Изоляция должна обеспечивать при соответствующей нагревостойкости требуемую электрическую стойкость между обмотками разных фаз и магнитопроводом, а также между собой.
Также изоляция должна обладать химической стойкостью, влагостойкостью и механической прочностью.
Изоляция паза состоит из пазовой коробки (гильза) (1). Если обмотка двухслойная, то необходима межслойная прокладка (2), прокладка под клин (3), клин (4).
Межфазной прокладке устанавливаются в лобовых частях секции, также изолируются внутри машинные соединения, металлические бандажи в пазовых и лобовых частях.
Гильза состоит из трёх слоёв:
1. Предназначен для защиты второго от повреждений листами стали.
Требование: механическая прочность (часто используют электрокартон)
2. Изоляция.
Требования: электрическая прочность (используют гибкие плёнки, лакоткани)
3. Защищает второй слой о повреждений активными проводниками.
Требование: механическая прочность (используют электрокартон, кабельную бумагу)
Пазовый короб должен плотно прилегать в стенкам паза, не сминаться при укладке обмотки, быть стойким к отрыву, продавливанию, расслоению, должен быть скользким.
Изоляция под бандаж выполняется в три слоя. В межфазной прокладке могут иметь один, два слоя. Все материалы выбирают в зависимости от класса нагревостойкости, номинального напряжения и мощности, условий работы, наличия материалов, по экономическим соображениям.
Для прокладок в лобовых частях материал должен обладать повышенным коэффициентом трения.
После выбора материала изоляции необходимо проверить по величине суммарной электрической прочности, которая должна быть менее 1,5 кВ.
Выбор марки и расчёт сечения обмоточного провода
Марка выбирается в зависимости от класса нагревостойкости, номинального напряжения и мощности, условий работы, наличии требуемых материалов, по экономическим соображениям.
После выбора марки выполняется расчёт сечения провода с изоляцией:
П¹р = (Qп . Кз) / Nп
где: Qп - площадь паза
Кз – коэффициент заполнения паза
Nп – количество активных проводников в пазу
Активную площадь паза стремятся получить больше, но если увеличить Кз, то возникают трудности с укладкой секций в пазы. Если уменьшить Кз, то потребуется заниженный диаметр паза, что уменьшит мощность.
При использовании изоляции из толстых диэлектриков (машины меньшей мощности) берутся меньшее значения Кз, при большой мощности машины – большее Кз.
Диаметр провода с изоляцией:
d¹ = √(4 . П¹р / ∏)
По рассчитанному сечению и диаметру выбираются стандартные значения. После этого проверяется условие прохождения провода через шлиц:
d¹ < bш – (1,5…2)
Если данное условие не выполняется,, то необходимо расчётное сечение разделить на 2, 3, 4, 6 проводов с одинаковыми площадями (выполнить параллельное сечение):
d¹ = √(4 . П¹р / ∏ . d)
После перерасчёта выбираются стандартные величины и опять проверяются по условию.
Пример обозначения провода:
ПЭВ х 1,77 х 2 х 1,5 / 1,61
1 2 3 4 5
1. Марка провода (обмоточного)
2. Сечение провода без изоляции
3. Число параллельных сечений
4. Диаметр провода без изоляции
5. Диаметр провода с изоляцией
Расчёт размеров секции
Виток состоит из двух активных и двух лобовых частей.
Длина витка определяется по формуле:
ℓв = 2 (ℓа + ℓл)
При отсутствии поперечных каналов охлаждения активная часть равна длине статора.
Длина лобовой части витка определяется по формуле:
ℓл = К . Т + ℓ¹
где: К – поправочный коэффициент
ℓ¹ - коэффициент запаса
Т – средняя ширина секции
Т = (∏ . (Д + h) / z) . у
Расчёт массы обмотки
Необходим для получения провода со склада. Умножается плотность материала на сечение на длину провода одной фазы и количество фаз.
Расчёт сопротивления одной фазы
Необходим для сравнения с результатами приёмосдаточных и типовых испытаний.
Расчёт номинальных данных
Основные данные приведены в паспорте.
Частота тока связана с ЭДС одного витка, чем выше частота, тем выше нагрев машины. Зависит от марки и сечения провода.
Номинальная схема соединения обмоток зависит от напряжения и условия пуска машины.
Коэффициент мощности:
cos φ = P / S
КПД зависит от потерь короткого замыкания и холостого хода. Номинальное напряжение зависит от электрической прочности изоляции. Номинальный ток устанавливается температурой нагрева. Номинальная мощность – от номинального тока, номинального напряжения, также от cos φ, КПД.
Перерасчёт двигателя на другое напряжение
Выполняется в случае модернизации двигателя при необходимости его включения на другое напряжение с учётом того, что старая обмотка полностью рассчитана.