Сердечник полюса и полюсный наконечник

2.5 Сердечник полюса и полюсный наконечник

Марка стали 2013 У8А, толщина листов 0,5 мм, листы без изоляции, коэффициент заполнения к_с=0,97

Длина шихтованного сердечника полюса (11.19)

ℓ_п=ℓ₁+(10..15)=160+10=170 мм.

Суммарная длина пакетов с широкими полюсными наконечниками

Количество пакетов сердечника полюса соответственно с широкими, узкими и крайними полюсными наконечниками

Магнитная индукция в основании сердечника полюса (§ 11.3)

В'_п=1,45 Тл.

Предварительное значение магнитного потока (9.14)

Ф'=В'_бD₁ℓ'₁10^-6/р=0,77∙286∙160∙10^-6/2=17,6∙10^-3 Вб.

Ширина дуги полюсного наконечника (11.25)

b_н.п=ατ=,0.77∙224,5=173 мм

Ширина полюсного наконечника (11.28)

b'_н.п=2R_н.пsin(0.5b_н.п/R_н.п)= 2∙142∙sin(0,5∙173/142)=162,49 мм.

Высота полюсного наконечника (§ 11.3)

h'_н.п=3 мм.

Высота полюсного наконечника по оси полюса для машин с эксцентричным зазором (11.29)

Поправочный коэффициент (11.24)

к_σ=1,25h_н.п+25=1,25*28+25=60

Предварительное значение коэффициента магнитного рассеяния полюсов (11.22)

σ'=1+к_σ35б/τ²=1+60∙35*1/224,5=1,04

Ширина сердечника полюса (11.21)

b_п=σ'Ф'∙10⁶/(к_сℓ_пВ'_п)=1,04∙17,6∙10^-3∙10⁶/(0,97∙170∙1,45)=78 мм.

Высота выступа у основания сердечника (11.32)

h'_п=0.5D₁-( h_н.п+ б +h_B+0.5b_п)=0,5*286-(28+1+12+0,5*78)=63 мм.

Предварительный внутренний диаметр сердечника ротора (11.33)

D'₂=d_в=к_в мм.

Высота спинки ротора (11.34)

h_с2=0,5D₁-б-h'_п-0,5D'₂=0,5∙286-1-63-28-0,5∙72=13 мм.

Расчетная высота спинки ротора с учетом прохождения части магнитного потока по валу (11.35)

h'_с2=h_с2+0,5D'₂=13+0,5∙72=49 мм.

Магнитная индукция в спинке ротора (11.36)

В_с2= Тл.

3. Обмотка статора

Принимаем двухслойную петлевую обмотку из провода ПЭТ-155, класс нагревостойкости F, укладываемую в трапецеидальные полузакрытые пазы.

Коэффициент распределения (9.9)

к_р1=;

где α=60/q_1.

Укорочение шага (§ 9.3)

β'₁=0,8

Шаг обмотки (9.11)

у_п1=β₁z₁/(2p)=0,8∙42/(2∙2)=8,4;

Принимаем у_п1=8.

Укорочение шага обмотки статора по пазам (11.37)

β₁=2ру_п1/z₁=2∙3∙8/42=0,762.

Коэффициент укорочения (9.12)

к_у1=sin(β₁∙90˚)=sin(0,762∙90)=0,93.

Обмоточный коэффициент (9.13)

к_об1=к_р1∙к_у1=0,961∙0,93=0,91.

Предварительное количество витков в обмотке фазы (9.15)

w'₁=.

Количество параллельных ветвей обмотки статора (§ 9.3)

а₁=1

Предварительное количество эффективных проводников в пазу (9.16)

N'_п1=;

Принимаем N'_п1=10.

Уточненное количество витков (9.17)

.

Количество эффективных проводников в пазу (§ 11.4)

N_д=2

Количество параллельных ветвей фазы дополнительной обмотки

а_д=2.

Количество витков дополнительной обмотки статора (11.38)

.

Уточненное значение магнитного потока (9.18)

Ф=Ф'(w'₁/w₁)= 17,6∙10^-3 (69,7/70)= 17,5∙10^-3 Вб.

Уточненное значение индукции в воздушном зазоре (9.19)

В_б=В'_б(w'₁/w₁)=0,77∙(69,7/70)=0,767Тл.

Предварительное значение номинального фазного тока (9.20)

 А.

Уточненная линейная нагрузка статора (9.21)

.

Среднее значение магнитной индукции в спинке статора (9.13)

В_с1=1,6 Тл.

Обмотка статора с трапецеидальными полуоткрытыми пазами (таблица 9.16)

В'_з1max=1,9∙0,95=1,8 Тл.

Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора (9.22)

t₁=πD₁/z₁=3.14∙286/42=21,4 мм.

Предельная ширина зубца в наиболее узком месте (9.47)

b'_з1min= мм.

Предварительная ширина полуоткрытого паза в штампе (9.48)

b'_п1=t_1min-b'_з1min=23.37-10.56=12.8 мм.

Высота спинки статора (9.24)

h_c1= мм.

Высота паза (9.25)

h_n1=(D_н1-D₁)/2-h_c1=(406-286)/2-35=25 мм.

Высота шлица (§ 9.4)

h_ш=0,5 мм.

Большая ширина паза

.

Меньшая ширина паза

Проверка правильности определения ширины паза

Площадь поперечного сечения паза в штампе

Площадь поперечного сечения паза в свету

Площадь поперечного сечения корпусной изоляции

Площадь поперечного сечения прокладок между верхними нижними катушками в пазу

Площадь поперечного сечения паза

Площадь поперечного сечения паза для размещения основной обмотки

Количество элементарных проводов в эффективном (§ 9.4)

с=6

Размеры провода (приложение 1)

d / d’=1,4/1.485;

S=1,539 мм².

Коэффициент заполнения паза

Среднее зубцовое деление статора (9.40)

t_ср1=π(D₁+h_п1)/z₁=3,14(286+25)/42=23,3

Средняя ширина катушки обмотки статора (9.41)

b_ср1=t_ср1у_п1=23,3∙8=186,4.

Средняя длина одной лобовой части обмотки (9.60)

ℓ_л1=(1,16+0,14*р)b_ср1+15=(1,16+0,14*2)*186,4+15=284 мм.

Средняя длина витка обмотки (9.43)

ℓ_ср1=2(ℓ₁+ℓ_л1)=2(284+160)=890 мм.

Длина вылета лобовой части обмотки (9.63)

ℓ_в1=(0,12+0,15р)b_ср1+10=(0,12+0,15*2)186,4+10=88 мм.

Плотность тока в обмотке статора (9.39)

J₁=I₁/(S∙c∙a₁)=54.1/(6*1,5539)=5,86 А/мм².

Определяем значение А₁J₁ (§11.4)

А₁J₁=253∙5,86=1483 А²/см∙мм².

Допустимое значение А₁J₁ (рисунок 11.12)

(А₁J₁)доп=2150 > 1483 А²/см∙мм².

4. Расчет магнитной цепи

4.1 Воздушный зазор

Расчетная площадь поперечного сечения воздушного зазора (11.60)

S_б=α'τ(ℓ'₁+2б)=0,66∙224,5(160+2∙1)=24000 мм².

Уточненное значение магнитной индукции в воздушном зазоре (11.61)

В_б=Ф∙10⁶/S_б=17,5∙10³/24000=0,73Тл.

Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного зазора, вследствие зубчатого строения статора

к_б1=.

МДС для воздушного зазора (9.121)

F_б=0,8бк_бВ_б∙10³=0,8∙1∙1,16∙0,73∙10³=679. А.