4 Расчет ротора
4.1) Воздушный зазор (по рисунку 9.13 /2, с. 367/)
δ=0,48 мм
4.2) Число пазов ротора (по таблице 9.18 /2, с. 374/)
Z2=64
4.3) Внешний диаметр ротора
D2=D-2б=0,123-2*0,00048=0,122 м
4.4) Длина магнитопровода ротора
l2=l1=0,271 м
4.5) Зубцовое деление ротора
t2=3,14*D2/Z2=3,14*0,122/64=5,97 мм
4.6) Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, т.к. сердечник ротора непосредственно насаживается на вал.
/2, с. 385, (9.102)/
Dj=Dв=kв*Da=0,23*0,225=0,052 м
(kв – по таблице 9.19 /2, с. 385/).
4.7) Ток в обмотке ротора /2, с. 370, (9.57)/
I2=ki*I1*vi=0,96*34,89*3,99=133,297 A
где /2, с. 370, (9.58)/
ki=0,96
/2, с. 374, (9.66)/
vi=2m*w1*kоб/Z2=2*3*46*0,93/64=3,99
(пазы ротора выполняем без скоса –kск=1
4.8) Площадь поперечного сечения стержня (предварительно) /2, с. 375, (9.68)/
qc=I2/J2=133,3/2,5=53,32 мм2.
(плотность тока в стержне литой клетки принимаем J2=2500000 A/м2.
4.9) Паз ротора определяем по рисунку 9.40, б /2, с. 380/.
Принимаем: bш=1 мм, hш=0,5 мм.
Паз ротора грушевидный полузакрытый.
Допустимая ширина зубца /2, с. 380, (9.75)/
bz2доп=Bб*t2*l/(Bz2*lст2*kc)= 0,69*6*0,27/(1,8*0,27*0,97)=2,4 мм
(принимаем Вz2=1,8 Тл по таблице 9.12 /2, с. 357/).
Размеры паза (см. рисунок 9.40 /2, с. 380/)
/2, с. 380, (9.76)/
b1=3,4 мм
/2, с. 380, (9.77)/
b2=1,5 мм
/2, с. 380, (9.78)/
h1=Z2(b1-b2)/2*3,14=64*(3,4-1,5)/2*3,14=19,4 мм
Рисунок 2 – Паз ротора
Полная высота паза
hп2=hш"+hш+h1+(b1+b2)/2=0+0,5+19,4+0,5(3,4+1,5)=23,3 мм
4.11) Площадь поперечного сечения стержня /2, с. 380, (9.79)/
qc=53 мм2
Плотность тока в стержне
J2=I2/qc=133,3/53=2,5 A/мм2
4.12) Короткозамыкающие кольца (см. рисунок 9.37, б /2, с. 376/).
Площадь поперечного сечения кольца /2, с. 376, (9.72)/
qкл=Iкл/Jкл=1358,3/2,1=634,8 мм2
/2, с. 376, (9.70), (9.71)/
Iкл=I2/Y=133,3/0,098=1358,3 A
где
Y=2sin(3,14*p/Z2)= 3,14*1/64=0,098
Jкл=0,85*J2=0,85*2,52=2,1 A/мм2
Размеры короткозамыкающих колец:
bкл=1,25*hп2=1,25*23,3=29,1 мм
aкл=qкл/bкл=634,8/29,1=21,8 мм
qкл=aкл*bкл=21,8*29,1=634,4 мм2
Dкл=D2-bкл=122-29,1=92,6 мм
5 Расчет магнитной цепи
Магнитопровод из стали 2013 /2, с. 386/, толщина листов 0,5 мм
5.1) Магнитное напряжение воздушного зазора /2, с. 386, (9.103)/
Fб=1590*Bб*kб*б=1590*0,689*1,18*0,48=622,954 A
/2, с. 174, (4.15)/
kб=t1/(t1+y*б)= 0,016/(0,016-0,48*5,21)=1,184
где /2, с. 174, (4.17)/
y=(bш1/δ)2/(5+bш1/δ)=(4/0,5)2/(5+4/0,5)=5,208
5.2) Магнитное напряжение зубцовой зоны статора /2, с. 387, (9.104)/
Fz1=2*hz1*Hz1=2*0,02*1150=46,172 A
где
Нz1=1150 A/м (см. п. 3.2 расчета),
расчетная индукция в зубцах /2, с. 387, (9.105)/
Bz1=Bб*t1*lб/(bz1*l1*kc)= 0,689*16,1*0,271/(6,7*0,271*0,97)=1,7 Тл
bz1=5,3 мм по п. 3.1 расчета,
kc=0,97 по таблице 9.13 /2, с. 358/.
По таблице П1.7 /2, с. 698) принимаем для стали Нz1=1150 A/м при Вz1=1,7 Тл
5.3) Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора /2, с. 388, (9.108)/
Fz2=2*hz2*Hz2=2*0,023*1520=70,829 A
при зубцах по рисунку 9.40, б /2, с. 380/ и из таблицы 9.20 /2, с. 389/
hz2= hп2-0,1*b2=23,3-0,1*0=23,3 мм
индукция в зубце /2, с. 390, (9.109)/
Bz2=Bб*t2*lб/(bz2*l2*kc)= 0,689*6*0,271/(2,4*0,271*0,97)=1,8Тл
по таблице П1.7 /2, с. 698) находим Нz2=1520 A/м при Вz2=1,8 Тл
5.4) Коэффициент насыщения зубцовой зоны /2, с. 391, (9.115)/
kz=1+(Fz1+Fz2)/Fб=1+(46,17+70,83)/622,95=1,19
5.5) Магнитное напряжение ярма статора /2, с. 394, (9.116)/
Fa=La*Ha=0,3*400=121,8 A
/2, с. 394, (9.119)/
La=3,14*(Da-ha)/2*p=3,14*(225-31,1)/2*1=304,6 мм
где ha по п. 3.1 расчета;
/2, с. 394, (9.117)/
Ba=Ф/(2*ha*l1*kc)= 22,9/(2*31,1*0,271*0,97)=1,4 Тл
для Вa=1,4 Тл по таблице П1.6 /2, с. 697/ находим Нa=400 A/м
5.6) Магнитное напряжение ярма ротора /2, с. 395, (9.121)/
Fj=Lj*Hj=0,06*104=6,5 A
/2, с. 395, (9.127)/
Lj=3,14*(Dв-hj)/2*p=3,14*(51,8-11,7)/2*1=63 мм
где
hj=(D2-Dj)/2-hп2=(121,7-51,8)/2-23,3=11,7 мм
/2, с. 395, (9.122)/
Bj=Ф/(2*hj*l2*kc)= 22,9/(2*35,2*0,271*0,97)=1,238 Тл
где для Bj=1,24 Тл по таблице П1.6 находим Нj=104 A/м
5.7) Магнитное напряжение на пазу полюсов /2, с. 396, (9.128)/
Fц=Fб+Fz1+Fz2+Fa+Fj=623+46,2+70,8+121,8+6,5=868,3 А
5.8) Коэффициент насыщения магнитной цепи /2, с. 396, (9.129)/
ki=Fц/Fб=868,3/623=1,39
5.9) Намагничивающий ток /2, с. 396, (9.130)/
Ii=p*Fц/(0,9*m*w1*kоб1)= 1868,3/(0,9*3*46*0,93)=7,558 A
Относительное значение /2, с. 396, (9.131)/
I"i=Ii/Iн=7,6/34,9=0,22