Расчёт обмотки статора

При расчёте обмотки статора определяется число пазов статора, число витков в фазе обмотки и сечение проводника. При этом число витков фазы обмотки статора должно быть таким, чтобы линейная нагрузка двигателя и индукция в воздушном зазоре как можно более близко совпадали с их значениями принятыми предварительно при выборе главных размеров, а число пазов статора обеспечивало достаточно равномерное распределение катушек обмотки. Предварительно была выбрана однослойная концентрическая обмотка. Однослойные обмотки имеют диаметральный шаг, что является их основным недостатком. При однослойной обмотке необходимость в такой прокладке отпадает, вследствие чего повышается заполнение паза обмоточным проводом. Другим преимуществом однослойной обмотки является более легкая механизация укладки ее в пазы.

Зубцевое деление статора tZ1 по рис. 6.15, [1].

Максимальное значение tZ1max=0.0098 м Минимальное значение tZ1min=0.007 м Число пазов статора.

Окончательное число пазов статора выбираем с учётом условий, налагаемых требованиями симметрии обмотки, и желательно получения целого числа пазов на полюс и фазу.

Принимаем Z1=36.

Число пазов на полюс и фазу.

Зубцовое деление статора (окончательно).

Число эффективных проводников в пазу (при, условии, что параллельные ветви отсутствуют а=1) по формуле.

.

где I1ном — номинальный фазный ток по формуле 6.18 [1].

отсюда.

Принимаем число параллельных ветвей а=1, тогда число эффективных проводников в пазу будет равно.

Окончательное число витков в фазе по формуле.

Окончательное значение линейной нагрузки по формуле.

Полученное значение находится в допустимом пределе.

Магнитный поток по формуле.

.

(для однослойной обмотки с q=3 по таблице 3.13 [1] kоб1=kр1=0,96).

Индукцию в воздушном зазоре примем (окончательно) Значения, А незначительно отличаются от принятых ранее значений.

Сечение эффективного проводника определяется, исходя из тока одной параллельной ветви и допустимой плотности тока в обмотке. С точки зрения повышения использования активных материалов плотность тока должна быть выбрана как можно большей, но при этом возрастают потери в меди обмотки. Увеличение потерь сказывается, во-первых, на повышение температуры обмотки и во-вторых, на КПД двигателя. В асинхронных двигателях общего назначения при принятой в них системе косвенного охлаждения влияние плотности тока на нагрев обмотки более существенно, чем на КПД. Нагрев пазовой части обмотки зависит от произведения линейной нагрузки на плотность тока. Поэтому выбор допустимой плотности тока производят с учётом линейной нагрузки.

Плотность тока по формуле.

где АJ произведение линейной нагрузки на плотность тока, рис. 6.16,а [1];

АJ=187,6109 А2/м3.

Сечение эффективного проводника (по формуле 6.24 [1]).

Для всыпных обмоток могут быть использованы обмоточные провода диаметром не более 1.8 мм, однако в современных двигателях для повышения надёжности обмотки и упрощения её укладки в пазы используют провода меньшего диаметра. При ручной укладке диаметр провода не должен превышать 1.7 мм. Если расчетное сечение эффективного проводника в машинах со всыпной обмоткой выше значений, соответствующих указанным диаметрам, то эффективный проводник разделяется на несколько элементарных nэл.

По таблице П-28 [1] выбираем провод ПЭТВ:

dэл=0,9 мм, dиз=0,965 мм, qэл=0,636 мм², nэл=1. .

Плотность тока (окончательно).

Схема трехфазной однослойной концентрической обмотки статора представлена на рисунке 1.