Плотность тока в обмотке якоря

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (3.9)

меньше допустимого ([1], с. 76) значения 30×106 А/м2.

Сопротивление обмотки якоря

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (3.10)

Отношение

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru

не выходит за рекомендуемые пределы (0,45 … 0,65).

Определение размеров паза

Форму и размеры паза выбираем из условия максимального его заполнения (для прямоугольного провода выбирают прямоугольный паз). Применяем полузакрытую форму паза, так как в открытых пазах затруднено крепление проводников обмотки якоря.

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru

Рисунок 6 - Полузакрытый паз и его размеры с учетом технологических требований

Радиус закругления провода

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (4.1)

Ширина паза

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (4.2)

где DЯ = 0,0003 м - толщина изоляции паза.

Ширина прорези

aПРЗ = 0,6×a = 0,6×3,05×10-3 = 1,83×10-3. (4.3)

Максимальный диаметр второго участка зубцовой зоны

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (4.4)

где hПРЗ= 10-3 м - высота прорези.

Высота второго участка зубцовой зоны

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (4.5)

Минимальный диаметр второго участка зубцовой зоны

D2min = D2max - 2×h2 = 0,071 - 2×0,008125 = 0,055 м. (4.6)

Расстояние между проводниками в пазу

l = h2 - 2×(b - OX). (4.7)

OK = 0,5×bПЗ - DЯ - rПРВ - 0,0001 = 0,5×4,25×10-3-0,3×10-3-1,4×10-3-0,0001 = 3,272×10-4.

ON = 0,5×a - rПРВ - 0,0001 = 0,5×3,05×10-3-1,4×10-3-0,0001 = 1,272×10-4.

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru

OX = KN + rПРВ = 0,3×10-3+ 1,4×10-3 = 1,7×10-3.

l = h2 - 2×(b - OX) = 8,125×10-3 - 2×(5,5×10-3 - 1,7×10-3) = 0,55×10-3 м.

Минимальный размер зубцовой зоны

DЯmin = D2min - bПЗ = 0,055 - 0,00425 = 0,051 м. (4.6)

Магнитная система электродвигателя

Основной магнитный поток Ф составляет только часть потока, проходящего через полюс. Другая его часть Фs, называемая потоком рассеивания, ответвляется в междуполюсное пространство, не проходит через воздушный зазор и поэтому не участвует в преобразовании электрической энергии в механическую.

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru

Рисунок 7 - Магнитная система стартерного электродвигателя

Требуемую для создания расчетного магнитного потока магнитодвижущую силу F обмоток возбуждения определяют суммированием падений магнитного потенциала на отдельных участках магнитной системы. В стартерных электродвигателях выделяют шесть участков:

- воздушный зазор (длина средней магнитной силовой линии Ld = 2d),

- зубцовая зона (Lz = 2hz),

- спинка якоря (Lя);

- полюс (Lm = 2hm);

- корпус (Lj);

- зазор в стыке полюса с корпусом ( Lст = 2dст = 0,1 мм).

Расчетные диаметры на трех участках зубцовой зоны (в соответствии с рисунком 8):

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru

Рисунок 8 - Полузакрытый паз прямоугольной формы, его форма и размеры

D1 = 0,5×(DЯ + D2max) = 0,5×(0,077 + 0,071) = 0,074 м; (5.1)

D2CP = 0,5×(D2max + D2min) = 0,5×(0,071 + 0,055) = 0,063 м; (5.2)

D3 = D2min - 0,5×bПЗ = 0,055 - 0,5×4,25×10-3 = 0,053 м. (5.3)

Высота первого участка зубцовой зоны

h1 = 0,5×(DЯ - D2max) = 0,5×(0,077 - 0,071) = 0,003 м. (5.4)

Высота третьего участка зубцовой зоны

h3 = 0,5×bПЗ = 2,125×10-3 м. (5.5)

Высота зубца

hZ = h1 + h2 + h3 = 0,003 + 0,008 + 0,002 = 0,013 м. (5.6)

Зубцовые шаги по наружному диаметру якоря и в расчетных сечениях зубца:

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.7)

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.8)

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.9)

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.10)

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.11)

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.12)

Ширина зубца в расчетных сечениях:

bZ = tz - aПРЗ = 0,0105 - 0,002 = 0,0085 м; (5.13)

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.14)

b2max = t2max - bПЗ = 0,00972 - 0,00425 = 0,00547 м; (5.15)

b2CP = t2CP - bПЗ = 0,0086 - 0,00425 = 0,00435 м; (5.16)

b2min = t2min - bПЗ = 0,0075 - 0,00425 = 0,00325 м; (5.17)

b3 = t3 - 0,866×bПЗ = 0,0072 - 0,866×0,00425 = 0,00352 м. (5.18)

Коэффициент заполнения пакета статора сталью принимаем kСТЛ = 0,95.

Магнитные индукции в расчетных сечениях зубца:

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.19)

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.20)

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.21)

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.22)

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.23)

Значение индукции B2max = 2,96 Тл не выходит за рекомендуемые [1, с. 76] пределы 1,8 … 3,0 Тл.

Зубцовые коэффициенты для расчетных сечений зубца:

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.24)

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.25)

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.26)

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.27)

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.28)

Напряженность магнитного поля определяем по зависимостям, приведенным на рисунке 9.

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru

Рисунок 9 - Зависимости B = f(H) при различных зубцовых коэффициентах

Для B1 = 1,37 Тл H1 = 1530 А/м.

Для B2min = 1,76 Тл H2min = 6500 А/м.

Для B2CP = 2,21 Тл и kz2cp = 1,1 H2min = 42000 А/м.

Для B2max = 2,96 Тл и kz2max = 1,43 H2max = 235000 А/м.

Для B3 = 2,73 Тл и kz3 = 1,15 H3 = 165000 А/м.

Средняя напряженность на втором участке

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.29)

МДС для первого участка

F1 = 2×h1×H1 = 2×0,003×1530 = 10 А. (5.30)

МДС для второго участка

F2 = 2×h2×H2 = 2×0,008125×68250 = 1110 А. (5.31)

МДС для третьего участка

F3 = 2×h3×H3 = 2×0,002125×165000 = 700 А. (5.32)

МДС для зубцовой зоны

FZ = F1 + F2 + F3 = 9 + 1110 + 700 = 1720 А. (5.33)

Принимаем длину воздушного зазора d = 0,0007 м. Коэффициент воздушного зазора

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.34)

МДС для воздушного зазора

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.35)

где m0 = 4×p×10-7 Гн/м - абсолютная магнитная проницаемость воздуха.

Длина корпуса

lj = 1,7×lЯ = 1,7×0,059 = 0,1 м. (5.36)

Коэффициент рассеивания магнитного потока ks = 1,15.

Площадь расчетного сечения при Bj = 1,3 Тл

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.37)

Толщина расчетного сечения

Плотность тока в обмотке якоря - student2.ru (5.38)

Диаметр расточки полюсов

Di = DЯ + 2×d = 0,077 + 2×0,0007 = 0,00784 м. (5.39)

Длина полюсной дуги

bi = ad×tПОЛ + 2×d = 0,65×0,06 + 2×0,0007 = 0,04 м. (5.40)

Наши рекомендации