Проектирование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

КурсоваяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Асинхронные двигатели являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу электропривода большинства механизмов, используемых во всех отраслях народного хозяйства. В основу конструкции асинхронного двигателя положено создание системы трехфазного переменного тока. Переменный ток, подаваемый в трехфазную обмотку статора двигателя, формирует в нем… Читать ещё >

Проектирование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Данный курсовой проект содержит проектирование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Понятие асинхронной машины связано с тем, что ротор ее имеет частоту вращения, отличающуюся от частоты вращения магнитного поля статора.

Проектирование электрической машины сводится к многократному расчету зависимостей между основными показателями, заданных в виде системы формул, эмпирических коэффициентов, графических зависимостей, которые можно рассматривать как уравнения проектирования.

Техническое задание.

Рассчитать трехфазный асинхронный двигатель со следующими параметрами:.

1. Тип двигателя: с короткозамкнутым ротором.

2. Номинальный режим работы: S1.

3. Номинальная мощность, P2Н: 11 кВт.

4. Номинальное напряжение Х/Д: 380/220 В.

5. Число пар полюсов 2р: 4.

6. Частота сети: 50Гц.

7. Способ охлаждения: ICA0141.

8. Исполнение по способу монтажа: IM1081.

9. Климатические условия работы: УЗ.

10. Класс нагревостойкости изоляции: F.

Основные требования к проектируемому двигателю:

1. Значения КПД и cosц в номинальном режиме должны быть не хуже, чем у аналогичных серийных двигателей.

2. Перегрузочная способность MMAX*= MMAX/M2H ?1.8.

3. Кратность начального пускового момента MП*= MП/M2H ?1.2.

4. Кратность начального пускового тока I1П*= I1П/I1H ?7.5.

5. Установочные и присоединительные размеры должны соответствовать действующим стандартам.

Расчет главных размеров трехфазного асинхронного двигателя.

Определение предварительных значений величин.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
1.1.	Предварительная высота оси вращения hпред=ѓ(P2H, 2p, IP) Определяется по рис. 1.1 стр. 8. Найденное из графиков значение округляется до ближайшего из стандартного ряда.	hпред.		мм.
1.2.	Предварительное значение наружного диаметра магнитопровода статора Dа. пред=ѓ(hпред) Определяется по таблице 1.1 стр. 9. Определяется по таблице соответствия наружных диаметров статоров асинхронных двигателей и высот оси вращения электрических машин.	Dа.пред.	0.225.	м.
1.3.	Коэффициент, характеризующий отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению KE=ѓ(2p, Dа. пред) Определяется по рис. 1.2 стр. 9.	KE.	0.972.
1.4.	Коэффициент, характеризующий отношение внутреннего диаметра статора к наружному (D/Da) KD=ѓ(2p) Определяется по таблице 1.2 стр. 10.	KD.	0.68.
1.5.	Предварительное значение номинального КПД зн. пред=ѓ(P2H, 2p, IP) Определяется по рис. 1.3 стр. 11.	зн.пред.	0.87.	о.е.
1.6.	Предварительное значение коэффициента мощности cosцн. пред=ѓ(P2H, 2p, IP) Определяется по рис. 1.4 стр. 12.	cosцн.пред.	0.873.
1.7.	Предварительное значение индукции в магнитном зазоре Bд. пред=ѓ(IP, 2p, hпред, Dа. пред) Определяется по рис. 1.5 стр. 14.	Bд.пред.	0.89.	Тл.
1.8.	Предварительное значение линейной нагрузки Aпред=ѓ(IP, 2p, hпред, Dа. пред) Определяется по рис. 1.6 стр. 15.	Aпред.		А/м.
1.9.	Идентификатор обмотки Ид.обм.=ѓ(2p, hпред).	Ид.обм.
1.10.	Предварительное значение обмоточного коэффициента kоб.1.пред=ѓ(2p, Ид.обм.) Обмоточный коэффициент задается по аналитическим правилам исходя из данных двигателя.	kоб.1.пред.	0.96.
1.11.	Верхняя граница критерия л лmax=ѓ(2p, IP, hпред) Определяется по рис. 1.7 стр. 17.	лmax.	1.2.
1.12.	Нижняя граница критерия л лmin=ѓ(2p, IP, hпред) Определяется по рис. 1.7 стр. 17.	лmin.	0.78.

Параметры расчетов:.

· P2H=11 кВт — Номинальная мощность.

· 2p=4 — Число полюсов.

· IP=IP44 — Степень защиты.

Расчет главных размеров двигателя и их проверка.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
1.13.	Предварительное значение внутреннего диаметра магнитопровода статора Dпред=KDЧDа.пред Dпред=0.68Ч0.225=0.153 м.	Dпред.	0.153.	м.
1.14.	Предварительное значение полюсного деления фпред=рЧDпред/(2p) фпред=рЧ0.153/(4)=0.12 017 м.	фпред.	0.12 017.	м.
1.15.	Расчетная мощность P'=(KEЧP2H)/(зн.предЧcosцн.пред) P'=(0.972Ч11)/(0.87Ч0.873)=14.077 кВЧА.	P'.	14.077.	кВЧА.
1.16.	Синхронная угловая скорость вращения (скорость вращения магнитного поля в воздушном зазоре) Щ=2ЧрЧf1/p Щ=2ЧрЧ50/2=157.08 c-1.	Щ.	157.08.	c-1.
1.17.	Предварительное значение расчетной длины воздушного зазора lд. пред=(P'Ч103)/(1.11ЧDпред2ЧЩЧkоб.1.предЧAпредЧBд.пред) lд. пред=(14.077Ч103)/(1.11Ч0.1532Ч157.08Ч0.96Ч28 200Ч0.89)=0.143 м.	lд.пред.	0.143.	м.
1.18.	Заготовительная масса электротехнической стали для изготовления магнитопровода mc=kcЧгcЧ (Dа.пред+0.01)2Чlд.пред mc=0.97Ч7800Ч (0.225+0.01)2Ч0.143=59.8 кг.	mc.	59.8.	кг.
1.19.	Критерий правильности выбора главных размеров л=lд.пред/фпред л=0.143/0.12 017=1.19 Величина критерия должна находиться в диапазоне между найденными лmin и лmax.	л.	1.19.

Параметры расчетов :.

· KD=0.68 — Коэффициент, характеризующий отношение внутреннего диаметра статора к наружному (D/Da).

· Dа. пред=0.225 м — Предварительное значение наружного диаметра магнитопровода статора.

· 2p=4 — Число полюсов.

· KE=0.972 — Коэффициент, характеризующий отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению.

· P2H=11 кВт — Номинальная мощность.

· зн. пред=0.87 о.е. — Предварительное значение номинального КПД.

· cosцн. пред=0.873 — Предварительное значение коэффициента мощности.

· f1=50 Гц — Частота сети.

· p=2 — Число пар полюсов.

· kоб.1.пред=0.96 — Предварительное значение обмоточного коэффициента.

· Aпред=28 200 А/м — Предварительное значение линейной нагрузки.

· Bд. пред=0.89 Тл — Предварительное значение индукции в магнитном зазоре.

· kc=0.97 — Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования.

· гc=7800 кг/мі - Удельная масса стали.

Конструирование обмотки статора.

Данные, выбранные для дальнейшего расчета варианта главных размеров двигателя.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
2.1.	Высота оси вращения двигателя.	h.		мм.
2.2.	Наружный диаметр магнитопровода статора.	Dа.	0.225.	м.
2.3.	Коэффициент, характеризующий отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению KE=ѓ(2p, Dа. пред) Определяется по рис. 1.2 стр. 9.	KE.	0.972.
2.4.	Предварительное значение номинального КПД зн. пред=ѓ(P2H, 2p, IP) Определяется по рис. 1.3 стр. 11.	зн.пред.	0.87.	о.е.
2.5.	Предварительное значение индукции в магнитном зазоре Bд. пред=ѓ(IP, 2p, hпред, Dа. пред) Определяется по рис. 1.5 стр. 14.	Bд.пред.	0.89.	Тл.
2.6.	Предварительное значение линейной нагрузки Aпред=ѓ(IP, 2p, hпред, Dа. пред) Определяется по рис. 1.6 стр. 15.	Aпред.		А/м.
2.7.	Идентификатор обмотки Ид.обм.=ѓ(2p, hпред).	Ид.обм.
2.8.	Внутренний диаметр магнитопровода статора.	D.	0.153.	м.
2.9.	Расчетная длина воздушного зазора.	lд.	0.155.	м.
2.10.	Полюсное деление.	ф.	0.1202.	м.

Параметры расчетов :.

· 2p=4 — Число полюсов.

· Dа. пред=0.225 м — Предварительное значение наружного диаметра магнитопровода статора.

· P2H=11 кВт — Номинальная мощность.

· IP=IP44 — Степень защиты.

· hпред=132 мм — Предварительная высота оси вращения.

Предварительное значение зубцового деления статора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
2.11.	Предварительное максимальное значение зубцового деления статора t1предmax=ѓ(Обм.стат., ф, h) Определяется по рис. 2.1 стр. 22.	t1предmax.	0.0131.	м.
2.12.	Предварительное минимальное значение зубцового деления статора t1предmin=ѓ(Обм.стат., ф, h) Определяется по рис. 2.1 стр. 22.	t1предmin.	0.0108.	м.
2.13.	Предварительное минимальное число пазов статора Z1предmin=рЧD/t1предmax Z1предmin=рЧ0.153/0.0131=36.69	Z1предmin.	36.69.
2.14.	Предварительное максимальное число пазов статора Z1предmax=рЧD/t1предmin Z1предmax=рЧ0.153/0.0108=44.51	Z1предmax.	44.51.

Параметры расчетов:.

· Обм.стат.=Всыпная — Тип обмотки статора.

· ф=0.1202 м — Полюсное деление.

· h=132 мм — Высота оси вращения двигателя.

· D=0.153 м — Внутренний диаметр магнитопровода статора.

Выбор чисел пазов статора и ротора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
2.15.	Число пазов статора Z1=ѓ(2p, Паз, Z1предmin, Z1предmax) Определяется по таблице 2.1 стр. 23.	Z1.
2.16.	Число пазов ротора Z2=ѓ(2p, Z1) Определяется по таблице 2.1 стр. 23.	Z2.
2.17.	Значение зубцового деления статора t1=рЧD/Z1 t1=рЧ0.153/36=0.1 335 м.	t1.	0.1 335.	м.
2.18.	Проерка правильности размера зубцового деления статора Дt1=t1−6Ч10−3 Дt1=0.1 335−6Ч10−3=0.0074 м.	Дt1.	0.0074.	м.
2.19.	Число пазов статора на полюс и фазу q=Z1/(2pЧm1) q=36/(4Ч3)=3 паз.	q.		паз.

Параметры расчетов :.

· 2p=4 — Число полюсов.

· Паз=без скоса — Тип паза.

· Z1предmin=36.69 — Предварительное минимальное число пазов статора.

· Z1предmax=44.51 — Предварительное максимальное число пазов статора.

· D=0.153 м — Внутренний диаметр магнитопровода статора.

· m1=3 — Число фаз обмотки статора.

Варианты значений параллельных ветвей обмотки статора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
2.20.	Количество катушечных групп в фазе КГф=ѓКГф (Ид.обм.) В однослойных концентрических обмотках принимается равным p, а для двуслойных 2p.	КГф.
2.21.	Максимальное число параллельных ветвей обмотки amax=КГф amax=2 В дальнейшем возможные варианты числа параллельных ветвей отбираются по условию amax/a — целое число.	amax.
2.22.	Вариант № 1 значения параллельных ветвей обмотки a1=ѓ(КГф) Должно выполнятся условие КГф/a1 — целое число (2/1=2).	a1.
2.23.	Вариант № 2 значения параллельных ветвей обмотки a2=ѓ(КГф) Должно выполнятся условие КГф/a2 — целое число (2/2=1).	a2.
2.24.	Предварительное значение фазного тока статора I1н. пред=(P2HЧ103)/(m1ЧU1HЧзн.предЧcosцн.пред) I1н. пред=(11Ч103)/(3Ч220Ч0.87Ч0.873)=21.944 А.	I1н.пред.	21.944.	А.
2.25.	Вариант № 1 предварительного значения эффективных проводников uп1=(рЧDЧAпред)/(I1н.предЧZ1) uп1=(рЧ0.153Ч28 200)/(21.944Ч36)=17.16	uп1.	17.16.
2.26.	Вариант № 2 предварительного значения эффективных проводников uп2=a2Чuп1 uп2=2Ч17.16=34.32	uп2.	34.32.

Параметры расчетов :.

· Ид.обм.=1 — Идентификатор обмотки.

· P2H=11 кВт — Номинальная мощность.

· m1=3 — Число фаз обмотки статора.

· U1H=220 В — Номинальное фазное напряжение обмотки статора.

· зн. пред=0.87 о.е. — Предварительное значение номинального КПД.

· cosцн. пред=0.873 — Предварительное значение коэффициента мощности.

· D=0.153 м — Внутренний диаметр магнитопровода статора.

· Aпред=28 200 А/м — Предварительное значение линейной нагрузки.

· Z1=36 — Число пазов статора.

Выбор чисел параллельных ветвей и эффективных проводников обмотки статора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
2.27.	Рациональное число эффективных проводников в пазу статора uп=ѓ(Ид.обм., uп1, uп2) Величина uп должна быть целым числом для однослойной обмотки или целым четным числом для двухслойной обмотки. Определяется подбором из предварительных значений эффективных проводников наиболее близкого у заданному условию, с последующим округлением.	uп.
2.28.	Число параллельных ветвей обмотки статора a=ѓ(uп) Определяется по выбранному варианту значения uп.	a.
2.29.	Число катушечных групп в одной параллельной ветви KГв=КГф/a KГв=2/1=2	KГв.
2.30.	Число катушек в одной катушечной группе Kгр=q Kгр=3 кат.	Kгр		кат.
2.31.	Полюсное деление в пазах фп=Z½p фп=36/4=9	фп.
2.32.	Смещение фаз обмотки статораотносительно друг друга в пазах Cф=2Чфп/3 Cф=2Ч9/3=6	Cф.

Параметры расчетов :.

· Ид.обм.=1 — Идентификатор обмотки.

· uп1=17.16 — Вариант № 1 предварительного значения эффективных проводников.

· uп2=34.32 — Вариант № 2 предварительного значения эффективных проводников.

· КГф=2 — Количество катушечных групп в фазе.

· q=3 паз. — Число пазов статора на полюс и фазу.

· Z1=36 — Число пазов статора.

· 2p=4 — Число полюсов.

Расчет трехфазной обмотки статора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
2.33.	Смещение катушечных групп фазы относительно друг друга Cгр=2Чфп Cгр=2Ч9=18 паз. Вид формулы зависит от идентификатора обмотки.	Cгр		паз.
2.34.	Наружный шаг обмотки yнар=4Чq-1 yнар=4Ч3−1=11 паз. Используется при идентификаторе обмотки равном 1.	yнар		паз.
2.35.	Внутренний шаг обмотки yвн=2Чq+1 yвн=2Ч3+1=7 паз. Используется при идентификаторе обмотки равном 1.	yвн.		паз.
2.36.	Относительный шаг обмотки в1=1 в1=1 паз. Вид формулы зависит от идентификатора обмотки.	в1.		паз.
2.37.	Коэффициент укорочения шага обмотки kу1=sin (в1Ч90°) kу1=sin (1Ч90°)=1	kу1.
2.38.	Коэффициент распределения обмотки kр1=0.5/(qЧsin (30°/q)) kр1=0.5/(3Чsin (30°/3))=0.9598	kр1.	0.9598.
2.39.	Обмоточный коэффициент kоб1=kу1Чkр1 kоб1=1Ч0.9598=0.9598	kоб1.	0.9598.

Параметры расчетов :.

· фп=9 — Полюсное деление в пазах.

· q=3 паз. — Число пазов статора на полюс и фазу.

Данные обмотки статора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
2.40.	Число витков в фазе статора W1=(uпЧZ1)/(2ЧaЧm1) W1=(17Ч36)/(2Ч1Ч3)=102 вит.	W1.		вит.
2.41.	Расчетное значение линейной нагрузки A=(2ЧI1н.предЧW1Чm1)/(рЧD) A=(2Ч21.944Ч102Ч3)/(рЧ0.153)=27 939.969 А/м.	A.	27 939.969.	А/м.
2.42.	Отклонение расчетного значения линейной нагрузки о ранее принятой ДA=(A-Aпред)/AЧ100 ДA=(27 939.969−28 200)/27 939.969Ч100=-0.93%.	ДA.	— 0.93.	%.
2.43.	Расчетное значение магнитного потока Ц=(KEЧU1H)/(4.44ЧW1Чkоб1Чf1) Ц=(0.972Ч220)/(4.44Ч102Ч0.9598Ч50)=0.9 839 Вб.	Ц	0.9 839.	Вб.
2.44.	Расчетное значение индукции в воздушном зазоре Bд=(2pЧЦ)/(2ЧDЧlд) Bд=(4Ч0.9 839)/(2Ч0.153Ч0.155)=0.8298 Тл.	Bд.	0.8298.	Тл.
2.45.	Отклонение расчетного значения индукции в воздушном зазоре ДBд=(Bд-Bд.пред)/BдЧ100 ДBд=(0.8298−0.89)/0.8298Ч100=-7.25%.	ДBд.	— 7.25.	%.

Параметры расчетов :.

· uп=17 — Рациональное число эффективных проводников в пазу статора.

· Z1=36 — Число пазов статора.

· a=1 — Число параллельных ветвей обмотки статора.

· m1=3 — Число фаз обмотки статора.

· I1н. пред=21.944 А — Предварительное значение фазного тока статора.

· D=0.153 м — Внутренний диаметр магнитопровода статора.

· Aпред=28 200 А/м — Предварительное значение линейной нагрузки.

· KE=0.972 — Коэффициент, характеризующий отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению.

· U1H=220 В — Номинальное фазное напряжение обмотки статора.

· kоб1=0.9598 — Обмоточный коэффициент.

· f1=50 Гц — Частота сети.

· 2p=4 — Число полюсов.

· lд=0.155 м — Расчетная длина воздушного зазора.

· Bд. пред=0.89 Тл — Предварительное значение индукции в магнитном зазоре.

Значение произведения линейной нагрузки на плотность тока в обмотке статора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
2.46.	Значение произведения линейной нагрузки на плотность тока в обмотке статора (AJ1)=ѓ(2p, h, Dа, IP) Определяется по рис. 2.2 стр. 33.	(AJ1).		Ч109 AІ/мі.
2.47.	Значение ширины шлица паза статора bш (1)=ѓ(2p, h) Определяется по таблице 2.2 стр. 34.	bш (1).	3.5.	мм.
2.48.	Предварительное значение плотности тока в обмотке статора J1. пред=((AJ1)Ч109/A)Ч10−6 J1. пред=(190Ч109/27 939.969)Ч10−6=6.8003 А/ммІ.	J1.пред.	6.8003.	А/ммІ.
2.49.	Предварительное значение площади поперечного сечения эффективного проводника qэф. пред=I1н.пред/(aЧJ1.пред) qэф. пред=21.944/(1Ч6.8003)=3.2269 ммІ.	qэф.пред.	3.2269.	ммІ.
2.50.	Коэффициент эффективного проводника Kф=qэф.пред/2.011 Kф=3.2269/2.011=1.6046	Kф.	1.6046.

Параметры расчетов :.

· 2p=4 — Число полюсов.

· h=132 мм — Высота оси вращения двигателя.

· Dа=0.225 м — Наружный диаметр магнитопровода статора.

· IP=IP44 — Степень защиты.

· A=27 939.969 А/м — Расчетное значение линейной нагрузки.

· I1н. пред=21.944 А — Предварительное значение фазного тока статора.

· a=1 — Число параллельных ветвей обмотки статора.

Выбор стандартного обмоточного провода.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
2.51.	Число элементарных проводников в одном эффективном nэл=ѓ(qэф.пред, Kф) Число элементарных проводников не должно быть более 4-х.	nэл.
2.52.	Предварительное значение площади поперечного сечения элементарного проводника qэл. пред=qэф.пред/nэл qэл. пред=3.2269/2=1.61 345 ммІ.	qэл.пред.	1.61 345.	ммІ.
2.53.	Площадь поперечного сечения неизолированного стандартного провода qэл=ѓ(qэл.пред) Определяется по таблице 2.3 стр.35−36. Произведение qэлЧnэл? qэф. пред (1.539Ч2=3.078?3.2269).	qэл.	1.539.	ммІ.
2.54.	Отклонение в площадь поперечного сечения эффективного проводника Дqэф=qэф.пред-qэлЧnэл Дqэф=3.2269−1.539Ч2=0.14 890 ммІ.	Дqэф.	0.14 890.	ммІ.
2.55.	Диаметр стандартного изолированного провода dиз=ѓ(qэл) Определяется по таблице 2.3 стр.35−36.	dиз.	1.485.	мм.
2.56.	Номинальный диаметр неизолированного провода d=ѓ(qэл) Определяется по таблице 2.3 стр.35−36.	d.	1.4.	мм.
2.57.	Тип провода для намотки статора.	ТипПроводаСтатора.	ПЭТ-155А.
2.58.	Разность диаметра провода Дd=1.685-dиз Дd=1.685−1.485=0.2 мм.	Дd.	0.2.	мм.
2.59.	Разность ширины шлица паза статора Дbш=bш (1)-dиз Дbш=3.5−1.485=2.015 мм.	Дbш.	2.015.	мм.
2.60.	Площадь поперечного сечения эффективного проводника qэф=qэлЧnэл qэф=1.539Ч2=3.7 800 ммІ.	qэф.	3.7 800.	ммІ.

Параметры расчетов :.

· qэф.пред=3.2269 ммІ — Предварительное значение площади поперечного сечения эффективного проводника.

· Kф=1.6046 — Коэффициент эффективного проводника.

· bш (1)=3.5 мм — Значение ширины шлица паза статора.

Плотность тока в обмотке статора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
2.61.	Расчетная плотность тока в обмотке статора J1=I1н.пред/(aЧqэф) J1=21.944/(1Ч3.7 800)=7.1293 А/ммІ.	J1.	7.1293.	А/ммІ.
2.62.	Отклонение расчетной плотности тока от ранее выбранной ДJ1=(J1-J1.пред)/J1Ч100 ДJ1=(7.1293−6.8003)/7.1293Ч100=4.615%.	ДJ1.	4.615.	%.
2.63.	Минимально допустимое значение плотности тока в обмотке статора J1. min=0.91ЧJ1.пред J1. min=0.91Ч6.8003=6.188 А/ммІ.	J1.min.	6.188.	А/ммІ.
2.64.	Минимально допустимое значение плотности тока в обмотке статора J1. max=1.10ЧJ1.пред J1. max=1.10Ч6.8003=7.48 А/ммІ.	J1.max.	7.48.	А/ммІ.

Параметры расчетов :.

· I1н.пред=21.944 А — Предварительное значение фазного тока статора.

· a=1 — Число параллельных ветвей обмотки статора.

Минимальные и максимальные значения индукции в ярме и зубцах статора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
2.65.	Минимальное значение индукции в ярме статора Ba. min=ѓ(IP, 2p) Определяется по таблице 2.5 стр. 41.	Ba.min.	1.4.	Тл.
2.66.	Максимальное значение индукции в ярме статора Ba. max=ѓ(IP, 2p) Определяется по таблице 2.5 стр. 41.	Ba.max.	1.6.	Тл.
2.67.	Минимальное значение индукции в зубцах статора BZ1. min=ѓ(IP, 2p) Определяется по таблице 2.5 стр. 41.	BZ1.min.	1.6.	Тл.
2.68.	Максимальное значение индукции в зубцах статора BZ1. max=ѓ(IP, 2p) Определяется по таблице 2.5 стр. 41.	BZ1.max.	1.9.	Тл.

Параметры расчетов :.

· IP=IP44 — Степень защиты.

· 2p=4 — Число полюсов.

Предварительные значения индукции в ярме и зубцах статора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
2.69.	Предварительное значение индукции в ярме статора Ba. пред=ѓ(B'a.min, B'a.max).	Ba.пред.	1.61.	Тл.
2.70.	Предварительное значение индукции в зубцах статора BZ1. пред=ѓ(B'Z1.min, B'Z1.max).	BZ1.пред.	1.91.	Тл.

Параметры расчетов :.

· B’a.min=1.33 Тл — Допустимое минимальное значение индукции в ярме статора.

· B’a.max=1.68 Тл — Допустимое максимальное значение индукции в ярме статора.

· B’Z1.min=1.52 Тл — Допустимое минимальное значение индукции в зубцах статора.

· B’Z1.max=1.995 Тл — Допустимое максимальное значение индукции в зубцах статора.

Стандартные размеры паза статора и значения припусков.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
2.71.	Высота шлица статора hш (1)=ѓ(h).	hш (1).	0.5.	мм.
2.72.	Припуск по ширине паза статора Дbп=ѓ(h).	Дbп.	0.1.	мм.
2.73.	Припуск по высоте паза статора Дhп=ѓ(h).	Дhп.	0.1.	мм.
2.74.	Односторонняя толщина корпусной изоляции класса нагревостойкости F или H bиз=ѓ(Ид.обм., h).	bиз.	0.25.	мм.
2.75.	Длина магнитопровода статора lст.1=lд lст.1=0.155 м Для асинхронных двигателей с h?250мм и lд?300 мм магнитопроводы статора и ротора собираются каждый в один пакет без радиальных аксиальных каналов, поэтому lст.1=lд.	lст.1.	0.155.	м.
2.76.	Длина магнитопровода ротора lст.2=lд lст.2=0.155 м Для асинхронных двигателей с h?250мм и lд?300 мм магнитопроводы статора и ротора собираются каждый в один пакет без радиальных аксиальных каналов, поэтому lст.2=lд.	lст.2.	0.155.	м.
2.77.	Предварительное значение ширины зубца статора bZ (1)пред=(BдЧt1Чlд)/(BZ1.предЧlст.1Чkc)Ч103 bZ (1)пред=(0.8298Ч0.1 335Ч0.155)/(1.91Ч0.155Ч0.97)Ч103=5.98 мм.	bZ (1)пред.	5.98.	мм.
2.78.	Высота ярма статора ha (1)=Ц/(2ЧkcЧBa.предЧlст.1)Ч103 ha (1)=0.9 839/(2Ч0.97Ч1.61Ч0.155)Ч103=20.3 мм.	ha (1).	20.3.	мм.
2.79.	Высота паза статора в штампе hп (1)=0.5Ч (Dа-D)Ч103-ha (1) hп (1)=0.5Ч (0.225−0.153)Ч103−20.3=15.7 мм.	hп (1).	15.7.	мм.
2.80.	Припуск по высоте паза статора Дhп (1)=ѓ(h) При h?160мм принимается равным 0.1 мм, в противном случае 0.2 мм.	Дhп (1).	0.1.	мм.
2.81.	Ширина паза статора в штампе b2(1)=рЧ (DЧ103+2Чhп (1))/Z1-bZ (1)пред b2(1)=рЧ (0.153Ч103+2Ч15.7)/36−5.98=10.1 мм.	b2(1).	10.1.	мм.
2.82.	Ширина паза статора в штампе, соответствующая углу в=45° b1(1)=[рЧ (DЧ103+2Чhш (1)-bш (1))-Z1ЧbZ (1)пред]/(Z1-р) b1(1)=[рЧ (0.153Ч103+2Ч0.5−3.5)-36Ч5.98]/(36-р)=7.8 мм.	b1(1).	7.8.	мм.
2.83.	Высота клиновой части паза статора hк (1)=0.5Ч (b1(1)-bш (1)) hк (1)=0.5Ч (7.8−3.5)=2.2 мм.	hк (1).	2.2.	мм.
2.84.	Высота паза статора под укладку проводов hп.к.(1)=hп (1)-(hш (1)+hк (1)) hп.к.(1)=15.7-(0.5+2.2)=13 мм.	hп.к.(1).		мм.
2.85.	Высота зубца статора hZ (1)=hп (1) hZ (1)=15.7 мм.	hZ (1).	15.7.	мм.

Параметры расчетов :.

· h=132 мм — Высота оси вращения двигателя.

· Ид.обм.=1 — Идентификатор обмотки.

· lд=0.155 м — Расчетная длина воздушного зазора.

· Bд=0.8298 Тл — Расчетное значение индукции в воздушном зазоре.

· t1=0.1 335 м — Значение зубцового деления статора.

· BZ1. пред=1.91 Тл — Предварительное значение индукции в зубцах статора.

· kc=0.97 — Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования.

· Ц=0.9 839 Вб — Расчетное значение магнитного потока.

· Ba. пред=1.61 Тл — Предварительное значение индукции в ярме статора.

· Dа=0.225 м — Наружный диаметр магнитопровода статора.

· D=0.153 м — Внутренний диаметр магнитопровода статора.

· Z1=36 — Число пазов статора.

· bш (1)=3.5 мм — Значение ширины шлица паза статора.

Оценка расчета размеров паза статора и значений припусков.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
2.86.	Межзубцовое расстояние по наружному радиусу статора b’Z (1)=рЧ (DЧ103+2Ч (hш (1)+hк (1)))/Z1-b1(1) b’Z (1)=рЧ (0.153Ч103+2Ч (0.5+2.2))/36−7.8=6.023 мм.	b’Z (1).	6.023.	мм.
2.87.	Межзубцовое расстояние по внутреннему радиусу статора b''Z (1)=рЧ (DЧ103+2Чhп (1))/Z1-b2(1) b''Z (1)=рЧ (0.153Ч103+2Ч15.7)/36−10.1=5.992 мм.	b''Z (1).	5.992.	мм.
2.88.	Разность межзубцовых расстояний по внутреннему и внешнему радиусу статора ДbZ (1)=b''Z (1)-b'Z (1) ДbZ (1)=5.992−6.023=-0.031 мм.	ДbZ (1).	— 0.031.	мм.
2.89.	Ширина зубца статора bZ (1)=0.5Ч (b'Z (1)+b''Z (1)) bZ (1)=0.5Ч (6.023+5.992)=6 мм.	bZ (1).		мм.
2.90.	Отклонение от предварительной ширины зубца Дb’Z (1)=bZ (1)-bZ (1)пред Дb’Z (1)=6−5.98=0.02 мм.	Дb’Z (1).	0.02.	мм.

Параметры расчетов :.

· D=0.153 м — Внутренний диаметр магнитопровода статора.

· hш (1)=0.5 мм — Высота шлица статора.

· hк (1)=2.2 мм — Высота клиновой части паза статора.

· Z1=36 — Число пазов статора.

· b1(1)=7.8 мм — Ширина паза статора в штампе, соответствующая углу в=45°.

· hп (1)=15.7 мм — Высота паза статора в штампе.

· b2(1)=10.1 мм — Ширина паза статора в штампе.

· bZ (1)пред=5.98 мм — Предварительное значение ширины зубца статора.

Размеры паза в свету с учетом припусков на шихтовку и сборку.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
2.91.	Площадь поперечного сечения паза статора в штампе Sп=0.5Ч (b1(1)+b2(1))Чhп.к.(1) Sп=0.5Ч (7.8+10.1)Ч13=116.35 ммІ.	Sп.	116.35.	ммІ.
2.92.	Коэффициент заполнения паза медью kм=qэфЧuп/Sп kм=3.7 800Ч17/116.35=0.45 Среднее значение коэффициента заполнения паза медью для всыпных обмоток kм?0.3ч0.4.	kм.	0.45.
2.93.	Ширина паза статора в свету, соответствующая углу в=45° b'1(1)=b1(1)-Дbп b'1(1)=7.8−0.1=7.7 мм.	b'1(1).	7.7.	мм.
2.94.	Ширина паза статора в свету b'2(1)=b2(1)-Дbп b'2(1)=10.1−0.1=10 мм.	b'2(1).		мм.
2.95.	Высота паза статора в свету под укладку проводов h’п.к.(1)=hп.к.(1)-Дhп h’п.к.(1)=13−0.1=12.9 мм.	h’п.к.(1).	12.9.	мм.

Параметры расчетов :.

· b1(1)=7.8 мм — Ширина паза статора в штампе, соответствующая углу в=45°.

· b2(1)=10.1 мм — Ширина паза статора в штампе.

· hп.к.(1)=13 мм — Высота паза статора под укладку проводов.

· qэф=3.7 800 ммІ - Площадь поперечного сечения эффективного проводника.

· uп=17 — Рациональное число эффективных проводников в пазу статора.

· Дbп=0.1 мм — Припуск по ширине паза статора.

· Дhп=0.1 мм — Припуск по высоте паза статора.

Площади поверхностей в статоре.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
2.96.	Площадь корпусной изоляции Sиз=bизЧ (2Чhп (1)+b1(1)+b2(1)) Sиз=0.25Ч (2Ч15.7+7.8+10.1)=12.3 ммІ.	Sиз.	12.3.	ммІ.
2.97.	Площадь прокладок в пазу статора Sпр=0 ммІ Вид формулы зависит от индетификатора обмотки.	Sпр		ммІ.
2.98.	Площадь поперечного сечения паза статора, остающаяся для размещения проводников обмотки S’п=0.5Ч (b'1(1)+b'2(1))Чh'п.к.(1)-Sиз-Sпр S’п=0.5Ч (7.7+10)Ч12.9−12.3−0=101.9 ммІ.	S’п.	101.9.	ммІ.

Параметры расчетов :.

· bиз=0.25 мм — Односторонняя толщина корпусной изоляции класса нагревостойкости F или H.

· hп (1)=15.7 мм — Высота паза статора в штампе.

· b1(1)=7.8 мм — Ширина паза статора в штампе, соответствующая углу в=45°.

· b2(1)=10.1 мм — Ширина паза статора в штампе.

· b'1(1)=7.7 мм — Ширина паза статора в свету, соответствующая углу в=45°.

· b'2(1)=10 мм — Ширина паза статора в свету.

· h’п.к.(1)=12.9 мм — Высота паза статора в свету под укладку проводов.

Контроль правильности размещения обмотки в пазах магнитопровода статора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
2.99.	Коэффициент заполнения паза обмоточным проводом kз=(dиз2ЧuпЧnэл)/S'п kз=(1.4852Ч17Ч2)/101.9=0.736 При правильном размещении обмотки в пазах kз=0.69ч0.71 для двигателей с 2p=2 и kз=0.72ч0.74 для двигателей с 2p?4.	kз.	0.736.

Параметры расчетов :.

· dиз=1.485 мм — Диаметр стандартного изолированного провода.

· uп=17 — Рациональное число эффективных проводников в пазу статора.

· nэл=2 — Число элементарных проводников в одном эффективном.

· S’п=101.9 ммІ - Площадь поперечного сечения паза статора, остающаяся для размещения проводников обмотки.

Расчет воздушного зазора и геометрических размеров зубцовой зоны ротора.

Выбор величины воздушного зазора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
3.1.	Предварительная величина воздушного зазора дпред=ѓ(2p, h, D) Определяется по рис. 3.1 стр. 52.	дпред.	0.419.	мм.
3.2.	Величина воздушного зазора д=ѓ(дпред) Найденное ранее по графикам значение округляется до ближайшего целого из ряда 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1 и т. д.	д.	0.45.	мм.
3.3.	Внешний диаметр ротора D2=D-2ЧдЧ10−3 D2=0.153−2Ч0.45Ч10−3=0.1521 м.	D2.	0.1521.	м.
3.4.	Зубцовое деление ротора t2=рЧD2Ч103/Z2 t2=рЧ0.1521Ч103/26=18.38 мм.	t2.	18.38.	мм.

Параметры расчетов :.

· 2p=4 — Число полюсов.

· h=132 мм — Высота оси вращения двигателя.

· D=0.153 м — Внутренний диаметр магнитопровода статора.

· Z2=26 — Число пазов ротора.

Расчет внутреннего диаметра сердечника ротора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
3.5.	Коэффициент для расчета внутреннего диаметра сердечника ротора Kв=ѓ(2p, h) Определяется по таблице 3.1 стр. 53.	Kв.	0.23.
3.6.	Диаметр вала Dв=KвЧDа Dв=0.23Ч0.225=0.0518 м.	Dв.	0.0518.	м.
3.7.	Внутренний диаметр сердечника ротора Dj=Dв Dj=0.0518 м.	Dj.	0.0518.	м.

Параметры расчетов :.

· 2p=4 — Число полюсов.

· h=132 мм — Высота оси вращения двигателя.

· Dа=0.225 м — Наружный диаметр магнитопровода статора.

Расчет предварительного сечения стержня обмотки ротора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
3.8.	Плотность тока в стержнях ротора J2. пред=ѓ(IP) Для степени защиты IP44 J2. пред=2.5ч3.5А/ммІ.	J2.пред.	3.3.	А/ммІ.
3.9.	Коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания K1=0.2+0.8Чcosцн.пред K1=0.2+0.8Ч0.873=0.898	K1.	0.898.
3.10.	Коэффициент приведения тока ротора v1=2Чm1ЧW1Чkоб1/Z2 v1=2Ч3Ч102Ч0.9598/26=22.592	v1.	22.592.
3.11.	Предварительное значение номинального фазного тока ротора I2н. пред=K1Чv1ЧI1н.пред I2н. пред=0.898Ч22.592Ч21.944=445.191 А.	I2н.пред.	445.191.	А.
3.12.	Предварительное значение сечения стержня обмотки ротора qс. пред=I2н.пред/J2.пред qс. пред=445.191/3.3=134.906 А/ммІ.	qс.пред.	134.906.	А/ммІ.

Параметры расчетов :.

· IP=IP44 — Степень защиты.

· cosцн. пред=0.873 — Предварительное значение коэффициента мощности.

· m1=3 — Число фаз обмотки статора.

· W1=102 вит — Число витков в фазе статора.

· kоб1=0.9598 — Обмоточный коэффициент.

· Z2=26 — Число пазов ротора.

· I1н. пред=21.944 А — Предварительное значение фазного тока статора.

Расчет предварительного значения ширины зубца ротора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
3.13.	Предварительное значение индукции в зубцах ротора BZ (2)пред=ѓ(IP) Для степени защиты IP44 BZ (2)пред=1.7ч1.95Тл.	BZ (2)пред.	1.9.	Тл.
3.14.	Предварительное значение ширины зубца ротора bZ (2)пред=(BдЧt2)/(kcЧBZ (2)пред) bZ (2)пред=(0.8298Ч18.38)/(0.97Ч1.9)=8.3 мм.	bZ (2)пред.	8.3.	мм.

Параметры расчетов :.

· IP=IP44 — Степень защиты.

· 2p=4 — Число полюсов.

· Bд=0.8298 Тл — Расчетное значение индукции в воздушном зазоре.

· t2=18.38 мм — Зубцовое деление ротора.

· kc=0.97 — Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования.

Выбор формы паза ротора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
3.15.	Идентификатор формы паза Ид.форм.паза=ѓ(h) При высоте оси вращения h<160мм, применяются трапецеидальные (грушевидные) полузакрытые пазы (идентификатор формы паза 4).	Ид.форм.паза.

Расчет геометрических размеров зубцовой зоны ротора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
3.16.	Ширина прорези паза ротора bш (2)=ѓ(Ид.форм.паза, h) Для полузакрытого трапецеидального паза ротора (идентификатор 4) ширина прорези, в зависимости от высоты ротора, принимается 1.0мм, если h?100мм или 1.5мм еслиh=112ч132мм.	bш (2).	1.5.	мм.
3.17.	Глубина прорези паза ротора hш (2)=ѓ(Ид.форм.паза, h) Для полузакрытого трапецеидального паза ротора (идентификатор 4) глубина прорези, в зависимости от высоты ротора, принимается 0.5мм, если h?100мм или 0.75мм еслиh=112ч132мм.	hш (2).	0.75.	мм.
3.18.	Высота перемычки над пазом ротора h’ш (2)=ѓ(Ид.форм.паза) Для полузакрытого трапецеидального паза ротора (идентификатор 4) высота перемычки над пазом равна 0.	h’ш (2).		мм.
3.19.	Диаметр закругления верхней части ротора b1(2)=[рЧ (D2Ч103−2Чhш (2)-2Чh'ш (2))-Z2ЧbZ (2)пред]/(р+Z2) b1(2)=[рЧ (0.1521Ч103−2Ч0.75−2Ч0)-26Ч8.3]/(р+26)=8.8 мм.	b1(2).	8.8.	мм.
3.20.	Поверочное число правильности выбора предварительного значения плотности тока в стержне ротора Дqc=b1(2)2Ч (Z2/р+р/2)-4Чqс.пред Дqc=8.82Ч (26/р+р/2)-4Ч134.906=222.916 ммІ.	Дqc.	222.916.	ммІ.
3.21.	Диаметр закругления нижней части паза ротора b2(2)=[(b1(2)2Ч (Z2/р+р/2)-4Чqс.пред)/(Z2/р-р/2)]Ѕ b2(2)=[(8.82Ч (26/р+р/2)-4Ч134.906)/(26/р-р/2)]Ѕ=5.8 мм.	b2(2).	5.8.	мм.

Параметры расчетов :.

· Ид.форм.паза=4 — Идентификатор формы паза.

· h=132 мм — Высота оси вращения двигателя.

· D2=0.1521 м — Внешний диаметр ротора.

· Z2=26 — Число пазов ротора.

· bZ (2)пред=8.3 мм — Предварительное значение ширины зубца ротора.

· qс. пред=134.906 А/ммІ - Предварительное значение сечения стержня обмотки ротора.

Проверка правильности расчета геометрических размеров зубцовой зоны ротора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
3.22.	Расстояние между центрами верхней и нижней окружностей паза ротора h1(2)=(b1(2)-b2(2))ЧZ2/(2Чр) h1(2)=(8.8−5.8)Ч26/(2Чр)=12.4 мм.	h1(2).	12.4.	мм.
3.23.	Высота паза ротора hп (2)=h1(2)+0.5Чb1(2)+0.5Чb2(2)+hш (2)+h'ш (2) hп (2)=12.4+0.5Ч8.8+0.5Ч5.8+0.75+0=20.5 мм.	hп (2).	20.5.	мм.
3.24.	Площадь сечения стержня ротора qс=р/8Ч (b1(2)2+b2(2)2)+0.5Ч (b1(2)+b2(2))Чh1(2) qс=р/8Ч (8.82+5.82)+0.5Ч (8.8+5.8)Ч12.4=134.1 ммІ.	qс.	134.1.	ммІ.
3.25.	Первое проверочное число параллельности граней зубцов ротора b’Z (2)=рЧ (D2Ч103−2Ч (hш (2)+h'ш (2))-b1(2))/Z2-b1(2) b’Z (2)=рЧ (0.1521Ч103−2Ч (0.75+0)-8.8)/26−8.8=8.3 мм.	b’Z (2).	8.3.	мм.
3.26.	Второе проверочное число параллельности граней зубцов ротора b''Z (2)=рЧ (D2Ч103−2Чhп (2)+b2(2))/Z2-b2(2) b''Z (2)=рЧ (0.1521Ч103−2Ч20.5+5.8)/26−5.8=8.3 мм.	b''Z (2).	8.3.	мм.
3.27.	Отклонение от параллельности граней ДbZ (2)=\|b'Z (2)-b''Z (2)\| ДbZ (2)=\|8.3−8.3\|=0 мм.	ДbZ (2).		мм.

Параметры расчетов :.

· b1(2)=8.8 мм — Диаметр закругления верхней части ротора.

· b2(2)=5.8 мм — Диаметр закругления нижней части паза ротора.

· Z2=26 — Число пазов ротора.

· hш (2)=0.75 мм — Глубина прорези паза ротора.

· h’ш (2)=0 мм — Высота перемычки над пазом ротора.

· D2=0.1521 м — Внешний диаметр ротора.

Геометрические размеры зубцовой зоны ротора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
3.28.	Ширина зубца ротора bZ (2)=0.5Ч (b'Z (2)+b''Z (2)) bZ (2)=0.5Ч (8.3+8.3)=8.3 мм.	bZ (2).	8.3.	мм.
3.29.	Расчетная высота зубца ротора hZ (2)=hп (2)-0.1Чb2(2) hZ (2)=20.5−0.1Ч5.8=19.9 мм.	hZ (2).	19.9.	мм.
3.30.	Расчетное значение индукции в зубцах ротора BZ (2)=(BдЧt2)/(kcЧbZ (2)) BZ (2)=(0.8298Ч18.38)/(0.97Ч8.3)=1.89 Тл.	BZ (2).	1.89.	Тл.
3.31.	Проверочное число величины расчетного значения индукции в зубцах ротора ДBZ (2)=2.1-BZ (2) ДBZ (2)=2.1−1.89=0.21 Тл.	ДBZ (2).	0.21.	Тл.

Параметры расчетов :.

· b’Z (2)=8.3 мм — Первое проверочное число параллельности граней зубцов ротора.

· b''Z (2)=8.3 мм — Второе проверочное число параллельности граней зубцов ротора.

· hп (2)=20.5 мм — Высота паза ротора.

· b2(2)=5.8 мм — Диаметр закругления нижней части паза ротора.

· Bд=0.8298 Тл — Расчетное значение индукции в воздушном зазоре.

· t2=18.38 мм — Зубцовое деление ротора.

· kc=0.97 — Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования.

Расчет ярма ротора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
3.32.	Максимальная индукция в ярме короткозамкнутого ротора Bj max=ѓ(IP, 2p) Определяется по таблице 2.5 стр. 41.	Bj max.	1.4.	Тл.
3.33.	Условная высота ярма ротора ДD=0.75Ч (D2/2-hп (2)Ч10−3) ДD=0.75Ч (0.1521/2−20.5Ч10−3)=0.0417 м.	ДD.	0.0417.	м.
3.34.	Расчетная высота ярма ротора h’j=(2+p)/(3.2Чp)Ч (D2Ч103/2-hп (2)) h’j=(2+2)/(3.2Ч2)Ч (0.1521Ч103/2−20.5)=34.7 мм Вид формулы соответствует условию 2p=2 или 2p=4 и Dj>ДD (0.0518>0.0417).	h’j.	34.7.	мм.
3.35.	Индукция в ярме ротора Bj=Ц/(2ЧkcЧh'jЧ10−3Чlд) Bj=0.9 839/(2Ч0.97Ч34.7Ч10−3Ч0.155)=0.943 Тл.	Bj.	0.943.	Тл.
3.36.	Отклонение индукции в ярме ротора ДBj=Bj max-Bj ДBj=1.4−0.943=0.457 Тл.	ДBj.	0.457.	Тл.
3.37.	Плотность тока в стержне ротора J2=I2н.пред/qс J2=445.191/134.1=3.32 А/ммІ.	J2.	3.32.	А/ммІ.
3.38.	Отклонение плотности тока в стержне ротора ДJ2=3.5-J2 ДJ2=3.5−3.32=0.18 А/ммІ Вид формулы зависит от степени защиты двигателя (IP=IP44).	ДJ2.	0.18.	А/ммІ.

Параметры расчетов :.

· IP=IP44 — Степень защиты.

· 2p=4 — Число полюсов.

· D2=0.1521 м — Внешний диаметр ротора.

· hп (2)=20.5 мм — Высота паза ротора.

· p=2 — Число пар полюсов.

· Ц=0.9 839 Вб — Расчетное значение магнитного потока.

· kc=0.97 — Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования.

· lд=0.155 м — Расчетная длина воздушного зазора.

· I2н. пред=445.191 А — Предварительное значение номинального фазного тока ротора.

· qс=134.1 ммІ - Площадь сечения стержня ротора.

Расчет геометрических размеров замыкающих колец.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
3.39.	Плотность тока в замыкающих кольцах короткозамкнутого ротора Jкл=0.85ЧJ2 Jкл=0.85Ч3.32=2.822 А/ммІ.	Jкл.	2.822.	А/ммІ.
3.40.	Отношение тока в стержне к току в замыкающем кольце Д=2Чsin (pЧр/Z2) Д=2Чsin (2Чр/26)=0.479 рад.	Д.	0.479.	рад.
3.41.	Ток в замыкающем кольце Iкл=I2н.пред/Д Iкл=445.191/0.479=929.418 А.	Iкл.	929.418.	А.
3.42.	Площадь поперечного сечения замыкающего кольца qкл=Iкл/Jкл qкл=929.418/2.822=329.35 ммІ.	qкл.	329.35.	ммІ.
3.43.	Высота сечения замыкающего кольца hкл=1.25Чhп (2) hкл=1.25Ч20.5=25.625 мм.	hкл.	25.625.	мм.
3.44.	Ширина замыкающего кольца bкл=qкл/hкл bкл=329.35/25.625=12.9 мм.	bкл.	12.9.	мм.
3.45.	Средний диаметр замыкающего кольца Dкл.ср.=D2-hклЧ10−3 Dкл.ср.=0.1521−25.625Ч10−3=0.1265 м.	Dкл.ср.	0.1265.	м.

Параметры расчетов :.

· J2=3.32 А/ммІ — Плотность тока в стержне ротора.

· p=2 — Число пар полюсов.

· Z2=26 — Число пазов ротора.

· I2н. пред=445.191 А — Предварительное значение номинального фазного тока ротора.

· hп (2)=20.5 мм — Высота паза ротора.

· D2=0.1521 м — Внешний диаметр ротора.

Выбор количества и размеров вентиляционных лопаток.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
3.46.	Количество вентиляционных лопаток ротора Nв.л.=ѓ(h, 2p) Определяется по таблице 3.3 стр. 64.	Nв.л.		ед.
3.47.	Длина вентиляционной лопатки ротора lв.л.=ѓ(h, 2p) Определяется по таблице 3.3 стр. 64.	lв.л.		мм.
3.48.	Ширина конца вентиляционной лопатки ротора hв.л.=ѓ(h, 2p) Определяется по таблице 3.3 стр. 64.	hв.л.		мм.
3.49.	Толщина конца вентиляционной лопатки ротора bв.л.=ѓ(h) Толщина конца вентиляционной лопатки лежит в пределах bв.л.=2ч5мм.	bв.л.		мм.

Параметры расчетов :.

· h=132 мм — Высота оси вращения двигателя.

· 2p=4 — Число полюсов.

Расчет магнитной цепи.

Расчетная схема магнитной цепи.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
4.1.	Марка электротехнической стали МаркаСтали=ѓ(h).	МаркаСтали.
4.2.	Условная величина ширины шлица (прорези) паза ротора b’ш (2)=ѓ(Ид.форм.паза) Вид формулы зависит от идентификатора формы паза (4).	b’ш (2).	1.5.	мм.
4.3.	Вспомогательный коэффициент расчета МДС воздушного зазора г1=(bш (1)/д)2/(5+(bш (1)/д)) г1=(3.5/0.45)2/(5+(3.5/0.45))=4.7343	г1.	4.7343.
4.4.	Вспомогательный коэффициент расчета МДС воздушного зазора г2=(b'ш (2)/д)2/(5+(b'ш (2)/д)) г2=(1.5/0.45)2/(5+(1.5/0.45))=1.3333	г2.	1.3333.
4.5.	Вспомогательный коэффициент расчета МДС воздушного зазора kд1=t1/(t1-г1ЧдЧ10−3) kд1=0.1 335/(0.1 335−4.7343Ч0.45Ч10−3)=1.1899	kд1.	1.1899.
4.6.	Вспомогательный коэффициент расчета МДС воздушного зазора kд2=t1/(t1-г2ЧдЧ10−3) kд2=0.1 335/(0.1 335−1.3333Ч0.45Ч10−3)=1.0471	kд2.	1.0471.
4.7.	Коэффициент МДС воздушного зазора kд=kд1Чkд2 kд=1.1899Ч1.0471=1.2459	kд.	1.2459.
4.8.	Магнитное напряжение (МДС)воздушного зазора Fд=2/(м0)ЧBдЧдЧ10−3Чkд Fд=2/(1.256Ч10−6)Ч0.8298Ч0.45Ч10−3Ч1.2459=740.815 А.	Fд.	740.815.	А.
4.9.	Ширина паза статора в средней части (на половине высоты) bп (1)=0.5Ч (b1(1)+b2(1)) bп (1)=0.5Ч (7.8+10.1)=9 мм.	bп (1).		мм.
4.10.	Вспомогательный коэффициент расчета магнитной цепи kп (1)=bп (1)/(kcЧbZ (1)) kп (1)=9/(0.97Ч6)=1.546	kп (1).	1.546.
4.11.	Расчетное значение индукции в зубце статора B’Z (1)=(BдЧt1)/(kcЧbZ (1)Ч10−3) B’Z (1)=(0.8298Ч0.1 335)/(0.97Ч6Ч10−3)=1.9 Тл.	B’Z (1).	1.9.	Тл.

Параметры расчетов :.

· h=132 мм — Высота оси вращения двигателя.

· Ид.форм.паза=4 — Идентификатор формы паза.

· bш (1)=3.5 мм — Значение ширины шлица паза статора.

· д=0.45 мм — Величина воздушного зазора.

· t1=0.1 335 м — Значение зубцового деления статора.

· м0=1.256Ч10−6 Гн/м — Магнитная проницаемость воздуха.

· Bд=0.8298 Тл — Расчетное значение индукции в воздушном зазоре.

· b1(1)=7.8 мм — Ширина паза статора в штампе, соответствующая углу в=45°.

· b2(1)=10.1 мм — Ширина паза статора в штампе.

· kc=0.97 — Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования.

· bZ (1)=6 мм — Ширина зубца статора.

Расчет действительного значения индукции в зубце статора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
4.12.	Предполагаемое действительное значение индукции в зубце статора BпрZ (1)=ѓ(МаркаСтали, B'Z (1)).	BпрZ (1).	1.9.	Тл.
4.13.	Напряженность магнитного поля HZ (1)=ѓ(МаркаСтали, BпрZ (1)) Определяется по таблице 4.2 стр. 73.	HZ (1).		А/м.
4.14.	Действительное значение индукции в зубце статора BZ (1)=B'Z (1)-м0ЧHZ (1)Чkп (1) BZ (1)=1.9−1.256Ч10−6Ч2070Ч1.546=1.896 Тл.	BZ (1).	1.896.	Тл.
4.15.	Отклонение действительного значения индукции в зубце статора от предполагаемого ДBZ (1)=\|BпрZ (1)-BZ (1)\| ДBZ (1)=\|1.9−1.896\|=0.004 Тл.	ДBZ (1).	0.004.	Тл.

Параметры расчетов :.

· МаркаСтали=2013 — Марка электротехнической стали.

· B’Z (1)=1.9 Тл — Расчетное значение индукции в зубце статора.

· м0=1.256Ч10−6 Гн/м — Магнитная проницаемость воздуха.

· kп (1)=1.546 — Вспомогательный коэффициент расчета магнитной цепи.

Окончательный вариант расчета.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
4.16.	Магнитное напряжение (МДС) зубцовой зоны статора FZ (1)=2ЧhZ (1)Ч10−3ЧHZ (1) FZ (1)=2Ч15.7Ч10−3Ч2070=64.998 А.	FZ (1).	64.998.	А.
4.17.	Вспомогательный коэффициент расчета магнитной цепи в верхнем сечении зубца ротора kп (2)в=b1(2)/(kcЧb'Z (2)) kп (2)в=8.8/(0.97Ч8.3)=1.093	kп (2)в.	1.093.
4.18.	Вспомогательный коэффициент расчета магнитной цепи в нижнем сечении зубца ротора kп (2)н=b2(2)/(kcЧb''Z (2)) kп (2)н=5.8/(0.97Ч8.3)=0.72	kп (2)н.	0.72.
4.19.	Ширина средней части паза ротора bп (2)=0.5Ч (b1(2)+b2(2)) bп (2)=0.5Ч (8.8+5.8)=7.3 мм.	bп (2).	7.3.	мм.
4.20.	Вспомогательный коэффициент расчета магнитной цепи в среднем сечении зубца ротора kп (2)ср=bп (2)/(kcЧbZ (2)) kп (2)ср=7.3/(0.97Ч8.3)=0.907	kп (2)ср	0.907.
4.21.	Расчетное значение индукции в верхнем сечении зубца ротора B’Z (2)в=BдЧt2/(kcЧb'Z (2)) B’Z (2)в=0.8298Ч18.38/(0.97Ч8.3)=1.89 Тл.	B’Z (2)в.	1.89.	Тл.
4.22.	Расчетное значение индукции в нижнем сечении зубца ротора B’Z (2)н=BдЧt2/(kcЧb''Z (2)) B’Z (2)н=0.8298Ч18.38/(0.97Ч8.3)=1.89 Тл.	B’Z (2)н.	1.89.	Тл.
4.23.	Расчетное значение индукции в среднем сечении зубца ротора B’Z (2)ср=BдЧt2/(kcЧbZ (2)) B’Z (2)ср=0.8298Ч18.38/(0.97Ч8.3)=1.89 Тл.	B’Z (2)ср	1.89.	Тл.

Параметры расчетов :.

· hZ (1)=15.7 мм — Высота зубца статора.

· HZ (1)=2070 А/м — Напряженность магнитного поля.

· b1(2)=8.8 мм — Диаметр закругления верхней части ротора.

· kc=0.97 — Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования.

· b’Z (2)=8.3 мм — Первое проверочное число параллельности граней зубцов ротора.

· b2(2)=5.8 мм — Диаметр закругления нижней части паза ротора.

· b''Z (2)=8.3 мм — Второе проверочное число параллельности граней зубцов ротора.

· bZ (2)=8.3 мм — Ширина зубца ротора.

· Bд=0.8298 Тл — Расчетное значение индукции в воздушном зазоре.

· t2=18.38 мм — Зубцовое деление ротора.

Прогноз предполагаемых действительных значений индукций в зубце ротора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
4.24.	Предполагаемое действительное значение индукции в верхнем сечении зубца статора BпрZ (2)в=ѓ(МаркаСтали, B'Z (2)в).	BпрZ (2)в.	1.89.	Тл.
4.25.	Напряженность магнитного поля в верхнем сечении зубца статора HZ (2)в=ѓ(МаркаСтали, BпрZ (2)в) Определяется по таблице 4.2 стр. 73.	HZ (2)в.		А/м.
4.26.	Действительное значение индукции в верхнем сечении зубца статора BZ (2)в=B'Z (2)в-м0Чkп (2)вЧHZ (2)в BZ (2)в=1.89−1.256Ч10−6Ч1.093Ч2010=1.887 Тл.	BZ (2)в.	1.887.	Тл.
4.27.	Отклонение действительного значения индукции в верхнем сечении зубца статора от предполагаемого ДBZ (2)в=\|BпрZ (2)в-BZ (2)в\| ДBZ (2)в=\|1.89−1.887\|=0.003 Тл.	ДBZ (2)в.	0.003.	Тл.
4.28.	Предполагаемое действительное значение индукции в нижнем сечении зубца статора BпрZ (2)н=ѓ(МаркаСтали, B'Z (2)н).	BпрZ (2)н.	1.89.	Тл.
4.29.	Напряженность магнитного поля в нижнем сечении зубца статора HZ (2)н=ѓ(МаркаСтали, BпрZ (2)н) Определяется по таблице 4.2 стр. 73.	HZ (2)н.		А/м.
4.30.	Действительное значение индукции в нижнем сечении зубца статора BZ (2)н=B'Z (2)н-м0Чkп (2)нЧHZ (2)н BZ (2)н=1.89−1.256Ч10−6Ч0.72Ч2010=1.888 Тл.	BZ (2)н.	1.888.	Тл.
4.31.	Отклонение действительного значения индукции в нижнем сечении зубца статора от предполагаемого ДBZ (2)н=\|BпрZ (2)н-BZ (2)н\| ДBZ (2)н=\|1.89−1.888\|=0.002 Тл.	ДBZ (2)н.	0.002.	Тл.
4.32.	Предполагаемое действительное значение индукции в среднем сечении зубца статора BпрZ (2)ср=ѓ(МаркаСтали, B'Z (2)в).	BпрZ (2)ср	1.89.	Тл.
4.33.	Напряженность магнитного поля в среднем сечении зубца статора HZ (2)ср=ѓ(МаркаСтали, BпрZ (2)ср) Определяется по таблице 4.2 стр. 73.	HZ (2)ср		А/м.
4.34.	Действительное значение индукции в среднем сечении зубца статора BZ (2)ср=B'Z (2)ср-м0Чkп (2)срЧHZ (2)ср BZ (2)ср=1.89−1.256Ч10−6Ч0.907Ч2010=1.888 Тл.	BZ (2)ср	1.888.	Тл.
4.35.	Отклонение действительного значения индукции в среднем сечении зубца статора от предполагаемого ДBZ (2)ср=\|BпрZ (2)ср-BZ (2)ср\| ДBZ (2)ср=\|1.89−1.888\|=0.002 Тл.	ДBZ (2)ср	0.002.	Тл.

Параметры расчетов :.

· МаркаСтали=2013 — Марка электротехнической стали.

· B’Z (2)в=1.89 Тл — Расчетное значение индукции в верхнем сечении зубца ротора.

· м0=1.256Ч10−6 Гн/м — Магнитная проницаемость воздуха.

· kп (2)в=1.093 — Вспомогательный коэффициент расчета магнитной цепи в верхнем сечении зубца ротора.

· B’Z (2)н=1.89 Тл — Расчетное значение индукции в нижнем сечении зубца ротора.

· kп (2)н=0.72 — Вспомогательный коэффициент расчета магнитной цепи в нижнем сечении зубца ротора.

· B’Z (2)ср=1.89 Тл — Расчетное значение индукции в среднем сечении зубца ротора.

· kп (2)ср=0.907 — Вспомогательный коэффициент расчета магнитной цепи в среднем сечении зубца ротора.

Окончательный вариант расчета.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
4.36.	Расчетная напряженность магнитного поля в зубцах ротора HZ (2)=(HZ (2)в+4ЧHZ (2)ср+HZ (2)н)/6 HZ (2)=(2010+4Ч2010+2010)/6=2010 А/м.	HZ (2).		А/м.
4.37.	Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора FZ (2)=2ЧhZ (2)Ч10−3ЧHZ (2) FZ (2)=2Ч19.9Ч10−3Ч2010=79.998 А.	FZ (2).	79.998.	А.
4.38.	Коэффициент насыщения зубцовой зоны асинхронного двигателя kZ=1+(FZ (1)+FZ (2))/Fд kZ=1+(64.998+79.998)/740.815=1.2 Данный коэффициент позволяет предварительно оценить правильность выбранных размерных соотношений и обмоточных данных рассчитываемого двигателя.	kZ.	1.2.
4.39.	Высота ярма статора ha=0.5Ч (Dа-D)-hп (1)Ч10−3 ha=0.5Ч (0.225−0.153)-15.7Ч10−3=0.0203 м.	ha.	0.0203.	м.
4.40.	Длина средней магнитной силовой линии в ярме статора La=рЧ (Dа-ha)/(2p) La=рЧ (0.225−0.0203)/(4)=0.161 м.	La.	0.161.	м.
4.41.	Индукция в ярме статора Ba=Ц/(kcЧ2ЧhaЧlд) Ba=0.9 839/(0.97Ч2Ч0.0203Ч0.155)=1.61 Тл.	Ba.	1.61.	Тл.

Параметры расчетов :.

· HZ (2)в=2010 А/м — Напряженность магнитного поля в верхнем сечении зубца статора.

· HZ (2)ср=2010 А/м — Напряженность магнитного поля в среднем сечении зубца статора.

· HZ (2)н=2010 А/м — Напряженность магнитного поля в нижнем сечении зубца статора.

· hZ (2)=19.9 мм — Расчетная высота зубца ротора.

· FZ (1)=64.998 А — Магнитное напряжение (МДС) зубцовой зоны статора.

· Fд=740.815 А — Магнитное напряжение (МДС)воздушного зазора.

· Dа=0.225 м — Наружный диаметр магнитопровода статора.

· D=0.153 м — Внутренний диаметр магнитопровода статора.

· hп (1)=15.7 мм — Высота паза статора в штампе.

· 2p=4 — Число полюсов.

· Ц=0.9 839 Вб — Расчетное значение магнитного потока.

· kc=0.97 — Коэффициент заполнения пакета сталью при толщине листа 0.5мм и изоляции путем оксидирования.

· lд=0.155 м — Расчетная длина воздушного зазора.

Расчет магнитной цепи ярма статора.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
4.42.	Напряженность магнитного поля в ярме статора Ha=ѓ(МаркаСтали, Ba) Определяется по таблице 4.4 стр. 81.	Ha.		А/м.
4.43.	Магнитное напряжение (МДС) ярма статора Fa=LaЧHa Fa=0.161Ч788=126.868 А.	Fa.	126.868.	А.
4.44.	Геометрическая высота ярма ротора hj=0.5Ч (D2-Dj)-hп (2)Ч10−3 hj=0.5Ч (0.1521−0.0518)-20.5Ч10−3=0.0297 м.	hj.	0.0297.	м.
4.45.	Длина средней магнитной силовой линии в ярме ротора Lj=рЧ (Dj+hj)/(2p) Lj=рЧ (0.0518+0.0297)/(4)=0.064 м Вид формулы зависит от значения параметра 2p.	Lj.	0.064.	м.

Параметры расчетов :.

· МаркаСтали=2013 — Марка электротехнической стали.

· Ba=1.61 Тл — Индукция в ярме статора.

· La=0.161 м — Длина средней магнитной силовой линии в ярме статора.

· D2=0.1521 м — Внешний диаметр ротора.

· Dj=0.0518 м — Внутренний диаметр сердечника ротора.

· hп (2)=20.5 мм — Высота паза ротора.

· 2p=4 — Число полюсов.

Определение напряженности магнитного поля в ярме ротора и расчет намагничивающего тока.


№ п/п.	Наименование расчетных величин, формулы и пояснения.	Обозначение.	Величина.	Размерность.
4.46.	Напряженность магнитного поля в ярме ротора Hj=ѓ(МаркаСтали, Bj) Определяется по таблице 4.4 стр. 81.	Hj.		А/м.
4.47.	Магнитное напряжение (МДС) ярма ротора Fj=LjЧHj Fj=0.064Ч154=9.856 А.	Fj.	9.856.	А.
4.48.	Суммарное магнитное напряжение (МДС) магнитной цепи АД на одну пару полюсов Fu=Fд+FZ (1)+FZ (2)+Fa+Fj Fu=740.815+64.998+79.998+126.868+9.856=1022.535 А.	Fu.	1022.535.	А.
4.49.	Коэффициент насыщения магнитной цепи kм=Fu/Fд kм=1022.535/740.815=1.38 Для рационально спроектированных асинхронных двигателей 1.3?kм?1.5.	kм.	1.38.
4.50.	Намагничивающий ток (реактивная составляющая тока ХХ АД) Iм=(pЧFu)/(0.9Чm1ЧW1Чkоб1) Iм=(2Ч1022.535)/(0.9Ч3Ч102Ч0.9598)=7.737 А.	Iм.	7.737.	А.
4.51.	Намагничивающий ток в относительных единицах Iм=Iм/I1н.пред Iм=7.737/21.944=0.353 о.е. Для 2p=4 рациональное значение Iм*=0.25ч0.30.	Iм*.	0.353.	о.е.

Параметры расчетов :.

· МаркаСтали=2013 — Марка электротехнической стали.

· Bj=0.943 Тл — Индукция в ярме ротора.

· Lj=0.064 м — Длина средней магнитной силовой линии в ярме ротора.

· Fд=740.815 А — Магнитное напряжение (МДС)воздушного зазора.

· FZ (1)=64.998 А — Магнитное напряжение (МДС) зубцовой зоны статора.

· FZ (2)=79.998 А — Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора.

· Fa=126.868 А — Магнитное напряжение (МДС) ярма статора.

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой