63468 (Модернизация блока управления аппарата искусственной вентиляции легких "Спирон–201"), страница 9

(2.5.8.)

где λ=0,8÷0,85

8. Обмоточный коэффициент обмотки статора

(2.5.9.)

где:

– коэффициент распределения обмотки

– коэффициент сокращения шага обмотки

1. Выбор отношения потребляемой мощности управляющей обмоткой из сети Р_з [Вт] к потребляемой мощности главной обмотки Р₁:

(2.5.10.)

примем

1. Выбор индукции в воздушном зазоре и линейной нагрузки статора для управляющей обмотки.

(2.5.11)

где: – амплитуда индукции в воздушном зазоре, создаваемая магнитодвижущей силой управляющей обмотки статора, Тл.

- действительная линейная нагрузка статора для управляющей обмотки, а/см.

1. Амплитуды полезных магнитных потоков в воздушном зазоре, создаваемые магнитодвижущей силой главной и управляющей обмоток статора

Вб (2.5.12)

Вб (2.5.13)

1. Число витков главной и управляющей обмоток статора.

(2.5.14)

где: В (2.5.15)

(2.5.16)

В (2.5.17)

13. Число проводников в пазах статора

; (2.5.18)

14. Предварительные значения потребляемых токов главной и управляющей обмоток статора при номинальной нагрузке двигателя.

А (2.5.19)

А (2.5.20)

15. Сечение и диаметр проводов обмоток статора

мм² (2.5.21)

- плотность тока = 35 а/мм²

мм²

По ГОСТ 2773–51 = 0,066 мм²

марка провода ПЭЛ

мм²; марка провода ПЭЛ

16. Площадь сечения паза статора.

мм² (2.5.22)

где =0,320,44 – коэффициент заполнения паза статора изолированным проводом.

17. Размеры пазов и зубцов статора.

Примем полузакрытые пазы трапециидальной формы с одинаковой толщиной зубца по высоте.

Минимальная допустимая толщина зубца статора:

мм. (2.5.23)

где – максимальная индукция в зубцах статора, может допускаться до 1,2 Тл.

t₁ – зубцовой шаг по окружности расточки статора

мм. (2.5.24)

Прорезь паза статора

* мм. (2.5.25)

мм; мм;

18. Площадь, занимаемая пазовой изоляцией.

мм² (2.5.26)

где – 0,30,5 мм – толщина пазовой изоляции из лакоткани МИС – 0,1 мм (ГОСТ 2214–46) и электрокартона ЭВ – 0,25 мм (ГОСТ 2824–56).

П – периметр паза, П=44 мм.

Площадь, занимаемая клином

мм²

Проверка технологического коэффициента заполнения части паза статора, занимаемой изолированным проводом.

, что вполне допустимо. (2.5.27)

19. Средняя длина проводника обмотки статора

мм (2.5.28)

для обмотки с сокращенным статором k=1,5.

20. Активные сопротивления главной и вспомогательной обмоток статора при 20^оС

ом (2.5.29)

ом. (2.5.30)

21. Активное сопротивление этих обмоток в нагретом состоянии при ^oC

ом; (2.5.31)

ом. (2.5.32)

где – температура нагрева обмотки статора, ^оС (2.5.33)

температура окружающей среды, ^оС

– превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды, ^оС.

ом. (2.5.34)

22. Удельная магнитная проводимость для потоков рассеяния обмотки статора:

а) для пазового потока рассеяния

Гн/см.

где 0 мм (2.5.35)

мм; 0 мм (2.5.36)

(2.5.37)

б) для потоков рассеяния вокруг лобовых частей обмотки статора

Гн/см. (2.5.38)

где мм. (2.5.39)

в) удельная магнитная проводимость для потоков рассеяния между вершинами зубцов статора

Гн/см (2.5.40)

Полная удельная магнитная проводимость для потоков рассеяния обмотки статора

Гн/см (2.5.41)

23. Индуктивное сопротивление цепи намагничивания, приведенное к числу витков главной обмотки статора

ом (2.5.42)

где - коэффициент воздушного зазора

– коэффициент насыщения магнитной цепи двигателя

– длина одностороннего воздушного зазора между расточкой статора и ротором.

Обмотки ротора

24. Диаметр ротора

мм (2.5.43)

Материал – листовая электротехническая сталь марки Э44 толщиной 0,35 мм (ГОСТ 802–58).

25. Число пазов ротора с беличьей клеткой.

При выборе числа пазов ротора необходимо соблюдать следующие условия:

а) для уменьшения влияния тормозящих асинхронных моментов от зубцовых гармоник при вращении ротора.

б) для снижения влияния синхронных моментов от высших гармоник при пуске двигателя

, где g=1, 2, 3…

в) во избежание тормозящих синхронных моментов от высших гармоник при вращении ротора

г) для уменьшения одностороннего притяжения ротора к расточке статора и радиальных вибрационных сил

В итоге принимаем Z₂=14.

26. Токи стержня и короткозамыкающих колец ротора

А (2.5.44.)

где k=0,30,6; m₁=1.

А. (2.5.45.)

27. Сопротивление беличьей клетки ротора.

Активное сопротивление ротора, приведенное к главной обмотке статора, при рабочей температуре двигателе должно быть ; примем ом (при ом).

Материал для стержней – никелин, электропроводность м/оммм² при 20^оС.

Короткозамыкающие кольца выпускаются из красной меди с м/оммм² при 20^оС.

Коэффициенты увеличения сопротивлений никелина и меди при повышении температуры нагрева ротора до ^оС соответственно будут: .

Приведенное активное сопротивление ротора

(2.5.46)

следовательно: ом (2.5.47)

Размеры беличьей клетки ротора.

Поперечное сечение короткозамкнутого кольца

мм², где А/мм² – плотность тока (2.5.48)

Ширина кольца принята мм, тогда толщина кольца

мм (2.5.49)

Активное сопротивление сегмента короткозамкнутого кольца между двумя стержнями:

(2.5.50)

где мм. (2.5.51)

Активное сопротивление стержня.

ом. (2.5.52)

Поперечное сечение стержня.

мм². (2.4.53)

Диаметр стержня ротора

мм. (2.5.54)

Плотность тока в стержне

А/мм², что вполне допустимо, т. к. А/мм²

(2.5.55)

28. Размеры пазов и зубцов ротора.

мм (2.5.56)

Проверка максимальной индукции в узком сечении зубца ротора.

Тл (2.5.57)

29. Удельная магнитная проводимость для потоков рассеяния беличьей клетки ротора.

а) для пазового потока рассеяния

Гн/см (2.5.58)

б) для потоков рассеяния между вершинами зубцов ротора

Гн/см (2.5.59)

в) для потоков рассеяния вокруг короткозамкнутых колец

Гн/см (2.5.60)

Тогда полная удельная магнитная проводимость для потоков рассеяния беличьей клетки ротора.

Гн/см. (2.5.61)

30. Индуктивное сопротивление беличьей клетки ротора, приведенное к числу витков главной обмотки статора.

ом. (2.5.62)

Магнитная система электродвигателя

31. Величина наружной поверхности корпуса двигателя, включая два подшипниковых щита.

мм² (2.5.63)

где Вт/см² – удельная тепловая нагрузка при превышении температуры поверхности корпуса над температурой окружающей среды.

32. Наружный диаметр корпуса двигателя.

мм, (2.5.64)

где 0 мм – длина корпуса. (2.5.65)

По ГОСТ 6636–60 0 мм; мм.

33. Наружный диаметр пакета стали статора.

мм, (2.5.66)

где - толщина корпуса двигателя.

34. Высота сердечника пакета статора.

мм. (2.5.67)

Проверка индукции в сердечнике статора

Тл, что вполне допустимо т. к. Тл.

35. Магнитодвижущая сила для воздушного зазора:

коэффициент воздушного зазора

, (2.5.68)

тогда магнитодвижущая сила для воздушного зазора

(2.5.69)

36. Магнитодвижущая сила для зубцов статора.

Тл, тогда (2.5.70)

магнитодвижущая сила для зубцов статора

, (2.5.71)

где для стали марки Э12.

37. Магнитодвижущая сила для сердечника статора:

индукция в сердечнике статора.

Тл; (2.5.72)

Средняя длина пути магнитного потока в сердечнике

мм, тогда (2.5.73)

магнитодвижущая сила для сердечника статора

, (2.5.74)

где для стали марки Э12.

38. Магнитодвижущая сила для зубцов ротора:

индукция по минимальному сечению зуба

Тл, тогда (2.5.75)

магнитодвижущая сила для зубцов ротора

, (2.5.76)

где для стали марки Э12.

39. Магнитодвижущая сила для сердечника ротора:

индукция в сердечнике ротора

Тл, (2.5.77)

где мм – высота сердечника ротора (2.5.78.)

мм – диаметр вала. (2.5.79)

Средняя длина пути магнитного потока в роторе:

мм, тогда (2.5.80)

магнитодвижущая сила для сердечника ротора:

, (2.5.81)

где для стали марки Э12.

40. Общая магнитодвижущая сила холостого хода главной обмотки статора.

(2.5.82)

Коэффициент насыщения магнитной системы двигателя

(2.5.83)

Ток холостого хода электродвигателя

41. Реактивная составляющая тока холостого хода двигателя.

А. (2.5.84)

42. Масса стали статора асинхронного двигателя.

а) масса зубцов статора

кг; (2.5.85)

б) масса сердечника статора

кг, (2.5.86)

где мм – диаметр окружности основания пазов статора.

43. Магнитные потери в активной стали.

Магнитные потери в зубцах статора

Вт (2.5.87)

Магнитные потери в сердечнике статора

Вт, (2.5.88)

где Вт/кг – удельные потери в стали марки Э12 – 0,5 мм при индуктивности 1 Тл и частоте 50 Гц по ГОСТ 802–58.

Общие магнитные потери в стали статора

Вт. (2.5.89)

44. Потери в меди обмотки статора при холостом ходе приближенно равны:

Вт. (2.5.90)

45. Электрические, магнитные и механические потери холостого хода двигателя

Вт. (2.5.91)

46. Активная составляющая тока холостого хода

А. (2.5.92)

47. Ток холостого хода двигателя

А. (2.5.93)

48. Активное сопротивление намагничивающего контура, эквивалентное магнитным потерям в стали статора

(2.5.94)

Потери и К.П.Д. двигателя

49. Потери в меди обмоток статора и ротора.

Вт; (2.5.95)

, (2.5.96)

где Вт.

50. Магнитные потери в стали статора.

Вт из пункта 42.

51. Механические потери в двигателе:

потери на трение в подшипниках

Вт, (2.5.97)

где ; - скорость вращения ротора при нагрузке.