Размерных соотношений

Значение X характеризует основные размерные соотношения в машине. Большие X имеют машины относительно малого диаметра и большой длины, и, наоборот, малые значения X — короткие машины с большим диаметром. В первом случае машины имеют меньшую массу и меньшую высоту оси вращения. В них лучше используется медь обмотки, так как длина лобовых частей катушек по сравнению с длиной их пазовых частей становится меньше. Момент инерции машин меньше при больших X, чем при малых X, что особенно важно при проектировании двигателей, предназначенных для работы с частыми пусками.

После скончания электромагнитного расчета должны быть выполнены в тонких линиях чертежи машины. В процессе конструирования проверяются выбранные ранее размерные соотношения деталей и узлов.

Текст пояснительной записки должен сопровождаться достаточным количеством иллюстраций — эскизов, графиков, в полной мере поясняющих принятые в расчете обозначения размеров и полученные размерные соотношения. Все рисунки должны быть выполнены с точным соблюдением масштаба, что позволяет вовремя заметить возможные ошибки в расчете. Пояснительная записка выполняется на стандартных листах писчей бумаги формата 11. Текст пишется чернилами. Оборотная сторона листа не используется. Страницы записки необходимо пронумеровать, рисунки выполнить на отдельных листах чертежной или миллиметровой бумаги того же формата и сброшюровать вместе с текстом.

Статоры машин общего назначения напряжением до 660 В, мощностью до 100 кВт имеют трапецеидальные полузакрытые пазы с узким шлицем (см. 3.4) , размерные соотношения которых (ширину верхней и нижней частей и высоту паза) выполняют такими, чтобы зубцы статора имели параллельные стенки. Это уменьшает МДС зубцов по сравнению с зубцами с неравномерной площадью поперечного сечения. Обмотку таких машин выполняют из круглого провода.

В середине 80-х годов некоторые типоразмеры двигателей серии 4А модернизированы в целях повышения их энергетических показателей и надежности. Были несколько изменены размерные соотношения магни-топровода и обмоточные данные. В обозначении модернизированных двигателей после названия серии проставляется буква М — двигатели серии 4АМ. Остальная индексация и цифры в условном обозначении остались прежними. Основные элементы конструкции двигателей серии 4АМ, их установочно-присоединительные размеры и шкала мощностей остались такими же, как в серии 4А.

Выбирая ту или иную конструкцию клетки, форму и размерные соотношения стержней, следует исходить из требований к пусковым характеристикам двигателей и возможности размещения паза на зубцовом делении ротора, при котором обеспечивается нормальный уровень индук-

В большинстве асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором с высотой оси вращений h < 250 мм выполняют трапецеидальные пазы и литую обмотку на роторе ( 8.40). Размерные соотношения пазов bL, bi и Aj обеспечивают параллельность боковых граней зубцов. В двигателях с h < 160 мм пазы имеют узкую прорезь со следующими размерами: Ьш = 1,0 мм и h ш = 0,5 мм при высоте оси вращения А < < 100 мм: Ьш '•= 1,5 мм и Аш = 0,75 мм при высоте вращения А = 112-=--г 132 мм. В двигателях с А = 160-^250 мм выполняют трапецеидальные закрытые пазы ( 8.40,6) с размерами шлица Ьш = 1,5 мм и Аш = = 0,7 мм. Высота перемычки над пазом в двигателях с 2р > 4 выполняется равной Ащ =0,3 мм, в двухполюсных двигателях h'm = 1,0-М,5 мм.

В двигателях с 2р = 4 с непосредственной посадкой сердечника ротора на вал, имеющих размерные соотношения, при которых

Если же в аналогичном двигателе / „ > 03 -ь 0,4, то это в большинстве случаев означает, что либо его габариты взяты меньшими, чем следовало, либо неправильно выбраны размерные соотношения участков магнитопровода. Двигатель будет иметь низкие КПД и cos^.

Ориентируясь на рекомендованные в методиках значения электромагнитных нагрузок и используя выражение для машинной постоянной, можно достаточно .точно найти объем активной части проектируемой машины Z)2/6, при котором ее превышение температуры будет соответствовать допустимому. Однако этот объем может быть получен при различных сочетаниях значений D и /и. Аналитических зависимостей, однозначно определяющих эти величины для конкретных машин, не существует. В практике проектирования предварительно определяют диаметр D. Для этой цели обычно используют кривые, характеризующие среднюю зависимость D=f(P/n) для большого числа построенных и эксплуатируемых машин данного типа. После этого с учетом выбранных электромагнитных нагрузок определяют /в, исходя из машинной постоянной. Проверкой правильности выбора D является значение отношения 1&/D или более часто принятое в практике отношение А.=/б/т, где полюсное целение r=n,D/2p. Число полюсов обычно известно или определяется из технического задания. Значение А, характеризует основные размерные соотношения в машине. Большие Я имеют машины относительно малого диаметра и

Расчеты машин проводятся в последовательности, изложенной в соответствующих разделах данной книги. Вначале выбирают главные размеры и выполняют электромагнитный расчет, в процессе которого определяются обмоточные данные и размеры машины. Электромагнитные расчеты заканчиваются построением основных характеристик. После окончания электромагнитного расчета должны быть выполнены в тонких линиях чертежи машины. В процессе конструирования проверяются выбранные ранее размерные соотношения деталей и узлов.

В машинах с явно выраженными полюсами форма кривой поля зависит от конфигурации, размеров и вида полюсных наконечников, поэтому расчетная длина полюсной дуги Ь§ определяется в зависимости от размерных соотношений полюсных наконечников и зазора. Методы расчета 6§ для машин с явно выраженными полюсами приведены в главах книги, в которых рассматривается проектирование машин этих типов.

Зубцы в электрических машинах могут иметь сложную конфигурацию, поэтому такие расчеты выполняют лишь на ЭВМ при необходимости получения уточненных данных, при этом программы расчетов должны учитывать особенности размерных соотношений данной зубцовой зоны.

Распределение потока в ярмах статора и ротора зависит от конструкции машины, размерных соотношений магнитопроводов и уровня насыщения стали. Значение потока в различных сечениях вдоль средней линии ярма непостоянно. При распределенной обмотке, например в асинхронных машинах, наибольший поток в ярмах статора и ротора имеет место в сечении 1-1 ( 4.7), так как на этом участке ярма потоки зубцов, находящихся на половине полюсного деления, суммируются. То же происходит в статорах синхронных машин нормального исполнения и якорях машин постоянного тока.

размерных соотношений полюсов постоянна и определяется размерами межполюсного пространства и полюсных наконечников.

Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния. Полем дифференциального рассеяния называют всю совокупность полей различных гармоник в воздушном зазоре, не участвующих в создании электромагнитного момента. Потокосцепление этих полей с витками обмотки определенным образом увеличивает ее индуктивное сопротивление, что учитывается коэффициентом магнитной проводимости дифференциального рассеяния Хд. Его значение зависит оТ размерных соотношений воздушного зазора, числа пазов на полюс и фазу q, размеров шлица, зубцовых делений, степени демпфирования полей высших гармоник токами в проводниках, расположенных на противоположной от рассматриваемой обмотки стороне воздушного зазора, и от ряда других факторов.

Расчет механических и вентиляционных потерь jPMex может быть выполнен лишь после завершения проектирования и определения размеров всех деталей машины. Во время учебного проектирования при разработке конструкции машины следует иметь в виду качественную зависимость этого вида потерь от размерных соотношений машины. Потери на трение и вентиляцию резко увеличиваются в машинах с большим диаметром ротора и большой частотой вращения. Так, в большинстве машин эти потери пропорциональны квадрату частоты вращения и квадрату наружного диаметра статора.

Для расчета jPnoB предварительно находят амплитуду пульсаций индукции в воздушном зазоре В0 в зависимости от индукции fig и размерных соотношений зазора - отношения ширины раскрытия паза к зазору Ьш/6. Среднее значение удельных поверхностных потерь Рпоъ, т.е. отнесенных к единице площади поверхности магнитопровода статора или ротора, обращенной к воздушному зазору, Вт/м2,

Пульсационные потери Рпуп возникают в машинах, имеющих зубцы и на роторе, и на статоре, например в асинхронных машинах. Они обусловлены пульсациями потока в зубцах, что приводит к появлению вихревых токов в стали зубцов. Частота пульсаций потока и индукции в зубцах статора происходит с зубцовой частотой ротора, а частота пульсаций в зубцах ротора — с зубцовой частотой статора. Амплитуда пульсаций Виул зависит от среднего значения индукции в зубцах и размерных соотношений зубцовых зон. Потери -РПуЛ, Вт, определяют раздельно для зубцов статора и ротора по следующим формулам:

ции в зубцах и ярме. Кроме того, необходимо учитывать влияние размерных соотношений пазов на индуктивное сопротивление обмотки ротора. При любой конфигурации паза уменьшение ширины верхней части стержней и увеличение их высоты приводят к увеличению пускового момента, но одновременно увеличивается коэффициент магнитной проводимости паза и растет индуктивное сопротивление обмотки ротора. Это в некоторых случаях может играть положительную роль — как фактор, ограничивающий пусковые токи, но в то же время увеличение индуктивного сопротивления ротора приводит к ухудшению коэффициента мощности при номинальном режиме работы и к снижению Мтах.

Полученное значение kg позволяет предварительно оценить правильность выбранных размерных соотношений и обмоточных данных про-

Значение коэффициента ^ зависит от числа q, укорочения шага обмотки и размерных соотношений зубцовых зон и воздушного зазора.