальное напряжение обмотки статора;

по формуле (15):

I_1ном = (А);

по формуле (14):

u'_п =.

принимаем a = 2, тогда по формуле (13) число эффективных проводников в пазу будет:

u_п = a · u'_п = 2 · 9 = 18.

округляем до ближайшего целого числа:

u_п = 18 проводников.

Отсюда число проводников в одной из параллельных ветвей будет равно:

u_п/a = 18/2 = 9 проводников.

Вычисляем число витков в фазе обмотки статора.

w₁ =; (16)

w₁ =.

Уточняем значения электромагнитных нагрузок:

Вычисляем окончательное значение линейной нагрузки:

A =; (17)

A = (A/м);

Значение A находится в допустимых пределах.

Вычисляем окончательное значение магнитной индукции в воздушном зазоре:

B =; (18)

где Ф — магнитный поток (для одной пары полюсов), проходящий от северного полюса к южному через ротор и воздушные зазоры, а также статор;

Ф =; (19)

где k_об1 определяется по формуле:

k_об1 = k_у · k_р; (20)

где k_у — коэффициент укорочения;

k_у = sin (); (21)

— относительный шаг обмотки (укорочение или удлинение шага обмотки по сравнению с полюсным делением);

=; (22)

— полюсное деление;

y — шаг обмотки (целое число);

=; (23)

=.

Шаг обмотки (y) выбирается таким образом, чтобы относительный шаг обмотки () находился в пределах: 0,77 0,83, принимаем y =12, тогда.

=.

k_у = sin () = sin 72⁰ = 0,95.

k_р — коэффициент распределения, определяем по справочным данным (таблица 3−13), для q = 5, k_р = 0,957;

k_об1 = 0,95 · 0,957 0,9.

по формуле (19):

Ф = Вб;

по формуле (18):

B_д = Тл;

Значение B находится в допустимых пределах 0,772- 0,785 Тл.

Определяем площадь поперечного сечения эффективного проводника (предварительно):

q_эф =; (24)

где I_1ном — номинальный ток в обмотке статора;

a — число параллельных ветвей в обмотке статора;

J₁ — плотность тока в обмотке статора (предварительное значение);

J₁ =; (25)

где (AJ₁) определяем из графика рис.6−16 через D_a, (AJ₁) = 185*10⁹ А²/м³;

J₁ = (А/м²);

А — линейная электромагнитная нагрузка;

по формуле (24):

q_эф = (мм²);

Определяем сечение элементарного проводника (окончательно):

принимаем количество параллельных элементарных проводников n_эл = 5,.

тогда расчетное значение сечения элементарного проводника:

q_эл =; (26)

q_эл = (мм²);

На основании рассчитанного значения выбираем из справочника (таблица П-28) провод марки ПТЭВ с диаметром d_эл = 2,0 мм и сечением q_эл = 3,14 мм², d_из= 2,095 мм. Находим фактическое значение сечения эффективного проводника:

q_эф = n_эл · q_эл; (27)

q_эф = n_эл · q_эл = 5 · 3,14 = 15,7 = 16 (мм²).

Вычисляем окончательное значение плотности тока в обмотке статора:

J₁ =; (28)

J₁ = (A/м²).