3.Расчет данных обмотки статора

При расчете обмотки особое внимание необходимо обратить на правильный выбор числа пазов статора , которое в большой степени определяет величину параметров и, следовательно, уровень энергетических показателей и пусковых характеристик двигателя. Полученное в результате число пазов на полюс и фазу должно быть целым. После выбора необходимо рассчитать число эффективных проводников в пазу , которое должно быть целым, а при двухслойной обмотке статора – четным. Принимаемое при этом число параллельных ветвей должно удовлетворять следующим условиям:

для однослойных обмоток

- целое число;

для двухслойных обмоток

- целое число,

где - число пар полюсов двигателя;

- число параллельных ветвей.

После этого определяются шаг обмотки , относительное значение шага , коэффициенты укорочения , распределения и обмоточный коэффициент . Для двухслойных обмоток величина шага принимается приблизительно равной 5/6 полюсного деления:

где полюсное деление, выраженное в пазах статора.

Принятое значение шага должно быть целым.

Далее уточняются значения электромагнитных нагрузок и , которые не должны выйти за пределы, указанные на соответствующих графиках. В случае непопадания какой-либо из величин в необходимый диапазон следует скорректировать длину сердечника или число витков обмотки статора.

При выборе удельной тепловой нагрузки необходимо обратить внимание на заданную степень защиты двигателя (рис. 6-16 [1]), после чего определить допустимую плотность тока и сечение эффективного проводника. Для выполнения обмотки статора выбираются круглые проводники стандартного сечения по табл. П-28 [1].

При необходимости эффективный проводник разбивается на несколько элементарных (параллельных). Количество элементарных проводников определяется, исходя из технологии укладки обмотки. Для однослойных обмоток, предназначенных для механизированной укладки, не должно быть больше 3, для двухслойных обмоток, предназначенных для укладки вручную, это число не должно превышать 6, хотя в ряде случаев, особенно при , это требование нарушается. Диаметр изолированного проводника не должен превышать 1,4 мм для однослойных обмоток и 1,7 мм для двухслойных. Следовательно, для однослойных обмоток сечение элементарного проводника не должно быть больше 1,368 мм², для двухслойных обмоток – не больше 2,011 мм². Для удовлетворения этим требованиям необходимо варьировать число параллельных ветвей обмотки, обращая внимание на выполнение условий ее симметрии.

Принятое окончательно число элементарных проводников должно быть минимальным, но, в то же время, обеспечивающим необходимый диаметр изолированного проводника. После выбора проводников уточняется плотность тока в обмотке статора и значение удельной тепловой нагрузки , которое не должно превышать допустимых значений, определенных ранее.

4.Расчет размеров зубцовой зоны статора

Выбранные размеры паза статора должны обеспечить размещение проводников обмотки с необходимым коэффициентом заполнения и получение допустимых значений магнитной индукции в зубцах и сердечнике статора (табл. 6-10 [1]). Кроме того, сечение зубца статора должно быть постоянным по высоте. Правильность расчета размеров паза определяется по величине коэффициента заполнения паза . При механизированной укладке (однослойные обмотки) величина коэффициента заполнения должна составлять 0,68 -0,72, при ручной укладке (двухслойные обмотки) коэффициент заполнения должен находиться в пределах 0,71 - 0,75. При расчете все геометрические размеры паза необходимо округлять до десятых долей миллиметра. Коэффициент заполнения паза рассчитывается по формуле:

,

где - свободная площадь паза;

- средний диаметр изолированного проводника.

Для расчета свободной площади паза рассчитывается площадь паза в свету, с учетом припусков на шихтовку и сборку сердечника. Свободная площадь паза меньше площади паза в свету на величину площади корпусной изоляции и площади прокладок , которые определяются по формулам:

,

,

где - односторонняя толщина изоляции в пазу (табл. 3-8 [1]);

- размеры паза.

В вышеприведенные формулы размеры следует подставлять в миллиметрах, при этом результат получается в квадратных миллиметрах.

В результате в соответствии с принятыми ранее тремя значениями коэффициента будет получено три значения коэффициента заполнения. Из этих вариантов для дальнейших расчетов необходимо выбрать один, соответствующий требованиям в отношении коэффициента заполнения. Если ни в одном из вариантов не удалось получить приемлемую величину , необходимо для того из них, в котором полученное значение наименее отличается от требуемого, произвести соответствующую корректировку. Варьировать коэффициент заполнения можно, изменяя значения магнитной индукции в зубцах и сердечнике статора в пределах, указанных в табл. 6-10 [1]. Получение необходимой величины коэффициента заполнения изменением числа проводников в пазу недопустимо.