Электромагнитный расчет

3.14 * 0,119 / 30 = 0,0125 . 

6. Внутренний  диаметр сердечника ротора при непосредственной посадке 

на вал 

0,23 * 0,225 = 0,0518 ,

где   0,23  по рекомендациям табл. 6-16 [1]. 

3.4.7  Обмотка  ротора выполняется в виде  литой беличьей клетки, стержни  клетки располагаются в пазах,  форма и обозначение размеров  которого указаны на рисунке  3.3. Для расчета выбран полузакрытый  паз. 

 

Рисунок 3.3. Полузакрытый паз  
 
 

8. Ток в стержне  ротора

 

0,8 * 21,044 * 15,307 = 257,691 ,

где   0,8;

2 * 3 * 80 * 0,957 / 30 = 15,307 - коэффициент  приведения токов ротора к  виткам статора. 

9. Площадь поперечного  сечения стержня

 

257,691 / 2700000 = 9,54^-05 ,

где 2700000 - плотность тока в стержне литой клетки согласно рекомендациям [1]. 

3.4.10 По рекомендациям  приведенным в [1], приняты для  паза ротора (рисунок 3.3 ): 

- 0,0015 - ширина шлица;

- 0,00075 - высота шлица;

- 0,0003 . 

3.4.11 Допустимая  ширина зубца 

0,558 * 0,0125 * 0,187 / (1,8 * 0,187 * 0,97 ) = 0,004 ,

где   1,8   - индукция в зубце по рекомендациям таблицы 6-10 [1]. 

3.4.12 Размеры  паза (рис. 3.3 [1]): 

- 3.14 * (0,119 - 2 * 0,00075) - 30 * 0,004 / (3.14 + 30 ) = 0,00755 ;

- (0,00755^2 * (30 / 3.14 + 3.14/2) – 4 * 9,54^-05 / (30 / 3.14 – 3.14/2))^ ½ = 0,00562 ;

- (0,00755 - 0,00562 ) * 30 / ( 2 * 3.14 ) = 0,00921 . 

3.4.13 Окончательно  приняты (рис. 3.3): 

- 0,00755 ;

- 0,00562 ;

- 0,00921 . 

3.4.14 Полная высота  паза 

0,00075 + 0,00755 / 2 + 0,00921 + 0,00562 / 2 = 0,0165  

3.4.15 Сечение  стержня 

3.14/8 * (0,00755^2 + 0,00562^2) + ½ * (0,00755 + 0,00562) * 0,00921 = 9,54^-05  

3.4.16 Плотность  тока в стержне 

257,691 / 9,54^-05 = 2700072,733 , 

3.4.17 Коэффициент  соотношения токов стержня и  клетки 

2 * sin (1 * 3.14 / 30) = 0,209. 

3.4.18 Ток короткозамкнутых  колец 

257,691 / 0,209 = 1232,635 . 

3.4.19 Плотность  тока короткозамкнутых колец 

0,85 * 2700072,733 = 2295061,823 .

где 0,85 – принято для расчета, учитывает уменьшение плотности тока в кольце по сравнению с плотностью тока стержня. 

3.4.20 Площадь  поперечного сечения кольца 

1232,635 / 2295061,823 = 0,000537 . 

3.4.21 Эскиз короткозамыкающего  кольца дан на рисунке 3.4. 

Рисунок 3.4 

3.4.22 Размеры  короткозамыкающих колец: 

- 1,25 * 0,0165 = 0,0207 ;

- 0,000537 / 0,0207 = 0,026 , 

      окончательно  принятые размеры:

      - 0,026 ;

      - 0,0207 ; 

      - 0,0207 * 0,026 = 0,000537 ;

      - 0,119 - 0,0207 = 0,0986 . 

3.4.23 Коэффициент  скоса 

1.  
 

3.5 Расчет намагничивающего  тока 

3.5.1  Расчет  величин индукций 

      -  индукция в зубце статора

0,558 * 0,0127 * 0,187 / (0,0061 * 0,187 * 0,97) = 1,2 ;

      -  индукция в зубце ротора

0,558 * 0,0125 * 0,187 / (0,004 * 0,187 * 0,97) = 1,8 ;

      -  индукция в ярме статора

0,0127 / ( 2 * 0,0343 * 0,187 * 0,97 ) = 1,02 . 

3.5.2  Расчетная  высота ярма ротора 

(2 + 1)/(3.2 * 1) * (0,119/2 – 0,0165) = 0,0404 

3.5.3  Индукция  в ярме poтора 

0,0127 / ( 2 * 0,0404 * 0,187 * 0,97 ) = 0,866 . 

3.5.4  Коэффициент  воздушного зазора 

1,153 * 1,026 = 1,183,

где 0,0127 / (0,0127 - 1,531 * 0,0011) = 1,153 – коэффициент картера для статора;

( 0,004 / 0,0011 ) ^2 / ( 5 + 0,004 / 0,0011 ) = 1,531;

0,0125 / (0,0125 - 0,292 * 0,0011) = 1,026 - коэффициент  картера для ротора;

( 0,0015 / 0,0011 ) ^2 / ( 5 + 0,0015 / 0,0011 ) = 0,292. 

3.5.5  Магнитное  напряжение воздушного зазора 

1.59 * 10^6 * 0,558 * 1,183 * 0,0011 = 1155,575 . 

3.5.6  По таблицам  кривых намагничивания для стали  марки _2013 (приложение П-15 [1]) определяются  напряженности магнитного поля  по ранее рассчитанным величинам  индукций: 

      - в зубце статора  424 ;

      - в зубце ротора  1520 ;

      - в ярме статора  221 ;

      - в ярме poтора  152 . 

7. Магнитное напряжение зубцовой зоны статора

 

2 * 0,0175 * 424 = 14,806 ,

      где  0,0175 . 

3.5.8  Магнитное  напряжение зубцовой зоны poтора 

2 * 0,016 * 1520 = 48,593 ,

      где   0,0165 - 0,00075 = 0,016 . 

3.5.9  Коэффициент  насыщения зубцовой зоны 

1 + (14,806 + 48,593) / 1155,575 = 1,055. 

3.5.10 Магнитное  напряжение ярма статора 

0,3 * 221 = 66,203 ,

      где   3.14 * (0,225 - 0,0343) / (2*1) = 0,3   - длина средней магнитной линии ярма статора. 

3.5.11 Магнитное  напряжение ярма poтора  

0,0345 * 152 = 5,237 ,

      где  

2 * 0,0172 = 0,0345  
 

- длина средней магнитной  линии ярма ротора;

(0,119 - 0,0518)/ 2 - 0,0165 = 0,0172 - высота спинки ротора. 

3.5.12 Магнитное  напряжение на пару полюсов 

1155,575 + 14,806 + 48,593 + 66,203 + 5,237 = 1290,415 . 

3.5.13 Коэффициент  насыщения магнитной цепи 

1290,415 / 1155,575 = 1,117. 

3.5.14 Намагничивающий  ток 

1 * 1290,415 / ( 0.9 * 3 * 80 *0,957) = 6,245 . 

3.5.15 Относительное  значение тока намагничивания 

6,245 / 21,044 = 0,297.

3.6 Параметры рабочего  режима 

3.6.1  Активное  сопротивление фазы обмотки статора 

2,17^-08 * 88,56 / (3,68^-06 * 1) = 0,523 ,

где   1,107 * 80 = 88,56 - длина проводников фазы обмотки;

2 * (0,187 +0,367) = 1,107 - средняя длина витка;

       0,187 / cos(0)  = 0,187 ;

       1,45 * 0,218 + 2 * 0,025 = 0,367 - длина

лобовой части;

       1,45 - лобовых частей, табл. 6-19 [1];

       0,44 - частей, табл. 6-19 [1];

       0,025 - длина вылета прямолинейной части катушек из паза от торца

сердечника до начала отгиба лобовой части,  по рекомендациям [1];

       3.14 * (1) * (0,122 + 0,0175) / (2

* 1) = 0,218 - средняя ширина катушки;

       0,44 * 0,218 + 0,025 = 0,121 - длина

вылета лобовой  части катушки. 

3.6.2  Относительное  значение активного сопротивления 

0,523 * 21,044 / 220 = 0,05. 

3.6.3  Активное  сопротивление фазы обмотки poтора 

9,11^-05 + 2 * 8,94^-07 /(0,209)^2 = 0,000132 ,

где   4,65^-08 * 0,187 / (9,54^-05 * cos(0)) = 9,11^-05 - сопротивление стержня;

       4,65^-08 * 3.14 * 0,0986 / (30 * 0,000537) =

8,94^-07 - сопротивление к.з. кольца на один стержень;

       4,65^-08 - удельное электрическое сопротивление обмотки ротора. 

3.6.4  Приведённое  активное сопротивление фазы  ротора к числу витков обмотки  статора 

0,000132 * 4 * 3 * (80 * 0,957)^2 / (30 * (1)^2) = 0,309 . 

3.6.5  Активное  сопротивление фазы обмотки ротора  в относительных единицах 

0,309 * 21,044 / 220 = 0,0296. 

3.6.6  Индуктивное  сопротивление рассеяния фазы  обмотки статора 

15.8 * 50 / 100 * (80 / 100)^2 * 0,187 / (1 * 5) * (1,173 + 2,221 + 0,911) = 0,814 .

где   0,0148 / (3 * 0,00704) * 1 + (0,0003 / 0,00704 + 3 * 0,00152 / (0,00704 + 2 * 0,004) + 0,0005 / 0,004) * 1 = 1,173 - магнитная проводимость пазового рассеяния;

(0,00704 – 0,004) / 2 = 0,00152 - высота паза, заполненая проводниками;

0,0003

1 и  1 - коэффициенты учитывающие МДС паза за счет укорочения шага обмотки статора;

0.34 * 5 / 0,187 * (0,367 - 0.64 * 1 * 0,191) = 2,221 - магнитная  проводимость лобового рассеяния;

       1 - коэффициент укорочения шага;

       0,0127 / (12 * 0,0011 * 1,183) * 1,118 = 0,911-

магнитная проводимость дифференциального рассеяния;

       2 * 1 * 1 - 0,957^2

* (0,0125 / 0,0127)^2 * (1 + 0^2) = 1,118;

       0 –коэффициент. 

0,814/cos(0) = 0,814. 

3.6.7.  Индуктивное  сопротивление рассеяния фазы  обмотки статора в относительных  единицах  

0,814 * 21,044 / 220 = 0,0779. 

3.6.8  Индуктивное  сопротивление рассеяния фазы  обмотки ротора 

7.9 * 50 * 0,187 * 2,902 * 10^-6 = 0,000214 ,

      где   1,357 + 0,745 + 0,8 = 2,902 –

суммарная магнитная  проводимость по путям рассеяния;

= [0,0115 / (3 * 0,00755) * (1 – 3.14 * 0,00755^2 / (8 * 9,54^-05) ) + 0.66 - 0,0015 / (2 * 0,00755)] * 1 + 0,00075 / 0,0015 = 1,357- магнитная проводимость пазового  рассеяния;

2.3 * 0,0986 / (30 * 0,187 * 0,209^2) * lg(4.7 * 0,0986 / (2 * 0,026 + 0,0207)) = 0,745 - магнитная проводимость лобового рассеяния;