Расчет фазного ротора
Лекции.Орг

Поиск:


Расчет фазного ротора




Для нормальной работы асинхронного двигателя необходимо, чтобы фазная обмотка ротора имела столько же фаз и столько же полюсов, сколько их имеет обмотка статора, т.е. m2 =m1и р2= р1.

Число пазов ротора Z2 должно отличаться от числа пазов статора. При расчете задаются обычно числом на полюс и фазу ротора q2 =q1 ±K, тогда Z2 = Z1q2/q1. В большинстве случаев К = 1 или К = 1/2. При характерном для обмоток статора асинхронных двигателей целом q1 обмотка ротора имеет целое или дробное число q2 со знаменателем дробности, равным 2. Обмотки ротора со знаменателем дробности, большим двух, встречаются редко (в основном в крупных многополюсных машинах).

Число витков в фазе обмотки ротора выбирают, исходя из допустимого напряжения на контактных кольцах при пуске двигателя. ЭДС фазы обмотки ротора Е2 определяется магнитным потоком, который при постоянном уровне индукции в воздушном зазоре растет с увеличением габаритов двигателя. Поэтому в крупных машинах напряжение на контактных кольцах может достигнуть слишком большого значения и привести к перекрытию или пробою изоляции колец.

Чтобы E2не достигала опасного значения, обмотку роторов крупных машин выполняют с малым числом витков в фазе. В современных асинхронных двигателях наиболее распространенной обмоткой такого типа является двухслойная стержневая обмотка, при которой в пазу размещаются только два эффективных проводника. Для уменьшения количества межгрупповых соединений она выполняется волновой.

В отдельных машинах можно встретить и однослойную стержневую обмотку ротора. Она применяется как исключение в крупных машинах специального исполнения, так как требует сложной в технологическом отношении конструкции лобовых частей стержней.

В небольших по габаритам машинах опасности чрезмерного увеличения E2 нет, так как поток в них невелик, и число витков в фазе обмотки ротора увеличивают, чтобы снизить ток через щеточные контакты, что особенно важно в двигателях с постоянно прилегающими к контактным кольцам щетками. Такие обмотки выполняют из многовитковых катушек.

Расчет обмотки фазного ротора проводят в следующей последовательности.

Для определения числа витков в фазе роторов с катушечной обмоткой предварительно задаются ЭДС фазы Е2, при которой напряжение на контактных кольцах (UKK) в момент пуска двигателя приблизительно равно линейному номинальному напряжению двигателя. Обмотки роторов в большинстве случаев соединяют в звезду, при этом UKK2 =150 ¸ 250 В. Если обмотку ротора соединяют в треугольник, то UKK= Е2.

Число витков в фазе

(5.1)

Так как E2 выбрана приближенно и может быть несколько изменена, то, принимая отношение обмоточных коэффициентов kОБ1/kОБ2 = 1 и
kE = 1 и учитывая, что при s = 1 отношение f1/f2 = 1, получаем

. (5.2)

Число эффективных проводников в пазу

(5.3)

должно быть целым и при двухслойной обмотке четным, поэтому полученное значение округляют, после чего уточняют число витков в фазе:

. (5.4)

В роторах с двухслойной стержневой обмоткой uп2 всегда равно двум, поэтому w2 определяют без предварительного выбора Е2:

(5.5)

После расчета w2 необходимо проверить напряжение на контактных кольцах ротора:

(5.6)

В двигателях со стержневой обмоткой ротора UKKобычно не превышает 800—1000В, но при расчете двигателей мощностью 1000 кВт и более могут быть получены значения UKK более 1500—2000 В. Для снижения UКK в обмотке ротора иногда выполняют две параллельные ветви. При этом необходимо помнить, что стержневая волновая обмотка с а = 2 может быть выполнена симметричной только при целом числе q2.

Предварительное значение тока в обмотке фазного ротора, А:

(5.7)

где kiкоэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания на отношение I1/I2. Его приближенное значение может быть рассчитано в зависимости от номинального cosj , которым задавались в начале расчета:

(5.8)

niкоэффициент приведения токов, для двигателей с фазными роторами

(5.9)

Сечение эффективных проводников обмотки ротора, м2:

(5.10)

и при стержневой обмотке qc = qэф2.

Здесь J2 — допустимая плотность тока, А/м2; в роторах с катушечной обмоткой при классах нагревостойкости изоляции В и F
J2 = (5¸6,5)·106 А/м2, а в более мощных двигателях со стержневой обмоткой J2=(4,5¸5,5)×106А/м2.

Эффективные проводники независимо от их размеров на элементарные не подразделяют, так как эффект вытеснения тока в обмотке роторов при номинальных режимах асинхронных двигателей из—за малой частоты (f2 = sf1) не проявляется.

Окончательные размеры проводников обмотки ротора определяют одновременно с расчетом размеров пазов.

В фазных роторах с катушечной обмоткой выполняют прямоугольные открытые пазы, при стержневой обмотке — прямоугольные полузакрытые пазы с узким шлицем (рис. 5.1). Ширину паза выбирают, исходя из примерного соотношения bП2=(0,4¸0,45)tZ2.

При расчете заполнения паза проводниками с изоляцией следует учитывать припуск на сборку магнитопровода (см. табл. 4.6).

Рис. 5.1. Пазы фазного ротора асинхронного двигателя:

а — открытые (катушечная обмотка); б — полузакрытые (стержневая обмотка)

Высоту клиновой части паза при расчете расположения проводников не учитывают. В двигателях с h= 280 ¸ 355 мм выполняют hк=2,5 мм и hк = 3,5 мм при h=400 мм. Ширину шлица обычно принимают равной
bш= 1,5 мм, а высоту hш = 1,0 мм.

После предварительных расчетов необходимо уточнить размер зубца ротора в наиболее узком сечении BZ2min и проверить соответствие индукции BZ2max ее допустимому значению для данного исполнения двигателя по табл. 4.4:

(5.11)

(5.12)

 

Наибольшая ширина зубца ротора с открытыми пазами (рис. 5.1, а) равна

(5.13)

Наибольшая ширина зубца ротора с полузакрытыми пазами (рис.5.1,б)

(5.14)

Расчетная высота зубцов при пазах обеих конфигураций принимается равной высоте паза: hZ2 = hП2.





Дата добавления: 2015-01-29; просмотров: 732 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов


Читайте также:

Рекомендуемый контект:


Поиск на сайте:



© 2015-2020 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.004 с.