Обмотка, пазы и ярмо статора

Число пазов статора. Предварительный выбор зубцового деления t ₁ осуществляется по рис. 1.4, где зона 1 определяет возможные значения t₁ для двигателей с высотой оси вращения h < 90 мм; зона 2 — 90 < h 280 мм. Из рисунка следует выбирать не одно значение зубцового деления, а пределы значений t _1min? t_1max

Пределы значений t₁: t_1min =13,8 мм, t_1max = 15 мм.

Z_1min = = = 41,9 (1.7).

Z_1max = = = 45,5 (1.7).

Окончательно число пазов статора Z₁ принимается из полученных пределов с учетом, что число пазов, приходящееся на фазу и полюс, должно быть целым:

Принимаем Z₁ = 44, тогда.

q₁ = = = 6 (1.8).

Обмотка однослойная Тогда зубцовый шаг статора.

t₁ = = = 13,08 мм (1.9).

Должен быть не менее 6−7 мм для двигателей с высотой оси вращения h > 56 мм Число проводников в пазу. Количество эффективных проводников u_n1 вначале определяется при условии, что число параллельных ветвей в обмотке равно единице (а₁ = 1), а номинальный ток обмотки статора I_1н = S? 10³/ m₁U_ф1, A:

U_ф1= = = 220 В.

I_1н = 17 323,2/(2×220) = 39,37 А.

u_n1 = = = 12,29 В (1.10).

где, А — принятое ранее значение линейной нагрузки.

Число u_n1 = 13 В округляем до целого. Величина а₁ зависит от типа обмотки и числа полюсов.

Число витков в фазе обмотки:

W_{1 =} = = 143 (1.11).

Окончательное значение линейной нагрузки:

А= = = 35 859 А/м (1.12).

Оно должно незначительно отличаться от принятого ранее; в противном случае надо изменить число эффективных проводников в пазу.

Сечение эффективных проводников определяют, исходя из допустимой плотности тока j_дол, которая для мягких секций принимается в пределах j_дол = 5,0? 6,5 А/мм² для машин мощностью 1? 100 кВт (большая плотность для машин меньшей мощности).

При определении сечения обмоточных проводников следует учитывать, что для всыпных мягких обмоток, закладываемых в полузакрытые пазы, могут быть использованы провода круглого сечения диаметром не более 1,8 мм (в сечении этому диаметру соответствует площадь около S'_ci? 2,5 мм², чтобы проводники легко проходили в паз через его щель. При невыполнении этого условия эффективный проводник разделяют на несколько элементарных.

S' = = = 1,64 мм² (1.13).

где n_эл1 — число элементарных проводников в одном эффективном.

Далее по табл. 1.4 выбираются стандартное сечение проводника S_с1=1,539, ближайшее к S'; марка провода; диаметры и сечения «голого» и изолированного проводов d = 1,4, d_из=1,485, S_с=1,539, S_из=2,5 мм².

Уточняется плотность тока, А/мм², по формуле:

J = = = 6,39 A/мм² (1.14).

Размеры паза, зубца и пазовая изоляция.

Общее число проводников в пазу:

n_п1 = u_n1 х n_эл1=13×4=52 (1.15).

«Площадь», занимаемая проводниками, мм²

S_пр1 = n_n1х d²_из = 52×1,485²=114,67 мм² (1.16).

Свободная площадь паза.

S_n1= = =163,8 мм² (1.17).

где К_з — коэффициент заполнения свободной площади паза изолированными проводниками. Для обмоток в машинах мощностью 0,6−100 кВт рекомендуется принимать К_з = 0,68? 0,74 [1].

В современных машинах, как правило, при всыпных обмотках используются трапецеидальные пазы, так как в этом случае активная зона машины оказывается использованной наилучшим образом. Размеры пазов должны быть такими, чтобы зубцы имели параллельные стенки (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Эскиз трапецеидального паза и зубца с параллельными стенками

При выборе пазов другой конфигурации следует обратиться к [1,2]. Эскиз паза рекомендуется выполнять на миллиметровой бумаге в следующем порядке:

• — выбрать масштаб увеличения;
• — провести из общей точки две дуги радиусами, соответствующими внутреннему D/2 и внешнему D_а/2 диаметрам статора;
• — рассчитать угол между осями соседних пазов (360^о / Z₁), под этим углом из центра окружностей в пределах сердечника статора провести оси середин пазов, между ними посередине также нанести оси зубцов;
• — провести параллельно осям зубцов линии стенок зубцов с расстоянием между ними b_z1 = 6 — 8 мм или b_z = 0,5 t;
• — выбрать высоту паза h_п1 или зубца h_z1 такой, чтобы произведение полусуммы нижнего и верхнего оснований трапеции на высоту h₁ равнялось свободной площади паза S'_п1.

Остальные размеры см. в [1, с. 73 и 75].

Рекомендуется на эскизе показать два паза. На одном поставить все размеры паза и зубца, на другом показать заполнение проводниками и изоляцией, что должно найти отражение в спецификации паза.

Примем: h_z1 = 13 мм; b₁=6,5 мм; b=6мм; b_z1=6,7 мм; b_ш=2мм; h_ш=1мм; h₂=2мм; t₁=14,08 мм.

После того как определена глубина паза h_п1 или высота зубца h_z1необходимо определить высоту ярма статора, м:

h_c=0,5х (D_a-D-2 h_z1)=0,5х (0,313−0,200−2×0,0138)=0,087 м.

Следует проверить индукцию в зубце B_z и в ярме B_c по формулам (2.3) и (2.4).

Воздушный зазор д=0,5 мм принимается в пределах 0,3−0,5 мм при размерах внутренних диаметров от 50 до 200 мм.