с короткозамкнутым ротором

Асинхронный двигатель

Методические указания
к выполнению курсового проекта

 

 

Издательство

Пермского национального исследовательского
политехнического университета

Составители: М.И. Кузнецов, А.М. Костыгов

 

УДК 621.313.333.2(072.8)

А90

 

 

Рецензент

 

д-р техн. наук, профессор Н.М. Труфанова

(Пермский национальный исследовательский
политехнический университет)

 

А90

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором: метод. указания к выполнению курсового проекта / сост. М.И. Кузнецов, А.М. Костыгов. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – 86 c.

 

Содержит необходимый перечень материалов для выполнения курсового проекта.

Предназначено для студентов, обучающихся по следующим спе­циальностям и направлениям: 140211 «Электроснабжение», 140604 «Электропривод и автоматика промышленных установок
и технологических комплексов», 140600 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии».

УДК 621.313.333.2(072.8)

 

 

© ПНИПУ, 2011

ВВЕДЕНИЕ

Техническое задание на учебное проектирование асинхронно­го двигателя содержит номинальные данные проектируемой ма­шины
и указания о режиме ее работы, исполнении по способу монтажа, степени защиты от воздействия окружающей среды и системе охлаждения. Кроме того, могут быть заданы также до­полнительные требования к проектируемому двигателю, напри­мер наименьшие допустимые значения кратности максимального и минимального моментов, а для двигателей с короткозамкнутыми роторами также предельные значения пускового тока и наи­меньшие значения пусковых моментов. В отношении требований, не оговоренных в задании, спроектированная машина должна удовлетворять соответствующим ГОСТам.

В начальной стадии проектирования при выборе главных раз­меров и электромагнитных нагрузок необходимо учесть дополни­тельные требования технического задания. Если проектируемая машина должна иметь большой максимальный момент, то индук­тивное сопротивление ее обмоток не должно быть большим,
поэ­тому в такой машине нецелесообразно выбирать малое значение индукций, большую линейную нагрузку, узкие и глубокие пазы и т.п.

Требования к пусковым характеристикам с короткозамкнутым ротором следует обязательно учитывать при выборе конфи­гурации пазов ротора. Так, узкие и глубокие пазы с сужающейся верхней частью обеспечивают большое увеличение расчетного ак­тивного сопротивления ротора при пуске и большие пусковые моменты, но при таких пазах возрастает индуктивное сопротив­ление рассеяния обмотки ротора и уменьшаются перегрузочная способность двигателя и коэффициент мощности при номиналь­ном режиме.

Полностью учесть все требования технического задания к харак­теристикам двигателя при выборе размеров магнитопровода
и об­мотки машины, не ориентируясь на данные выпущенных машин, не­возможно. Поэтому перед началом расчета следует детально изучить конструкцию базового двигателя, критически оценить при­нятые в ней соотношения размеров, уровни электромагнитных на­грузок и другие данные и лишь после этого приступить к расчету. Расчет асинхронных машин начинают с определения главных разме­ров: внутреннего диаметра статора D и расчетной длины магнитоп­ровода l _δ. Размеры D и l _δ связаны с мощностью, угловой скоростью и электромагнитными нагрузками выражением машинной постоян­ной:

(1)

В начале расчета двигателя все величины, входящие в выражение (1), кро­ме синхронной угловой скорости, неизвестны. Поэтому расчет про­водят, задаваясь на основании имеющихся рекомендаций значения­ми электромагнитных нагрузок(А и В _δ), коэффициентов(a _δ, k _δи k _об), и приближенно определяют расчетную мощность P ¢. Остаются два неизвестных(D и l _δ), однозначное определение которых без до­полнительных условий невозможно. Таким условием является отно­шение l _δ/ D или более употребительное в расчетной практике отношение λ = l _δ/τ. Это отношение в значительной степени определяет экономические данные машин, а также оказывает влияние на харак­теристики и условия охлаждения двигателей.

У большинства выпускаемых асинхронных двигателей общего назначения отношение λ изменяется в достаточно узких пределах. Поэтому для определения D и l _δ можно предварительно выбрать то или иное отношение λ, характерное для заданного исполнения
и числа полюсов машины. Это позволит однозначно определить глав­ные размеры, исходя из выражения (1). Однако внутренний диаметр статора непосредственно связан определенными размерными соотношения­ми с внешним диаметром статора D_a, в свою очередь, определяю­щим высоту оси вращения h, значение которой при проектировании новых двигателей может быть принято только из стандартного ряда высот, установленных ГОСТом.

Внешний диаметр статора должен также соответствовать опре­деленным условиям, налагаемым требованиями раскроя листов электротехнической стали с наименьшими отходами при штампов­ке. С учетом этих требований при ручном расчете асинхронного двигателя более целесообразным является выбор главных размеров, основанный на предварительном определении высоты оси враще­ния, увязке этого размера с внешним диаметром статора и последующем расчете внутреннего диаметра статора D.

 

1. Выбор главных размеров

Высоту оси вращения предварительно определяют по рис. 1, а или б для заданных Р ₂ и 2 p в зависимости от исполнения двигателя.

Из ряда высот осей вращения принимают бли­жайшее к предварительно найденному меньшему стандартному зна­чению h. Следует иметь в виду, что ГОСТ определяет стандартные высоты осей вращения независимо от назначения и конструктивно­го исполнения асинхронных двигателей, поэтому высота оси враще­ния любого проектируемого двигателя должна быть равна одному из этих значений.

Рис. 1. Высота оси вращения h двигателей различных мощности и частоты вращения: а – со степенью защиты IP 44; б – со степенью защиты IP 23

1. Высота оси вращения (предварительно) выбирается по рис. 1. Принимаем ближайшее стандартное значение h; D _a (табл. 1).

За высоту оси вращения принимается расстояние от оси вращения до опорной плоскости машины, измеренное в середине выступающего конца вала.

Номинальные значения высот оси вращения должны соответствовать ряду 40, 45, 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 132, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900
и 1000 мм.

Таблица 1

Внешние диаметры статоров асинхронных двигателей различных высот оси вращения

Высота h, мм	Диаметр Da, мм	Высота h, мм	Диаметр Da, мм
	0,08–0,096		0,272–0,285
	0,1–1,08		0,313–0,322
	0,116–0,122		0,349–0,359
	0,131–0,139		0,392–0,406
	0,149–0,157		0,437–0,452
	0,168–0,175		0,52–0,53
	0,191–0,197		0,59
	0,225–0,233		0,66

 

2. Внутренний диаметр статора D в общем случае можно опреде­лить по внешнему диаметру, высотам ярма(h_a) и зубцов (h_z) статора:

D = D_a – 2 (h_a + h_z).

На данном этапе расчета размеры h_a и h_z неизвестны, поэтому для определения D используют эмпирические зависимости. При
од­ном и том же уровне индукции на участках магнитопровода
в маши­нах с одинаковым D высота ярма статора будет пропорциональна потоку, а следовательно, обратно пропорциональна числу полюсов машины (прямо пропорциональна полюсному делению). Принимая, что размеры пазов не зависят от числа полюсов машины, получаем приближенное выражение:

D = K_­­_DD_a.

Значения коэффициентов K_­­_D, приведенные ниже, характе­ризуют отношения внутренних и внешних диаметров сердечников статоров асинхронных двигателей серий 4А и АИ при различных числах полюсов и могут быть использованы для предварительного определения D вновь проектируемой машины.

Отношение K_­­_D = D / D_a, в асинхронных двигателях в зависимости от числа полюсов:

 

2 p					10–12
KD	0,52–0,6	0,62–0,68	0,7–0,72	0,72–0,75	0,75–0,77

 

3. Далее находят полюсное деление τ, м:

τ = π D /(2 p),τ

и расчетную мощность P ',В·А:

P' = mIE = P ₂

где Р ₂ – мощность на валу двигателя, Вт; k_E – отношение ЭДС об­мотки статора к номинальному напряжению, которое может быть приближенно определено по рис. 2.

 

 

Рис. 2. Значения коэффициента k_E

4. Предварительные значения η и cos φ, если они не указаны
в задании на проектирование, находятся по ГОСТу. Приближенные значения η и cos φ могут быть приняты по кривым рис. 3.

 

 

 

а б

в

Рис. 3. Примерные значения КПД и cos j асинхронных двигателей: а – со степенью защиты IP 44 и мощностью до 30 кВт; б – со степенью защиты

IP 44 и мощностью до 400 кВт; в – со степенью защиты IP 23

5. Электромагнитные нагрузки (предварительно) определяются по рис. 4. А =, А/м; В _δ =, Тл.

а б

в

Рис. 4. Электромагнитные нагрузки асинхронных двигателей со степенью защиты IP 44 при высоте оси вращения: a – h ≥132 мм; б – h = 150...250 мм;

в – h ≥ 280 мм (с продуваемым ротором)

Предварительный выбор электромагнитных нагрузок А (А/м), В _δ (Тл) должен быть проведен особо тщательно, так как они определяют не только расчетную длину сердечника, но и в значительной степени характеристики машины. При этом если главные размеры машины зависят от произведения АВ _δ(п. 1), то на характеристики двигателя оказывает существенное влияние также и соотношение между этими величинами. Рекомендации по выбору А и В _δ представлены в виде кривых на рис. 4 для машин различных мощности
и исполнения. На каждом из рисунков даются области их допустимых значений. При выборе конкретных значений А и В _δ в пределах рекомендуемой области следует, руководствуясь приведен­ными выше замечаниями, учитывать требования технического задания
к характеристикам проектируемого дви­гателя.

 

а б

Рис. 5. Отношение l = у двигателей исполнения по степени защиты:
а – IP 44; б – IP 23

 

Коэффициент полюсного перекры­тия а _δ и коэффициент формы поля k_в в асинхронных машинах определяются степенью уплощения кривой поля в за­зоре, возникающей при насыщении зубцов статора и ротора, и могут быть достаточно достоверно определены то­лько после расчета магнитной цепи. Поэтому для расчета магнитной цепи удобнее рассматривать синусоидаль­ное поле, а влияние уплощения учесть при расчете магнитного напряжения отдельных участков магнитной цепи. Основываясь на этом, значения коэффициентов предварительно принимают следующими:

а _δ = 2/π ≈ 0,64; k_в = = 1,11.

Предварительное значение обмоточного коэффициента k _об1 вы­бирают в зависимости от типа обмотки статора. Для однослойных обмоток k _об1 = 0,95...0,96. Для двухслойных и одно-двухслойных об­моток при2 р = 2 следует принимать k _об1 = 0,90...0,91 и при большей полюсности k _об1 = 0,91...0,92.

Синхронная угловая частота двигателя Ω, рад/с, рассчитывается по формуле

или

где n ₁ – синхронная частота вращения, об/мин; f ₁ – частота пита­ния, Гц.

6. Расчетная длина магнитопровода, м,

(Ω = 2p f ₁/ p, рад/с].

7. Отношение λ = l _δ/τ. Значение λ проверить на допустимость пределов.

Критерием правильности выбора главных размеров D и l _δ слу­жит отношение λ = l _δ /τ, которое обычно находится в пределах, пока­занных на рис. 5 для принятого исполнения машины. Если λ ока­зывается чрезмерно большим, то следует повторить расчет для ближайшей из стандартного ряда большей высоты оси вращения h. Если λ слишком мало, то расчет повторяют для следующей в стан­дартном ряду меньшей высоты h.

На этом выбор главных размеров заканчивается. В результате проделанных вычислений получены значения высоты оси вращения h, внутреннего диаметра статора D, внешнего диаметра стато­ра D_a, расчетной длины магнитопровода l _δ и полюсного деления τ.

Следующий этап расчета включает определение числа пазов ста­тора Z ₁ и числа витков в фазе обмотки статора w ₁. При этом число витков фазы обмотки статора должно быть таким, чтобы линейная нагрузка двигателя и индукция в воздушном зазоре как можно бо­лее близко совпадали с их значениями, принятыми предварительно при выборе главных размеров, а число пазов статора обеспечивало достаточно равномерное распределение катушек обмотки.

Чтобы выполнить эти условия, вначале выбирают предваритель­но зубцовое деление t_{z 1}, в зависимости от типа обмотки, номиналь­ного напряжения и полюсного деления машины.

Значения зубцовых делений статора асинхронных двигателей
с обмоткой из круглого провода, необходимые для предварительного выбора числа пазов, приведены на рис. 6. Меньшие значения
в каждой из показанных на рисунке областей возможных значе­ний t_{z 1}характерны для машин меньшей мощности для каждого из диапазо­нов высот осей вращения. Следует отметить, что двигатели с h ≥ 280 мм обычно выполняют с обмоткой из прямоугольного провода.

 

 

Рис. 6. Зубцовые деления статоров асинхронных двигателей с обмоткой из круглого провода с высота­ми оси вращения: 1 – h < 90 мм; 2 – 90 < h < 250 мм;

3 – h < 280 мм

 

8. Число пазов статора:

Z _1min =

Z _2max =

Принимаем Z ₁, тогда q ₁ = Z ₁/(2 pm).

Окончательное число пазов статора Z ₁ следует выбирать в полу­ченных пределах с учетом условий, налагаемые требованиями сим­метрии обмотки, и желательного для проектируемой машины значе­ния числа пазов на полюс и фазу q ₁. Число пазов статора в любой обмотке асинхронных машин должно быть кратно числу фаз,
а чис­ло q ₁ = Z ₁/(2 pm)в большинстве асинхронных машин должно быть целым.

9. Зубцовое деление статора (окончательно), м,

10. Число эффективных проводников в пазу (предварительно, при условии а = 1)

Номинальный ток статора – I _1ном.

.

Принимаем а = 1, тогда u _п = аu'_п проводников.

11. Окончательные значения:

число витков в фазе

.

12. Линейная нагрузка, А/м,

.

13. Магнитный поток, Вб,

Ф =

где при этом

Для различных q определяется k _p по табл. 2.

 

Таблица 2

 

q
k p		0,966	0,960	0,958	0,957	0,957	0,957	0,956

 

14. Индукция в воздушном зазоре, Тл,

В _δ = .

Значения А и В _δ находятся в допустимых пределах.

15. Плотность тока в обмотке статора.

Нагрев пазовой части обмотки зависит от произведения линейной нагрузки на плотность тока (AJ).

Поэтому выбор допустимой плотности тока производят с учетом линейной нагрузки двигателя, А/м²:

Значения (AJ) для асинхронных двигателей различных исполнений и мощности приведены на рис. 7.

 

а г

б д

в е

 

Рис. 7. Средние значения произведения АJ асинхронных двигателей со степенью защиты: а – IP 44, h = £ 132 мм; б – IP 44, h = 160...250 мм; в – IP 44, h = 280...355 мм (при продуваемом рото­ре); г – IP 23, h = 160...250 мм;

д – IP 23, h = 280...355 мм; е – IP 23, при U _ном = 6000 В

 

16. Площадь поперечного сечения эффективного проводника (предварительно), м², а = 1:

Сечение эффективного проводника (окончательно), мм²: принимаем n _эл, тогда Принимаем обмоточный провод марки ПЭТВ, q _э.ср = n _эл q _эл (табл. П1, см. приложение).

Плотность тока в обмотке статора (окончательно), А/мм²,

Расчет размеров зубцовой зоны статора
и воздушного зазора

17. Паз и зубец статора определяем по рис. 8с соотношением размеров, обеспечивающих параллельность боковых граней зубцов.

а

 

Рис. 8. К расчету размеров зубцовой зоны статоров с обмоткой из круглого провода: а – в – различные конфигурации пазов

б в

 

Рис. 8. Окончание

 

18. Принимаем предварительно по табл. 3 значения В_{z 1}; В_а.

19. Размеры паза, мм,

По выбранному значению индукций В_а определяется высота ярма статора, мм,

Размеры паза в штампе: b _ш, h _ш, мм.

Таблица 3

Допустимые значения индукции на различных участках магнитной цепи, Тл

Участок магнитной цепи

Обозначе­ние

Исполнение IР 44 при числе полюсов 2 р

Исполнение IP 23 при числе полюсов 2 р

10 и 12

Ярмо статора

Ва

1,4–1,6

1,15–1,35

1,1–1,2

1,45–1,6

1,2–1,4

1,1–1,3

Зубцы статора при постоянном сечении (обмотка из круг­лого провода)

Bz 1

1,6–1,9

1,6–1,8

1,8–2,05

1,7–1,95

1,6–1,9

Зубцы статора при наиболее узком сечении:

при полуоткрытых пазах

Bz 1max

1,75–1,95

1,9–2,1

1,8–2

при открытых пазах

Bz 1max

1,6–1,9

1,7–2

Ярмо ротора:

коротко­замк­нутого

Bj

£1,45

£1,4

£1,2

£1

£1,55

£1,5

£1,3

£1,1

фазного

Bj

£1,3

£1,15

£0,9

£1,4

£1,2

£1

 

 

Окончание табл. 3

 

Участок магнитной цепи

Обозначе­ние

Исполнение IР 44 при числе полюсов 2 р

Исполнение IP 23 при числе полюсов 2 р

10 и 12

Зубцы ротора при постоянном сечении (трапецеидальные пазы)

Bz 2

1,7–1,95

1,75–2

Зубцы ротора в наиболее узком сечении:

коротко­замк­нутого

Bz 2max

1,5–1,7

1,6–1,9

1,75–2

1,7–1,95

фазного

Bz 2max

1,75–2,15

1,7–1,95

1,9–2,2

1,85–2,1

 

Форма паза и зубца статора показана на рис. 8, а (мм).

где Δ b _{п ­}и Δ h _п определяются по табл. П15, б.

Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников обмотки, мм²,

при этом площадь поперечного сечения прокладок S _пр = 0; площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу

гдe b _из – односторонняя толщина изоляции в пазу, мм (рис. П15, а).

20. Коэффициент заполнения паза

Коэффициент заполнения паза должен находиться в пределах k ₃ = = 0,69...0,71 для двигателей с 2 p = 2 и k ₃ = 0,72...0,74 для двигателей
с2 р ≥ 4.

Если полученное значение ниже указанных пределов, то пло­щадь паза следует уменьшить за счет увеличения h ­­_a или bz либо обо­их размеров одновременно в зависимости от принятого при их рас­чете значения индукции. Индукция в зубцах и ярме статора при этом уменьшится. Уменьшение индукции ниже пределов, указанных в табл. 3, показывает, что главные размеры двигателя завышены и активная сталь недоиспользована. В этом случае следует умень­шить длину сердечника или перейти на ближайшую меньшую высо­ту оси вращения.

Выбор воздушного зазора

Правильный выбор воздушного зазора во многом определяет энергетические показатели асинхронного двигателя. Чем меньше воздушный зазор, тем меньше его магнитное сопротивление и маг­нитное напряжение, составляющее основную часть МДС магнитной цепи всей машины. Поэтому уменьшение зазора приводит к соот­ветственному уменьшению МДС магнитной цепи и намагничиваю­щего тока двигателя, благодаря чему возрастает его cos φ и умень­шаются потери в меди обмотки статора. Но чрезмерное уменьшение приводит к возрастанию амплитуды пульсаций индукции в воздуш­ном зазоре и, как следствие, к увеличению поверхностных и пульсационных потерь. Поэтому КПД двигателей с очень малыми зазорами не улучшается, а часто даже становится меньше.

В современных асинхронных двигателях зазор выбирают, исходя из минимума суммарных потерь. Так как при увеличении зазора по­тери в меди возрастают, а поверхностные и пульсационные умень­шаются, то существует оптимальное соотношение между параметра­ми, при котором сумма потерь будет наименьшей. Такие расчеты проводят на ЭВМ по оптимизационным программам. При учебном проектировании воздушный зазор следует выбирать, руководству­ясь данными выпускаемых двигателей (рис. 9) либо следующими приближенными формулами.

Для двигателей мощностью менее 20 кВт воздушный зазор, м:

– при2 р = 2 δ ≈ (0,3 + 1,5 D) ∙ 10^–3;

– при2 р > 4 δ ≈ (0,25 + D) ∙ 10^–3.

Для двигателей средней и бо­льшой мощности

Либо выбор воздушного зазора производится по рис. 9. Окончательно принимаем величину воздушного зазора δ.

 

Рис. 9. К выбору воздушного зазора асинхронных двигателей

21. Расчет ротора.

Рекомендации по выбору Z ₂ при известных Z ₁ и 2 p сведены
в табл. 4.

Таблица 4

Рекомендуемые числа пазов роторов асинхронных двигателей
с короткозамкнутым ротором

2 р	Число пазов статора	Число пазов ротора
без скоса пазов	со скосом пазов
		9*, 15*	–
	11*, 12*, 15*, 21*, 22	14*, (18), 19*, 22*, 26, 28*, (30), 31, 33, 34, 35
	15* (16)*, 17*, 19, 32	18, 20, 26, 31, 33, 34, 35
	22, 38	(18), 20, 21,23, 24, 37, 39, 40 25, 27, 29, 43
	26, 28, 44, 46	25, 27, 29, 43, 45, 47
	32, 33, 34, 50, 52	–
	38, 40, 56, 58	37, 39, 41, 55, 57, 59

Окончание табл. 4

 

2 р	Число пазов статора	Число пазов ротора
без скоса пазов	со скосом пазов
		9*	15*
	10*, 14*	18*, 22*
	15*, 16*, 17, (32)	16, 18, (20), 30, 33, 34, 35, 36
	26, 44, 46	(24), 27, 28, 30, (32), 34, 45, 48
	(34), (50), 52, 54	(33), 34, (38), (51), 53
	34, 38, 56, 58, 62, 64	(36), (38), (39), 40, (44), 57, 59
	50, 52, 68, 70, 74	48, 49, 51, 56, 64, 69, 71
	62, 64, 80, 82, 86	61, 63, 68, 76, 81, 83
		26, 46, (48)	28*, 33, 47, 49, 50
	44, 50, 64, 66, 68	42, 43, 51, 65, 67
	56, 58, 62, 82, 84, 86, 88	57, 59, 60, 61, 83, 85, 87, 90
	74, 76, 78, 80, 100, 102, 104	75, 77, 79, 101, 103, 105
		(34), 36, 44, 62, 64	35, 44, 61, 63, 65
	56, 58, 86, 88, 90	56, 57, 59, 85, 87, 89
	66, (68), 70, 98, 100, 102, 104	(68), (69), (71), (97), (99), (101)
	78, 82, 110, 112, 114	79, 80, 81, 83, 109, 111, 113
		44, 46, 74, 76	57, 69, 77, 78, 79
	68, 72, 74, 76, 104, 106, 108, 110, 112, 114	70, 71, 73, 87, 93, 107, 109
	86, 88, 92, 94, 96, 98, 102, 104, 106, 134, 136, 138, 140, 142, 146	99, 101, 103, 117, 123, 137, 139
		56, 64, 80, 88	69, 75, 80, 89, 91, 92
	68, 70, 74, 88, 98, 106, 108, 110	(71), (73), 86, 87, 93, 94, (107), (109)
	86, 88, 92, 100, 116, 124, 128, 130, 132	84, 89, 91, 104, 105, 111, 112, 125, 127
	124, 128, 136, 152, 160, 164, 166, 168, 170, 172	125, 127, 141, 147, 161, 163

22. Внешний диаметр ротора, м,

D ₂ = D – 2δ.

23. Длина магнитопровода ротора, м,

l ₂ = l ₁.

24. Зубцовое деление ротора, мм,

t_{z 2} = π D ₂/ Z ₂.

25. Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник ротора непосредственно насаживается на вал;

D_j = D_B = k_BD_a, мм, коэффициент k_B определяется по табл. 5.

 

Таблица 5

Значения коэффициента k_B

h, мм	50...63	71...250	280...355	400...500
2p	2...6	2...8		4...12			8...12
kB	0,19	0,23	0,22	0,23	0,2	0,23	0,25

 

26. Ток в обмотке ротора, А,

I ₂ = k_iI ₁ v_i,

где k_i = 0,2 + 0,8 cos φ;

(пазы ротора выполняем без скоса – k _ск = 1).

27. Площадь поперечного сечения стержня (предварительно), мм²,

q _п =

(плотность тока в стержне литой клетки принимаем J ₂ = 2,5·10⁶ А/м²).

28. Паз ротора определяем по рис. 10. Принимаем b _ш, мм;
h _ш, мм; h '_ш, мм.

а б

 

 

Рис. 10. Трапецеидальные пазы короткозамкнутого ротора:

а – полузакрытые; б – закрытые

 

Принимаем b _ш = 1,5 мм, h _ш = 0,7 мм, h '_ш = 0,3 мм.

Допустимая ширина зубца, мм,

(принимаем В_{z 2} = 1,8 Тл по табл. 3)

Размеры паза, мм (см. рис. 10):

;

;

.

29. Уточняем ширину зубцов ротора по формулам табл. 6.

Таблица 6

Размеры зубцов фазных и короткозамкнутых одноклеточных
роторов с прямоугольными и трапецеидальными пазами

Размер	Форма пазов ротора
Фазный ротор	Короткозамкнутый ротор
9,32а*	9,32б*	10 (а, б); 9,40*	9,41*
bz max			–
bz min		–
bz 1/3		–
hz	–	–	h п – 0,1 b 2	h п – 0,1 b 2
b ' z	–	–		–
b '' z	–	–		–

 

 

^* Проектирование электрических машин / под ред. И.П. Копылова. М.: Высшая школа, 2002.

30. По допустимой индукции В_{z 2}(см. табл. 3) определяют ширину зубца ротора (см. рис. 10)

после чего рассчитывают размеры паза

b ₁ = ,

,

.

Полная высота паза, мм,

.

31. Площадь поперечного сечения стержня

.

Плотность тока в стержне, А/м,

J ₂ =

32. Короткозамыкающие кольца (рис. 11, б). Площадь поперечного сечения кольца

 

а б

 

Рис. 11. Размеры замыкающих колец короткозамкнутого ротора:

а – со сварной обмоткой; б – с литой обмоткой

 

33. Основные размеры кольца.

Площадь поперечного сечения кольца, мм²

где

J _кл = 0,85 J ₂.

Размеры короткозамыкающих колец:

h _кл = 1,25 h _п2;

b _кл =

D _к.ср = D ₂ – h _кл.

2. Расчет магнитной цепи

Магнитопровод из электротехнической стали; толщина листов 0,5 мм.

34. Магнитное напряжение воздушного зазора, А,

F _δ = В _δδ k _δ,

где k _δ =

Марку электротехнической стали рекомендуется выбирать
в зависимости от высоты вращения проектируемого асинхронного двигателя (табл. 7).

 

Таблица 7

 

Марка стали
Высота вращения h, мм	45–250	150–250	71–250	280–355	280–560

 

Зависимость H = f (B) различных марок стали представлены
в приложении П.5–П.13.

35. Магнитное напряжение зубцовой зоны статора, А,

F_{z 1} = 2 h_{z 1} H_{z 1},

где h_{z 1} = h _п1.

Расчетная индукция в зубцах, Тл,

(k _c1 находится по табл. 8). Так как > 1,8 Тл, необходимо учесть ответвление потока в паз и найти действительную индукцию в зубце В_{z 1}. Коэффициент k _ПХ по высоте h_zх = 0,5 h_z.

Таблица 8

Способы изолирования листов электротехнической стали
и коэффициенты заполнения сталью магнитопроводов статора
и ротора с номинальным н