Выбор внешнего диаметра сердечника статора

Внешний диаметр сердечника статора выбирают, исходя из зависимости (3.1). Она показывает, что при одной и той же длине l_δ мощность P’ изменяется пропорционально D². Поэтому машину при выбранной высоте оси вращения выгодно выполнять с возможно большим диаметром. Максимально возможный диаметр D_а должен быть

D_а ≤2(h–h_1min),

где h_1min — минимальное расстояние от стали сердечника статора до опорной плоскости машины (рис. 3.2), включающее толщину корпуса b_корп и расстояние h₂ от корпуса до опорной плоскости.Если машина выполняется со сварной станиной, то допустимое расстояние h_1min уменьшается. В том случае, когда h₁ >> h_1min ,в нижней части корпуса оребренных двигателей исполнения со степенью защиты IP44 размещают несколько охлаждающих ребер, высота которых может быть меньше, чем у расположенных на верхней и боковых частях корпуса.

Рис.3.2. К выбору наружного диаметра D_a статора

Обычно расстояние h₁ выбирают равным или несколько большим h_1min, значения которого для двигателей с различной высотой оси вращения h приведены на рис. 3.3. При выборе D_a должно быть учтено также требование использования для штамповки рулонной или листовой электротехнической стали стандартных размеров с наименьшими отходами.

Рис. 3.3. Минимально допустимое расстояние h_1min от сердечника статора до опорной поверхности двигателя в зависимости от высоты оси вращения

двигателей со станиной: 1 – литой; 2 – сварной

Внешние диаметры сердечников статоров двигателей серий в зависимости от высоты оси вращения при учебном проектировании могут быть приняты по данным табл. 3.1.

Внутренний диаметр статора D в общем случае может быть определен по внешнему диаметру, высотам ярма h_a и зубцов статора h₂:

D =D_a– 2(h_a + h₂).

Таблица 3.1

Внешние диаметры статоров асинхронных двигателей различных высот оси вращения

h, мм
Da, мм	0,08–0,096	0,1–1,08	0,116–0,122	0,131–0,139	0,149–0,157
h, мм
Da , мм	0,168–0,175	0,191–0,197	0,225–0,233	0,272–0,285	0,313–0,322
h, мм					315 355
Da, мм	0,349–0,359	0,392–0,406	0,437–0,452	0,52–0,53	0,59 0,66

На данном этапе расчета размеры h_a и h_z 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=K_DD_a. (3.2)

Значения коэффициентов K_D, приведенные в табл. 3.2, характеризуют отношения внутренних и внешних диаметров сердечников статоров асинхронных двигателей серий 4А и АИ при различных числах полюсов и могут быть использованы для предварительного определения D вновь проектируемой машины.

Таблица 3.2

Отношение K_d = D/D_a в асинхронных двигателях в

зависимости от числа полюсов

2р					10–12
KD	0,52–0,6	0,62–0,68	0,7–0,72	0,72–0,75	0,75–0,77

Далее находят полюсное деление τ, м,

τ = πD/2p, (3.3)

и расчетную мощность Р', В×А,

(3.4)

где P₂ — мощность на валу двигателя, Вт; k_E — отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, которое может быть приближенно определено по кривым рис. 3.4.

Рис.3.4. Значения коэффициента k_E

Предварительные значения η и cosφ, если они не указаны в задании на проектирование, находятся по ГОСТу. Приближенные значения η и cosφ могут быть приняты по кривым рис. 3.5.

Рис. 3.5. Примерные значения КПД и cosφ асинхронных двигателей:

а – со степенью защиты IP44 и мощностью до 30 кВт; б – со степенью защиты IP44 и мощностью до 400 кВт