Статора и ротора асинхронных двигателей

про­водника а. Высота проводника при этом не должна превышать 2, 5 – 3, 0 мм, так как при большей высо­те в проводниках, лежащих друг над другом в одном пазу, начинает проявляться эффект вытеснения то­ка, вызывающий неравномерное распределение плотности тока по сечению проводников и увеличива­ющий потери в меди обмотки. Дей­ствие этого эффекта возрастает с увеличением числа проводников по высоте паза, поэтому в многовитковых катушках высота проводников не должна превышать указанных пределов, а при малом числе витков она может быть выбрана несколько большей.

Слишком малая высота провод­ников (а < 1 мм) вызывает значи­тельные трудности при изготовлении катушек, так как при изги­бе проводников на ребро во время намотки катушек могут произойти разрывы провода или его изоляции.

Нежелательно также примене­ние прямоугольных проводов с близ­кими размерами а и b, так как в этом случае провод во время на­мотки катушек часто перекручива­ется и при рихтовке может быть по­вреждена изоляция на его гранях.

После уточнения размеров про­водников составляется подробная спецификация паза (таблица за­полнения паза) с указанием разме­ров проводов, названий, размеров и числа слоев изоляционных мате­риалов, различных прокладок и т. п.

Сумма размеров по высоте и ши­рине паза всех проводников и изо­ляции с учетом необходимых допус­ков на разбухание изоляции и на укладку обмотки определяет разме­ры части паза, занятой обмоткой.

В боковых стенках верхней час­ти открытых пазов выполняют вы­емки для крепления пазовых клинь­ев (см. рис. 17). Глубина выемок под клин, высота шлица h_ш и высо­та клиновой части паза h_к возрас­тают с увеличением мощности ма­шины и ширины ее пазов. Обычно в асинхронных двигателях общего назначения b'-b_п=2 – 5 мм, h_ш =0, 5 – 1, 0 мм и h_к =3 – 3, 5 мм в машинах средней мощности и дости­гает 5 мм в крупных машинах.

Полученные при расчете запол­нения паза его размеры являются размерами паза «в свету», т. е. раз­мерами реального паза в собранном – шихтованном сердечнике с учетом неизбежной при этом «гребенки», образующейся за счет допусков при штамповке листов и шихтовке магнитопроводов. Действительные раз­меры паза в штампе, т.е. в каждом отдельном листе, будут несколько больше на припуски при сборке.

После того как все размеры па­за в штампе окончательно установ­лены, определяют ширину зубцов b_zmin и b_zтах или b_{z 1/3}:

; (36)

; (37)

. (38)

Расчетная высота зубцов h_z при прямоугольных пазах берется рав­ной высоте паза:

.

Обмотку из подразделенных ка­тушек в машинах общего назначе­ния с номинальным напряжением U_н £ 660 В укладывают в полуот­крытые пазы (см. рис. 18). Ши­рина шлица паза b_ш выбирается из условия обеспечения свободной укладки полукатушек в паз, поэто­му b_ш =0, 5 b_п +(1, 0 – 1, 5) мм. Высо­ту шлица и высоту клиновой части паза выполняют в пределах h_ш =0, 5 – 0, 8 мм и h_к =2, 5 – 3, 5 мм (большие значения берутся при ши­роких пазах и большей мощности двигателей). Выбор размеров про­водников, расчет заполнения паза и определение его размеров в свету и в штампе производят так же, как и для открытых пазов. Ширину и расчетную высоту зубцов определя­ют по (36) – (38).

Круглые обмоточные провода всыпной обмотки могут быть уложе­ны в пазы произвольной конфигу­рации, поэтому размеры зубцовой зоны при всыпных обмотках выби­рают таким образом, чтобы парал­лельные грани имели зубцы, а не пазы статора (рис. 19). Такие зуб­цы имеют постоянное, не изменяю­щееся с высотой зубца поперечное сечение, индукция в них также не меняется и магнитное напряжение зубцов с параллельными гранями оказывается меньше, чем магнитное напряжение трапецеидальных зуб­цов при том же среднем значении индукции в них. Это объясняется от­сутствием в зубцах с параллельны­ми стенками узких участков с высо­кой индукцией, напряженность по­ля в которых резко возрастает, уве­личивая суммарное магнитное напряжение зубцов.

Для всыпной обмотки могут быть выбраны пазы показанной на рис. 19 а – в конфигурации. В двигате­лях серии 4А выполняются только трапецеидальные пазы (рис. 19, а) с углом наклона граней клиновой части b =45⁰ у двигателей с h £ 250 мм и b =30⁰ у двигателей с h ³ 280 мм при 2 р =10 и 12.

Принцип расчета размеров паза всыпной обмотки остается таким же, как и для пазов с прямоуголь­ными проводами. Сначала прово­дится предварительный выбор раз­меров, исходя из допустимой индук­ции в зубцах и ярме статора

(39)

и h_a по (28).

После расчета коэффициента за­полнения паза проводниками об­мотки полученные значения уточня­ются. Однако стремление выпол­нить зубцы с параллельными гра­нями накладывает дополнительные условия на возможные соотношения размеров паза. Это вызывает из­вестные трудности расчета зубцовой зоны, который рекомендуется проводить в следующей последова­тельности (расчетные формулы при­ведены только для пазов, показан­ных на рис. 19, а; для других кон­фигураций они могут быть легко получены, исходя из условия сохра­нения постоянства ширины зубцов).

По допустимым индукциям в яр­ме и зубцах статора (см. табл. 10) из (28) и (39) определяются вы­сота ярма h_а и ширина зубца b_z ста­тора. Далее находятся размеры па­за в штампе, м,

; (40)

; (41)

при b =45⁰

; (42)

при b =30⁰

; (43)

Полученные размеры округляют до десятых долей миллиметра.

Высоту шлица паза h_ш обычно выполняют в пределах от 0, 5 до 1 мм в зависимости от мощности двигателя. Следует иметь в виду, что h_ш должна быть достаточной для обеспечения механической проч­ности кромок зубцов, удерживаю­щих в уплотненном состоянии про­водники паза после заклиновки па­зов. Однако увеличение h_ш приво­дит к возрастанию потока рассеяния паза, что в большинстве случаев не­желательно, В серии 4А, в двигателях с h £ 132 мм принимают h_ш =0, 5 мм, в двигателях с h_ш ³ 160 мм увеличивают до h_ш =1 мм.

Ширину шлица паза принимают равной b_ш = d_из +(1, 5¸ 2 мм), где

d_из – диаметр изолированного об­моточного провода, мм. Размер b_ш должен обеспечить возможность свободного пропуска проводников обмотки через шлиц паза с учетом толщины изоляционных технологи­ческих прокладок, устанавливаемых при укладке обмотки для предо­хранения изоляции проводников от повреждений об острые кромки шлица. В сериях асинхронных ма­шин размер b_ш обычно нормализу­ется. В серии 4А он выполняется равным от 1, 8 мм в малых машинах до 4 мм в более крупных. Средние значения b_ш для двигателей при различных h и 2 р приведены в табл. 12.

В клиновой части паза распола­гаются пазовые крышки (в машинах с h £ 160 мм) или пазовые клинья (в более крупных машинах). Поэто­му при расчете площади поперечного сечения паза эти участки не учитывают.

Размеры паза рассмотренной конфигурации могут быть определе­ны также графоаналитическим методом. Для этого вначале строится равнобедренная трапеция (рис. 20, а), верхнее основание которойравно в выбранном масштабе пазо­вому делению t ₁, нижнее основание t' ₁ = t ₁ D_a / D, а высота h =(D_a - D)/2. Такая трапеция представляет собой как бы вырезанный из листа стато­ра сектор пазового деления, в кото­ром должны разместиться паз (ось паза

Рис. 20. К графоаналитическому методу определения размеров паза статора.

Таблица 12