Содержание
Предыдущий § Следующий

10.4. Выбор обмотки якоря и расчет зубцового слоя

Найденное приближенное значение диаметра D_a якоря округляется до ближайшего стандартного значения, приведенного ниже:

83, 106, 120, 138, 162, 195, 210, 245, 294, 327, 368, 423, 493, 560, 650, 740, 850, 990, 1180, 1480, 1960, 2600, 3300, 4250.

Стандартные значения диаметра якоря определены исходя из минимума отходов при раскрое листов. При диаметре до 990 мм листы якоря штампуются целиком, при больших диаметрах — набираются из сегментов.

Тип обмотки якоря выбирается исходя из значения тока параллельной ветви, которое не должно превосходить 400 А [17, 19], а желательно и 200 А:

/_а=/_а/2а<200...400А. (10.62)

Конечно, это ограничение касается лишь крупных машин. В двухполюсных машинах малой мощности применяется простая

петлевая обмотка, а в четырехполюсных — простая волновая. И в том и в другом случаях обмотка технологична, так как не имеет уравнительных соединений. Кроме того, простая волновая обмотка имеет минимальное число параллельных ветвей, вследствие чего ЭДС машины максимальна при выбранном числе проводников обмотки якоря E = pn/60-N/a-Q). Для малых машин это является положительным фактом, так как позволяет взять минимальное число коллекторных пластин. Однако и при волновой обмотке число коллекторных пластин иногда бывает настолько большим, что коллектор становится трудновыполнимым. Для машин малой мощности коллекторное деление не должно быть менее 3 мм:

t_K0^nD_KJK > 3,0 мм, (10.63)

а для крупных — 4,5 мм.

Исходя из среднего напряжения между коллекторными пластинами е_с.ср (см. гл. 3), определяется примерное число коллекторных пластин

Рис. 10.12. Рациональные числа полюсов машины в зависимости от диаметра якоря

Если диаметр коллектора получается большим диаметра якоря, то приходится брать меньшее число полюсов 2р, либо при 2р = 2 переходить на больший диаметр якоря, чтобы удовлетворялось условие

£>_кол=(0,8.-.0,9)£>_в. (10.66)

Подобная корректировка обычно необходима для машин малой или средней мощности, питаемых от высокого напряжения: вспомогательные машины электровозов и мотор-вагонов и т. п.

В машинах мощностью свыше 100 кВт для увеличения числа параллельных ветвей приходится делать петлевые обмотки, постепенно, с ростом мощности, увеличивая число полюсов. Обычно применяются простые петлевые обмотки и только при мощности свыше 2 МВт — сложные двухходовые петлевые обмотки. В машинах предельной мощности — до 10 МВт — иногда применяются и трехходовые обмотки. Двухходовая волновая обмотка иногда применяется в четырехполюсных высоковольтных машинах мощностью 100 ...300 кВт, однако свойства ее еще недостаточно хорошо изучены.

После выбора числа полюсов и типа обмотки определяется ориентировочное число проводников обмотки якоря

где Ф = атВ_в/_а — предварительное значение магнитного потока.

Коэффициент полюсного перекрытия определяется по формуле (10.50), при заданных числе полюсов 2р и диаметре якоря D_a; зуб-цовое деление предварительно берется по рис. 10.7, кривая 1. Магнитная индукция — из рис. 10.13, построенного по формулам (10.44) и (10.46) при B_z = 2,3 Тл и Ь_Из=0,2 см для значений пазового коэффициента g = 2/3 — верхняя граница и для g=0,5 — нижняя граница. Для машин постоянного тока обычно наилучшие результаты дает среднее значение индукции, для асинхронных — минимальное при д = 0,5.

После определения числа проводников N находится число витков в секции

Рис. 10.13. Зависимость магнитной индукции в воздушном зазоре от диаметра якоря

которое округляется до целого числа, после чего производится

окончательный расчет обмотки и геометрии зубцового слоя исходя из условий симметрии обмотки (см. гл. 3) и малых пульсаций магнитного потока:

число пазов для простой волновой обмотки должно быть нечетным, для петлевой Z/p— нечетное целое число;

число секций на паз, равное числу коллекторных пластин на паз u_n=S/Z=K/Z — целое число, и_п=2...7.

Для простой волновой обмотки шаг по коллектору

У_коя=(К-\)р (10.69)

должен быть равен целому числу, что заставляет при 2р=4 принимать К равным нечетному числу. Шаг по пазам

y_z^Z/2p (10.70)

округляется до целого числа и выбирать его надо так, чтобы укорочение шага по пазам

*_n--=ZI2p-y_z (10.71)

при волновой обмотке равнялось 1/4 или 3/4.

При простой петлевой обмотке шаг по коллектору «/кол=1, а укорочение шага по пазам t_a—Z/2p—y_z = 1/2. Иногда удобнее уко-

рочение шага определять по секциям или коллекторным пластинам. Тогда

**«. = «>.*,> = №-0i (Ю.72)

и е_Кол = 0,5ы_п — для петлевой обмотки и е_Кол = 0,25и_п или 0,75«_п — для волновой обмотки.

При выборе числа пазов нужно соблюдать рекомендации по выбору зубцового деления и стремиться к выполнению условия и_а= ==2...3, так как уменьшение и_п уменьшает полный ток паза, что благотворно сказывается на качестве коммутации.

После выбора зубцового деления t\ и числа секций в слое паза «_п определяется линейная нагрузка

и сравнивается со значениями, приведенными на рис. 10.14, построенном по (10.40), при 6_Из=0,2 см и значениях h_z, t\ и (Aj_a), взятых соответственно из рис. 10.6 (кривая 1), 10.7 и 10.4.

Значительное расхождение указывает на неудачный выбор числа параллельных ветвей или ошибку в выборе диаметра якоря. Если расхождение назначительно, то следует уточнить допустимое значение тепловой нагрузки (Aj_a) для выбранной конфигурации зубцового слоя методом по определению наиболее нагретой части машины (см. гл. 9, рис. 9.24).

В первую очередь нужно учесть тип применяемой изоляции: ее толщину, теплопроводность и допустимое максимальное превышение температуры Тщах- В первом приближении можно считать, что тепловая нагрузка (Л/_а) пропорциональна превышению температуры Хтах и тогда уточненное значение линейной нагрузки

где Л в — значение линейной нагрузки для изоляции класса В (рис. 10.14); тв=80°С — максимальное допустимое превышение температуры для изоляции класса В. Например, при изоляции класса Н, имеющей т_тах=125°С, А_ут^А_вV125/80^ 1,24Л_В.

По результатам определения уточненного значения линейной нагрузки уточняется либо высота зубца якоря, либо его диаметр, т. е. осуществляется переход к ближайшему меньшему стандартному диаметру, если А_ут>А_в, или наоборот — к ближайшему большему диаметру, если требуется уменьшить линейную нагрузку.

Содержание
Предыдущий § Следующий