Расчетнопояснительная записка к курсовому проекту Расчет обмотки статора трехфазного асинхронного двигателя при наличии магнитопровода
 Скачать 6.72 Mb.
|
 (17)где  - расчетный шаг (равен полюсному делению, выраженному в зубцах); - произвольное число меньше 1, доводящее расчётный шаг ( ) до целого числа.На практике принято шаг определять в пазах, поэтому при раскладке вторая сторона секции ложится в паз у+1.  Двухслойные обмотки выполняют с укорочением шага.  (18)где  - коэффициент укорочения шага обмотки (на практике и расчётами установлено, что наиболее благоприятная кривая изменения магнитного потока получается при укорочении диаметрального (расчётного) шага на  ). Принимаем  пазов..2 Число пазов на полюс и фазу  (19)где  - число фаз. Так как  , то обмотка называется рассредоточенной, при этом фазные катушки должны быть разделены на секции, число которых равно  ..3 Число катушечных групп В двухслойных обмотках число катушечных групп механически увеличивается в два раза, однако, по сравнению с однослойной обмоткой, с числом витков в каждой секции меньшим в два раза, тогда:  (20)где  - число катушечных групп в одной фазе двухслойной обмотки. Так как каждую пару полюсов создают все три фазы переменного тока, следовательно:  (21) .4 Число электрических градусов на один паз В расточке статора асинхронного двигателя одна пара полюсов составляет 360 электрических градусов. Это наглядно видно на рисунке 2.  Рисунок 2. Изменение ЭДС под полюсами. При прохождении проводника под одной парой полюсов в расточке статора полностью за один оборот ЭДС в нём (возникает) изменяется по синусоиде. При этом происходит полный цикл изменения, который составляет 360 электрических градусов (рисунок. 2). Число электрических градусов, приходящихся на паз, или угловой сдвиг между рядом лежащими пазами:  (22) .5 Число параллельных ветвей Параллельные ветви в обмотке асинхронного двигателя делаются для сокращения сечения обычного провода, кроме того, это даёт возможность лучше загрузить магнитную систему машины. Катушечные группы фаз можно соединять последовательно (а=1), параллельно (а=q)и комбинированно (1<а Для нашего случая применяем, а=1. 4. Построение двухслойной обмотки трехфазного асинхронного двигателя Для получения вращающегося магнитного поля трёхфазного асинхронного двигателя, при любой схеме обмотки, требуется: . Смещение в пространстве расточки статора асинхронного двигателя фазных обмоток, одна относительно другой на 1200эл. . Смещение во времени токов, протекающих по этим обмоткам, на  периода.Первое условие выполняется соответствующей укладкой катушечных групп трёхфазной обмотки, второе - подключением асинхронного двигателя к сети трёхфазного тока. При построении схемы, обмотка первой фазы может, в общем, начинаться с любого паза. Поэтому первую активную сторону секции помещаем в первый паз. Вторую активную сторону секции помещаем через 8 зубцов в 9 паз. В однослойной обмотке первая катушечная группа участвует в создании первой пары полюсов, вторая - должна создавать вторую пару полюсов, следовательно, расстояние между ними должно быть равно одной паре полюсов, т. е. 360 электрических градусов. В отличие от однослойных в двухслойных обмотках катушечные группы одной и той же фазы сдвигаются не на 360 электрических градусов, а на 180, поэтому:  Следовательно, вторая катушка фазы "А" начинается с 13-го паза. Обмотки фаз "В" и "С" выполняется аналогично, но они сдвинуты соответственно на 120 и 240 электрических градусов относительно обмотки фазы "А", т. е.   5. Расчет числа витков в обмотке одной фазы  Рисунок 3 - а) принципиальная схема работы асинхронного двигателя; б) упрощенная векторная диаграмма асинхронного двигателя. При подаче напряжения Uф на обмотку, по ней потечёт ток холостого хода (рисунок 3). Так как напряжение изменяется по синусоидальному закону, ток будет переменным. В свою очередь создаст в магнитной системе машины магнитный поток Ф, который также будет переменный. Переменный магнитный поток Ф индуцируется в витках обмотки, которая его создала ЭДС (ЕФ), направленную встречно приложенному напряжению (закон электромагнитной индукции). ЭДС фазной обмотки ЕФ будет слагаться из суммы ЭДС отдельных витков E1. Кроме того, ток Iхх создаёт на активном и реактивном сопротивлении обмотки падение напряжения DU. Таким образом, приложенное к обмотке напряжение Uф уравновешивается ЭДС ЕФ и падение напряжение в обмотке DU. Всё это в векторной форме приведено в упрощённой векторной диаграмме (рисунок 3). Расчет оптимального числа витков в обмотке одой фазы выполняем методом подбора, условие которого: получить рациональное число витков в равносекционной обмотке, при оптимальных магнитных нагрузках на всех участках магнитной цепи. Для уравновешивания напряжения приложенного к обмотке необходимо, чтобы ЭДС, индуцируемая в ее витках равнялась этому напряжению, т.е.:  (23)где 0,97 - коэффициент, учитывающий падение напряжения в обмотке;  - фазное напряжение, приложенное к обмотке, В; - ЭДС одного витка, В.Учитывая это выражение и то что:  (24)где  - магнитный поток под полюсом, Вб; - обмоточный коэффициент. (25)где - коэффициент распределения магнитного потока; - коэффициент укорочения.  Обмоточный коэффициент:  Получим:  Определим величину магнитного потока:  (26)Определяем интервал мощностей для выбора магнитной индукции из Приложения 14 /1/. Принимаем  (27)По таблице10.1 /1/ задаемся значением магнитной индукции в воздушном зазоре  Тл.  Принимаем  витка, но это число предварительное, так как требуется выполнение условия равносекционности, которое вытекает из выражения числа активных проводников в пазу.  (28)Принимаем  =10 шт.Пересчитываем количество витков в одной фазе:   Определяем расчётный магнитный поток:   Находим магнитные индукции участков магнитной цепи. Так как магнитный поток  на всех участках постоянный, значения магнитных нагрузок на них зависят лишь от площадей.Магнитная индукция в воздушном зазоре:   Магнитная индукция в зубцовой зоне статора:   Магнитная индукция в спинке статора:   Сравниваем их с предельно допустимыми значениями. Все варианты расчёта магнитных индукций сводим в таблицу 1. Таблица 1 - Нагрузка магнитной цепи.
По результатам расчёта, из таблицы видно, что наиболее оптимальный вариант 3, при котором рассчитываемый двигатель будет отдавать максимальную для его магнитной системы мощность. Если максимальная нагрузка в норме, то это и будет, оптимальный вариант. Если магнитная индукция на каком-то участке ниже нормы, то есть участок не догружен и в этом случае будет недоиспользована сталь магнитопровода асинхронного двигателя, занижена его мощность. Если магнитные нагрузки выше нормы индукции, на каком либо участке, то этот участок перегружен и двигатель перегревается, этот вариант не допустим. 6. Расчет числа витков в одной секции Определяем число витков в одной секции. В одном пазу лежат проводники двух секций, следовательно, число витков в секции равно половине числа активных проводников в пазу. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
при 
