Выбор марки и расчет сечения обмоточного провода

 

Выбор марки провода производится в зависимости от номинального напряжения, класса нагревостойкости, условий работы АД, исполнения, мощности двигателя и экономических соображений. Выбираем провод марки ПЭВ–2.

Расчетное сечение провода с изоляцией определяется по формуле:

, (45)

где – коэффициент заполнения паза.

Таблица 3 - Значения коэффициентов заполнения паза.

 

Обмотка	при мощности двигателя, кВт
до 1	1…10	10…100
1-слойная	0,4…0,44	0,44…0,48	0,518…0,52
2-слойная	0,35…0,39	0,38…0,42	0,48…0,52

 

мм².

По сечению провода определяется расчетный диаметр провода с изоляцией:

, (46)

где a’ – число параллельных сечений, не больше 4-х (принимаем a’=1).

мм.

Из таблицы [приложение 11. Лит.1] выбираем для провода ПЭВ–2 стандартный диаметр провода с изоляцией:

мм.

Диаметр провода без изоляции:

мм.

Проверим, подходит ли этот провод для данного магнитопровода:

, (47)

.

Провод удовлетворяет заданному условию.

Определим стандартное сечение провода из формулы (46):

мм².

мм².

Фактический коэффициент заполнения паза из формулы (45):

;

.

Обмотка двигателя будет изготовлена проводом:

.

 

Расчет размеров секций (длина витка)

 

Определение длины витка необходимо для установки шаблона при изготовлении секций катушечных групп, а также для последующих расчетов.

Виток состоит из 2-х активных и 2-х лобовых частей, следовательно, средняя длина витка:

, (48)

где – пазовая (активная) длина витка, м;

– длина лобовой части витка, м.

Длина лобовой части витка обмотки определяется из формулы:

, (49)

где –поправочный коэффициент;

– средняя ширина секции, м;

– коэффициент запаса, м.

Средняя ширина секции определяется по формуле, м:

, (50)

м.

 

Таблица 4 - Значения поправочного коэффициента и коэффициента запаса.

 

	Сердечник статора, намотанный отдельно	Сердечник статора, намотанный непосредственно в корпусе
	, м		, м
	1,25	0,02	1,30	0,03
	1,30	0,02	1,35	0,03
	1,40	0,02	1,50	0,03
	1,50	0,02	1,55	0,03

 

Принимаем , .

м;

м.

Расчет массы обмотки

 

Расчет массы обмотки, в частности, необходим для получения обмоточного провода со склада.

Масса металла обмотки провода определяется путем умножения плотности проводникового материала на объем провода, кг:

, (51)

где g – плотность проводникового материала, кг/м³, (для меди – 8900 кг/м³).

кг.

Масса обмотки провода с изоляцией и с учетом «отрезок» принимается равным:

, (52)

кг.

 

Электрическое сопротивление изоляции обмотки одной фазы

Постоянному току в холодном состоянии

 

Определяется для сравнения (выявления дефектов) при контрольных и типовых испытаниях.

Электрическое сопротивление одной фазы обмотки постоянному току в холодном состоянии () определяется из выражения, Ом:

, (53)

где – удельное сопротивление проводника,для меди – 0,0172 Ом×мм²/м.

Ом.

 

Расчет номинальных данных

 

К номинальным данным относятся следующие величины:

– мощность, кВт;

– напряжение, В;

– ток, А;

– частота тока, Гц;

– частота вращения ротора, мин^-1;

– коэффициент мощности;

– коэффициент полезного действия;

– схема соединения обмотки.

Номинальный ток

 

Номинальный фазный ток двигателя равен произведению плотности тока на сечение провода, с учетом параллельных ветвей и сечений, А:

, (54)

где – плотность тока, А/мм.

Плотность тока, необходимая при определении номинального тока двигателя, выбирается в зависимости от мощности и исполнения машины. Предварительное значение плотности тока берется из справочных данных и проверяется по линейной нагрузке двигателя. Принимаем плотность тока равной 8 А/мм [1]:

А.

 

Линейная нагрузка двигателя представляет собой произведение тока в проводнике на число проводников во всех пазах, приходящихся на 1 м длины окружности внутренней расточки статора:

, (55)

 

А/м.

 

Результат вычислений линейной нагрузки сравниваем с допустимым значением, она должна входить в пределы 15000 –20000 [1], условие не выполняется. В таких случаях допускается увеличить плотность тока для получения оптимальной линейной нагрузки. Принимаем А/мм.

А;

А/м.

 

Номинальная мощность

 

Расчетная номинальная мощность трехфазного асинхронного двигателя (мощность на валу) определяется по выражению:

, (56)

Величины коэффициента мощности и КПД принимаем по каталожным данным [1] в пределах (для n=1500 мин^-1): сos j=0,65…0,74; h =0,57…0,72.Принимаем коэффициент мощности сos j=0,74 и коэффициент полезного действия h =0,72:

кВт.

Полученное значение мощности Р_н округляем до ближайшего стандартного Р_{н ГОСТ} =0,12 кВт [3]. Фактическую плотность тока определяем из формулы (54):

.

определяем по справочным данным исходя из мощности принятого двигателя: А.

Отсюда получаем:

А/мм².

Фактическую плотность тока еще раз проверяем по линейной нагрузке по формуле (55):

А/м.

Т. к. линейная нагрузка в пределах нормы, то расчет двигателя прекращаем и составляем задание обмотчику.

 

Задание обмотчику

 

Таблица 5 - Задание обмотчику.

 

№	Наименование	Статор
	Тип двигателя	4AА56А4У3
	Номинальная мощность, кВт	0,12
	Номинальное напряжение, В
	Номинальный ток, А	0,34
	Частота вращения номинальная, мин-1
	Частота тока, Гц
7	Схема соединения	D/Y
		0,74
	, %
	Тип обмотки	петлевая
	Масса провода, кг	0,35
	Марка и сечение провода
	Число параллельных сечений, шт.
	Число витков в секции, шт.
	Число секций в катушке, шт.
	Длина витка, м	0,2638
	Количество катушек, шт.
	Шаг обмотки, шт.
	Число параллельных ветвей, шт.