Выбор типа обмотки и расчёт зубцового слоя якоря

Предварительное значение ЭДС якоря в номинальном режиме –

. (14)

Расчётный ток якоря –

. (15)

Простая волновая обмотка () предпочтительнее, поскольку не требует уравните-лей первого рода. Рекомендуемый фрагмент условий её выполнения представлен следую-щими соотношениями: при р = 2 число коллекторных делений на паз u должно составлять 3 или 5, а число пазов – при любом целом x; для число u должно составлять 4 или 5, а . Однако, с ростом мощности машины расчёт этой обмотки на уровне кур-сового проектирования становится всё более затруднительным с точки зрения выполнения других рекомендаций. В случае возникновения таких затруднений следует предпочесть простую петлевую обмотку (). При номинальном напряжении 220 В целесо-образность применения петлевого варианта обмотки начинается ориентировочно с 45 кВт, а при более высоких напряжениях область применения волновых обмоток может быть продвинута до 55 – 65 кВт. Чёткой границы здесь не существует. Поэтому обмотка рассчи-тывается методом последовательных приближений. По мере совершенствования результатов следует заполнять свободные строки в таблице главных размеров и электромагнитных нагру-зок и в таблице параметров зубцового слоя якоря.

Расчётный ток параллельной ветви обмотки якоря –

. (16)

Предварительное полное число эффективных проводников двухслойной обмотки якоря

(округляется до ближайшего целого чётного) –

. (17)

В зависимости от диаметра якоря рекомендуются следующие диапазоны размеров зуб-цовых делений: см при D ≤ 30 см и см при D > 30 см.

Предварительное значение зубцового деления якоря –

. (18)

Предварительное число пазов якоря (округляется до целого) –

. (19)

Уточнённое зубцовое деление –

. (20)

Предварительное число эффективных проводников на паз (округляется до чётного) –

(21)

Число витков в секции якорной обмотки (предпочтительнее секции одновитковые, но в случае необходимости можно принимать и двухвитковое исполнение) –

. (22)

Число коллекторных делений на паз (рекомендуется 3…5) –

. (23)

Полное число коллекторных делений (предварительно) –

. (24)

Шаг по коллектору для простой волновой обмотки (при чётном p полное число коллек-торных делений K должно быть нечётным и наоборот) –

. (25)

Методом последовательных приближений следует добиться согласования совокупности условий (16)-(26). Затем необходимо снова уточнить Z и , добиваясь наименьшего откло-нения N от принятого предварительно.

К дальнейшему расчёту приняты:

, , , , . (26)

Первый частичный шаг обмотки якоря (укорочение ε выбирается таким образом, чтобы шаг измерялся целым числом и обмотка не была ступенчатой) –

. (27)

Уточнённое значение линейной нагрузки якоря (не должно выходить за пределы, огра-ниченные на рис. 3 красными линиями) –

. (28)

Принятые для дальнейших расчётов уточнённые параметры следует свести в соответствующие таблицы.

Очертания зубцового слоя якоря и заполнение пазов проводниками обмотки со стандар-тизованной изоляцией также проектируются методом последовательных приближений.

Предварительное значение ширины паза с параллельными стенками –

. (29)

Предварительное значение глубины паза якоря –

. (30)

Предварительное значение ширины зубца якоря у основания –

. (31)

Коэффициент заполнения шихтованного сердечника якоря электротехнической сталью толщиной 0,5 мм –

. (32)

Предварительное значение индукции в основании зубца якоря (должно находиться в пределах 2…2,2 Тл) –

. (33)

Размеры паза и очертания зубцового деления якоря определяются на основе следующего ряда рекомендаций.

Предварительное значение плотности тока в эффективном проводнике обмотки (вычисляется из фактора нагрева, который выбирается по рис. 5) –

. (34)

Рис. 5

Предварительное значение площади поперечного сечения эффективного проводника –

. (35)

Для открытых прямоугольных пазов с изоляцией класса В применяется провод прямо-угольного сечения марки ПСД с двухсторонней толщиной изоляции Размеры ширины и высоты > неизолированного провода, исходя из расчётного зна-чения , можно выбрать в любых сочетаниях из ряда чисел, представленных в таблице 2.

Таблица 2

Отрезок ряда размеров сторон неизолированного провода (мм)

Рис. 6

На рис. 6 представлен пример заполнения паза для варианта Здесь красным цветом обозначена изоляция проводников, зелёным – изоляция катушек, синим – корпусная изоляция, жёлтым – изоляционные прокладки. Тот же вид имеет поперечное сечение паза и при w = 1, но с разделением каждого эффективного проводника на два элементарных с целью снижения потерь на вихревые токи. Разделение эффективного проводника на элементарные с

той же суммарной площадью поперечного сечения становится необходимым, если высота выбираемого эффективного проводника превышает критическое для частоты значение (см. таблицу 3).

Таблица 3

Предельно допустимые значения высоты эффективных проводников обмотки якоря

[Гц]
h [мм]	5,9	6,4	7,4	9,3

Изоляция обмоток якорей стандартизована в зависимости от класса нагревостойкости и допустимого напряжения. На уровне курсового проектирования можно принять следующие значения её толщины:

1) изоляция катушек двухсторонняя – = 2×0,75 мм;

2) корпусная изоляция – = 2×0,25 мм по ширине паза и

= 3×0,25 мм – по высоте;

3) изоляционная прокладка – Δ = 0,5 мм.

Толщина изоляционного пазового клина с фасками, образующими прямой угол, требует расчёта на прочность, но на уровне курсового проектирования может быть принята равной 4…5 мм.

Принятая толщина клина –

. (36)

Ширина эффективного проводника в первом приближении –

. (37)

Высота эффективного проводника в первом приближении (после сопоставления с дан-ными таблицы 6 в случае необходимости эффективный проводник собирают из двух элемен-тарных с такой же суммарной высотой) –

. (38)

Размеры эффективного проводника, принятые по сортаменту обмоточных проводов прямоугольного сечения –

(39)

Плотность тока в принятом поперечном сечении эффективного проводника –

. (40)

Ширина паза для выбранных поперечных размеров эффективного проводника –

. (41)

Глубина паза для выбранных поперечных размеров эффективного проводника (на при-мере рис. 6) –

. (42)

(для одновитковых секций с массивными эффективными проводниками глубина паза на меньше).

Зубцовое деление на глубине паза –

. (43)

Ширина зубца у основания –

. (44)

Расчётная индукция в основании зубца при выбранных размерах эффективного проводника –

. (45)

Очертания зубцового деления можно признать рациональными, если ; ; Тл. В случае отклонения от этих рекомендаций следует повто-рить расчёт зубцового слоя. В простейшем случае можно изменить соотношение размеров проводника, сохраяя в допустимых пределах уточнённое значение плотности тока. Если этого недостаточно, то можно варьировать сочетание u, w, и Z таким образом, чтобы новое значение N оставляло в допустимых пределах . Получив новое значение А, необходимо снова уточнить В. Окончательные результаты расчёта зубцового слоя якоря следует свести в таблицу и использовать для дальнейших построений.

Параметры зубцового слоя якоря

				j				A	B
-	-	-	-	А/мм2	см	см	см	А/см	Тл	Тл

Чертёж принятого зубцового деления с заполненным пазом, подобный эскизу на рис. 6, следует в масштабе 4:1 или 5:1 представить на отдельной странице расчётно-пояснительной записки как рис.1 с соответствующим названием.

Магнитный поток пары полюсов в воздушном зазоре в номинальном режиме –

. (46)

Если оказалось, что , то следует скорректировать , уточнить , и новые значения использовать в дальнейших расчётах.

Окончательное расчётное значение длины сердечника якоря –

. (47)

Дата добавления: 2014-12-27; Просмотров: 1534; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!