ГЛАВА 9 Проектирование асинхронных машин (967515), страница 15

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

Текст из файла (страница 15)

Обычно принято считать, что каждый стержень обмотки образу­ет одну фазу короткозамкнутой обмотки. Тогда число ее фаз равно числу пазов (m₂ = Z₂) и обмотка каждой из фаз имеет 1/2 витка, т. е. w₂ = 1/2, так как при m₂ = Z₂ к каждой фазе относится один стержень с двумя участками замыкающих колец, расположенных с разных торцов ротора (рис. 9.35). Обмоточный коэффициент такой обмот­ки равен единице, а условное число пазов на полюс и фазу

q₂ = . (9.65)

Рис. 9.35. Фазы обмотки короткозамкнутого ротора

При проектировании зубцовой зоны короткозамкнутых роторов особое вни­мание следует уделять выбору числа па­зов ротора. Это объясняется тем, что в поле воздушного зазора машины кроме основной присутствует целый спектр гар­моник более высокого порядка, каждая из которых наводит ЭДС в обмотке ротора, поэтому ток в стержнях обмотки имеет сложный гармонический состав.

В результате взаимодействия токов и полей высших гармоник возникают электромагнитные моменты, которые при неблагоприятном соотношении Z₁ и Z₂ могут существенно ухудшать механическую характеристику двигателя, так как момент на валу машины является суммой моментов, обусловленных всеми взаимодействую­щими гармониками. В зависимости от соотношения Z₁ и Z₂ в той или иной степени проявляются синхронные или асинхронные моменты от высших гармоник.

Их влияние на момент от первой гармонической приводит к появлению пиков и провалов в результирующей кривой момента [6]. В поле зазора присутствуют также высшие гармоники, порядок которых определенным образом связан с числами пазов и полюсов машины. Это так называемые зубцовые гармоники, которые вызывают шум и вибрацию при работе двигателя при номинальном режиме. Влияние зубцовых гармоник особенно заметно при малых воздушных зазорах, характерных для асинхронных двигателей небольшой мощности.

Исследования, проведенные для изучения влияния соотношений чисел зубцов на статоре и роторе на кривую момента, а также на шумы и вибрации, позволили определить наилучшие сочетания Z₁ и Z₂ для короткозамкнутых двигателей с различными числами 2р. Ре­комендации по выбору Z₂ при известных Z₁ и 2р сведены в табл. 9.18, в которой предлагается несколько возможных вариантов чисел пазов ротора при данных Z и 2р. В двигателях малой мощности

обычно выполняют Z₂ < Z₁. Это объясняется рядом причин тех­нологического характера, а также тем, что с увеличением Z₂ ток в стержнях ротора уменьшается, и в двигателях небольшой мощности их сечения становятся очень малыми. В более крупных двигателях иногда выполняют Z₂ > Z₁, с тем чтобы ограничить чрезмерно большой ток в стержнях ротора и увеличить равномерность распре­деления проводников обмотки по длине расточки.

Таблица 9.18. Рекомендуемые числа пазов роторов

асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

2р	Число пазов статора	Число пазов ротора
		без скоса пазов	со скосом пазов
2	12	9*, 15*	—
	18	11*, 12*. 15*, 21*, 22	14*, (18), 19*, 22*, 26, 28*, (30), 31,33, 34, 35
	24	15* (16)*, 17*, 19, 32	18,20,26,31,33,34,35
	30	22,38	(18), 20, 21,23, 24, 37, 39, 40 25, 27, 29, 43,
	36	26, 28, 44, 46	25,27,29,43,45, 47
	42	32, 33, 34, 50, 52	—
	48	38, 40, 56, 58	37.39.41.55.57.59
4	12	9*	15*
	18	10*. 14*	18*, 22*
	24	15*, 16*, 17, (32)	16, 18, (20), 30, 33, 34, 35, 36
	36	26, 44, 46	(24), 27, 28, 30, (32), 34, 45, 48
	42	(34), (50), 52, 54	(33), 34, (38), (51), 53
	48	34, 38, 56, 58, 62, 64	(36), (38), (39), 40, (44), 57, 59
	60	50, 52, 68, 70, 74	48,49,51,56,64,69,71
	72	62. 64. 80. 82. 86	61.63.68.76.81.83
6	36	26, 46, (48)	28*, 33, 47, 49, 50
	54	44, 50, 64, 66, 68	42,43,51,65,67
	72	56, 58, 62, 82, 84, 86, 88	57,59,60,61,83,85,87,90
	90	74, 76, 78, 80, 100,102, 104	75,77,79,101,103,105
8	48	(34), 36, 44, 62, 64	35,44,61,63,65
	72	56, 58, 86, 88, 90	56, 57, 59, 85, 87, 89
	84	66, (68), 70, 98, 100, 102, 104	(68), (69), (71), (97), (99), (101)
	96	78.82.110.112. 114	79.80.81.83.109.111.113
10	60	44, 46, 74, 76	57, 69, 77, 78, 79
	90	68, 72, 74, 76,104, 106, 108, 110, 112,114	70,71,73,87,93,107,109
	120	86, 88, 92, 94, 96, 98, 102, 104, 106, 134, 136, 138, 140, 142, 146	99,101,103,117,123,137,139
12	72	56, 64, 80, 88	69,75,80,89,91,92
	90	68,70.74,88,98,106, 108,110	(71), (73), 86, 87, 93, 94, (107), (109)
	108	86, 88, 92, 100, 116, 124, 128, 130, 132	84,89,91,104,105,111,112,125,127
	144	124, 128, 136, 152, 160, 164, 166, 168, 170. 172	125, 127, 141, 147, 161, 163

Примечания: 1. В скобках указаны числа пазов, при которых возможно по­вышение вибрации двигателей.

2. Звездочкой отмечены числа пазов, применяемые, в основном, в машинах ма­лой мощности.

Ток в стержне определяется по (9.57), при этом с учетом приня­тых для короткозамкнутой обмотки чисел фаз и витков в фазе, а также влияния скоса пазов коэффициент приведения токов

(9.66)

где k_ск — коэффициент скоса, учитывающий уменьшение ЭДС обмот­ки при скошенных пазах ротора (см. гл. 3):

(9.67)

здесь у_ск = β_ск ; β_ск = ; b_ск — скос пазов, мм.

Сечение стержней, м²,

q_с = I₂/J₂. (9.68)

Плотность тока в стержнях ротора машин закрытого обдуваемого исполнения при заливке пазов алюминием выбирается в пределах J₂ = (2,5...3,5)•10⁶ А/м², а при защищенном исполнении на 10...15 % выше, при этом для машин больших мощностей следует принимать

меньшие значения плотности тока.

В обмотке ротора, выполненной из медных стержней, плотность тока принимают несколько большей: J₂ = (4,0...8,0)•10⁶ А/м² (боль­шие значения соответствуют машинам меньшей мощности).

Ток в короткозамыкающих кольцах находят, исходя из следую­щих соображений. Принимают направления токов в стержнях ротора , , ... и на участках замыкающих колец, соединяющих этихи стержни, , , , как показано на рис. 9.36, а. Тогда для узлов а, b, c и т. д. можно записать

Характеристики

Список файлов книги