Глава 1

1.1 Выбор главных размеров

1.1.1 Высота оси вращения (предварительно) по рис. 9.17а h=0.225 м

Принимаем: м

1.1.2 Внутренний диаметр статора

м

1.1.3 Полюсное деление

м

1.1.4 Расчетная мощность

ВА

По рис 9.20

1.1.5 Электромагнитные нагрузки (предварительно по рис.8.22 б)

1.1.6 Обмоточный коэффициент (Предварительно для двухслойной обмотки)

1.1.7 Расчетная длина магнитопровода

м

1.1.8 Отношение

Полученное значение лежит в допустимых пределах (0,98-1,7)

[По рис. 9.25]

1.2 Определение площади поперечного сечения провода обмотки статора

1.2.1 Предельные значения (По рис. 9.26)

1.2.2 Число пазов статора

Принимаем паза, тогда

-обмотка двухслойная

1.2.3 Зубцовое деление статора (окончательно)

м

1.2.4 Число эффективных проводников в пазу

1.2.5 Принимаем a=1,тогда

1.2.6 Окончательные значения

Число витков в фазе

витка

Линейная нагрузка

Магнитный поток

Вб

(Для двухслойной обмотки с q=4 по табл 3.16 )

Тл

??? Значения A и находятся в зоне допустимого пятипроцентного отклонения (рис.9.22б)

(Для A: [33,8-36,1] , для : [0,792-0,81] Тл)

1.2.7 Плотность тока в обмотке статора (предварительно)

по рис. 9.27б

1.2.8 Площадь поперечного сечения эффективного проводника (предварительно)

1.2.9 Площадь поперечного сечения эффективного проводника (окончательно)

Принимаем: ,тогда

Принимаем обмоточный провод ПЭТM [п. 3.1]:

м

м

1.2.10 Плотность тока в обмотке статора (окончательно)

1.3 Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

Паз статора определяем по рис. 8.29a с соотношением размеров обеспечивающих

параллельность боковых граней зубцов

1.3.1 Принимаем предварительно по табл. 8.10

Тогда принимая для оксидированной стали марки 2212 и считая

(т.к. длина сердечника не превышает 250 мм) имеем:

мм

мм

1.3.2 Размеры паза в штампе

Принимаем (рис. 8.29a)

мм мм

мм

мм

мм

мм

1.3.3 Размеры паза в “свету” с учетом припуска на сборку

мм мм (по табл. 9.12)

мм

мм

мм

1.3.4 Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников обмотки

Где односторонняя толщина изоляции в пазу: мм

1.3.5 Коэффициент заполнения паза

Полученное значение лежит в допустимых пределах (0,72-0,74)

1.4 Расчет ротора

1.4.1 Воздушный зазор мм (По рис. 9.31)

1.4.2 Число пазов ротора (По табл. 9.16)

1.4.3 Внешний диаметр ротора

мм

1.4.4 Длина магнитопровода ротора

м

1.4.5 Зубцовое деление ротора

мм

1.4.6 Внутрений диаметр ротора равен диаметру вала,так как сердечник ротора непосредственно

насажен на вал

мм

Где (По табл. 9.17)

1.4.7 Ток в обмотке ротора

А

1.4.8 Площадь поперечного сечения стержня (предварительно)

(Плотность тока в стержнях литой клетки принимаем )

1.4.9 Паз ротора определяем по рис.8.40 б

Принимаем: мм

мм

мм

Допустимая ширина зубца

м

Принимаем Тл (по табл.9.12)

Размеры паза (по рис.9.40)

мм

мм

мм

1.4.10 Уточняем ширину зубцов ротора

Принимаем

мм

мм

мм

Принимаем мм

Принимаем (по рис.9.73 б)

мм

мм

мм

1.4.11 Площадь поперечного сечения стержня

Плотность тока в стержне литой клетки принимаем

1.4.12 Короткозамыкающие кольца (см. рис.8.37б)

Площадь поперечного сечения кольца:

А

1.4.13 Размеры размыкающих колец

мм

мм

м

1.5 Расчет магнитной цепи

1.5.1 Магнитное напряжение воздушного зазора

Магнитопровод из стали 2013,толщина листов 0,5 мм

А

1.5.2 Магнитное напряжение зубцовой зоны статора

А

Где Тл

По табл. П 1.10:

Так как не превышает 1,8 Тл, то учитывать ответвление магнитного потока в паз не нужно

1.5.3 Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора

Тл

По табл. П 1.10 принимаем

А

мм

1.5.4 Коэффициент насыщения зубцовой зоны

1.5.5 Магнитное напряжение ярма статора

Где м

При отсутствии радиальных вентиляционных каналов мм

Тл

Для Тл по табл. П. 1.9 принимаем

А

1.5.6 Магнитное напряжение ярма ротора

м

м

Где ,так как отсутствуют радиальные вентиляционные каналы

Тл

Для принимаем по табл. П. 1.6

А

1.5.7 Магнитное напряжение на пару полюсов

А

1.5.8 Коэффициент насыщения магнитной цепи

1.5.9 Намагничивающий ток

А

1.5.10 Относительное значение

??? Полученное значение лежит в допустимом диапазоне (0,2-0,3) что свидетельствует

о правильности выбора и расчета обмотки двигателя

1.6 Параметры рабочего режима

1.6.1 Активное сопротивление обмотки статора

Для класса нагревостойкости изоляции F расчетная температура

Для медных проводников:

Ом

Длина проводников фазы обмотки

м

м

м

Где и по табл 8.21

Длина вылета лобовой части катушки

по табл. 9.23

м

Относительное значение

1.6.2 Активное сопротивление фазы обмотки ротора

Ом

- для алюминиевой заливки ротора

Ом

Ом

Относительное значение

Приводим к числу витков обмотки статора

Ом

1.6.3 Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора

Ом

Принимая имеем:

Где м

м

так как проводники закреплены пазовой крышкой

Где

Для и по рис. 8.51д

Относительное значение

1.6.4 Индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора

Ом

Где

так как пазы ротора закрытые

Приводим к числу витков статора

Ом

Относительное значение

1.7 Расчет потерь

1.7.1 Потери в стали основные

кг

кг

Принимаем:

Для стали марки 2013 по табл.8.26 принимаем:

Вт

1.7.2 Поверхностные потери в роторе

Вт

Где

Тл

(Где для по рис. 8.53 )

1.7.3 Пульсационные потери в зубцах ротора

из п.5.1 расчета

Вт

Тл

кг

Где м (п.5.3 расчета)

м (п. 4.10 расчета)

1.7.4 Сумма добавочных потерь в стали

Вт,так как

1.7.5 Полные потери в стали

Вт

1.7.6 Механические потери

Вт

1.7.7 Холостой ход двигателя

А

А

Вт

1.8 Расчет рабочих характеристик

1.8.1 Параметры:

Ом

Ом

,значит используем приближенную формулу:

1.8.2 Активная составляющая тока синхронного холостого хода

А

1.8.3 Потери не изменяющиеся при изменении скольжения

Вт

1.8.4 Рассчитываем рабочие характеристики для скольжений S=0,005 ; 0,01 ; 0,015 ; 0,02 принимая предварительно . Результаты расчета сведены в табл. _________________________________________________________________________________________

Скольжение S

N п/п Расчетные Размер- _____________________________________________________

формулы ность 0,005 0,01 0,015 0,02 0,022

____________________________________________________________________________________

1. Ом 13,805 6,903 4,602 3,451 3,138 3,417

2. Ом 13,927 7,025 4,724 3,573 3,260 3,539

3. Ом 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63

4. Ом 13,942 7,053 4,766 3,629 3,320 3,595

5. А 15,780 31,193 46,164 60,632 66,267 61,199

6. - 0,999 0,996 0,991 0,985 0,982 0,985

7. - 0,0452 0,089 0,132 0,174 0,190 0,175

8. А 16,798 32,102 46,793 60,745 66,097 61,286

9. А 17,557 19,63 22,947 27,371 29,42 27,569

10. А 24,299 37,628 52,116 66,627 72,348 67,2

11. А 16,080 31,786 47,041 61,784 67,526 62,362

12. кВт 11,087 21,187 30,883 40,092 43,624 40,449

13. кВт 0,211 0,506 0,970 1,585 1,869 1,612

14. кВт 0,0516 0,202 0,442 0,762 0,91 0,776

15. кВт 0,0554 0,106 0,154 0,2 0,218 0,202

16. кВт 1,196 1,691 2,444 3,425 3,874 3,468

17. кВт 9,891 19,497 28,440 36,667 39,749 36,98

18. - 0,892 0,920 0,933 0,915 0,911 0,914

19. - 0,691 0,853 0,898 0,912 0,914 0,913

20. кН м 0,095 0,188 0,275 0,356 0,387 0,367

1.9 Расчет пусковых характеристик

1.9.1 Активное сопротивление обмотки ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока

Принимаем

мм

По рис. 8.57 для

м

так как выполняется условие то:

мм

Где Ом

Приведенное сопротивление ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока

Ом

1.9.2 Индуктивное сопротивление обмотки ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока

По рис. 8.58 для

Ом

Пусковые параметры

Ом

Расчет токов с учетом влияния эффекта вытеснения тока

Ом

Ом

А

А

______________________________________________________________________________________

Скольжение S

N п/п Расчетные Размер- __________________________________________________

формулы ность 1 0,8 0,5 0,2 0,1

______________________________________________________________________________________

1. - 2,086 1,866 1,475 0,933 0,66 0,753

2. - 0,95 0,74 0,31 0,06 0,05 0,055

3. мм 16,8 18,9 25,0 30,9 31,2 31,1

4. - 1,696 1,512 1,132 0,913 0,905 0,910

5. - 1,506 1,374 1,1 0,937 0,93 0,934

6. Ом 0,1 0,091 0,073 0,062 0,062 0,062

7. - 0,74 0,75 0,88 0,98 0,99 0,98

8. - 2,831 2,837 2,913 2,971 2,977 2,972

9. - 0,973 0,974 0,987 0,998 0,999 0,998

10. Ом 0,353 0,353 0,358 0,362 0,363 0,362

11. Ом 0,221 0,235 0,267 0,435 0,747 0,063

12. Ом 0,607 0,607 0,613 0,617 0,617 0,617

13. А 340,585 337,657 329,128 291,494 227,067 254,929

14. А 347,691 344,605 336,005 297,707 232,050 260,436

1.10 Расчет пусковых характеристик с учетом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния

Подробный расчет для S=1

1.10.1 Индуктивные сопротивления обмоток

А

Тл

Принимаем по рис. 8.61

мм

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с с учетом влияния насыщения

Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учетом влияния насыщения

Ом

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора с учетом влияния

насыщения и эффекта вытеснения тока

Коэффициент магнитной проводимости рассеяния ротора с учетом влияния насыщения

Приведенное индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учетом влияния эффекта

вытеснения тока и насыщения

Ом