Сердечник полюса и полюсный наконечник

 

Марка стали Ст3, толщина листов 1,5 мм, листы без изоляции, коэффици­ент заполнения сердечника полюса и полюсного наконечника сталью к_с=0,98

 

2.5.1 Длина шихтованного сердечника полюса [11-19]

 

ℓ_п = ℓ₁+15 = 550+15 = 565 мм

 

2.5.2 Магнитная индукция в основании сердечника полюса [§ 11-3]

 

В'_п=1,45 Тл

 

2.5.3 Предварительное значение магнитного потока [9-14]

 

Ф'=В'_б∙D₁∙ℓ'₁∙10^-6/р=0,82∙655∙480∙10^-6/4=0,064 Вб

 

2.5.4 Ширина дуги полюсного наконечника [11-25]

 

b_н.п = α∙τ =0,65∙257 = 180 мм

 

2.5.5 Радиус очертания полюсного наконечника при эксцентричном воздушном зазоре [11-26]

 

мм

 

2.5.6 Ширина полюсного наконечника, определяемая хордой [11-28]

 

b'_н.п=2R_н.пsin(0.5b_н.п/R_н.п)=2∙300∙sin(0,5∙180/300)=177 мм

 

2.5.7 Высота полюсного наконечника у его края [§ 11-3]

 

h'_н.п=20 мм

 

2.5.8 Высота полюсного наконечника по оси полюса для машин с эксцентрич­ным зазором [11-29]

 

h_н.п. = мм

 

2.5.9 Поправочный коэффициент [11-24]

 

к_σ = 1,25∙h_н.п+25 = 1,25∙34+25 = 67,5

 

2.5.10 Предварительное значение коэффициента магнитного рассеяния полюсов [11-22]

 

 

σ'=1+к_σ∙35∙б/ ² = 1+67,5∙35∙2,5/257² =1,09

 

2.5.11 Ширина сердечника полюса [11-21]

 

b_п=σ'∙Ф'∙10⁶/(к_с∙ℓ_п∙В'_п)=1,09∙0,064∙10⁶/(0,98∙565∙1,45)=86,8 мм

 

2.5.12 Высота выступа у основания сердечника [11-32]

 

h'_п=10,5∙б'+0,18∙D₁=10,5∙2,2+0,18∙655=141 мм

 

2.5.13 Предварительный внутренний диаметр сердечника ротора [11-33]

 

мм

 

2.5.14 Высота спинки ротора [11-34]

 

h_с2 = 0,5∙D₁- б- h'_п - h_н.п - 0,5∙D'₂ = 0,5∙655 - 2,5 – 141 - 34 - 0,5∙198 = 75 мм

 

2.5.15 Расчетная высота спинки ротора с учетом прохождения части магнитного потока по валу [11-35]

 

h'_с2=h_с2+0,5∙D'₂=75+0.5∙198=174 мм

 

2.5.16 Магнитная индукция в спинке ротора [11-36]

 

В_с2= Тл

Обмотка статора

 

3.1 По [табл. 9-4, § 9-4] принимаем двухслойную петлевую обмотку с жесткими секциями из про­вода марки ПЭТП-155, укладываемую в прямоугольные открытые пазы.

 

3.2 Коэффициент распределения [9-9]

 

к_р1= ,

где α=60/q₁

 

3.3 Укорочение шага [§ 9-4]

 

при 2p≥4 принимаем β'₁=0,8

 

3.4 Шаг обмотки [9-11]

 

у_п1= β₁∙z₁/(2∙p) = 0,8∙60/8 = 7,2

 

Принимаем у_п1= 8

 

3.5 Укорочение шага обмотки статора по пазам [11-37]

 

β₁=2∙р∙у_п1/z₁=8∙8/72=0,89

 

3.6 Коэффициент укорочения [9-12]

 

к_у1=sin(β₁∙90˚)=sin(0,89∙90)=0,98

 

3.7 Обмоточный коэффициент [9-13]

 

к_об1=к_р1∙к_у1=0,96∙0,98=0,94

 

3.8 Предварительное количество витков в обмотке фазы [9-15]

w'₁=

 

3.9 Количество параллельных ветвей обмотки статора [§ 9-3]

 

а₁=2

 

3.10 Предварительное количество эффективных проводников в пазу [9-16]

 

N'_п1=

 

Принимаем N_п1=3

 

3.11 Уточненное количество витков [9-17]

 

 

3.12 Количество эффективных проводников дополнительной обмотки в пазу [§ 11-4]

N_д=1

 

3.13 Количество параллельных ветвей фазы дополнительной обмотки [§ 11-4]

 

а_д=2

 

3.14 Количество витков дополнительной обмотки статора [11-38]

 

 

3.15 Уточненное значение магнитного потока [9-18]

 

Ф = Ф'(w'₁/w₁) = 0,064(18,8/18) = 0,066 Вб

 

3.16 Уточненное значение индукции в воздушном зазоре [9-19]

 

В_б = В'_б(w'₁/w₁) = 0,88∙(18,8/18) = 0,85 Тл

 

3.17 Предварительное значение номинального фазного тока [11-40]

 

А

 

3.18 Уточненная линейная нагрузка статора [9-21]

 

А/см

 

 

3.19 Среднее значение магнитной индукции в спинке статора [табл.9-13]

 

В_с1=1,5 Тл

 

 

3.20 Обмотка статора с прямоугольными открытыми пазами [табл. 9-16]

 

В'_з1max = 1,8 Тл

 

3.21 Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора [9-22]

 

t₁ = π∙D₁/z₁ = 3,14∙655/72 = 28,2 мм

 

3.22 Предельная ширина зубца в наиболее узком месте [9-47]

 

b'_з1min= мм

 

3.23 Предварительная ширина открытого паза в штампе [9-48]

 

b'_п1=t_1min-b'_з1min= 28,2 – 14,2= 14 мм

 

3.24 Высота спинки статора [9-24]

 

h_c1= мм

 

3.25 Высота паза [9-25]

 

h_n1= мм

 

3.26 Общая толщина изоляции обмотки в пазу по высоте [прил. 28]

 

h_и= 6,5 мм

 

3.27 Общая толщина изоляции обмотки в пазу по щирине [прил. 28]

 

2b_и=2,2 мм

 

3.28 Высота шлица [§ 9-4]

 

h_ш=1,0 мм

 

3.29 Высота клина [§ 9-4, стр. 135]

 

h_к=3,5 мм

 

3.30 Ширина зубца в наиболее узком месте [§ 9-4]

 

b'_з1min=14 мм

 

3.31 Предварительная ширина паза в штампе [9-48]

 

b'_п1=t_1min-b'_з1min=28,2-10=11,6 мм

 

3.32 Припуск на сборку сердечника по ширине [§ 9-4]

 

b_c=0,35 мм

 

3.33 Припуск на сборку сердечника по высоте [§ 9-4]

 

h_c=0,35 мм

 

3.34 Количество эффективных проводников по ширине паза [§ 9-4]

 

N_ш=1

 

3.35 Допустимая ширина эффективного проводника с витковой изоляцией [9-50]

 

b'_эф = (b'_n1-2b_и1-b_c)/N_ш = (14-2,2-0,35)/2 = 11,35 мм

 

3.36 Количество эффективных проводников по высоте паза [9-52]

 

N_в = N_п1/N_ш = 3/1 = 3

 

3.37 Допустимая высота эффективного проводника [11-49] (с₀=0,9)

 

а'_эф=(с₀∙h_n1-h_и-h_k-h_ш-h_с)/N_в=(0,9∙49,5-6,5-3,5-1-0,35)/3=11 мм

 

3.38 Площадь эффективного проводника [9-53]

 

S'_эф = а'_эф ∙ b'_эф = 11∙11,35 = 125,95 мм²

 

3.39 Количество элементарных проводников в одном эффективном [§ 9-4]

 

с=7

3.40 Меньший размер неизолированного элементарного провода [9-54]

 

а' = (а'_эф/с_а)-Δ_и = 11/7–0,15= 1,42 мм

 

где Δ_и=0,15 мм – двухсторонняя толщина изоляции провода [прил. 3]

 

3.41 Больший размер неизолированного элементарного провода [9-55]

 

b'=(b'_эф/с_b)-Δ_и=11,5/1-0,15= 11,2 мм

 

3.42 Размеры провода [прил. 2]

 

а × b = 1,5 × 11,2 мм

S = 16,59 мм²

 

3.43 Размер по ширине паза в штампе [9-57]

 

b_n1 = N_ш∙с_b(b+Δ_и)+2∙b_и1+b_с = 1∙1(11,2+0,15)+2,2+0,35 = 13,9 мм

 

3.44 Уточненная ширина зубца в наиболее узкой части [9-58]

 

b_з1min=t_1min -b_n1=28,2-13,9 = 14,3 мм

 

3.45 Уточненная магнитная индукция в узкой части зубца статора [9-59]

 

В_з1max=t₁∙B_б/(b_з1mink_c)=28,2∙0,85/(14,3∙0,95)=1,76 Тл

 

3.46 Размер основной обмотки статора по высоте паза [11-50]

 

h_п.о=N_в.ос_о.в(а+Δ_и.а)+h_и.о=3∙7(1,5+0,15)+11,2 = 45,85 мм

 

3.47 Изоляция обмотки статора [прил. 28]

 

h_и.д=0,6+1,1+0,5= 2,2 мм

 

3.48 Размер дополнительной обмотки статора по высоте паза [11-51]

 

h_п.д=N_в.дс_д.в(а+Δ_и.а)+h_и.д=1∙3(1,4+0,15)+2=6,65 мм

 

3.49 Уточненная высота паза статора в штампе [11-52]

 

h_п1=h_п.о+h_п.д+h_к+h_ш+h_с=45,85+5,1+3,5+1,0+0,35 = 55,8 мм

 

3.50 Среднее зубцовое деление статора [9-40]

 

t_ср1=π(D₁+h_п1)/z₁=3,14(655+55,8)/72= 31 мм

 

3.51 Средняя ширина катушки обмотки статора [9-41]

 

b_ср1 = t_ср1∙у_п1 = 31∙8 = 248 мм

 

3.52 Средняя длина одной лобовой части обмотки [9-60]

 

ℓ_л1 = 1,3∙b_ср1+h_п1+50 = 1,3∙248+55,8+50 = 428 мм

 

3.53 Средняя длина витка обмотки [9-43]

 

ℓ_ср1 = 2∙(ℓ₁+ℓ_л1) = 2∙(480+428) = 1816 мм

 

3.54 Длина вылета лобовой части обмотки [9-63]

 

ℓ_в1=0,4∙b_ср1+h_п1/2+25 = 0,4∙248+55,8/2+25 = 152 мм

 

3.55 Плотность тока в обмотке статора [9-39]

 

J₁ = I₁/(S∙c∙a₁) = 902/(16,59∙7∙2) = 3,88 А/мм²

 

3.56 Определяем значение А₁*J₁

 

А₁*J₁ = 473,6∙3,88 = 1839,2 A²/(cм∙мм²)

 

3.57 Допустимое значение (А₁*J₁)_доп [рис. 11-12]

 

(А₁*J₁)_доп = 2100 > 1839,2 = А₁*J₁