Выбор воздушного зазора

Правильный выбор воздушного зазора d во многом определяет энергетические показатели асин­хронного двигателя. Чем меньше воздушный зазор, тем меньше его магнитное сопротивление и магнит­ное напряжение, составляющее ос­новную часть суммарной МДС маг­нитной цепи всей машины. Поэтому уменьшение зазора приводит к со­ответственному уменьшению МДС магнитной цепи и намагничивающе­го тока двигателя, благодаря чему возрастает его cos j и уменьшаются потери в меди обмотки статора. Но чрезмерное уменьшение d приводит к возрастанию амплитуд пульсаций индукции в воздушном зазоре и, как следствие этого, к увеличению по­верхностных и пульсационных по­терь. Поэтому КПД двигателей с очень малыми зазорами не улучша­ется, а часто даже становится меньше.

В современных асинхронных двигателях зазор выбирают исходя из минимума суммарных потерь. Так как при увеличении зазора по­тери в меди возрастают, а поверх­ностные и пульсационные уменьша­ются, то существует оптимальное со­отношение между параметрами, при котором сумма потерь будет наи­меньшей. Такие расчеты проводят на ЭВМ по оптимизационным про­граммам. При учебном проектировании величину воздушного зазора следует выбирать, руководствуясь данными выпускаемых двигателей либо следующими приближенными формулами.

Для двигателей мощностью ме­нее 20 кВт воздушный зазор, м:

при 2 р =2

(52)

при 2p³ 4

(53)

Для двигателей средней, и боль­шой мощности

(54)

Зависимость воздушного зазора от внутреннего диаметра статора у двигателей серии 4А приведена на рис. 21.

Поверхностные и пульсационные потери в двигателях зависят не только от амплитуд, но и от часто­ты пульсаций индукции в воздуш­ном зазоре. В быстроходных двига­телях частота пульсаций больше, чем в тихоходных, так как она про­порциональна частоте вращения. Для уменьшения этого вида потерь d в быстроходных двигателях вы­полняют большим, что уменьшает амплитуду пульсаций.

В крупных высоковольтных дви­гателях воздушный зазор также вы­полняют большим, обычно 1, 5 – 2, 0 мм. В высоковольтных машинах применяют только открытые пазы на статоре и при малых зазорах это может привести к большим пульса­циям индукции.

Воздушный зазор, полученный по эмпирическим формулам или из графиков, следует округлять до 0, 05 мм при d < 0, 5 мм и до 0, 1 мм при d > 0, 5 мм. Например, зазор выбирают равным 0, 35; 0, 4; 0, 45; 0, 5; 0, 6 мм и т. д.

Выбранный по приведенным ре­комендациям воздушный зазор, как правило, превышает минимально до­пустимый по механическим услови­ям. Однако все же необходимо про­вести механический расчет вала проектируемого двигателя. Прогиб вала не должен быть больше 10% воздушного зазора.

Рис. 21. К выбору воздушного зазора в асинхронных двигателях.