Загрузил Павел Залуцкий

машины бакалавр

реклама
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
«Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Бурятская государственная сельскохозяйственная
академия им. В.Р. Филиппова»
Инженерный факультет
Кафедра «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»
Аюрзанайн С.А.
Хусаев Н.С.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ
РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
Пособие по курсовому проектированию для студентов очной, заочной и заочно-сокращенной
форм обучения инженерного факультета
направления подготовки «Агроинженерия»,
профиль «Электрооборудование и электротехнологии»
Улан-Удэ, 2016
УДК 621.313
Аюрзанайн С.А., Хусаев Н.С.
Электрические машины. Расчет и проектирование асинхронного электродвигателя.
Пособие по курсовому проектированию для обучающихся инженерного факультета направления
35.03.06 «Агроинженерия» - Улан-Удэ, изд-во Бурятская ГСХА им. В.Р. Филиппова, 2016 г.
В соответствии с учебным планом при изучении курса «Электрические машины»
предусматривается выполнение курсовой работы.
Наиболее широко распространенными электрическими машинами, применяемыми в
сельском хозяйстве, являются асинхронные электродвигатели. Поэтому в качестве объекта
проектирования предлагают трехфазные асинхронные электродвигатели серии 4А.
В пособии представлены общие методические указания по выполнению курсовой работы
по курсу «Электрические машины» (задание на проектирование, выбор главных размеров и расчет
обмоток статора, расчет размеров зубцовой зоны статора, выбор воздушного зазора, расчет
магнитной цепи). Приведены справочные материалы.
Рецензент – к.т.н., доцент Сосоров Е.В.
Рекомендовано Методическим Советом ФГБОУ ВО
«Бурятская ГСХА им. В.Р. Филиппова»
Протокол №____от ____________2016 г.
© Аюрзанайн С.А., Хусаев Н.С.
© ФГБОУ ВО «Бурятская ГСХА им. В.Р. Филиппова»
2
ЛИТЕРАТУРА
1. Проектирование электрических машин. Учебник под редакцией И.П. Копылова – 3-е изд.
перераб. и доп. М.: ВШ, 2002 г.
2. Гурин Я.С., Кузнецов Б.И., Проектирование серии электрических машин М, Энергия, 1980.
3. Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С., Проектирование серий электрических
машин М, Энергия, 1974.
4. Справочник по электрическим машинам Т.1,Т.2 М, Энергоатомиздат, 1988.
5. Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудовании. Учебное пособие 5-е
издание, до. М.: ВШ, 2006 г.
6. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. Учебник, 3-е изд-ие,
перераб. и доп. – М.: ВШ, 2001 г.
7. Копылов И.П. Электрические машины. Учебник для вузов 3-е изд-ие, исправленное и доб.
– М.: ВШ, 2002 г.
ОСНОВНЫЕ РАЗДЕЛЫ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Введение
1. Задание на проектирование. Выбор базовой конструкции двигателя.
2. Выбор главных размеров
3. Расчет обмотки статора.
4. Расчет размеров зубцовой зоны статора.
5. Выбор воздушного зазора.
6. Расчет ротора.
7. Расчет магнитной цепи.
8. Выполнение графической части (сборочный чертеж асинхронного двигателя)
9. Оформление расчетно-положительной записи курсовой работы
3
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАЗДЕЛАМ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
1. ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ. ВЫБОР БАЗОВОЙ КОНСТРУКЦИИ
Техническое задание на учебное проектирование асинхронного двигателя содержит
номинальные данные проектируемой машины, указания о режиме ее работы, конструктивной
форме исполнения, степени защиты от воздействия окружающей среды, системе охлаждения.
Проектирование машины начинают с выбора базовой модели, на которую ориентируются при
проведении всех расчетов, начиная с выбора главных размеров, и при разработке конструкции
отдельных узлов. При проектировании асинхронных двигателей общего назначения малой и
средней мощности (до 400 кВт) в качестве базовой модели следует выбирать конструкцию
двигателей серии 4А.
2. ВЫБОР ГЛАВНЫХ РАЗМЕРОВ
Расчет асинхронных машин начинают с определения главных размеров внутреннего
диаметра статора D и расчетной длины воздушного зазора l  ,. Размеры D и l  связаны с
мощностью, угловой скоростью и электромагнитными нагрузками выражением машинной
постоянной:
D 2 l 
2

1
 k В k об АВ
Р
(1)
В начальный период расчета двигателя все величины, входящие в (1), кроме синхронной
угловой скорости, неизвестны. Поэтому расчёт проводят, задаваясь на основании имеющихся
рекомендаций значениями электромагнитных нагрузок (А и В  ), коэффициентов (   ,kВ и kоб), и
приближенно определяют расчетную мощность Р'; Остаются два неизвестных (D и l  ),
однозначное определение которых без дополнительных условий невозможно. Таким условием
является отношение l  /D или более употребительное в расчетной практике отношение  = l  /  .
Это отношение в значительной степени определяет экономические данные машин, а также
оказывает влияние на характеристики и условия охлаждения двигателей.
Анализ показывает, что у большинства выполненных асинхронных двигателей общего
назначения отношение  изменяется в достаточно узких пределах. Поэтому для определения D и
l  можно предварительно выбрать то или иное отношение  , характерное для заданного
исполнения и числа полюсов машины. Это позволит однозначно определить главные размеры,
исходя из (1). Однако внутренний диаметр статора, непосредственно связан определенными
размерными соотношениями с наружным диаметром статора Da, в свою очередь определяющим
высоту оси вращения h, значение которой при проектировании новых двигателей может быть
принято только из стандартного ряда высот, установленных ГОСТ.
В связи с этим выбор главных размеров проводят в следующей последовательности. Высоту,
оси вращения предварительно определяют по рис.1 для заданных Р2 и 2р в зависимости от
исполнения двигателя.
Из ряда высот осей вращения (табл. 1) берут ближайшее к предварительно найденному меньшее
стандартное значение h. Следует иметь в виду, что ГОСТ 13267-73 определяет стандартные
высоты осей вращения независимо от назначения и конструктивного исполнения асинхронных
двигателей, поэтому высота оси вращения любого проектируемого двигателя должна быть равна
одному из этих значений.
Наружный диаметр статорa Da берут из второй строки табл. 1 в зависимости от выбранной
высоты оси вращения.
4
Таблица 1
Высоты оси вращения электрических машин (по ГОСТ 1326-73) и соответствующие им
наружные диаметры статоров асинхронные двигателей серии 4А
h, 56
63 71
80
90
100' 112 132 160 180
20 22 25 28 31 35
м
0
5
0
0
5
5
м
D 0,08 0,1 0,11 0,13 0,1 0,1 0,1 0,2 0,27 0,31 0,3 0,3 0,4 0,5 0,5 0,6
9
а,
6
1
49
68
91
25
2
3
49 92 37 3
9
6
м
Рис. 1 Высота оси вращения h двигателей серии 4А различной мощности и частоты вращения.
а- со степенью защиты IР44; б- с IР23
Внутренний диаметр статора D в общем случае может быть определен по наружному
диаметру, высотам ярма и зубцов статора:
D = Da - 2(ha + hz)
На данном этапе расчета размеры ha и hz неизвестны. Поэтому для определения D используют
эмпирические зависимости, основанные на следующем.
При одном и том же уровне индукции на участках магнитопровода в машинах с одинаковым D
высота ярма статора будет пропорциональна потоку, а следовательно, обратно пропорциональна
числу полюсов машины (прямо пропорциональна полюсному делению). Принимая, что размеры
пазов не зависят от числа полюсов машины, получаем приближенное выражение:
D=КD DA
Значения коэффициентов КD,, приведенные в табл. 2, характеризуют отношения внутренних и
наружных диаметров сердечников статоров асинхронных двигателей серии 4А при различных
числах полюсов и могут быть использованы для предварительного определения D вновь
проектируемой машины.
Таблица 2
Отношение КD = D/DA в двигателях серии 4А при различных числах полюсов
2p
2
4
6
8—12
КD
0,52—0,57
0,64—0,68
0,70—0,72
0,74—0,77
5
Рис. 2. Значения коэффициента kЕ
Рис.3. Примерные значения КПД и cos  асинхронных двигателей серии 4А со степенью защиты
IP44
а - двигателей мощностью до 30 кВт; б - двигателей мощностью до 400 кВт.
Рис. 4. Примерные значения КПД и cos  асинхронных двигателей серии 4А со степенью
защиты IP23.
6
Далее находят полюсное деление  , м,
и расчетную мощность Р', Вт,
Р'= mIЕ= P2
 =  D/2р.
k
cos 
,
(1*)
где P2 - мощность на валу двигателя, Вт;
kЕ - отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, которое может быть
приближенно определено по рис. 2.
Предварительные значения  и cos  , если они не указаны в задании на проектирование,
находятся по ГОСТ. Приближенные значения  и cos  могут быть взяты по кривым рис.3 и 4,
построенным по данным двигателей серии 4А
Рис. 5. Электромагнитные нагрузки асинхронных двигателей серии 4А со степенью защиты
а - при высоте оси вращения h  132 мм; б - при h = 160-250 мм
IP44
Рис. 6. Электромагнитные нагрузки асинхронных двигателей серии 4А со степенью защиты IP23
а - при высоте оси вращения h = 160  250 мм; б - при h  280 мм
7
Коэффициент полюсного перекрытия   и коэффициент формы поля kВ асинхронных
машинах определяются степенью уплощения кривой поля в зазоре, возникающей при насыщении
зубцов статора и ротора, и могут быть достаточно достоверно определены только после расчета
магнитной цепи. Поэтому до расчета магнитной цепи удобнее рассматривать синусоидальное
поле, а влияние уплощения учесть при расчете магнитного напряжения отдельных участков
магнитной цепи. Основываясь на этом, значения коэффициентов предварительно принимают
равными:
  = 2/   0,64; kВ =  / (2 2 ) = 1,11.
Предварительное значение обмоточного коэффициента kоб1 выбирают в зависимости, от
типа обмотки статора. Для однослойных обмоток kоб1 = 0,95  0,96. Для двухслойных и одно двухслойных обмоток при 2р==2 следует - принимать kоб1 = 0,90  0,91 и при большей
полюснocти kоб1 = 0,91  0,92.
Синхронная угловая скорость вала двигателя  , рад/с, рассчитывается по формуле:
f
n
  2 1
или
(2)
  2 1
p
60
где n1 – синхронная частота вращения, об/мин;
f1 – частота питания. Гц.
Из (1) с учетом значения   расчетная длина воздушного зазора, м,
l 
P1
D 2 k B k об1 AB
(2*)
Критерием правильности выбора главных размеров D и l  служит, отношение
 = l  / ,
которое должно находиться в пределах показанных на рис. 7 для принятого исполнения машины.
Если  оказывается чрезмерно большим, то следует повторить расчет для ближайшей из
стандартного ряда большей высоты, оси вращения h. Если  слишком мало, то расчет повторяют
для следующей в стандартном ряду меньшей высоты h.
На этом выбор главных размеров заканчивается. В результате проделанных вычислений
получены значения высоты оси вращения h, внутреннего диаметра статора D, наружного диаметра
статора Da,. расчетной длины воздушного зазора l  и полюсного деления  .
Рис. 7. -Отношение  = l  /  у двигателей серии 4А.
а - со степенью защиты IP44; б - с IР 23.
Окончательное значение l  . для машин с

< 1,5 мм
l
  lст1
8
3. РАСЧЕТ ОБМОТКИ СТАТОРА
Следующий этап расчета включает определение числа пазов статора Z1 и числа витков в фазе
обмотки статора 1 . При этом число витков фазы обмотки статора должно быть таким, чтобы
линейная нагрузка двигателя и индукция в воздушном зазоре как можно более близко совпадали с
их значениями, принятыми предварительно при выборе главных размеров, а число пазов статора
обеспечивало достаточно равномерное распределение катушек обмотки.
Чтобы выполнить эти условия, вначале выбирают предварительно зубцовое деление t1 в
зависимости от типа обмотки, номинального напряжения и полюсного деления машины. Для
более равномерного распределения катушек обмотки по длине окружности зазора необходимо
большое число пазов, следовательно, малые зубцовые деления. В то же время ширина паза,
составляющая примерно половину зубцового деления, не должна быть слишком малой, так как в
этом случае ухудшается заполнение паза медью обмотки, а в машинах небольшой мощности
может также недопустимо уменьшиться механическая прочность зубцов. Кроме того, надо иметь в
виду, что стоимость машины с увеличением числа пазов возрастает, так как увеличиваются
сложность штампа и трудоемкость изготовления и укладки обмоток.
Рис. 8. Зубцовое деление статора асинхронных двигателей со всыпной обмоткой
Значения t1 асинхронных двигателей серии 4А со всыпной обмоткой показаны на рис.8, на
котором зона I определяет возможные значения t1 для небольших двигателей с высотой оси
вращения h  90 мм; зона 2 определяет значения t1 более крупных машин (90 < h  250 мм); зона 3
определяет значения t1 многополюсных двигателей с h  280мм, выполняемых со всыпной
обмоткой. Обычно двигатели с h  280 мм имеют полужесткую обмотку, но в многополюсном
исполнении при 2р  10 (в двигателях с h = 280 и 315 мм) из-за малой высоты спинки статора
размещение лобовых частей катушек из прямоугольного провода затруднено , поэтому такие
машины выполняют со всыпной обмоткой, имеющей мягкие, легко поддающиеся формовке
лобовые части.
Таблица 3
Зубцовое деление статора при прямоугольных пазах t1 м
Полюсн
Напряжение, В
ое
до 660
3000
6000
деление
,м
<0,15 0,016— 0,020 0,022— 0,025 0,024— 0,030
0,15—
0,4
>0,4
0,017— 0,022 0,024— 0,027
0,020— 0,028 0,026— 0,032
0,026— 0,034
0,028— 0,038
Для машин с полужесткой обмоткой из прямоугольного провода при U  660 В
высоковольтных машинах t1 зависит от мощности и номинального напряжения и может быть взято
в соответствии с данными табл. 3. В процессе расчета целесообразно не ограничиваться выбором
какого-либо одного конкретного зубцового деления, а руководствуясь приведенными выше
9
соображениями, рассмотреть диапазон возможных значений t1 в пределах указанных значений
зубцовых делений
t1min— t1max. Тогда возможные числа пазов статора, соответствующие
выбранному диапазону t1,
Z1min  Z1max =
D D

t1maх t1 min
(3)
Окончательное число пазов статора Z1 следует выбирать в полученных пределах с учетом
условий, налагаемых требованиями симметрии обмотки, и желательного для проектируемой
машины значения числа пазов на полюс и фазу q. Число пазов статора в любой обмотке
асинхронных машин должно быть кратно числу фаз, а число q =Z1/2pm в большинстве
асинхронных машин должно быть целым.
Окончательное значение t1 = D/2pmq не должно выходить за указанные выше пределы более
чем на 10% и в любом случае для двигателей с h  56 мм не должно быть менее 6 - 7мм.
При определении числа эффективных проводников в пазу uп руководствуются следующим: uп
должно быть целым, а в двухслойной обмотке желательно, чтобы оно было кратным двум.
Применение двухслойных обмоток с нечетным uп допускается лишь в исключительных случаях,
так как это приводит к необходимости выполнять разновитковые катушки, что усложняет
технологию изготовления и укладки обмотки. Поэтому полученные в расчете числа uп приходится
округлять до ближайшего целого или четного числа. Чтобы это округление не было слишком
грубым (что особенно заметно при малых uп), вначале определяют предварительное число
эффективных проводников в пазу u1п при условии, что параллельные ветви в обмотке отсутствуют
(a=l):
DA
u1п =
(4)
I 1H Z 1
где А - принятое ранее значение линейной нагрузки, А/м;
I1H - номинальный ток обмотки статора, А:
I1H =
P2
(5)
mU H cos 
(  и cos  заданы или выбраны в начале расчета.).
Полученное по (4) значение u1п не округляют до целого, а находят такое число
9
параллельных ветвей обмотки а, при котором число эффективных проводников в пазу либо
будет полностью удовлетворять отмеченным условиям, либо потребует лишь незначительного
изменения:
ип= а u1п
(6)
Число а при этом, естественно, может быть взято только из ряда возможных чисел
параллельных ветвей для обмотки данного типа и заданного числа полюсов.
Окончательное число витков в фазе обмотки
w1 =uпZ1/2am.
(7)
Окончательное значение линейной нагрузки, А/м,
А = 2I1H w1m /  D
(8)
Оно должно лишь незначительно отличаться от принятого ранее, так как его изменение
определяется только отношением рассчитанного по (6) и принятого числа эффективных
проводников в пазу uп. Полученное значение А нужно сопоставить с рекомендуемым (см. рис. 5—
6).
Схему обмотки статора выбирают в зависимости от мощности машины, ориентируясь на
конструкцию и предполагаемую технологию укладки обмотки в пазы. Машины мощностью до
12—15 кВт в большинстве случаев имеют однослойную концентрическую обмотку. В машинах
10
большей мощности всыпные обмотки выполняются двухслойными, а при механизированной
укладке применяют одно двухслойные или двухслойные концентрические обмотки, которые могут
быть уложены в пазы без подъема шага. Все обмотки из прямоугольного провода выполняются
только двухслойными. Обмоточный коэффициент kоб = kр kу рассчитывается в зависимости от
принятого укорочения шага обмотки  числа q . Значений Rр находят по
0.5
kр=
30 0
q sin
q
Для однослойных обмоток ky всегда равен единице, кроме обмоток с несплошной фазной
зоной. Для двухслойных обмоток ky рассчитывается по
k y= sin


2
'Расчетное укорочение таких обмоток, выполненных с одной' большой катушкой в катушечной
группе, зависит, от числа q и равно:
2 q 1
=
3 q
В двухслойных обмотках асинхронных двигателей шаг выполняют в большинстве случаев с
укорочением, близким к  =0,8.
После расчета kоб1 уточняют значение потока Ф, В  .
Ф=
k E U 1H
4k B m1k об1 f1
(9)
и определяют индукцию в воздушном зазоре В  ,Тл,
В =
ф
рФ
=
  I 
DI 
(10)
Если полученное значение В  выходит за пределы рекомендуемой области
(см. рис. 5-6)
более чем на 5%, следует принять другое значение числа uп и повторить расчет.
Если линейная нагрузка и индукция в воздушном зазоре при принятом числе пазов и
эффективных проводников в пазу находятся в рекомендуемых пределах, переходят к расчету
сечения эффективного проводника и обмоточного провода.
Сечение, эффективных проводников, м2 исходя из тока одной параллельной ветви и
допустимой плотности тока в обмотке:
qэф=I1H/aJ1
(11)
С точки зрения повышения использования активных материалов плотность тока J1 должна быть
выбрана как можно большей, но при этом возрастают потери в меди обмотки. Увеличение потерь
сказывается, во-первых, на повышении температуры обмотки и, во-вторых, на КПД двигателя. В
асинхронных двигателях общего назначения при принятой в них системе косвенного охлаждения
влияние плотности тока на нагрев обмотки более существенно, чем на КПД. На этом основании
определены качественные зависимости допустимой плотности тока в обмотках различных машин.
Она повышается с уменьшением габаритов машины, с увеличением допустимого нагрева обмотки
при переходе на другой, более высокий класс нагревостойкости изоляции и с повышением
интенсивности охлаждения (например в машинах защищенного исполнения по сравнению с
закрытыми обдуваемыми двигателями).
11
Рис.9. Средние значения произведения (AJ) асинхронных двигателей.
а—со степенью защиты IP44; h  132 мм; б—то же при h =160 - 250 мм; в- то же при h=28O - 355
мм (при продувном роторе); г - со степенью защиты IP23; при h=160 - 250 мм, д – тоже при h =
280 – 355 мм;
е- тоже при h = 400 – 560 мм
Нагрев пазовой части обмотки зависит от произведения линейной нагрузки на плотность тока
(AJ). Поэтому выбор допустимой плотности тока производят с учетом линейной нагрузки
двигателя:
J = (AJ)/ A
(12)
Значения AJ для асинхронных двигателей различного исполнения и мощности приведены на
рис. 9.
Для всыпных обмоток могут быть использованы обмоточные провода диаметром не более 1,8
мм, однако в современных двигателях для повышения надежности обмотки и упрощения ее
укладки в пазы используют провода меньшего диаметра. В обмотках, предназначенных для
механизированной укладки, диаметр изолированного провода обычно берут не более 1,4 мм, а при
ручной укладке (двигатели с h >160 мм) - не более 1,7мм.
Если расчетное сечения эффективного проводника в машинах со всыпной обмоткой выше
значений, соответствующих указанным диаметрам, то эффективный проводник разделяется на
несколько элементарных. Для этого по табл. П-12. подбирается сечение qэл и число элементарных
проводников nэл, составляющих один эффективный, таким образом, чтобы диаметр dэл
элементарных проводников не выходил за указанные пределы, а их суммарная площадь сечения
была близка к расчетному сечению эффективного проводника:
qэл nэл = qэф
(13)
12
Во всыпных обмотках .число элементарных проводников может быть взято до 10—12, но при
большом nэл возрастают технологические трудности намотки катушек, поэтому в. современных
машинах стремятся уменьшить число элементарных проводников в одном эффективном до 5 - 6, а
в обмотке, предназначенной для механизированной укладки, до 2-3, для чего увеличивают число
параллельных ветвей. В двухполюсных двигателях nэл увеличивают, поскольку число
параллельных ветвей в них не может быть более двух.
При проектировании машин с обмоткой, из прямоугольного провода сечение каждого
проводника не должно, быть взято, более 17- 20 мм2, так как в этом случае становится заметно
возрастание потерь, на вихревые токи.
Если расчетное значение qэф >20 мм2, то, прямоугольные проводники подразделяют на
элементарные так, чтобы qэл  17  20 мм2.
В обмотках из жестких катушек, укладываемых в открытые пазы, nэл обычно не более 2. При nэл
они располагаются на одном уровне по высоте паза.
После окончательного выбора qэл , nэл и а следует уточнить плотность тока в обмотке, которая
может несколько измениться по сравнению с предварительно принятой при подборе сечений
элементарных проводников:
I 1H
J=
(14)
aq эл nэл
На этом расчет обмотки статора заканчивается. Некоторая корректировка, которая может
потребоваться в ходе последующего расчета, как правило, не вносит существенных изменений в
полученные данные.
4. РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ ЗУБЦОВОЙ ЗОНЫ СТАТОРА
Размеры пазов в электрических машинах должны быть выбраны таким образом, чтобы, вопервых, площадь паза соответствовала количеству и размерам размещаемых в нем проводников
обмотки с учетом всей изоляции и, во-вторых, чтобы значения индукций в зубцах и ярме статора
находились в определенные пределах, зависящих от типа, мощности, исполнения машины и от
марки электротехнической стали сердечника, Конфигурация пазов и зубцов определяется
мощностью машины и типом обмотки. Расчет размеров зубцовой зоны проводят по допустимым
индукциям в ярме и в зубцах статора (табл. 4).
Таблица 4
Допустимые значения индукции на различных участках магнитной цепи
Участки
магнитной
цепи
Обо
знач
ени
2р
е
Вa
Ярмо статора
Зубцы статора
при
постоянном сече
Bz1
нии (всыпная
об
мотка)
Зубцы статора в
наиболее узком
сечении:
Bz1m
-при
ax
полуоткрытых
пазах
- при открытых Bz1m
пазах
ax
IP44
-
4
1,4-1,6
6
IP23
8
1,151,35
1,7-1,9
10и12
1,11,2
2
1,61,8
1,92,1
1,92,1
1,75-1,95
1,6-1,8
4
1,45-1,6
6
8 10
1,2-1,4
1,8-2,0
1,8-2,0
1,7-1,9
13
12
1,11,3
1,7-1,9
Ярмо ротора:
короткозамкнут
ого
-фазного
-в двигателях с
U=6000 В
Зубцы ротора
при
постоянном сече
нии
(грушевидные
пазы)
Зубцы ротора в
наиболее узком
сечении:
короткозамкнут
ого
-фазного
Вj
 1,45  1,25  1,15
Вj
 l,25  1,05
 1,55  1,30
Вj
Bz2
Bz2m
ax
 0,85
 1,55  1,35  1,25
 0,95
 0,75
-
 1,35
 1,15
 0,85
 0,10
-
 1.45  1.20
 1.0
1,75-1,85
1,5-1,7
-
1,8-1,95
1,45-1,60
-
1,61,8
1,55-1,70
Bz2m
1,85-2,05
1,75-1,9
2,01,9-2,05
2,2
Обмотка из прямоугольного провода укладывается в пазы с параллельными стенками (рис. 10 и
11). Зубцы в таких пазах имеют трапецеидальное сечение, и индукция в них неравномерна.
Обычно задаются значениями допустимой индукции в ярме статора Ва и индукцией Вz тах в
наиболее узком сечении зубца bz min, либо индукцией Вz 1/3 в сечении зубца с шириной bz 1/3 взятом
на расстоянии, равном 1/3 его высоты от наиболее узкой части зубца (рис. 10).
ax
Рис. 10. К расчету размеров открытых прямоугольных пазов статора.
Рис. 11. К расчету размеров полуоткрытых прямоугольных пазов статора.
14
По выбранным значениям индукций определяются:
высота ярма статора, м,
Ф
ha =
2 Вa l ст1 k c
минимальная ширина зубца, м,
B t1l
bz1min =
Bz1max lст1k c
(15)
(16)
или ширина зубца на расстоянии 1/3 его высоты от наиболее узкой части:
bz1/3 =
B t1l
Bz1 / 3lст1k c
(17)
Значение коэффициента заполнения сердечника сталью следует брать из табл. 5.
Таблица 5
Рекомендуемые марки холоднокатаной изотропной электротехнической стали,
способы изолировки листов и коэффициент заполнения статора магнитопроводов
статора и ротора асинхронных двигателей
H, мм U, в Марк
а
стали
50—
250
280355
400560
Статор
Способ
kc
изолировки
листав
 660 2013 Оксидировани 0,97
 660 2312 е Лакировка 0,95
6000 2411
Лакировка
0,95
Короткозамкнутый
ротор
Способ
kc
изолировки
листов
Оксидирование 0,97
Оксидная
0.97
пленка
0,95
Лакировка
Фазный ротор
Способ
изолировки
листов
-Лакировка
Лакировка
kc
0,95
0,95
Размеры паза вначале определяются без учета размеров и числа проводников обмотки, исходя
только из допустимых значений индукций:
высота паза, м
hп=
Da  D
 ha
2
(18)
ширина паза, м
bп=t1-bz min
(19)
или
bп=
 ( D  2h / 3)
bz1/3
Z1
(20)
Обычно bп  (0,4  0,5) t1.
Предварительно определенная ширина паза bп используется для выбора размеров обмоточного
провода. Ширина проводника b должна быть меньше ширины паза на толщину всей изоляции с
учетом допусков, т.е. корпусной, витковой (если она установлена в данной конструкции) и
проводниковой (2 bиз), а также припусков на сборку сердечников (  bп см. ниже):
b= bп - / из
(21)
/
где
 из = 2 bиз+  bп
Все данные по толщине этих видов изоляции берутся из соответствующих таблиц в
зависимости от номинального напряжения и мощности машины, конструкции и класса
нагревостойкости изоляций. Если эффективный проводник обмотки состоит из двух элементарных
проводников, то ширина каждого из них будет равна:
b=0,5(bп - / из )
(22)
15
Значения по (21) и (22) являются предварительными, Окончательная ширина проводника
находится по таблице стандартных размеров обмоточных проводов (табл. П-7). Из этой таблицы
по предварительно определенной ширине, проводника и по его расчетному, сечению
подбираются, наиболее близкие к ним стандартные значения qэл и b и соответствующая, им высота
проводника а. Высота проводника при этом не должна превышать 2,5 - 3,0 мм, так как при
большем; высоте в проводниках, лежащих; друг над другом в одном пазу, начинает проявляться
эффект вытеснения тока вызывающий неравномерное распределение плотности, тока по сечению
проводников и увеличивающей потери в меди обмотки.
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.
В боковых стенках верхней части открытых пазов выполняют выемки для крепления пазовых
клиньев (см. рис.10). Глубина выемок под клин, высота шлица hш и высота клиновой части паза hк
возрастают с увеличением мощности машины ширины ее пазов. Обычно в асинхронных
двигателях общего назначения b/-bп=2  5 мм, hш =0,5  1,0 мм и hк=3  3,5 мм в машинах
средней мощности, и достигает 5 мм в крупных машинах.
Полученные при расчете заполнения паза его размеры являются размерам 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 на сборку.
h, мм
50-132
160-250
280-355
400-560
Припуски (мм)
По ширине паза  bп
По высоте паза  hп
0,1
0,1
0,2
0,2
0,3
0,3
0,4
0,3
После того как все размеры паза в штампе окончательно установлены, определяют ширину
зубцов bz min и bz max или bz 1/3:
bz min= t1- bп
(23)
2h
bz max = t1(1+  )- bп
(24)
D
2h
bz 1/3= t1(1+  )- bп
(25)
3D
Расчетная высота зубцов hz при прямоугольных пазах берется равной высоте паза:
hz= hп
Обмотку из подразделенных катушек в машинах общего назначения с номинальным
напряжением Uн  660В укладывают в полуоткрытые пазы (см.рис.11). Ширина щлица паза b
выбирается
из
условия
обеспечения
свободной
укладки
полукатушек
в
паз,
поэтому bш=0,5bп+(1,0  1,5) мм. Высоту щлица и высоту клиновой части паза выполняют в
пределах hш=0,5  0,8 мм и hк =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 (22) - (24).
16
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.12)
Рис. 12 К расчету размеров зубцовой зоны всыпной обмотки статора.
Для всыпной обмотки могут быть выбраны пазы показанной на рис. 12 а-в конфигурации. В
двигателях серии 4А выполняются только трапецеидальные пазы (рис. 12, а) с углом наклона
граней клиновой части  =45° у двигателей с h  250 мм и  =30° у двигателей с h  280 мм при
2р=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
B t1l
bz=
(26)
B zср l ст1 к с
и ha пo (15).
После расчета коэффициента заполнения паза проводниками обмотки полученные значения
уточняются.
По допустимой индукциям в ярме и зубцах статора (см. табл. 4) из (15) и (26) определяются
высота ярма ha и ширина зубца bz статора. Далее находятся размеры паза в штампе, м,
D D
hп= a
(27)
 ha
2
 ( D  2h )
 bz 1
b1=
(28)
Z1
при  =450
b2=
 ( D  2hш  bш )  Z1bz1
Z1  
(29)
b2=
 ( D  2hш  bш
Z1  
(30)
при  =300
3 )  Z1bz
3
Полученные размеры округляют до десятых долей миллиметра.
17
Высоту шлица паза hш обычно выполняют в пределах от 0,5 до 1 мм в зависимости от
мощности двигателя. Следует иметь, в виду, что hш должна быть достаточной для обеспечения
механической прочности кромок зубцов, удерживающих в уплотненном состоянии проводники
паза после заклиновки пазов. Однако увеличение hш приводит к возрастанию потока рассеяния
паза, что в большинстве случаев нежелательно. В серии 4А в двигателях с hш  132 мм принимают
hш=0,5 мм, в двигателях с hш  160 мм увеличивают до hш 1 мм.
Ширину шлица паза принимают равной bш=dиз+(1,5  2мм), где dиз- диаметр изолированного
обмоточного провода, мм. Размер bш 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 bш обычно
нормализуется. В серии 4А он выполняется равным от 1,8 мм в малых машинах до 4 мм в более
крупных. Средние значения bш для двигателей при различных h и 2р приведены в табл. 6.
В клиновой части паза располагаются пазовые крышки (в машинах с h  l60 мм) или
пазовые клинья (в более крупных машинах). Поэтому при расчете площади поперечного сечения
паза эти участки не учитывают.
Таблица 6
Средние значения ширины шлица полузакрытых пазов статора bш, мм
h, мм
Число полюсов 2р
50-63
71
80, 90
2
1,8
2,0
3,0
4
1,8
2,0
3,0
6—81,8
2.0
2,7
10
-
12
-
100, 112
132
3,5
4,0
3,5
3,5
3,0
3,5
-
-
160-250
4,0
3,7
3.7
-
-
280-315
-
-
-
4,0
4,0
Площадь поперечного сечения паза в штампе, м2,
S п=
где
высота клиновой части паза
b1  b2
h1
2
(31)
h1=hп-( hш+hk )
hk =
hk =
(32)
b2  bш
при   450
2
b2  bш
2 3
(33)
при   30 0
Для расчета коэффициента заполнения паза необходимо определить площадь паза в свету и
учесть площадь сечения паза, занимаемую корпусной изоляцией Sиз и прокладками в пазу Snp.
Размеры паза в свету определяются с учетом припусков на шихтовку.и сборку сердечников  bп и
 hп:
b´1= b1-  bп
b´2= b2- bп
(34)
18
h´1= h1- hп
Площадь корпусной изоляции, м2,
Sиз= bиз(2 hп:+ b1+ b2)
(35)
где bиз—односторонняя толщина изоляции в пазу, м.
Площадь прокладок в пазу, м2:
для двигателей с h=180  250 мм
Snp=0,4b1+0,9 b2
(36)
для двигателей с h  280 мм
Snp=0,6(b1+ b2)
(37)
При однослойной обмотке Snp=0
Площадь поперечного сечения паза, остающаяся для размещения проводников обмотки,
b11  b1 2 1
S1 п =
(38)
h1 - Sиз - Sпр
2
Контролем правильности размещения обмотки в пазах является значение коэффициента
заполнения паза
d2и п
k3= из 1 эл
(39)
S
который должен находиться в пределах, указанных в табл. 7
Таблица 7
Средние значения коэффициента заполнения паза
Тип обмотки
Значение коэффициента
kз
kм
Всыпные обмотки на напряжения до 660 В из круглого
0,72
0,30
провода с эмалевой изоляцией
Обмотки из прямоугольного провода на напряжение 3000 В
0,70-0,80
0,22-0,37
(провода марки ПСД)
Обмотки из прямоугольного провода на напряжение 6000 В
0,60-0,70
0,14-0,25
Если полученное значение ниже указанных пределов, то площадь паза следует уменьшить, за
счет увеличения ha или bz или обоих размеров одновременно в зависимости от принятого при их
расчете значения допустимой индукции. Индукция в зубцах и ярме статора при этом уменьшится.
Уменьшение индукции ниже пределов, указанных в табл. 4, показывает, что главные размеры
двигателя завышены и активная сталь недоиспользована. В этом случае следует уменьшить длину
сердечника или перейти на ближайшую меньшую высоту оси вращения.
Таблица 8
Расчетные размеры трапецеидальных зубцов статоров при открытых и полуоткрытых
пазах (статоры машин переменного тока с обмоткой из прямоугольного провода –
рис. 10 и 11)
Размер
Рис. 10
D
bzmin
Z
bzmax
hz

Рис. 11
 b

D  2h
 b
Z
hп
D  2(hш  hк )
 b
Z

19
D  2h
 b
Z
hп
Таблица 9
Расчетные размеры зубцов статоров при трапецеидальных или грушевидных пазах.
в машинах со всыпной обмоткой (рис. 6-19)
Размер
Рис. 12, а
Рис. 12; б
Рис. 12, в
bz'
D  2h
D  2h
D  2h  b1

 b1

 b1

 b1
Z
Z
Z
bz"
D  2hш  b2
D  2hш  b2
D  2(h  h1 )

 b2

 b2

 b2
Z
Z
Z
hz
hп
hп
hп-0,1 b1
Ширина зубца и расчетная высота паза определяются по формулам табл. 8 и 9. Обычно при
всыпной обмотке bz=b´z=b´´z. В некоторых случаях, возможно некоторое расхождение значении bz'
и bz" поэтому рекомендуется рассчитать оба значения bz' и bz" и и при небольшом расхождении
результатов взять среднюю расчетную ширину зубца: bz=(bz'+bz")/2. При больших расхождениях
следует изменить соотношения размеров пазов либо проводить расчет магнитного напряжения
зубцов так же, как при прямоугольных пазах (см ниже).
5. ВЫБОР ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА
Правильный выбор воздушного зазора  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  и уменьшаются
потери в меди обмотки статора. Но чрезмерное уменьшение  приводит к возрастанию амплитуд
пульсаций индукции в воздушном зазоре и, как следствие этого, к увеличению поверхностных и
пульсационных потерь. Поэтому KПД двигателей с очень малыми зазорами не улучшается, а
часто даже становится меньше.
Рис. 13. К выбору воздушного зазора в асинхронных, двигателях.
Для двигателей мощностью менее 20 кВт воздушный зазор, м:
при 2р=2
  (0,3+1,5D) 10-3
при 2р  4
  (0,25+D) 10-3.
(40)
(41)
Для двигателей средней я большой мощности
D
9
(42)
 
(1 
) 10-3.
1,2
2p
Зависимость воздушного зазора от внутреннего диаметра статора у двигателей серии 4А
приведена на рис.13.
20
6. РАСЧЕТ РОТОРА
а) Короткозамкнутые роторы
Короткозамкнутые обмотки роторов в отличие от всех других существующих обмоток не
имеют определенного числа фаз и числа полюсов.
Обычно принято считать, что каждый стержень обмотки образует одну фазу короткозамкнутой
обмотки. Тогда число ее фаз равно числу пазов (m2=Z2) и обмотка каждой из фаз имеет 1/2 витка,
т. е.  2=1/2, так как при, m2=Z2 к каждой фазе относится один стержень с двумя участками
замыкающих колец, расположенных с разных торцов ротора (рис. 14). Обмоточный коэффициент
такой обмотки равен единице, а условное число пазов на полюс и фазу
Z2
1

q2 =
(43)
2 p 2 m2 2 p 2
При проектировании зубцовой зоны короткозамкнутых роторов особое внимание следует
уделять выбору числа пазов ротора. Это объясняется тем, что в поле воздушного зазора машины
помимо основной присутствует целый спектр гармоник более высокого порядка, каждая из
которых наводит ЭДС в обмотке ротора, поэтому ток в стержнях обмотки имеет сложный
гармонический состав.
Фазы обмотки ротора
Рис. 14. Фазы обмотки короткозамкнутого ротора.
Исследования, проведенные для изучения влияния соотношений чисел зубцов на статоре и
роторе на кривую момента, а также на шумы и вибрации, позволили определить наилучшие
сочетания Z1 и Z2 для короткозамкнутых двигателей с различными числами 2р. Рекомендации по
выбору Z2 при известных Z1 и 2р сведены в табл. 10, в которой предлагается несколько возможных
вариантов чисел пазов ротора при данных Z1 и 2р. В двигателях малой мощности обычно
выполняют Z2 < Z1. Это объясняется рядом причин технологического характера, а так же тем, что с
увеличением Z2 ток в стержнях ротора уменьшается и в двигателях небольшой мощности их
сечения становятся очень малыми. В более крупных двигателях иногда выполняют Z2>Z1, с тем
чтобы ограничить чрезмерно большой ток в стержнях ротора и увеличить равномерность
распределения проводников обмотки по длине расточки.
Ток в стержне определяется:
I2= kiI1vi
(44)
где ki — коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания и сопротивления обмоток на
отношение I1/I2 . Его приближенное значение может быть взято из кривой рис. 15 в
зависимости от номинального cos  , которым задавались в начале расчета;
vi — коэффициент приведения токов
k
1,0 i
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
cos φ
Рис. 15 Коэффициент ki в зависимости от cos 
21
При этом с учетом принятых для короткозамкнутой обмотки чисел фаз и витков в фазе
коэффициент приведения токов
2m11k об1
2m  k
 1 1 об1
vi 
(45)
m2 2 k об 2
Z2
таблица 10
Рекомендуемые числа пазов короткозамкнутых
асинхронных двигателей
2р
Число пазов
статора
12
18
24
2 30
36
42
48
4
Пазы без скоса
Пазы со скосом
9*, 15*
11*, 12», 15*,21*, 22*
14*, (18), 19*,22*, 26, 28*,(30), 31, 33,
34, 35
18, 20, 26, 31, 33, 34, 35
(18), 20, 21, 23, 24, 37, 39, 40
25, 27, 29, 43, 45, 47
15*, (16*), 17*,19, 32
22,.38
26, 28, 44,46
32, 33, 34, 50,52
38, 40, 56,58
37, 39, 41, 55, 57, 59
12
18
24
36
42
9*
10* 14*
15*', 16*, 17, (32)
26, 44, 46
(34), (50), 52, 54
15*
18*, 22*
16, 18, (20), 30, 33, 34, 35, 36
(24), 27, 28, 30, (32), 34, 45, 48
(33), 34, (38), (51), 53
48
60
72
34, 38, 56, 58, 62,64
50,52,68,70,74
(36), (38), (39), 40, (44), 57,59
48, 49, 51, 56, 64, 69, 71
62 64, 80, 82, 86
52, 68,
26, 46, (48)
44, 64, 66, 68
56, 58, 62, 82, 84, 86, 88
61, 63, 68, 76, 81, 83
28*. 33, 47, 49, 50
42, 43, 51, 65 67
57, 59, 60, 61, 83, 85, 87, 90
74, 76, 78, 80, 100; 102, 104
(34), 36, 44, 62, 64
56, 58, 86, 88, 90
66, (68), 70, 98, 100, 102, 104
78, 82, 110, 112, 114
75, 77,79, 101, 103, 105
35, 44, 61, 63, 65
56, 57, 59, 85, 87, 89
.(68), (69), (71), (97), (99), (101)
36
54
6 72
90
48
72
8 84
96
10
Число пазов ротора
60
90
44, 46,74, 76
68, 72, 74, 76, 104, 106, 108, 110, 112, 114
120 ,
86,88,92,94,96, 98, 102, 104, 106, 134, 136, 138,
140, 142, 144, 146
56, 64, 80, 88
68, 70,74, 88, 98, 106,108, 110
86, 88, 92, 100, 116, 124, 128, 130, 132
124, 128, 136, 152, 160, 164,
166, 168, 170, 172
74,94,102, 104, 106
106, 108, 116, 136, 144, 146, 148, 150, 152, 154,
158
84, 86, 106, 108, 116, 118
120, 122, 124, 132, 134, 154, 156, 164, 166, 168,
170, 172
72
90
12 108
144
84
14 126
96
16 144
22
79, 80, 81, 83, 109, 111, 113
. 69, 77, 78,79
57,
70, 71, 73,.87, 93,107, 109
99, 101, 103, 117, 123, 137, 139
69, 75, 80, 89, 91, 92
(71), (73), 86, 87, 93, 94, (107), (109)
84, 89, 91, 104, 105, 111, 112, 125, 127
125, 127. 141, 147, 161, 163
75, 77, 79, 89, 91, 93, 103
107, 117, 119, 121, 131, 133, 135, 145
90, 102
138, 150
Примечания: 1. В скобках взяты числа пазов, при которых возможно повышение вибрации
двигателей.
2. Звездочкой отмечены числа пазов, применяемые в основном в машинах малой
мощности.
Сечение стержней, м2,
qc=I2/J2
(46)
Плотность тока в стержнях ротора машин закрытого обдуваемого исполнения при заливке
пазов алюминием выбирается в пределах J2=(2,5  3,5)106 А/м2, а при защищенном исполнении на
10-15% выше, причем для машин больших мощностей следует брать меньшие значения плотности
тока.
Рис. 16. К расчету тока в замыкающих кольцах короткозамкнутой обмотки ротора
В обмотке ротора, выполненной из медных стержней, плотность тока принимают несколько
большей: J2= (4,0  8,0) 106 А/м2 (большие значения соответствуют машинам меньшей мощности).
Ток в короткозамкнутых кольцах находят, исходя из следующих соображений.
Примем направления токов в стержнях ротора Ỉс1, Ỉс2, Ỉс3 и на участках замыкающих колец,
соединяющих эти стержни, Ỉ12, Ỉ23, Ỉ34 как показано на рис. 16, а.
Тогда для узлов а, b, с и т. д. можно записать:
Ỉс2=Ỉ12 - Ỉ23
Ỉс3=Ỉ23 - Ỉ34
(47)
Ỉс4=Ỉ34 - Ỉ45
Токи в стержнях сдвинуты относительно друг друга на угол  z =2p  /Z2. Начертив
многоугольник токов в стержнях (рис.16), стороны которого являются векторами токов стержней,
сдвинутых по фазе на угол az, убеждаемся, что системе уравнений (47) будут соответствовать
направления токов на участках колец, показанные на рис. 16. Угол между их векторами тоже
равен  . Найдем соотношение между токами в стержнях и в участках колец, для чего рассмотрим
один из треугольников векторной диаграммы, образованный, например, векторами токов Ỉ12, Ỉ23,
Ỉ34. Из этого треугольника имеем:
Ic2=2I23sin
z
2
Так как это соотношение справедливо для любого из элементов диаграммы токов, то,
обозначив токи в кольце Iкл, а токи в стержнях I2, можем записать:
Iкл= I2/ 
где
 = 2 sin
(48)
p
z
= 2 sin
Z2
2
(49)
Выражение (48) является расчетной формулой для определения тока в замыкающих кольцах
короткозамкнутых роторов.
Плотность тока в замыкающих кольцах Jкл выбирают в среднем на 15—20% меньше, чем в
стержнях. Это объясняется двумя причинами. Во-первых, замыкающие кольца, имея лучшие
23
условия охлаждения по сравнению со стержнями, являются своего рода радиаторами, которые
отводят тепло стержней, усиливая их охлаждение. Во-вторых, в машинах, в которых для
улучшения пусковых характеристик используют эффект вытеснения тока, большое сопротивление
замыкающих колец снижает кратность увеличения общего сопротивления обмотки ротора при
пуске.
Площадь поперечного сечения замыкающих колец, м2,
qкл= Iкл/Jкл
(50)
Сечение колец в роторах со вставными стержнями представляет собой прямоугольник,
размеры которого (aкл  bкл) выбирают таким образом, чтобы bкл =(1,1  1,25) hп2 (рис 17).
Замыкающие кольца литой обмотки обычно выполняют с поперечным сечением в виде
неправильной трапеции, прилегающей одним из оснований к торцу сердечника ротоpa. Средняя
высота кольца выбирается из условия bкл  1,2 hп2.
Одновременно с заливкой стержней и колец на замыкающих кольцах отливаются
вентиляционные лопатки длиной несколько меньшей, чем длина вылета лобовых частей обмотки
статора. Количество вентиляционных лопаток выбирают равным простому числу, приблизительно
в 2-3 раза меньшему, чем число пазов ротора.
Рис. 17. Размеры замыкающих колец короткозамкнутого ротора.
а—со сварной обмоткой; б—с литой обмоткой.
Расчетное сечение замыкающих колец литой обмотки, м2, принимают qкл=aкл bкл, не учитывая
утолщения в местах примыкания вентиляционныx лопаток.
Рис. 18. Грушевидные пазы короткозамкнутого ротора.
а—полузакрытые; б—закрытые.
В асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором серии 4А, с высотой оси вращения
h  250 мм выполняют грушевидные пазы и литую обмотку на роторе (рис.18). В двигателях с h <
160 мм пазы имеют узкую прорезь со следующими размерами: bш=l,0 мм и hш =0,5мм при высоте
оси вращения h< 100 мм; bш=1,5 мм и hш=0,75 мм при высоте вращения h=112  132 мм. В
двигателях с h=160  250 мм выполняют грушевидные закрытые пазы (рис. 18) с размерами шлица
bш = 1,5 мм и hш =0,75мм, при h=112  132мм. В двигателях с h=160  250мм выполняют
грушевидные закрытые пазы (18,б) с размерами шлица bш=1,5 мм и hш =0,7мм. Высота перемычки
24
над пазом в двигателях с 2р  4 выполняется равной h/ ш =0,3 мм, в двухполюсных двигателях h/ ш =
1,0— 1,5 мм.
Размеры паза b1, b2, и h1 (рис. 18) рассчитывают, исходя из сечения стержня qc и .из условия
постоянства ширины зубцов ротора:
 D2  2hш  2h1ш  Z 2 bz 2
b1=
(51)
  Z2



Z
b12  2    4q c
2

b2=
(52)
Z2 

 2
Z
h1=(b1-b2) 2
(53)
2
Ширина зубцов ротора определяется по допустимой индукции Вz2 (см. табл. 4):
bz2=
B t 2 l 2
Bz 2 lCT 2 k c
(54)
После расчета размеры паза следует округлить до десятых долей миллиметра и уточнить
площадь сечения стержня qc:

1
(55)
(b1  b2 )h1
2
2
Условия высококачественной заливки пазов алюминием требуют, чтобы диаметр закругления
нижней части паза в двигателях с h  132 мм был не менее 1,5-2 мм, а двигателях с h  160 мм-не
менее 2,5- 3 мм.
В связи с округлениями результатов расчета необходимо просчитать ширину зубцов в двух
сечениях b 1z 2 и b 11
z 2 по окончательно принятым размерам паза:
24
qc=
(b12  b22 ) 
b 1z 2 = 
D2  2(hш  hш1 )  b1
 b1
Z2
(56)
D2  2h  b2
 b2
Z2
(57)
b 11
z2 = 
При небольшом расхождении размеров b 1z 2 и b 11
z 2 расчете магнитного напряжения зубцов
ротора используется средняя ширина зубца ( b 1z 2 + b 11
z 2 )/2 При заметных расхождениях - расчет
проводят так же, как для трапецеидальных зубцов ротора (см. ниже).
Расчетная высота зубца принимается равной:
hz2=hп2=0,1b2
(58)
б) Сердечники роторов
Сердечники роторов асинхронных двигателей при D2<990 мм выполняют с непосредственной
посадкой на вал без промежуточной втулки. В двигателях с высотой оси вращения h2  250 мм
применяют горячую посадку сердечников на гладкий вал без шпонки. В двигателях больших
размеров сердечники крепят на валу с помощью шпонки. Если диаметр ротора превышает 990 мм,
то сердечник шихтуют из отдельных сегментов и крепят на втулке ротора или на продольных
ребрах, приваренных к валу (оребренные валы).
25
Рис. 19. Аксиальные вентиляционные каналы в сердечнике ротора
В большинстве двигателей с высотой оси вращения h  250 мм выполняют аксиальные каналы с
целью некоторого улучшения условий охлаждения ротора и снижения его массы и момента
инерции. В двигателях серии 4А при h=250 мм аксиальные каналы располагают в одном ряду (рис.
19), их число mk2=10, а диаметр dk2=15  30 мм. В двигателях с высотой оси вращения h=280  355
мм в одном ряду располагают 12 каналов диаметром dк2=20  30 мм. В двигателях h>355 мм число
каналов уменьшают до 9, а диаметр увеличивают до 55-100 мм. Во всех перечисленных примерах
большие значения dк2 относятся к двигателям с большим числом 2р. Аксиальные каналы могут
быть расположены в одном ряду или при больших диаметрах ротора в двух рядах (рис. 19).
Радиальные каналы в сердечнике poтоpa, так же как и в статоре, выполняются лишь при длине
сердечника, превышающей 0,25—0,3 м. В таких роторах необходимо предусматривать
выполнение также и аксиальных каналов, которые служат для прохода охлаждающего воздуха к
радиальным каналам.
Наличие каналов, их диаметр и. расположение оказывают влияние на магнитное напряжение
ярма ротора и должны быть учтены при расчете магнитной цепи.
Внутренний диаметр сердечника ротора Dj при непосредственной посадке на вал равен
диаметру вала Dв и может быть определен по формуле
Dв  k B Da
(59)
Значение коэффициента kB даны в табл.11.
Таблица 11
Коэффициенты kB для расчета диаметра вала асинхронных двигателей
h,мм
50-63 71—250
280—355
2p
2—6
2—8
2
kB
0,19
0,23
0,22
4—12
400—500
4
6
0,23 0,20 0,23
8—12
0,25
Если сердечник ротора насажен на втулку или оребренный вал, то внутренний диаметр Dj, м,
определяется, исходя из допустимой индукции в ярме ротора, с использованием следующих
выражений:
hj=
ф
;
2 B j lст 2 k c
(60)
Dj=D2-2(hП2+ hj).
(61)
7. РАСЧЁТ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ
Расчет магнитной цепи проводят для режима холостого хода двигателей, при котором для
асинхронных машин характерно относительно сильное насыщение стали зубцов, статора и
ротора. Поэтому за расчетную индукцию принимается не амплитудное значение, а Врасч= Втахcos
  0,82Втах.. По Врасч следует определить Нрасч по основной кривой намагничивания и увеличить
26
затем результат в k= 1/0,82 раз, приводя напряженность к амплитудному значению индукции. Для
воздушного зазора, имеющего линейную зависимость H=f(B), эта операция равносильна
непосредственному определению магнитного напряжения зазора по B  . При определении
магнитных напряжений участков магнитной цепи с нелинейными магнитными характеристиками
влияние уплощения учитывается специальными кривыми намагничивания для зубцов и ярм
асинхронных двигателей, построенными по основной кривой намагничивания с учетом указанных
зависимостей. При этом принимают   =2/  и kB=1,11.
Расчет магнитной цепи проводится в нижеследующей, последовательности.
Рис. 20. Кривые индукции в воздушном зазоре асинхронной машины.
1-синусоида; 2-уплощенная кривая.
Используя рассчитанные по (9) соответственно поток полюса и индукцию в воздушном зазоре,
находят индукцию в зубцах статора и ротора:
B t1( 2 ) l
Вz1(2)=
(62)
bz1( 2 ) l ст ( 2 ) k c
При переменном сечении зубцов рассчитывают либо три значения индукции Bzmax, Bzmin и Вzср
соответственно в наибольшем, наименьшем и среднем сечений зубца либо индукцию Вz1/3 сечении
на расстоянии 1/3 высоты от узкой части зубца. Расчетную ширину зубцов определяют по
расчетам, приведенным формулам, в зависимости от конфигурации пазов.
Индукция в ярме статора Ва, Тл
ф
Ва= 1
(63)
2ha l ст1 k c
где h1a — расчетная высота ярма статора, м:
D D
2
h1a= a
 h1  d K 1mK 1
2
3
(64)
где dк1 и тк1 — диаметр и число рядов аксиальных вентиляционных каналов в статоре при
отсутствии каналов тк1 =0.
Индукция в ярме ротора Bj, Тл,
Bj=
ф
2h l k c
1
j ст 2
(65)
где h'j -расчетная высота ярма ротоpa м;
При этом для роторов с посадкой сердечника на втулку или на оребренный вал (крупные
асинхронные машины) расчетная высота ярма ротора.
D  Dj
2
h1j= 2
(66)
 h 2  d K 2 mK 2
2
3
где dк2 – диаметр аксиальных каналов ротора;
m к2 - число рядов аксиальных каналов;
27
При посадке сердечника непосредственно на вал в двигателях с 2p=2 и 4 необходимо
учитывать, что часть магнитных линий потока замыкается через вал. При этом расчетная высота
ярма ротора
2  p D2
2
h1j=
(67)
(
 h 2 )  d k 2 mk 2
3,2 p 2
3
Для двигателя с 2р  6 с непосредственной посадкой сердечника ротора на вал h1j определяется
по (56)
Магнитное напряжение воздушного зазора, А,
2
(68)
F  B k 1.59 B k 106
   
0
 
В этой формуле k  - коэффициент воздушного зазора k 
t  10
b  10
(69)
 - воздушный зазор,м;   4  10 7 Гн/м.
Магнитное напряжение зубцовой зоны статора, А,
Fz1=2hz1Hz1
(70)
где hz1 – расчетная высота зубца статора, м.
При переменном сечении зубцов
Hz1=(Hz1max + Hz1min+4Hz1ср)/6
или
Нz1 =Hz1/3
(71)
Значения напряженности поля в зубцах Hz, А/м, находят в соответствии с индукцией Вz по
кривой намагничивания для зубцов принятой марки стали (см приложение П8-П11)
Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора, А,
Fz2=2hz2Hz2,
(72)
где hz2 –расчетная высота зубца, м.
При переменном и плавно изменяющемся сечении зубца
Hz2=(Hz2max + Hz2min+4Hz2ср)/6
(73)
или
Нz2 =Hz1/3
(74)
Значения Н, А/м, определяют по кривой намагничивания для зубцов для принятой марки стали
(см приложение П8-П11).
Если при расчете зубцов с переменным сечением Hz1max/ Hzmin>2, то необходимо подразделить
зубец по высоте на две равные части и определить напряженности в каждой из них в отдельности.
В этом случаи расчетная высота зубца берется по высоте 0,2 и 0,7 всей высоты зубца от его
наиболее узкой части:
bz0.2=bzmin+0,2 (bzmax - bzmin);
(75)
bz0.7=bzmin+0,7 (bzmax - bzmin);
(76)
Магнитное напряжение зубцовой зоны
Fz2=hz2(Hz0,2+Hz0,7)
(77)
При фигурных пазах ротора или двойной беличьей клетке рассчитывают раздельно магнитные
напряжения верхней (Fz2в) и нижней (Fz2н) частей зубцов.
Магнитное напряжение зубцовой зоны ротора в этих случаях равно:
Fz2=2(Fz2в+ Fz2н)
(78)
Коэффициент насыщения зубцовой зоны
F  Fz 2
k z=1+ z1
(79)
F
Полученное значение kz позволяет предварительно оценить правильность выбранных
размерных соотношений и обмоточных данных проектируемой машины. Если kz >1,5  1,6, имеет
место чрезмерное насыщение зубцовой зоны; если kz < 1,2, то зубцовая зона мало использована
или воздушный зазор взят слишком большим. В обоих случаях в расчет должны быть внесены
соответствующие коррективы.
28
Магнитное напряжение ярма статора, А,
Fa=LaHa
(80)
где La — длина средней магнитной линии ярма статора, м:
La=  (Da-ha)/2p
(81)
Ha - напряженность поля при индукции по кривой намагничивания для ярма принятой марки
стали, А/м
Магнитное напряжение ярма ротора, А,
Fj=LjHj
(82)
где Hj- напряженность поля при индукции Вj по кривой намагничивания ярма для принятой марки
стали, А/м;
Lj- длина средней магнитной линии потока в ярме ротора, м. Для всех двигателей кроме
двухполюсных с непосредственной посадкой на вал,
Lj=
 ( DB  h j )
2p
(83)
где высота спинки ротора
D2  D j
(84)
 h 2
2
Для двигателей с 2р=2, сердечник ротора которых непосредственно насажен на вал, длина
средней магнитной линии определяется по формуле
hj=
Lj=2hj
(85)
Суммарное магнитное напряжение магнитной цепи машины (на пару полюсов), А,
Fц=F  + Fz1 + Fz2 + Fa + Fj
Коэффициент насыщения магнитной цепи
k  Fц F
(86)
(87)
Намагничивающий ток
I 
pFц
0,9m11 k об1
(88)
I  выражается также в процентах или долях номинального тока:
I   = I  /I1н
(89)
Относительное значение I  служит определенным критерием, правильности произведенного
выбора и расчета размеров и обмотки двигателя. Так, если при проектировании четырехполюсного
двигателя средней мощности расчет показал, что I  <0,20  0,18, то, это свидетельствует о том, что
размеры машины выбраны завышенными и активные материалы не использованы. Такой
двигатель может иметь высокие КПД и соs  плохие показатели расхода материалов на единицу
мощности, большую массу и габариты.
Если же в аналогичном двигателе I  >0,30  0,35, то это означает, что либо его; габариты взяты
меньшими, чем следовало, либо неправильно выбраны размерные соотношения участков
магнитопровода. Двигатель будет иметь низкие КПД I   и соs  .
В небольших двигателях мощностью менее 2—3 кВт I   может достигать значения 0,5-0,6,
несмотря на правильно выбранные размеры и малое насыщение магнитопровода. Это объясняется
относительно большим значением магнитного напряжения воздушного зазора, характерным для
двигателей малой мощности.
29
8. ПРИМЕР РАСЧЕТА
Расчет двигателя с короткозамкнутым ротором
Техническое задание
Спроектировать трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором: Р 2 = 15 кВт, n1
= 1500 об/мин; U = 220/388 В; конструктивное исполнение IM1001; исполнение по способу
зашиты от воздействия окружающей среды IP44; категория климатического исполнения УЗ.
1. Число пар полюсов p = 60f/n1 = 60 · 50/1500 = 2.
Выбор главных размеров
2. Высота оси вращения (предварительно) по рис.1 h = 150 мм.
Из табл. 1 принимаем ближайшее меньшее значение h = 132 мм и Dа = 0,225 м.
3. Внутренний диаметр статора D =КDDа = 0,68 · 0,225 = 0,153 м [КD = 0,68 по табл. 2.]
4. Полюсное деление τ = πD/2p = π · 150·10 –3/4 = 118·10 –3 м.
5. Расчетная мощность по (1*)
Å
0,97
Ð1  Ð2
 15  10 3
 18578  18600 Âò
 cos 
0,89  0,88
[kЕ — по рис. 2; η и cos φ — по рис. 3, а],
6. Электромагнитные нагрузки (предварительно) по рис. 5
А = 27,2·10 3 А/м;
Вδ,= 0,88 Тл.
7. Обмоточный коэффициент для однослойной обмотки (предварительно) κоб1 = 0,95.
8. Расчетная длина воздушного зазора по (2*)
P
18600

 0,209  0,21м
2
 B D  об1 АВ 1,11  0,150  157  0,95  27,2  103  0,88
[по (2) Ω = 2πn1/60 = 2π · 1500/60 = 157 рад/с].
9. Отношение λ = lδ/τ = 0,2/0,118 = 1,78. Полученное значение λ выше рекомендуемых
пределов (рис. 7), поэтому, принимаем следующую большую из стандартного ряда (табл.1)
высоту оси вращения h = 160 мм. Повторяем расчеты по пп.2 – 9:
Dа = 0,272 м; D = 0,68 · 0,272 = 0,185 м;
τ = π · 0,185/4 = 0,145 м; kЕ = 0,975;
15  10  0,975
Р 
 18673  18670 Вт
0,89  0,88
l 
2
А = 33,5·10 3 А/м; Вδ = 0,76 Тл;
18670
l 
 0,1294  0,130 м ;
2
1,11  0,185  157  0,95  33,5  103  0,76
0,130
 0,9 .
0,145
Значение λ = 0,9 находится в рекомендуемых пределах.

Определение Z1,w1 и сечения провода обмотки статора
10. Предельные значения t1 (по рис. 8) t1max = 14 мм; t1min = 12 мм.
11. Число пазов статора по (3)
D   0,185
1 min 

 41 ;
t1 max
0,014
30
1 max 
D
t1 min

  0,185
0,012
 48 .
1
48

 4 . Обмотка однослойная.
2 pm 4  3
12. Зубцовое деление статора (окончательно)
D
  0,185
t1 

 12,1  10 3 м .
2 pmq
43 4
Принимаем Z1 = 48, тогда q 
13. Число эффективных проводников в пазу [предварительно, при условии а = 1 по (4)]:
uП 
DA
I1H 1

  0,185  33,5  103
29  48
 14
P2
15  103
[по (5) I1H 

 29 А ]
mU1H cos  3  220  0,88  0,89
14. Принимаем а = 2, тогда по (6) uП = а uП  2  14  28 .
15. Окончательные значения по (7)
1 
по (8)
А
по (9)
Ф
u П 1 28  48

 112 ;
2am 2  2  3
2 I1H w1m 2  29  112  3

 33,5  103 А / м ;
D
  0,185
k ЕU1H
4k B w1kоб1 f1

0,975220
 9,005  103  9,01  103 Вб
4,441120,95850
[для однослойной обмотки с q = 4 , kоб1 = kР = 0,958; для Dа = 272 мм по рис.2: kЕ = 0,975].
pФ 2  9,01  103
В 

 0,749Тл [по (10)].
Dl
0,185  0,13
Значения А и Вδ находятся в допустимых пределах (см. рис. 5).
16. Плотность тока в обмотке статора (предварительно)

AJ1  183  109
J1 

 5,46  106 А / м2 [(AJ1) = 183·109 А2/м3 по рис. 9].
3
A
33,5  10
17. Сечение эффективного проводника (предварительно) по (11)
I
29
qэф  1H 
2,66106 м2 2,66 мм 2 ;
6
aJ1 25,4610
принимаем nэл = 2, тогда qэл = 0,5qэл = 0,5 · 2,66 = 1,33 мм2. Обмоточный провод ПЭТМ (по табл.
П-10): dэл = 1,25 мм; qэл = 1,227 мм2, qэф = 1,227 · 2 = 2,454 мм2, dиз =1,33 мм2.
18. Плотность тока в обмотке статора (окончательно) по (14)
I
29
J1 1H 
5,91106 А / мм 2 .

6
aqэл nэл 21,22710 2
Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора
Паз статора — по рис. 9, а с соотношением размеров, обеспечивающий параллельность
боковых граней зубцов.
19. Принимаем предварительно по табл. 4: Вz1 = 1,9 Тл; Ва = 1,6 Тл, тогда
B t1l
0,74912,11030,13
по (26) b1

4,9 мм
B1lСТ1kC
1,90,1300,97
31
[по табл. 5 для оксидированных листов стали kС = 0,97];
Ф
9,01103

0,0223 м  22,3 мм .
по (15) hа 
2 BalСТ1kC 21,61301030,97
20. Размеры паза в штампе принимаем bШ = 3,7 мм; hШ = 1 мм:
D D
272  185
по (27) hП  a
 ha 
 22,3  21,2 мм ;
2
2
 D  2hП 
 185  2  21,2
 b1 
 4,9  10 мм ;
по (28) b1 
1
48
 D  2hШ  bШ   1b1  185  2  3,7   48  4,9

 7,59  7,6 мм ;
по (29) b2 
1  
48  
b b 

 7,6  3,7 
по (32), (33) h1  hП   hШ  2 Ш   21,2  1 
  18,25  18,3 мм .
2 
2



21. Размеры паза в свету с учетом припуска на сборку по (34):
b1  b1  bП  10  0,2  9,8мм ;
b2  b2  bП  7,6  0,2  7,4 мм ;
h1  h1  hП  18,3  0,2  18,1мм .
Площадь поперечного сечения паза для размещения проводников по (38)
b  b
9,8  7,4
S П  1 2 h1  S ИЗ  S ПР 
 18,1  24  131,7 мм 2 .
2
2
Площадь поперечного сечения прокладок Snp=0.
Площадь поперечного сечения корпусной изоляции в пазу SИЗ = bИЗ (2hП + b1 + b2) = 0,4 · (2 · 21,2
+ 10 + 7,6) = 24 мм2, где односторонняя толщина изоляции в пазу bИЗ = 0,44 мм — по табл. П-13.
22. Коэффициент заполнения паза
d2 u n
1,332  28  2
kЗ  ИЗ П ЭЛ 
 0,752 ;
S П
131,7
Полученное значение kЗ для механизированной укладки обмотки чрезмерно велико. Снизить
kЗ, не изменяя главных размеров двигателя, можно либо уменьшив uП при тех же размерах паза,
либо увеличив площадь поперечного сечения паза. В первом случае, уменьшая uП с 28 по 27,
получаем:
27
28
k З  0,752
 0,725 ; В  0,749
 0,776Тл ;
28
27
28
28
В  1,9
 1,97Тл ; Ва  1,6
 1,66Тл
27
27
Более удачным решением будет увеличение размеров паза.
Принимаем ВZ = 1,95 Тл и Ва = 1,65 Тл, что допустимо, так как эти значения превышают
рекомендуемые в табл. 6-10 только на 2,5-3%.
23. Повторяем расчет по пп. 19-21.
0,749  12,1  103  0,13
b1 
 0,00479 м  4,8 мм ;
1,95  0,13  0,97
9,01  103
hа 
 0,0217 м  21,7 мм ;
2  1,65  0,13  0,97
272  185
 21,7  21,8 мм ;
2
 185  2  21,8
b1 
 4,8  10,2 мм ;
48
32
hП 
 185  2  3,7   48  4,8
 7,7 мм ;
48  
 7,7  3,7 
h1  21,8  1 
  18,8 мм .
2


b2 
Размеры паза в свету:
b1  10,2  0,2  10 мм ;
b2 = 7,7 – 0,2 = 7,5 мм;
h1  18,8  0,2  18,6 мм .
Площадь поперечного сечения паза в свету для размещений проводников обмотки
10  7,5
S П 
 18,6  24,6  138,15 мм 2 ,
2
где SИЗ = 0,4 (2 · 21,8 + 10,2 + 7,7) = 24,6 мм2.
24. Коэффициент заполнения паза
1,332  28  2
kЗ 
 0,717  0,72 .
138,15
Размеры паза в штампе показаны на рис. 21.
Расчет ротора
25. Воздушный зазор (по рис. 13) δ = 0,5 мм.
26. Число пазов ротора (по табл. 10) Z2 = 38.
27. Внешний диаметр D2 = D — 2δ = 0,185 — 2 · 0,5·10 –3 = 0,184 м.
28. Длина l2 = l1 = 0,13 м.
Зубцовое деление t2 = πD2/Z2 = π · 0,184/38 ≈ 0,0152 м ≈ 15,2 мм.
30. Внутренний диаметр ротора равен диаметру вала, так как сердечник непосредственно
насажен на вал, по (59)
Dj = DB = kB Da = 0,23 · 0,272 = 0,0626 м = 60 мм (kB — по табл. 11).
31. Ток в стержне, ротора по (44) I2 = ki I1 vi = 0,9 · 29 · 16,94 = 442 А
2m1w1kоб1 2  3  112  0,958

 16,94 по (45)].
[ki = 0,9 – по рис. 15; vi 
2
38
32. Площадь поперечного сечения стержня по (46)
I
442
qC  2 
 176,8  10 6 м 2  176,8 мм 2 .
6
J 2 2,5  10
[плотность тока в стержне литой клетки принимаем J2 = 2,5·10 6 А/м2].
 = 0,3 мм.
33. Паз ротора — по рис. 18, б. Принимаем bШ = 1,5 мм; hШ = 0,7 мм; hШ
Допустимая ширина зубца по (54)
B t 2 l
0,749  15,2  10 3  0,13
b 2 

 6,52  10 3 м  6,5 мм .
B 2 lСТ 2 k C
1,8  0,13  0,97
33
рис. 21 Пазы спроектированного двигателя, Р2=15кВт, 2р=4, U=220/380 B
а - статора; б - ротора.
Размеры паза:
 D2  2hШ  2hШ   Z 2bZ 2  184  2  0,7  2  0,3  38  6,5

 7,9 мм ;
по (57) b1 
  Z2
  38

Z
 38  
b12  2    qc  4
7,9 2     176,8  4
2
2


по (52) b2 

 3,72 мм ;
Z2 
38 


 2

2
Z
38
по (53) h1  b1  b2  2  7,9  3,72
 25,28 мм .
2
2
Принимаем (см. рис. 18, б) b1 = 7,8 мм; b2 = 3,6 мм; h1 = 25,3 мм.
b
b
7,8
3,6
  hШ  1  h1  2  0,3  0,7 
Полная высота паза hП 2  hШ
 25,3 
 32 мм .
2
2
2
2
Сечение стержня по (55)
qC 

b
8
2
1

 b22 
1
b1  b2 h1   7,82  3,62  1 7,8  3,6  25,3  173,2 мм 2 .
2
8
2


34. Плотность тока в стержне
J2 
I2
442

 2,55  106 А / м 2 .
6
qC 173,2  10
35. Короткозамыкающие кольца (см. рис. 17).
I
1343
 618,9 мм 2
Площадь поперечного сечения по (50) qКЛ  КЛ 
6
J КЛ 2,17  10
I2
442

z
 2
 I КЛ    0,329  1343 А , где   2 sin 2  2 sin 28  0,329 - по (48) и (49);

JКЛ = 0,85J2 = 0,85 · 2,55·10 6 = 2,17·10 6 А/м2].
Размеры замыкающих колец: bКЛ = 1,25hП2 = 1,25 · 32 = 40 мм;
q
618,9
aКЛ  КЛ 
 15,5 мм ;
bКЛ
40
qКЛ = bКЛ aКЛ = 40 ·15,5 = 620 мм2;
DК, СР = D2 – bКЛ = 184 – 40 = 144 мм.
34
Расчет намагничивающего тока
36. Значения индукций:
B t1l
0,749  12  103  0,13
по (62) BZ 1 

 1,93Тл ;
bZ 1lСТ 1kC 4,8  103  0,13  0,97
B t2l
0,749  15,2  103  0,13

 1,805Тл ;
bZ 2lСТ 2 kC
6,5  103  0,13  0,97
Ф
9,01  10 3

 1,65Тл ;
по (63) B 
a
2  21,7  0,13  0,97
2h / l
k
а СТ1 C
Ф
9,01  103
по (65) B j 

 0.95Тл ;
2hj lСТ 2 kC 2  37.5  103  0,13  0,97
расчетная высота ярма ротора по (67)
по (62) BZ 2 
hj 
2  p  D2
2  2  184
 2

 hП 2   d К 2mК 2 
 32   37,5 мм ].


3,2 p  2
3,2  2  2
 3

37. Магнитное напряжение воздушного зазора по (68)
FΔ = l,59·10 6 Bδkδδ = 1,59·10 6 · 0,749 · 1,22 · 0,5·10 –3 = 727,16 А

bШ1 /  2  3,7 / 0,52  4,42 .
t1
12,1


,
где
k



1
,
22

 
5  bШ 1 /  5  3,7 / 0,5
t1   12,1  4,42  0,5


38. Магнитные напряжения зубцовых зон: статора по (70)
FZ1 = 2hZ1 HZ1 = 2 · 21,8·10 –3 · 2340 = 102,02 A;
ротора по (72) FZ2 = 2hZ2 HZ2 = 2 · 31,6·10 –3 · 1540 = 97,33 A
[по табл. П-1по П-9 в для стали 2013 НZ1 = 2340 А/м при ВZ1 =1,93 Тл; НZ2 = 1540 А/м при ВZ2 = =
1,805 Тл; hZ1 = hП1 = 21,8 мм, hZ2 = hП2 — 0,l b2 = 32 — 0,1 · 3,6 = 31,6 мм].
39. Коэффициент насыщения зубцовой зоны по (79)
F  FZ 2
102,02  97,33
kZ  1  Z 1
 1
 1,27 .
F
727,16
40. Магнитные напряжения ярм статора и ротора:
по (80) Fa = La Ha = 0,1966 · 940 = 184,8 А;
по (82) Fj = Lj Hj = 0,071 · 168 = 11,93 A
[по табл. П-1 по П-9 Ha = 940 А/м при Вa = 1,65 Тл; Hj = 168 А/м при Bj = 0,95 Тл];
 Da  ha   0,272  0,0217 

 0,1966 м ;
по (81) La 
2p
4
 Db  hj   0,06  0,03
по (83) L j 

 0,071м ,
2p
4
D  Dj
184  60
где по (84) h j  2
 hП 2 
 32  30 мм .
2
2
41. Магнитное напряжение на пару полюсов по (86)
FЦ = Fδ + FZ1 + FZ2 + Fa +Fj = 727,2 + 102,10 + 97,3 + 184,8 + 11,9 = 1123,2 А.
42. Коэффициент насыщения магнитной цепи по (87)
F
1123,2
k  Ц 
 1,56 .
F
727,2
43. Намагничивающий ток по (88)
35
I 
pFЦ
0,9mw1kОБ1

2  1123,25
 7,75 А ;
0,9  3  112  0,958
относительное значение по (89)
I 
I
I1H

7,75
 0,27 .
29
9. ОФОРМЛЕНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ
Пояснительная записка относится к текстовым конструкторским документам и должна
соответствовать требованиям ГОСТ. Она выполняется на стандартных листах бумаги формата А4
(210х297 мм), текст пишется от руки чернилами или шариковой ручкой или распечатывается на
принтере. Каждый лист должен иметь, стандартную рамку и пронумерован.
Пояснительная записка содержит:
- титульный лист;
- содержание;
- введение;
- исходные данные;
- основное содержание расчетов;
- заключение;
- список использованной литературы;
- спецификацию сборочного чертежа.
Основная часть пояснительной записки должна быть разделена на отдельные разделы,
подразделы, пункты; названия их записываются в виде выделенных заголовков.
При выполнении расчетов следует формулы приводить сначала в общем виде, затем
подставлять в них цифровые значения и записывать конечный численный результат с
обязательным указанием размерности. По ходу расчета следует давать пояснения и обоснования
принимаемых расчетных и конструктивных решений, делать ссылки на используемые источники,
табличные, графические, справочные материалы.
ОГЛАВЛЕНИЕ
36
Рекомендуемая литература
3
Основные разделы курсовой работы
3
Методические указания по разделам курсовой работы
4
1. Задание на проектирование. Выбор базовой конструкции
4
2. Выбор главных размеров
4
3. Расчет обмотки статора
9
4. Расчет размеров зубцовой зоны статора
13
5. Выбор воздушного зазора
20
6. Расчет ротора
20
7. Расчет магнитной цепи
26
8. Примеры расчета
30
9. Оформление расчетно-пояснительной записки
36
Оглавления
37
Приложения
38
ПРИЛОЖЕНИЯ
37
Таблица П-1
в,
Тл
0,4
0
0,01
0,02
56
56
57
Основная кривая намагничивания
Сталь 2013
0,03
0,04
0,08
0,06
0,07
Н, А/м
58
59
60
60
611
0,5
63
63
64
65
66
67
67
68
68
69
0,6
70
70
71
72
73
74
74
75
76
77
0,7
78
79
81
82
831
84
85
86
87
0,8
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
0,9
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
1,00
110
111
113
114
115
117
118
120
121
123
1,1
125
126
127
128
129
132
133
134
136
138
1,2
141
146
152
158
164
170
176
182
188
194
1,3
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
1,4
300
320
350
3801
410
430
460
500
540
580
1,5
620
670
780
890
1000
1130
1240
1350
1460
1580
1,6
1700
1860
2020
2180
2340
2500
2700
2800
3000
3200
1,7
3400
3700
4000
4300
4700
5000
5400
5800
6200
6600
1,8
7000
7500
8000
8500
9200
10000
10600
11200
11800
12400
1,9
13000
13600
14200
14800
15600
16500
17300
18100
18900
19800
2,0
20700
22600
24400
26300
28100
30000
36000
42000
48000
54000
2,1
60000
67000
74000
81000
88000 .
95000
102000 109000 116000
123000
2,2
130000
138000 146000
154000
162000
170000 178000 186000 194000
202000
2,3
210000 218000 226000 234000 242000
250000 258000 266000 274000
282000
2,4
290000 298000 306000 314000 322000
330000 338000 346000 354000
362000
80
38
0,08
0,09
61
62
Таблица П-2
Кривая намагничивания для ярма асинхронных двигателей
Сталь 2013
В,Тл
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
в,
Тл
0
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
52
64
80
100
124
152
185
221
262
320
400
520
750
1150
2000
3570
5770
0
124
154
188
223
256
286
324
370
424
486.
586
709
850
1150
1520
2070
3150
5140
8920
14400
0,01
0,02
53
65
81
102
126
155
188
225
267
327
410
542
788
1220
2160
3800
6000
54
66
83
104
129
158
19Т
229
272
334
420
564
826
1290
2320
4030
6300
0,03
55
67
85
106
132
161
195
233
277
341
430
586
864
1360
9440
4260
6600
0,04
0,08
Н, А/м
56
58
69
71
87
89
108
111
135
138
164
168
199
203
237
241
283
289
349
357
440
450
608
630
902
940
1430
1500
2650
2810
4490
4720
7000
7400
0,06
59
72
91
113
140
171
206
245
295
365
464
654
982
1600
2960
4930
7800
0,07
60
74
93
115
143
174
209
249
301
373
478
678
1020
1700
3110
5140
8400
0,08
61
76
95
118
146
177
213
253
307
382
492
702
1070
1860
3270
5350
9000
0.09
62
78
97
121
149
181
217
257
313
.391
506
726
1110
1900
3420
5560
97000
Таблица П-3
Кривая намагничивания для зубцов асинхронных двигателей
Сталь 2013
0.01
0.02
0.03
0.04
0.08
0.06
0.07
0.08
0.09
127
157
191
226
259
290
329
375
430
495
598
722
878
1180
1570
2160
3320
5440
9430
15100
130
160
194
229
262
293
333
380
436
504
610
735
906
1220
1620
2250
3500
5740
9940
15800
133
164
198
233
265
297
338
385
442
514
622
749
934
1250
1670
2340
3680
6050
10460
16500
Н, А/м
136
138
167
171
201
205
236
240
268
271
301
304
342
346
391
396
448
455
524
533
634
646
763
777
962
990
1290
1330
1720
1770
2430
2520
3860
4040
6360
6670
10980
11500
17200 18 000
141
174
208 .
243
274
308
350
401
461
563
658
791
1020
1360
1830
2640
4260
7120
12000
18800
144
177
212
247
277
312
355
406
467
574
670
805
1050
1400
1890
2760
4480
7570
12600
19600
147
180
216
250
280
316
360
411
473
584
883
820
1080
1440
1950
2890
4700
8020
13200
20500
150
184
220
253
283
320
365
417
479
585
696
835
1110
1480
2010
3020
4920
8470
13800
21400
Таблица П-4
39
Основная кривая намагничивания
В, Тл
0
0.01
0.02
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
2.1
.2,2
2,3
2,4
68
76
86
96
140
190
240
300
400
550
1000
1600
3400
7700
13400
19400
38800
65500
14400
224000
0
304000
69
77
87
99
145
495
246
310
410
580
1060
1750
3600
8200
14000
20000
41000
72500
152000
232000
312000
0.03
70
78
88
103
150
200
252
320
420
610
1120
1900
3800
8900
14600
21800
43200
80000 .
760000
240000
320000
71
79
89
108
155
205
258
330
430
650
1180
2050
4100
9400
15 200
23700
45400
88000
168000
248000
328000
Сталь 2211 и2312
0.04
0.08
0.06
Н, А/м
72
73
73
80
8,1
82
90
91
92
113
118
122
160
165
170
210
215
220
264
270
276
340
350
360
440
460
470
690
730
780
1240
1300
1360
2200
2350
2500
4400
4700
5300
10000 10600 11100
15800 16400 17000
25700 27800 30000
47600 49800 52000
96000 104000 112000
176000 184000 192000
256000 264000 272000
336000 344000 352000
0.07
74
83
93
126
175
225
282
370
480
830
1420
2700
5900
11700
17600
322001
54500
120000
200000
230000
360000
0.08
0.09
75
84
94
131
180
230
288
380
500
880
1480
2900
6500
12200
18200
34400
67500
128000
208000
288000
368000
75
85
95
135
185
235
294
390
520
940
1549
3100
7100
12800
18800
36600
60500
138000
216000
296000
376000
_г
_
Таблица П-5
Кривая намагничивания для ярма асинхронных двигателей
Сталь 2211 и 2312
В,Тл
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
0
0.01
89
91
108
110
131
134
159 1 162
194
198
231
235
274
279
332
338
410
418
509
521
656
675
905
934
1370
1440
2180
2310
3460
3630
5220
5600
10400 11100
0.02
93
113
136
166
201
239
284
344
426
533
695
965
1520
2410
3800
6000
11800
0.03
0.04
0.08
0.06
Н,А/м
94
96
98
100
115
118
120
122
139
141
144
147
169
172
176
180
204
808
212
816
243
248
252
255
289
295
300
305
351
357
367
374
435
444
455
466
546
558
572
585
717
740
763
789
1000 1040 1090 1130
1590 1660 1720 1820
2550 2610 2720 2840
3970 4140 4801 4490
6400 6900 7400 7900
12500 13300 14100 14900
40
0.07
0.08
0.09
102
124
150
183
220
260
311
382
475
600
815
1190
1910
2980
4670
8500
15800
104
126
153
186
223
265
318
390
487
618
843
1240
2010
3130
48SO
9100
16700
106
128
156
190
227
269
323
398
498
635
870
1290
2100
3290
6040
9700
17600
Таблица П-6
Кривая намагничивания для зубцов асинхронных двигателей
Сталь 2211 и 2812
0
В,Тл
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
140
174
204
245
292
342
403
488
593
724
897
1120
1450
1900
2700
4160
6750
10600
15900
23100
0.01
0,02
0.03
143
177
209
249
297
347
409
497
602
738
917
1150
1490
1940
2800
4350
7170
11000
16500
24300
146
180
213
253
302
353
417
509
613
755
936
1170
1530
2000
2920
4600
7400
11500
17300
25500
149
184
216
257
306
360
425
617
626
770
955
1210
1560
2070
3059
4809
7799
12100
17800
26809
0.04
0,08
Н, А/м
15Vm 155
1862
190
221
224
262
267
311
316
366
372
433
440
927
537
638
651
790
804
977
1000
1240
1270
1610 1680
2140
2220
3830
8220
6839
8330
8150
8520
12600 13906
18500 19100
28196 29600
0.06
0,07
0,08
0,09
158
192
229
272
322
379
450
547
663
820
1020
1810
1690
2300
3490
6430
8000
13800
19600
30900
161
196
233
277
326
384
460
559
677
640
1040
1330
1750
2380
3616
5790
9400
14100
26300
32400
164
198
237
282
331
390
470
570
895
887
1060
1370
1790
2500
3710
6130
9750
14700
21109
33900
171
202
241
287
337
396
477
582
710
879
1080
1410
1840
2600
4000
6420
10890
15700
22009
36400
Таблица П-7
Основная кривая намагничивания
Сталь 2411
В,Тл
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
2,4
0
0.01
0.02
0.03
67
77
90
109
133
166
217
295
399
585
1230
2500
5000
10000
15600
23900
59000
149 000
239000
329000
419000
68
78
92
111
135
170
223
304
411
630
1320
2680
5380
10500
16200
25000
68000
158000
248 000
333800
428000
69
79
94
113
138
174
230
314
423
680
1420
2870
5760
11000
16800
26200
77000
167000
257 000
347 000
437000
70
80
96
115
141
179
237
324
435
735
1520
3080
6200
11500
17 500
2740О
86000
176000
266 000
356 000
446000
0.04
0.08
Н, А/м
71
72
81
83
97
99
117
119
144
147
184
187
244
252
334
344
447
460
795
860
1630
1750
3300
3540
6650
7120
12000 12500
18300 19100
28700 30000
95000 104000
185000 194000
275000 284 000
365000 374 000
455000 464000
41
0.06
0.07
0.08
0.09
73
84
101
122
150
194
260
355
473
930
1870
3800
7650
13100
20 000
32000
113000
203000
293 000
383000
473 000
74
86
103
124
154
199
269
366
486
1000
2010
4090
8200
13700
20900
36000
122000
212000
302000
392000
482000
75
87
105
127
158
205
277
377
500
1070
2160
4380
8800
14300
21900
42000
131000
221000
311000
401 000
491 000
76
89
107
130
162
211
286
388
540
1150
2320
4700
9400
14900
22900
50000
140000
230000320000
410000
500000
Таблица П-8
В, Тл
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
0
48
55
63
72
81
96
116
146
192
272
410
820
1560
2800
4500
7600
16000
Кривая намагничивания для ярма асинхронных двигателей
Сталь 2411
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
Н, А/м
48
49
50
51
51
52
53
53
56
56
57
58
59
60
61
61
64
65
66
67
68
69
69
70
72
73
74
75
76
76
77
78
82
83
84
85
.87
88
90
92
98
100
102
104
105
107
109
112
118
121
124
126
129
132
136
139
150
154
158
162
167
172
176
182
198
204
210
216
222
230
238
246
288
300
316
330
340
358
370
386
440
460
490
530
570
610
660
710
890
960
1030
1100
1170
1230
1310
1400
1640
1730
1820
1920
2000
2100
2260
2440
2960
3100
3260
3400
3580
3740
3900
4100
4700
5000
6300
5500
5800
6100
6400
6800
8000
8500
9100
9700
10300 11 100 11900 13100
18000 20000 22000 23800 25 500 27600 29600 31500
0.09
54
62
71
79
94
114
143
188
260
399
770
1480
2600
4300
7200
14200
33800
Таблица П-9
Кривая намагничивания для зубцов асинхронных двигателей
Сталь 2411
В,Тл
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
0
0.01
0.02
0.03
0.04
\/м72
83
93
105
122
142
168
204
254
323
425
622
932
1630
3190
5700
9200
14200
22600
37600
73
84
94
106
124
144
171
207
259
333
432
644
976
1740
3410
5900
9700
15000
23700
39900
74
85
95
108
126
147
175
212
265
341
461
673
1020
1870
3590
6300
10 000
15800
24600
422000
75
86
96
ПО
128
149
177
216
272
351
480
700
1070
2020
3830
6600
10500
16500
26100
44600
77
87
97
111
130
151
180
222
277
361
497
728
1130
2130
4100
6900
10900
17200
26900
47000
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
78
88
98
113
132
155
184
227
284
372
518
756
1180
2300
4400
7200
11400
17900
28700
49500
79
89
99
115
134
158
188
232
291
383
537
795
1260
2450
4600
7700
12000
18700
30000
52000
80
90
101
117
136
160
191
237
298
394
554
828
1350
2630
4800
8100
12700
19800
31400
54600
81
91
102
118
138
163
196
242
307
404
573
859
1440
2830
5100
8300
13100
20600
33200
57200
82
92
104
120
140
165
200
247
316
421
596
890
1520
3040
5400
8700
13700
21600
35400
59800
Н, А/м
42
Таблица П-10
Обмоточные провода, ленты и шины
Диаметр и площади поперечного сечения
круглых медных эмалированных проводов
марок ПЭТВ и ПЭТ-155
Продолжение табл. П-10
Ном-ный
Среднее
Площадь
диаметр
значение поперечно
г
неизолиров диаметра о сечения
энного
изолирова неизолиро
н
ва
провода мм
ного
иного
провода
провода
мм
мм2
0,08
0,10
0,00502
0,09
0,11
0,00636
0,10
0,112
0,125
(0,132)
0,14
0,15
0,16
0,17
0,122
0,134
0,147
0,154
0,162
0,18
0,19
0,20
0,00785
0,00985
0,01227
0,01368
0,01539
0.01767
0,0201
0,0227
0,18
(0,19)
0,20
(0,212)
0,224
(0,236)
0,25
(0,265)
0,28
(0,30)
0,315
0,335
0,355
0,375
0,40
0,425
0,45
(0,475)
0,21
0,22
0,23
0,242
0,259
0,271
0,285
0,300
0,315
0,335
0,350
0,370
0,395
0,415
0,44
0,465
0,49
0,515
0,0255
0,0284
0,0314
0,0353
0,0394
0,0437
0,0491
0,0552
0,0616
0,0707
0,0779
0,0881
0,099
0,1104
0,1257
0,1419
0,1590
0,1772
0,50
(0,53)
0.56
0,545
0,585
0,615
0,1963
0,221
0.246
Ном-ный
Среднее
Площадь
диаметр
значение
поперечного
неизолирова
диаметра
сечения
ного провода
изолированнеизолирован
н
мм
ного провода ного провода
мм
мм2
0,60
0,655
0,283
0,63
0,69
0,312
(0,67)
0,73
0,353
0,71
0,77
0,396
0,75
0,815
0,442
0,80
0,865
0,503
0,85
0,915
0,567
0,90
0,965
0,636
0,95
1,015
0,709
1,00
1,08
0,785
1,06
1,14
0.8S3
1,12
1,20
0,985
1,18
1,26
1,094
1,25
1,33
1,227
1,32
1,405
1,368
1,40
1,485
1,539
1,50
1,585
1,767
1,60
1,685
2,011
1,70
1,785
2,27
1,80
1,895
2,54
1,90
1,995
2,83
2,00
2,095
3,14
2,12
2,22
3,53
2,24
2,34
3,94
2,36
2,46
4,36
2,50
2,60
4,91
Примечания:
1. Провода, размеры которых указаны в скобках, следует
применять только в отдельных случаях при обосновании
технико-экономической целесообразности.
2. Среднее значение
диаметра
изолированного
провода вычислено с учетом - расчетной
средней
двусторонней
толщины
эмалевой
изоляции,
принимаемой как округленное среднее арифметическое из
минимальной и максимальной толщины
43
Таблица П-11
Ном-ый
размер
проволоки
по бол-ей
стороне b,
мм
2,00
2,12
2,24
2,36
2,50
2,65
2,80
3,00
3,15
3,35
3,55
3,75
4,00
4,25
4,50
4,75
5,00
5,30
5,60
6,00
6,30
6,70
7,10
7,50
0,80
0,85
0,90
1,463
1,559
1,655
1,751
1,863
1,983
2,103
2,263
2,383
2,543
2,703
2,863
3,063
3,263
3,463
3,663
3,863
4,103
4,343
4,663
4,903
1,545
1,749
1,626
1,734
1,842
1,950
2,076
2,211
2,346
2,526
2,661
2,841
3,021
3,201
3,426
3,651
3,876
4101
4,326
4,596
4,866
5,226
5,496
5,856
6,216
1,970
2,225
2,522
2,862
3,245
3,670
4,095
4,605
5,200
Размеры и площади поперечного сечения прямоугольной проволоки
Номинальный размер проволоки по меньшей стороне a, мм.;
0,95
1,00
1,06
1,12
1,18
1,25
1,32
1,40
1,50
1,60
2
Расчетное сечение проволоки, мм
1,706
1,934
2,181
2,466
2,799
3,179
3,606
4,081
4,556
5,126
5,791
6,551
1,785
1,905
2,025
2,145
2,285
2,435
2,585
2,785
2,935
3,135
3,335
3,535
3,785
4,035
4,285
4,535
4,785
5,085
5,385
5,785
6,085
6,485
6,885
7,285
1,905
2,160
2,435
2,753
3,124
3,548
4,025
4,555
5,085
5,721
6,463
7,311
-
2,025
2,160
2,294
2,429
2,585
2,753
2,921
3,145
3,313
3,537
3,761
3,985
4,265
4,545
4,825
5,105
5,385
5,721
6,057
6,505
6,841
7,289
7,737
8,185
2,145
2,429
2,736
3,089
3,502
3,974
4,505
5,095
5,685
6,393
7,219
8,163
-
2,285
2,435
2,585
2,735
2,910
3,098
3,285
3,535
3,723
3,973
4,223
4,473
4,785
5,098
5,410
5,723
6,035
6,410
6,785
7,285
7,660
8,160
8,669
9,160
2,425
2,742
3,085
3,481
3,943
4,471
5,065
5,725
6,385
7,177
8,101
9,157
-
2,585
2,753
2,921
3,089
3,285
3,495
3,705
3,985
4,195
4,475
4,755
5,035
5,385
5,735
6,085
6,435
6,785
7,205
7,625
8,185
8,605
9,165
9,725
10,29
3,145
3,535
3,985
4,510
5,110
5,785
6,535
7,285
8,185
9,235
10,44
-
3,369
3,561
3,785
4,025
4,265
4,585
4,825
5,145
5,465
5,785
6,185
6,585
6,985
7,385
7,785
8,265
8,745
9,385
9,865
10,510
11,15
11,79
1,70
1,80
1,90
3,887
4,397
4,137
4,307
4,677
5,038
5,307
5,667
6,027
6,387
6,837
7,287
7,737
8,188
8,637
9,177
9,717
10,44
10,98
11,70
12,42
13,14
4,957
4,992
5,672
6,437
7,287
8,137
9,157
10,35
11,71
-
5,622
6,382
7,237
8,187
9,137
10,28
11,61
13,13
-
2,00
5,237
5,638
5,937
6,337
6,437
7,137
7,637
8,137
8,637
9,137
9,637
10,24
10,84
11,64
12,24
13,04
13,84
14,64
2,12
6,315
7,163
8,117
9,177
10,24
11,51
12,99
14,69
-
8,00
8,50
9,00
9,50
10,0
10,6
11,2
11,8
12,5
7,785
8,265
8,745
9,305
9,865
9,225
10,410
9,785
10,41
11,04
11,66
12,99
10,35
11,67
12,99
10,99
11,69
12,39
13,09
13,79
14,63
15,47
11,79
13,29
14,79
16,59
12,59
13,39
14,19
14,99
15,79
16,75
17,71
18,67
19,79
13,24
14,97
16,64
18,68
20,89
14,04
14,94
15,84
16,74
17,64
18,72
19,80
20,88
22,14
14,84
16,74
18,64
20,92
23,39
15,64
16,64
17,64
18,64
19,64
20,84
22,04
23,24
24,64
16,60
18,72
20,84
23,38
26,14
Продолжение таблицы П-11
Размеры и площади поперечного сечения прямоугольной проволоки
Ном-ый размер
проволоки по
бол-ей стороне
b, мм
2,00
2,12
2,24
2,36
2,50
2,65
2,80
3,00
3,15
3,35
3,55
3,75
4,00
4,25
2,24
2,36
2,50
2,65
6,693
7,141
7,589
8,037
8,597
9,157
7,829
8,326
8,826
9,451
10,08
10,65
11,38
8,891
Номинальный размер проволоки по меньшей стороне а, мм
2,80
3,00
3,15
3,35
3,55
3,75
4,00
4,23
4,50
Расчетное сечение проволоки, а мм
10,85
11,35
45
4,75
5,00
5,30
5,60
-
-
-
-
4,50
4,75
5,00
5,30
5,60
6,00
6,30
6,70
7,10
7,50
8,00
8,50
9,00
9,50
10,0
10,6
11,2
11,8
12,5
9,717
10,28
10,84
11,51
12,18
13,08
13,75
14,65
15,54
16,44
17,56
18,68
19,80
20,92
22,04
23,38
24,73
26,07
27,64
10,07
11,25
12,67
14,32
16,21
18,33
20,69
23,05
25,88
24,95
10,70
11,33
11,95
12,70
13,45
14,45
15,20
16,20
17,20
18,20
19,45
20,70
21,95
23,20
28,45
25,95
27,45
28,95
30,70
12,70
14,29
16,15
18,27
20,65
23,30
25,95
29,13
32,58
12,05
12,75
13,45
14,29
15,13
16,25
17,09
18,21
19,33
20,45
21,85
23,25
24,65
26,05
27,45
29,31
30,81
32,49
34,45
12,95
14,45
16,25
18,35
20,75
23,45
26,54
29,45
33,05
36,95
13,63
14,41
15,20
16,15
17,09
18,35
19,30
20,56
21,82
23,08
24,65
26,23
27,80
29,38
30,95
32,84
34,73
36,62
38,83
16,20
18,21
20,56
23,24
26,25
29,60
32,95
36,97
41,33
17,20
18,27
19,33
20,75
21,82
23,24
24,66
26,08
27,85
29,63
31,40
33,18
34,95
37,08
39,21
41,34
43,83
20,14
22,77
25,77
29,14
32,89
36,64
41,14
46,02
21,54
23,14
24,34
25,94
27,54
29,14
31,14
33,14
35,14
37,14
39,14
41,54
43,94
46,34
49,14
25,92
29,32
33,14
37,39
41,64
46,74
52,27
27,49
29,29
31,09
32,89
35,14
37,39
39,64
41,89
44,14
46,84
49,54
52,24
55,39
32,87
37,14
41,89
46,64
52,34
58,52
34,64
36,64
39,24
41,64
44,14
46,64
49,14
52,14
55,14
52,14
61,64
41,54
46,84
52,14
58,50
43,94
46,74
49,54
52,34
55,14
58,50
61,86
65,22
69,14
65,39
Продолжение табл. П-11
Ном-ый размер
проволоки по
бол-ей стороне
b, мм
10,8
11,2
11,6
11,8
3,28
3,35
3,53
Номинальный размер проволоки по меньшей стороне а, мм
3,65
3,75
3,80
4,00
4,10
4,25
4,40
2
Расчетное сечение проволоки, мм
-
36,97
-
41,34
39,21
46,02
41,14
-
46,34
46
43,94
-
52,27
46,74
-
52,24
4,50
4,70
4,75
49,54
-
58,52
52,34
-
12,5
13,2
13,5
14,0
14,5
15,0
15,6
16,0
16,8
18,0
19,5
20,0
22,0
25,0
26,3
28,0
30,0
32,0
35,0
54,62
58,56
63,48
71,68
81,52
-
41,33
46,35
53,05
-
58,82
63,06
68,35
77,18
87,77
92,36
-
43,83
46,31
49,15
52,70
56,25
51,95
59,14
-
63,36
67,92
73,62
83,12
94,52
99,46
105,92
113,52
-
47
49,14
51,94
55,14
59,14
63,14
79,52
99,52
111,94
119,52
-
68,02
72,94
79,09
89,34
101,64
106,97
113,94
122,14
130,34
-
58,64
67,14
-
73,06
78,34
84,94
95,94
109,14
114,86
122,34
131,14
139,94
153,14
55,39
58,5
66,64
71,14
;
-
78,10
90,79
102,54
116,40
122,75
130,74
140,14
149,54
163,64
65,64
75,14
-
Продолжение таблицы П-11
Ном-ый размер
проволоки по
бол-ей стороне
b, мм
10,8
11,2
11,6
11,8
12,5
13,2
13,5
14,0
14,5
15,0
15,6
16,0
16,8
18,0
19,5
20,0
22,0
25,0
26,3
28,0
30,0
32,0
35,0
5,00
5,10
5,30
Номинальный размер проволоки по меньшей стороне а, мм
5,50
5,60
6,00
6,50
7,00
8,00
9,00
2
Расчетное сечение проволоки, мм
10,0
11,0
12,5
124,14
136,66
155,41
96,34
55,14
58,50
61,86
103,54
58,14
61,64
65,14
65,22
69,14
73,06
65,39
69,14
73,34
74,14
83,14
88,74
83,94
84,82
90,94
98,59
91,54
98,14
106,39
111,34
126,64
133,27
141,94
152,14
162,34
120,44
136,64
143,79
153,14
164,14
175,14
99,14
124,14
149,14
111,64
93,64
107,14
120,64
100,64
115,14
129,64
77,54
93,39
79,14
99,14
154,14
95,14
99,94
107,14
116,14
119,14
131,14
149,14
158,94
167,14
48
100,54
108,34
108,34
116,14
125,89
116,74
125,14
135,64
142,14
161,64
170,09
181,14
153,14
174,14
183,24
195,14
123,94
127,14
133,54
143,14
155,14
159,14
139,54
Таблица 12
Изоляция однослойных и двухслойных всыпных обмоток статоров асинхронных двигателей с высотой оси
вращения до 250 мм.
Напряжение до 660 В. Классы изоляции В,F, Н
Рисунок
Тип
обмотки
Высота оси
вращения, мм
Позиция
Материал
Наименование, марка
Класс В
Одно-
50-80
слойная
1
2
90-132
160
2
Двухслойная
180-250
Изофлекс
Имидофлекс
»
»
Пленкостеклопласт
Изофлекс
Имидофлекс
»
»
1
Пленкостеклопласт
Изофлекс
»
1
23
Одностороння
я толщина, мм
0,2
1
0,2
0,3
1
0,3
0,25
1
0,25
0,35
1
0,35
0,4
1
0,4
0,5
1
0,5
0,4
1
0,4
Класс Н
Пленкостеклопласт
1
2
Класс F
Толщина, мм
Число
слоев
Имидофлекс
»
Пленкостеклопакет
Изофлекс
Имидофлекс
0,4
1
0,4
»
»
0,5
1
0,5
Примечание: Междуфазные прокладки в лобовых частях обмотки выполняют из материала, указанного для поз.1 рисунков.
49
Таблица 13
Изоляция всыпных обмоток статоров асинхронных двигателей с высотой оси вращения h ≥ 280 мм и напряжением до 660 В
Материал
Позиция
Наименование, марка
Класс В
Класс F
Класс Н
Число
слоев
Толщина, мм
Класс В
Класс Р
Класс Н
Электронит
0,25
0,3
0,28
0,3
0,28
0,28
Общая толщина пазовой изоляции
0,55
0,58
0,56
0,55
0,55
0,55
0,25
0,25
0,28
0,28
0,28
0,28
Односторонняя толщина
изоляции, ММ
Класс В
Класс F
Класс Н
0,25
0,3
0,28
0,3
0,28
0,28
0,55
0,58
0,56
1
0,55
0,55
0,55
1
1
0,25
0,25
0,28
0,28
0,28
0,28
Пленкосинтокартон
1*
2**
ПСК-Л
ПСК-Ф
ПСК-Н
1
1
Лакотканислюдапласт
3
ГИП-ЛСПЛСЛ
ГИП-ЛСПЛСЛ
ГИП-ЛСПЛСЛ
Пленкосинтокартон
4
5
ПСК-Л
ПСК-Ф
ПСК-Н
ПСК-Л
ПСК-Ф
ПСК-Н
50
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
«Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Бурятская государственная сельскохозяйственная
академия им. В.Р. Филиппова»
Инженерный факультет
Кафедра «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»
Светлана Александровна Аюрзанайн
Николай Семенович Хусаев
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ
РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
Пособие по курсовому проектированию для студентов очной, заочной и заочно-сокращенной
форм обучения инженерного факультета
направления подготовки «Агроинженерия»,
профиль «Электрооборудование и электротехнологии»
Подписано в печать 08.11. 2006 года
Объем – 3,2 печ.л.
Тираж 50
Издательство ФГБОУ ВО «Бурятская ГСХА им. В.Р. Филиппова»
670024, Улан-Удэ, Пушкина 8
Скачать