Образующая

ладкой обмотки. Одновременно уменьшается сечение зубцов, разделяющих пазы.

Известно, что в воздушном зазоре машины происходит взаимодействие магнитных полей основной и высших гармоник. При этом поля высших гармоник создают дополнительные синхронные и асинхронные моменты, которые, накладываясь на основной электромагнитный момент, ухуд-шают рабочие и пусковые свойства двигателя. Значение этих моментов зависит от соотношения чисел пазов статора Zi и ротора Z2.

Опыт проектирования и эксплуатации асинхронных двигателей позволил установить наиболее благоприятные соотношения 2i и Z2 [2]. Для асинхронных двигателей общего назначения с короткозамкнутым и фазным роторами соотношение чисел пазов Z1/Z2 можно принять по табл. 5.8, составленной по данным асинхронных двигателей 4А.

В целях улучшения пусковых характеристик и снижения уровня шума в асинхронных двигателях с высотой оси вращения до 160 мм включительно пазы ротора скашивают, как правило, на одно зуб-цовое деление статора. Скос Ьск означает максимальный сдвиг оси пагаа относительно образующей цилиндрической поверхности рото-

Таблица 5.8

Ось паза

Рис. 5.5. Скос пазов ротора

Двигатели с короткозамкнутым ротором

Двигатели с фазным ротором

ра, проведенной из одного конца паза в другой (рис. 5.5). Однако скос пазов увеличивает трудоемкость изготовления двигателя. Поэтому в двигателях с высотой оси вращения более 160 мм скоса пазов не делают. Это целесообразно еще и потому, что, как показывает опыт, скос пазов в этих двигателях не дает значительного эффекта в улучшении пусковых характеристик.

Пазы статора. Практическое применение в машинах переменного тока получили следующие формы пазов сердечника статора:

Рис. 5.6. Пазы статора машин переменного тока:

о - полузакрытый трапецеидальный; б - полуоткрытый прямоугольный; в -открытый прямоугольный

трапецеидальные полузакрытые и прямоугольные полуоткрытые или открытые (рис. 5.6).

При трапецеидальных пазах зубцы статора имеют параллельные стенки и их сечение по высоте паза одинаково. Отсутствие в таких зубцах участков уменьшенного сечения способствует снижению магнитного напряжения зубцов и лучшему использованию активной зоны сердечника. Другим достоинством трапецеидальных пазов является их малое раскрытие, что способствует уменьшению-пульсации магнитной индукции в зазоре двигателя, уменьшению магнитного напряжения воздушного зазора (см. § 5.7) и уменьшению добавочных потерь. Однако при таких пазах коэффициент заполнения паза медью невелик. Область применения полузакрытых пазов определяется областью применения всыпной обмотки статора, выполняемой из проводов круглого сечения.

При пазах прямоугольной формы зубцы статора имеют трапецеидальную форму с уменьшенным сечением со стороны воздушного зазора. Магнитная индукция в этом сечении зубцов имеет максимальное значение, что ведет к возрастанию магнитного напряжения зубцов. Большое раскрытие полуоткрытых, а тем более открытых пазов вызывает усиление пульсаций магнитной индукции в зазоре и способствует увеличению магнитного напряжения воздушного-зазора и увеличению добавочных потерь. Но при таких пазах выше коэффициент заполнения паза медью, так как проводники прямоугольного сечения расположены в пазу упорядоченно.

Примечание. Для двигателей исполнения по способу защиты IP23 рекомендуемые значения магнитной индукции следует увеличить на 8 %.

В табл. 5.9 приведены рекомендации по выбору формы паза статора и типа обмотки для машин общего назначения при напряжении i/ilOOO В. Эта таблица составлена по данным двигателей серии 4А основного исполнения. В двигателях узкоспециализированных исполнений в целях повышения их надежности целесообразно применение открытых пазов.

При определении размеров паза различают его размеры в свету и в штампе. Размеры в свету несколько меньше размеров в штампе из-за неточности штамповки и некоторого уменьшения паза при сборке листов в сердечник, что учитывается припусками на штамповку по высоте Лпр и ширине Ьщ, паза. Значения этих величин можно принять в зависимости от высоты оси вращения двигателей следующими:

Высота оси воашения мм Припуск иа штамповку по высоте

ьысота оси вращения, мм ширине паза, мм

50-132.............. 0,1

160-250.............. 0,2

280-355.............. 0,3

Трапецеидальные полузакрытые пазы (рис. 5.6,а). Размеры трапецеидального паза выбирают такими, чтобы зубец имел параллельные стенки. Ширина зубца, мм, определяется по допустимому значению магнитной индукции в зубце статора Вгшах (см. табл. 5.9):

Кг = кВУк,гВ,гтах, (5.9)

где 1 - зубцовое деление статора, т. е. расстояние между осями двух соседних зубцов, измеренное по внутреннему диаметру статора, мм:

fi = jtDi/2i. (5.10)

Высота зубца, мм,

zl = 0,5(DiH-A)-Aeb (5.11)

где ftci - высота спинки статора, мм.

Значение hd определяется допустимыми величинами магнитной индукции в спинке статора Bci (табл. 5.9):

Л, = 0,5а;,тВ;/5 , (5.12)

где x=nDJ2p. >

Наименьшая ширина трапецеидального полузакрытого паза в штампе, мм,

K:-i -Kv (5.13)

г; = л (D, + 0,2/i.j)/Z,. (5.14)

Наибольшая ширина паза в штампе, мм,

K, = t[-Kv (5.15)

; = л (Dj + 2/ij)/Zj. (5.16)

Ширина шлица паза статора &ш1 должна быть такова, чтобы при принятой толщине пазовой изоляции через шлицы можно было уложить в пазы катушки (секции) по одному проводу. Обычно диаметр изолированного провода не превышает с?из=1,76 мм, а &ш14,0мм.

Высота шлица Ami 0,8-1,2 мм. Угол р=45° в двигателях с высотой оси вращения /г250 мм и р=30° в двигателях с /г 280 мм. Тогда высота клиновой части паза Акь мм:

при р=45°

Лк1 = 0.5 (&;,-& ); (5-17)

при р = 30°

\Г-=0.29(Ь;,-Ь,. (5.18)

Площадь поперечного сечения трапецеидального паза в штампе, мм2,

5 : = 0,5 + bJ h, -f 0,5 -f b,) к, л- b, h (5.19)

где /гп1=Лг1-/гк1-/гшь

Прямоугольные полуоткрытые пазы (рис. 5.6, б). Ширина зубца в узком месте, мм.

(5.20)

Максимальное значение магнитной индукции в зубце статора может быть предварительно принято по табл. 5.9. Ширина полуоткрытого паза в штампе, мм,

(5.21)

п1 ~ 1 zlmm

tl = n{Di-2h, + 2h )/Z.

(5.22)

Для полуоткрытых пазов отношение &ni/zi 0,46-0,56, причем большие значения относятся к меньшим диаметрам Du

Высота шлица /гшI=0,8--l,2 мм; высоту клиновой части паза принимают при 2р=2 /гк1 = 3,5 мм, при 2р=4, 6 и 8 /zki==3,0 мм. - Ширину шлица полуоткрытого паза, мм, принимают

(0,58-4-0,60)

Высота паза (зубца) определяется по (5.11). Высота части паза, занимаемой обмоткой, мм

Лп1 = /гш1 -Лк!.

(5.23)

Прямоугольные открытые пазы (рис. 5.6, в). Размеры открытых пазов определяют аналогично размерам полуоткрытых пазов.

Пазы ротора. Выбор формы пазов короткозамкнутого ротора (рис. 5.7) зависит от мощности двигателя, числа полюсов 2р и требуемых пусковых характеристик.

В двигателях небольшой мощности обычно применяют пазы овальной формы (рис. 5.7, а и б). С ростом мощности для двухполюсных двигателей используют пазы бутылочной формы или овальные пазы с уменьшенным сечением в верхней части (рис. 5.7,в,г), в которых явление вытеснения тока в стержнях ротора проявляется более эффективно. Это способствует улучшению пусковых свойств короткозамкнутых двигателей (уменьшению начального пускового тока и увеличению начального пускового момента). Для двигателей с 2р4 применяют пазы по рис. 5.7, а, б.

Таблица 5.10, составленная по данным асинхронных двигателей серии 4А основного исполнения, содержит рекомендации по выбору формы пазов короткозамкнутого ротора.

Ширина зубца ротора &2, мм, определяется значением магнитной индукции в расчетном сечении зубца 5,2т (табл. 5.10):

ЧВУК2Вг2та. (5.24)

где 2 - зубцовое деление по наружному диаметру ротора D2, мм:

2 = nDJZ; (5 25)

*с2 - коэффициент заполнения сердечника ротора сталью Высота зубца (паза) ротора, мм,

/z = 0,5(D,-D J /Ze,. (5.26)

Рис. 5.7. Пазы короткозамкнутого ротора хронных двигателей:

а - полузакрытый овальный; б и в -закрытый ный; г -закрытый бутылочный

асин-

Высота спинки сердечника ротора /Zc2, мм, определяется допустимым значением магнитной индукции в спинке ротора В.. (см табл. 5.10): \ .

h, = 0,5a.TBl/kB. (5.27)

В некоторых случаях при проектировании двигателей небольшой мощности высоту спинки ротора h,2 принимают исходя из соображения механической прочности сердечника. При этом значение магнитной индукции Вс2 оказывается намного ниже рекомендуемых в табл. 5.10.

Размеры овальных пазов, выполненных по рис. 5.7 а и б рассчитывают таким образом, чтобы зубцы ротбра имели параллель-