Определение размеров проводника обмотки, размеров пазов и зубцов

Площадь поперечного сечения проводника якорной обмотки определяется из условий нагревания. Температура проводников /1, стр. 228/ зависит от величины электрических потерь, приходящихся на 1 см² цилиндрической поверхности якоря. Эти потери пропорциональны плотности тока в проводнике и линейной нагрузке . В практике тягового электромашиностроения пользуются понятием «фактор нагрева» , значения которого для машин с независимой вентиляцией и изоляцией класса F в часовом режиме не должно превышать 2200-2800 В /1, стр. 13/:

- для машин с независимой вентиляцией класса В при напряжении относительно земли 3000-3300 В;

- то же, но при напряжении относительно земли 1500-1600 В;

- то же, но при напряжении относительно земли 950-1000 В.

В случае применения в якоре изоляции класса F указанные величины повышаются на 10-15%. По фактору нагрева определяют допустимую плотность тока в проводнике

(4.1)

и сечение проводника

. (4.2)

Сечение проводника уравнительного соединения принимают

. (4.3)

По сечению намечаем размеры меди , округляя их до ближайших по ГОСТ 434-78 на обмоточную медь (см. /2, стр. 460/ либо приложение 1).

Проводники якоря в пазу могут располагаться как вертикально, так и горизонтально - плашмя. Применение расположения проводников в пазу якоря - горизонтальное - плашмя (рис. 4.1) позволяет по сравнению с вертикальным повысить на 10-15% мощность при том же нагреве. Заполнение паза якоря рекомендуется производить с учетом рис. 4.1 по схеме, изложенной ниже в табличной форме.

Таблица 4.1

Ширина	мм	мм	мм
Ширина меди (в)	9,5		6,3
Место, занимаемое изоляцией по ширине паза: изоляция проводника 7 - лента полиамидная толщиной 0,05 мм, один слой в полуперекрышу	0,2	0,2	0,2
Изоляция пакета (корпусная) 5 - лента полиамидная толщиной 0,05 мм, четыре слоя в полуперекрышу	0,8	0,8	0,8
Изоляция покровная 4 - стеклолента толщиной 0,1 мм, один слой встык	0,2	0,2	0,2
Предохранительная пазовая изоляция 3 - U-образная коробочка из пленкостеклоткани толщиной 0,15 мм 0,15 х 2	0,3	0,3	0,3
Зазор на укладку	0,25	0,25	0,25
Ширина паза в свету	11,25	11,75	8,05
Ширина паза в штампе … = + 0,2.	11,45	11,95	8,25
Высота	мм	мм	мм
Высота меди (а)	1,4	1,32	2,2
Место, занимаемое изоляцией по высоте паза: изоляция проводника 7 - лента полиамидная толщиной 0,05 мм, один слой в полуперекрышу	2,8	2,8	2,8
Изоляция пакета 5 - лента полиамидная толщиной 0,05 мм, четыре слоя в полуперекрышу	1,6	1,6	1,6
Изоляция покровная 4 - стеклолента толщиной 0,1 мм, один слой встык	0,2	0,2	0,2
Предохранительная пазовая изоляция 3 - U-образная коробочка из пленкостеклоткани толщиной 0,15 мм 0,15 х 1	0,15	0,15	0,15
Прокладки 2 и 6 толщиной по 0,3 мм, две под клин и одна на дно паза	0,9	0,9	0,9
Зазор на укладку	0,15	0,15	0,15
Клин 1
Высота паза в свету	31,4	30,3	42,6
Высота паза в штампе	31,5	30,4	42,7
Отношение глубины паза	2,8	2,6	5,3

Ориентировочно правильность выбора проводника проверяется отношением глубины паза к его ширине.

. (4.4)По вышеизложенным размерам глубина паза при ширине провода определяется из формулы:

(4.5)

(4.6)

При проектировании решить задачу об оптимальном геометрическом очертании и размерах паза можно, только сравнивая результаты вариантов расчета. Для этого целесообразно задаться тремя проводниками приблизительно одинакового поперечного сечения, но с различным соотношением сторон . Проводники необходимо выбирать с таким расчетом, чтобы определенная на основании размеров проводника конфигурация паза охватывала весь диапазон значений, рекомендуемых формулой (4.5)

 

Рис. 4.1. Способ размещения проводников в пазу якоря «плашмя»:

1- пазовый клин; 2, 6, 8 - прокладки (под клин 2 шт. и по одной на дно паза и между катушками); 3 - пазовая изоляция (коробочка из пленкостеклоткани ГПЛ); 4 - покровная изоляция; 5 -корпусная изоляция; 7 - витковая изоляция

 

Возьмем 3 варианта размеров проводника и проведем расчет:

а х b=1.4 х 9.5

а х b=1.32 х 10

а х b=2.2 х 6.3

Рассчитаем для 3 варианта:

При этом оптимальная ширина паза определяется по формуле:

, (4.7)

где , а h_z определяется из формулы (5.5)-зубцовое деление по дну пазов;b _из - может быть определена в зависимости от напряжения по отношению к корпусу /1,стр.22/. b_из =5,8

Ширина зубца якоря у основания

(4.8)

По условиям магнитного насыщения и механической прочности нужно, чтобы

Z₂ b_п -2 мм.

Ширина зубца якоря на высоте 1/3 от его основания (это место условно выбирается как расчётное)

(4.9)

С учетом допусков штамповки получим

мм, (4.10)

где - ширина зубца в расчетном сечении.