Выбор сердечника, формы и числа пазов ротора

3.1.1. Внутренний диаметр ротора:

Конструкция сердечника ротора подобна конструкции статора. В машине без радиальных вентиляционных каналов сердечник ротора выполняется в виде сплошного цилиндра из листов электротехнической стали толщиной 0,35-0,5 мм. При непосредственной посадке сердечника на вал ротора внутренний диаметр ротора рассчитывается по формуле:

3.1.2. Материал к.з. клетки:

В качестве материала для заливки короткозамкнутых роторов применяется алюминий и его сплавы. Алюминиевые литейные сплавы с повышенным удельным сопротивлением применяются для асинхронных двигателей с повышенным скольжением, с повышенным пусковым моментом, многоскоростных и других специальных исполнений.

Материал: АКМ2-1.

3.1.3. Число пазов ротора Z2:

Число пазов ротора выбирают обычно с учетом числа пазов статора, и с учетом числа полюсов. Для того чтобы избежать больших асинхронных паразитных моментов, ухудшающих пусковые свойства двигателей, следует выбирать:

Таблица 6 – Рекомендуемые числа пазов короткозамкнутых роторов асинхронных двигателей

2p	Число пазов статора	Число пазов ротора
без скоса	со скосом пазов	оптимальное для малошумных двигателей
		10,14 15,16,17,32 26,44,46 34,50,52,54 34,38,56,58,62,64 50,52,68,70,74	18,22 16,18,20,30,33,32,35,36 24,27,28,30,32,34,45,48 33,34,38,51,53 36,38,39,40,44,57,59 48,49,51,56,64,69,71	- - - - 24,26,28,44,46,48 34,36,38,40,55,58,60,62,64 -

 

3.1.4. Форма пазов ротора:

Основные конфигурации пазов приведены на рисунке 6. Та или иная форма пазов определяется мощностью двигателя и требованиям к его пусковым характеристикам. В двигателях мощностью до 50-60 кВт наибольшее распространение получили овальные пазы (рисунок 6, а) с литой обмоткой из алюминия. Пазы других форм применяются в более мощных двигателях, а также в двигателях с улучшенными пусковыми характеристиками.

Рисунок 6 – Пазы ротора АД

 

Расчет обмотки ротора

3.2.1. Обмоточный коэффициент:

Особенностью короткозамкнутых обмоток ротора является то, что их обмоточный коэффициент:

3.2.2. Число фаз обмотки:

Число фаз равно числу пазов.

3.2.3. Число витков фазы:

3.2.4. Коэффициент К₀:

Коэффициент, учитывающий влияние тока холостого хода и сопротивление обмоток:

3.2.5. Ток стержня:

3.2.6. Плотность тока в стержне ротора:

Для двигателей защищенного исполнения:

3.2.7. Сечение стержня:

3.2.8. Коэффициент приведения тока в к.з. кольце к току в стержне:

3.2.9. Ток к.з. кольца:

3.2.10. Плотность тока в к.з. кольца:

3.2.11. Сечение и размеры к.з. кольца:

Расчет зубцовой зоны ротора

Рисунок 7 – Размеры грушевидного паза

3.3.1. Зубцовое деление ротора:

3.3.2. Допустимая индукция в зубце ротора:

По таблице 4 выбираем допустимую индукцию в зубце ротора:

3.3.3. Ширина зубца:

3.3.4. Размеры шлицов в пазах:

3.3.5. Размеры паза ротора:

3.3.6. Ширина паза ротора:

3.3.7. Высота паза ротора:

3.3.8. Площадь сечения стержня (уточненная):

3.3.9. Расчетная высота зубца:

3.3.10. Высота спинки ротора:

- диаметр вентиляционного отверстия;

3.3.11. Магнитная индукция в ярме ротора:

3.3.12. Магнитная индукция в ярме:

По таблице 4 выбираем допустимую индукцию в ярме ротора:

3.3.13. Высота спинки ротора:

Высота спинки ротора, по которой замыкается магнитный поток, равна:

3.3.14. Высота паза:

3.3.15. Зубцовое деление на глубине паза:

3.3.16. Наибольшая допустимая ширина паза:

РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ

Магнитная цепь асинхронного двигателя представляет собой совокупность рассмотренных ранее элементов сердечника статора, ротора и воздушного зазора. Магнитная цепь двигателя симметрична, магнитные потоки каждой пары полюсов одинаковы, и поэтому рассчитывают магнитную цепь только одной пары полюсов. Расчет ведут для основного магнитного потока взаимоиндукции, сцепленного как с обмоткой статора так и с обмоткой ротора. Магнитные потоки рассеяния статора и ротора учитываются при определении индуктивных сопротивлений рассеяния обмоток.

Расчет магнитной цепи заключается в определении намагничивающего тока I_0μ, необходимого для создания в воздушном зазоре заданной магнитной индукции, а также коэффициента насыщения зубцов во всей магнитной цепи и в конечном итоге позволяет сделать заключение о правильности выбора геометрических размеров, о степени использования активных материалов, о КПД и cosφ.

4.1. Коэффициент Картера для статора:

4.2. Коэффициент Картера для ротора:

4.3. Общий коэффициент Картера:

4.4. Напряженность магнитного поля в зубцах:

Значения напряженностей магнитного поля в зубцах определяются в соответствии со значениями индукций по кривым намагничивания изображенным на рисунке 8.

Рисунок 8 – Кривые намагничивания для зубцов асинхронных двигателей

- статора:

- ротора:

4.5. Напряженность магнитного поля в ярмах:

Значения напряженностей магнитного поля в ярмах определяются в соответствии со значениями индукций по кривым намагничивания изображенным на рисунке 9.

Рисунок 9 – Кривые намагничивания для ярма асинхронных двигателей

- статора:

- ротора:

4.6. МДС воздушного зазора:

4.7. МДС зубцов статора:

4.8. МДС зубцов ротора:

4.9. МДС ярма статора:

- длина средней магнитной линии ярма статора;

4.10. МДС ярма ротора:

- средняя длина

магнитной линии в ярме ротора;

4.11. Суммарная МДС:

4.12. Коэффициент насыщения зубцовой зоны:

Номинальное насыщение зубцовой зоны при значениях коэффициента 1,1<K_z<1,5-1,6.

4.13. Коэффициент насыщения магнитной цепи:

Номинальное значение коэффициента насыщения обычно находится в пределах 1,1-1,7.

4.14. Намагничивающий ток холостого хода:

4.15. Относительное значение намагничивающего тока: