206035 (592930), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

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.

4.2 Зубцы статора

Расчетная площадь поперечного сечения зубцов статора (11.64)

S_з1(1/3)= мм².

Магнитная индукция в зубце статора (11.65)

В_з1(1/3)=Ф∙10⁶/S_з1(1/3)=17,5∙10^-3*10⁶/10,11∙10³=1,74 Тл.

Напряженность магнитного поля (приложение 9)

Н_з1=12,9А/см.

Средняя длина пути магнитного потока (9.124)

L_з1=h_п1=25 мм.

МДС для зубцов (9.125)

F_з1=0,1Н_з1L_з1=0.1∙12,9∙325=32 А.

4.3 Спинка статора

Расчетная площадь поперечного сечения спинки статора (11.66)

S_c1=h_c1ℓ_c1k_c=35∙160∙0.97=5430 мм².

Расчетная магнитная индукция (11.67)

В_с1=Ф∙10⁶/2(S_c1)= 17,5∙10^-3*10⁶/(2∙5430)=1,61 Тл.

Напряженность магнитного поля (приложение (12)

Н_с1=7,88 А/см.

Средняя длина пути магнитного потока (9.166)

L_с1=π(D_н1-h_с1)/4р=3,14(406-35)/(4∙2)=146 мм.

МДС для спинки статора (11.68)

F_с1=0,1∙Н_с1L_с1=0,1∙7,88∙146=37А.

4.5 Полюсы

Величина выступа полюсного наконечника (11.72)

b''_п=0,5(b'_н.п – b_п)=0,5(162-78)=42 мм.

Высота широких полюсных наконечников (11.83)

Расстояние между боковыми поверхностями смежных полюсных наконечников (11.84)

_н.п= -b_н.п-3.14*h_ш/p=224,5-173-9,57=42 мм.

Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния (11.85)

.

Длина пути магнитного потока (11.87)

L_п=h'_п+0,7h_н.п=63+0,7*28=82,6 мм.

Расстояние между боковыми поверхностями узких пакетов смежных полюсных наконечников

.

Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния в зоне узких пакетов полюсных наконечников

λ_у=0,5n_Y ℓ_Уh_Y/а_У=0.5*4*8*23,6/109,8=3,44

Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния в зоне крайних пакетов полюсных наконечников

λ_кр = 2*l_кр *h_Y/a_Y=2*9*23,4/107,8=3,9

Суммарный коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния полюсных наконечников

λ_н.п.=λ_ш+λ_У+λ_кр=50+3,4+3,9=57,3

МДС для статора и воздушного зазора (11.91)

F_бзс=F_б+F_з1+F_с1=679+32+37=748 А.

Магнитный поток рассеяния полюсов (11.92)

Ф_σ=4λ_пℓ_н.пF_бзс∙10^-11=4∙150∙170∙748∙10^-11=0,763∙10^-3 Вб.

Коэффициент рассеяния магнитного потока (11.93)

σ=1+Ф_σ/Ф=1+0,763∙10^-3 /17,55∙10^-3 =1,043

Расчетная площадь поперечного сечения сердечника полюса (11.94)

S_п=к_сℓ_пb_п=0,97∙170∙78=13,2*10³ мм².

Магнитный поток в сердечнике полюса (11.95)

Ф_п=Ф+Ф_σ=(17,55+0,763) 10^-3 =18,31∙10^-3 Вб.

Магнитная индукция в сердечнике полюса (11.96)

В_п=Ф_п/(S_п∙10^-6)= 18,31∙10^-3/(13,2*10³∙10^-6)=1,42 Вб.

Напряженность магнитного поля в сердечнике полюса (приложение 21)

Н_п=3,5 А/см.

МДС для полюса (11.104)

F_п=0,1∙L_п∙Н_п=0,1∙84,6*3,5=30 А.

4.6 Спинка ротора

Расчетная площадь поперечного сечения спинки ротора (11.105)

S_с2=ℓ₂h'_с2к_с=170∙49∙0,97=8080 мм².

Среднее значение индукции в спинке ротора (11.106)

В_c2=σФ∙10⁶/(2S_с2)=1,043∙17,5∙10^-3∙10⁶/(2∙8080)=1,13Тл.

Напряженность магнитного поля в спинке ротора (приложение 21)

Н_c2=1,28 А/см.

Средняя длина пути магнитного потока в спинке ротора (11.107)

L_с2=[π(D₂+2h_c2)/(4p)]+0,5h'_с2=3,14(72+2∙13)/(4∙2)+0,5∙49=63 мм.

МДС для спинки ротора (9.170)

F_c2=0.1∙L_c2∙H_c2=0.1∙63∙1,28=8 А.

4.7 Воздушный зазор в стыке полюса

Зазор в стыке (11.108)

б_п2=2ℓ_п∙10^-4+0,1=2∙170∙10^-4+0,1=0,13 мм.

МДС для зазора в стыке между сердечником полюса и полюсным наконечником (

F_п2=0,8б_п2В_п∙10³=0,8∙0,13∙1,42∙10³=104 А.

Суммарная МДС для полюса и спинки ротора (11.170)

F_пс=F_п+F_с2+F_п2+F_зс=30+8+104=142А.

4.8 Общие параметры магнитной цепи

Суммарная МДС магнитной цепи (11.111)

F_Σ(1)= F_бзс+F_пс=748+142=890 А.

Коэффициент насыщения (11.112)

к_нас=F_Σ/(F_б+F_п2)=890/(679+104)=1,14

Рисунок 1 - Характеристики холостого хода

5. Активное и индуктивное сопротивление обмотки статора для установившегося режима

Активное сопротивление обмотки фазы (9.178)

r₁= Ом.

Активное сопротивление в относительных единицах (9.179)

r_1*=r₁I₁/U₁=0,118∙54,1∙ /400=0,0276 о.е.

Проверка правильности определения r_1* (9.180)

r_1*= о.е.

Коэффициенты, учитывающие укорочение шага (9.181, 9.182)

к_β1=0,4+0,6₁=0,4+0,6∙0,762=0,86;

к'_β1=0,2+0,8₁=0,2+0,8∙0,762=0,81.

Коэффициент проводимости рассеяния (9.187)

λ_п1=

Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния (11.118)

λ_д1= .

Коэффициент проводимости рассеяния лобовых частей обмотки (9.191)

λ_л1=0,34 .

Коэффициент зубцовой зоны статора (11.120)

к_{вб= .}

Коэффициент, учитывающий влияние открытия пазов статора на магнитную проницаемость рассеяния между коронками зубцов (§ 11.7)

к_к=0,02

Коэффициент проводимости рассеяния между коронками зубцов (11.119)

.

Суммарный коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния обмотки статора (11.121)

λ₁=λ_п1+λ_л1+λ_д1+λ_к=1,154+1,092+1,3+0,2=3,8.

Индуктивное сопротивление обмотки статора (9.193)

х_σ=1,58f₁ℓ₁w²₁λ₁/(pq₁∙10⁸)=1.58∙50∙160∙70²∙3,38/(2∙3,5∙10⁸)=0,336 Ом.

Индуктивное сопротивление обмотки фазы статора (9.194)

х_*=х₁I₁/U₁=0,1336∙54,1∙ /400=0,0787 о.е.

Проверка правильности определения х_1*(9.195)

х_*= о.е.

6. Расчет магнитной цепи при нагрузке

Строим частичные характеристики намагничивания

Ф=f(F_бзс), Ф_σ=f(F_бзс), Ф_п=f(F_п2) (о.е.).

Строим векторные диаграммы Блонделя по следующим исходным данным: U1=1; I1=1; cos=0,8;

Характеристики

Список файлов ВКР