Пояснительная записка содержит 58 страниц, 15 иллюстраций, 3 таблицы, 3 приложения

3.4. Электрические сопротивления обмотки статора

3.4.1. Активное сопротивление обмотки статора

Из табл. 2 [7] для четырёхполюсной машины с неизолированными лобовыми частями: k₁=1,25; B=1 мм.

Зубцовое деление, отнесённое к среднему диаметру статора:

t_ср= p·(D+h_п)/z_s= 4,55 (мм).

Средняя ширина паза: b_ср = t_ср - b_zs = 2,35 (мм).

Длина лобовой части :

l_л = t_ср·(q·(m-1) + 1) + b_ср + 2B = 27 (мм).

Длина полувитка: l_ср = l + l_л = 26+27 = 53 (мм)

Активное сопротивление обмотки статора:

rs = rм·2·lср·/Ws = 4,188 (Ом),

(3.11)

где r_м = 0,022*10^-6 Ом·м - удельное сопротивление меди при температуре T=70°C.

3.4.2. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора

Коэффициент магнитной проводимости паза λп.

Для расчёта λп необходимо найти h₁:

h₁=h_п1-h_щ-h₃-2·b_из= 3,22 мм;

λ_п=h₁/(3∙d₂₁)+3∙h₃/(d₂₁+2∙b_щ)+h_щ/b_щ=1,454.

Из табл. 5 [7] для q=2 τ_z=1,24.

Коэффициент воздушного зазора для статора:

.

Коэффициент воздушного зазора для ротора:



Коэффициент воздушного зазора: K_δ=K_δs∙K_δr=1,179.

Коэффициент магнитной проводимости воздушного зазора:

.

Коэффициент магнитной проводимости лобовых частей обмоток:

.

Сумма коэффициентов магнитных проводимостей:

λ_s=λ_п+λ_δ+λ_л=4,254.

Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора xs:

Ом.

3.5. Геометрия и электрические сопротивления ротора

3.5.1. Выбор числа пазов, формы и скоса пазов

Принимаем число пазов ротора z_r=9.

Выбираем паз: открытый, круглый (рис. 3.2).



Рис. 3.2. Паз ротора

На рисунке:

b_zr- ширина зубца ротора, принимаем b_zr=2,5 мм;

h_шr- высота прорези, принимаем h_шr=0,2 мм;

b_шr- ширина прорези, принимаем b_шr=0,2 мм.

Диаметр паза: (мм).

Высота паза: h_пr=d_r+h_шr=2,92 (мм).

Площадь паза: S_пr = p·d_r²/4 = 5,81 (мм²).

Скос паза ротора принимаем равным одному зубцовому делению статора.

Диаметр ротора: D_r=D-2δ=29,7 (мм).

Скос пазов по дуге окружности ротора: b_ск = pD_r/z_s = 3,89 мм.

Центральный угол скоса пазов в электрических радианах:

a_ск = 2p·b_ск/D_r = 0,524 .

Коэффициент скоса пазов:

K_ск=2sin(a_ск/2)/ a_ск = 0,989

Зубцовое деление ротора: t_r = p·D_r/z_r = 5,83 (мм).

Скос пазов в долях зубцового деления ротора:

b_ск = b_ск/t_r = 0,667

Обмоточный коэффициент обмотки ротора:

K_wr=K_ск=0,989.

3.5.2. Активное сопротивление ротора

В расчётах будем использовать удельное сопротивление алюминия при температуре T=70°C ρ_Al=0,044∙10^-6Ом∙м.

Перегрузочную способность принимаем m_m=2. По рис. 10 [7] находим номинальное скольжение S_н=0,035 и критическое скольжение S_к=0,15. Также принимаем предварительно x_k=2x_s.

Длина пакета ротора: l_r=l=27 мм..

Активное сопротивление стержня ротора: rст=ρ_Al∙l_r/S_пr=0,1964 мОм.

Размеры замыкающего кольца: осевой a_r=5 мм; радиальный b_r=10 мм.

Диаметр кольца: D_к=D_r-b_r=20 мм.

Активное сопротивление замыкающего кольца между стержнями:

Ом.

Активное сопротивление обмотки ротора, приведённое к обмотке статора:

Ом.

3.5.3. Приведённое индуктивное сопротивление ротора

Коэффициент демпфирования принимаем K_n=1.

Коэффициент магнитной проводимости паза:

λ_пr=(0,785-b_шr/2d_r)∙K_n+h_шr/b_шr=1,748.

Коэффициент магнитной проводимости воздушного зазора:

λ_δr=t_r/(11,9∙δ∙K_δ)=2,771.

Коэффициент магнитной проводимости лобовых частей:

.

Коэффициент магнитной проводимости:

.

Коэффициент магнитной проводимости, приведённый к обмотке статора:

.

Приведённое индуктивное сопротивление ротора:

Ом.

Полное приведённое сопротивление ротора: Zr = rr+j*xr = 2,919+j*0,205 Ом.

3.5.4. Проверка индукции в зубце и ярме ротора

Диаметр окружности центров пазов:

D_ср=D_r-d_r=27 мм.

мм.

Расчётная ширина зубца: b_zr1=t₁₃-0,94·d_r=2,92 мм.

Индукция в зубце ротора: B_zs=B_δ∙t_r/(b_zr1∙K_c)=0,966 Тл.

Расчётная высота зубца: h_zr=h_пr-0,1·d_r=2,647 мм.

Диаметр вала электродвигателя принимаем равным: d_вала=4 мм.

Высота ярма ротора: h_ar=(D_r-5/6∙d_вала)/2-h_zr=11 мм.

Индукция в ярме ротора: B_ar=Ф_δ/(2∙h_ar∙l∙K_c)=0,395 Тл.