Автор: Гольдберг О.Д. Свириденко И.С. Гурин Я.С.
Теги: электротехника общее машиностроение машиноведение электроника электрические машины
Год: 1984
Текст
ББК 34.42
[63
УДI( 621.313
р е Ц е н з е н т ы:
кафедра электрических машин TOMcKoro политехническоrо инсти
тута (заведующий кафедрой проф. r. А. Сипайлов) ; проф.
Д. Э. Брускин (Московский энерrетический институт)
"
rольдберr о. д., fурин я. с., Свириденко и. с.
r63 Проектирование электрических машин: Учебник для
втузов/ Под ред. о. Д. rольдберrа. ----- М.: Бысш. шк.,
1984.
491 с., ил.
В пер.: 1 р. 40 к.
В книrе рассмотрены вопросы проектироваuия электрических машин
общеrо назначения, особенности проектирования асинхронных двиrателей,
машин постоянноrо тока и синхронных мащин мощностью до 1000 кВт (при
1500 об/мин); даны рекомендации по проектированию как серий электриче-
ских машин, так и отдельных машин; рассмотрены вопросы ИСПОЛЬЗ0вания
ЭВМ для расчета машин, а также расчетная оценка их надежности.
2302030000
533 . ББI( 31.261
r 001 (01 )
84 113
&4 602.1.081
@ Издательство «Высшая школа», 1984
ПРЕДИСЛОВИЕ
Поставленные XXVI съездом КПСС задачи ускорения на..
учно"техническоrо проrресса требуют всемерной автоматизации
rтроизводственных процессов. Для этоrо необходимо создавать
электрические машины, удовлетворяющие по своим показателям
и характеристикам весьма разнообразным требованиям различ..
IibIX отраслей народноrо хозяйства.
Процесс создания электрических машин включает в себя про..
ектирование, изrотовление и испытание. В настоящем учебнике
рассматриваются вопросы проектирования электрических машин.
Под проектирован,ием электрическоЙ машины понимается рас..
чет размеров отдельных ее часrей, параметров обмоток, рабочих
и друrих характеристик машины, конструирование машины в це..
лом, а также ее отдельных деталей и сборочных единиц, оценка
технико-экономических показателей спроектированной машины,
включая показатели надежности.
Электротехнической промышленностью выпуска тся MHoro раз..
ных видов электрических машин, и рассмотреть подробно методы
rтроектирования всех этих машин в одной книrе не представляется
возможным. Поэтому в соответствии с проrраммой курса «Проек.
тирование электрических машин:. в книrе (в rл. 1.......8) рассмотрены
общие вопросы проектирования электрических машин общеrо на..
значения с моментом вращения 1.......6500 Н. м, что примерно соответ.. .
ствует мощности (при 1500 об/мин) 0,12 1000 кВт, а затем в
rл. 9 11 методы. проектирования наиболее распространенных
и массово или серийно выпускаемых видов электрических машин:
асинхронных, постоянноrо тока и синхронных. Вопросы проектиро..
вания трансформаторов, турбо.. и rидроrенераторов изложены в
учебных пособиях [1, 17, 36].
Для удобства пользования книrой в ней приведены справочные
данные, необходимые для проектирования. Примеры расчета ма..
шин даны после каждоrо параrрафа (rл. 9.......11).
в настоящее время электрические машины проектируются в ви"
де серий с обязательным использованием Э,ВМ дЛЯ расчетноrо
исследования и автоматизированноrо оптимальноrо проектирова..
ния. Однако студенту обычно задается при курсовом и дипломном
проектировании рассчитать единичную элеКТР1iческую машину или
часть серии электрических машин. Это задание лучше выполн.ять
3
«вручную», так как при, этом студент rлубже усваивает особенно..
сти проектирования на всех этапах. ЭВМ следует применять в про-
цессе проектирования для расчетноrо исследования. Повышению
надежности электрических машин придается большое значение, ее
нельзя рассматривать без применения методов расчетной оценки
надежности. Такие методы изложены в rл. 6 и проиллюстрированы
методикой и примером расчета в rл. 9. Прежде чем приступить к
проектированию электрических машин,.. необходимо внимательно
иаучить стандарты, касающиеся параметров и размеров, а также
условных обозначений машин (см. Э 1..2).
Принята следующая терминолоrия: неподвижная часть ма-
шины переменноrо тока называется статором, а вращающая<;я-----
ротором}' в машинах постоянноrо тока: неподвижная часть ----- ста..
нина, а вращающаяся якорь. В основу' обозначений параметров
и размеров активных частей положена система, соrласно которой
обозначения состоят из латинских или rреческих букв, и индек-
сы из строчных букв, rлавным обраЗQМ pyccKoro и rреческоrо
алфавитов или црабских цифр. Параметры и размеры, относящие-
ся к неподвижной части машины, обозначаются индексом «1», а
вращающейся ----- индексом «2:.. Размеры деталей, направленные
вдоль оси вращения машины, ,обозначаются буквой 1 (длина), а
поперек буквами Ь (ширина) и h (высота).
Авторы выра}кают блаrодарность рецензентам д..ру техн. наук,
проф. Д. Э. Брускину, сотрудникам кафедры «Электрические ма..
шины» TOMcKoro политехническоrо нститута и ее заведующему
д-ру техн. наук, проф. F. А. Сunайлову за ценные замечания и
предложения.
Авторы считают приятным долrом выразить блаrодарность
д..ру техн. наук, проф. Т. r. Сорокеру, д..ру техн. наук, проф.
В. И. Радину, д..ру техн. наук, Э.. К. Стрельбицкому и KaHД. техн.
наук Л. В. Мазия за помощь при подrотовке отдельных разделов
книrи.
Все замечания и пожелания направлять по адресу:
Москва К-51, Н еzлинная УЛ., 29/14, издательство «Высшая шко..
ла».
Авторы
rлава 1
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
1..1. Основные направления в развитии
электромашинострления
Электромашиностроение прошло большой путь развития, начи..
ная от простейших моделей, созданных полтора века тому назад
на основе открытий .iИ. Фарадея (1821 1831), до современных
злектродвиrателей и reHepaTopoB.
Хотя на протяжении нескольких последних десятилетий прин
ципы устройства электрических машин остались в основном т"еми
)ке, однако коренным образом изменились их конструктивное
оформление, рабочие характеристики и технико-экономические по
казатели. При этом почти все электромашиностроители перешли
на проектирование и изrотовление рядов или серий электрических
машин.
Электропромышленность царской России представляла собой
rруппу небольших предприятий, работавших по технической доку-
ментаци? иностранных фирм. Только после Великой Октябрьской
социалистической революции стало возможным развитие отечест..
BeHHoro электромашиностроения. Планом rоэлро была поставле..
на перед советской элеJ{тропромышленностью задача пройти за
короткий исторический период путь, который зарубежная техника
прошла в течение почти полувека.
Начиная с середины двадцатых rодов советские электромаши..
ностроители приступили к созданию новых отечественных конст..
рукций, а также к ра.зработке теоретических вопросов' и проведе..
нию исследований, связанных с проектированием машин. К сере..
дине тридцатых rодов был создан' и внедрен в производство ряд
серий асинхронных двиrателей, синхронных машин и машин по
стоянноrо тока. Развившиеся и окрепшие к этому периоду элек..
тромашиностроительные заводы выпускали, однако, разные серии
машин, с несовпадающими техническими данными, конструкцией
и технико экономическими показателями, что влекло за собой за..
труднения для потребителей в части замены, ремонта и создания
резерва машин.
В связи с этим возникла необходимость создания единых серий
машин, OTopыe находились бы на современном техническом ypOB
не и изrотовлялись бы на различных заводах по единой техниче
ской документации, обеспечивая целесообразную специализацию
производства на основе современной технолоrии. Первая единая
серия была создана к началу пятидесятых rодов в области наИlбо
5
,
u
лее массовых машин асинхронных двиrателеи мощностью от
0,6 до 100 кВт ----- серия А и АО. Затем единая серия была продлена
для диапазона мощностей от 100 до 1000 кВт ----- серия А и АК.
В области синхронных машин были разработаны reHepaTopbI
мощностью от 12 до 75 кВт ----- серия ЕС, а также reHepaTopbI и
двиrатели мощностью от 100 до 800 кВт ----- серия cr и сд. Единая
серия П машин (двиrателей и reHepaTopOB) постоянноrо тока
мощностью от 0,3 до 200 кВт была создана в середине пятидеся..
тых rодов; затем серия была продлена для диапазона мощностей
от 200 до 1400 BT. "
Опыт показывает, что изменение требований 1< электрическим
машинам, появление улучшенных электротехнических материалов,
усовершенствование конструкции и технолоrических процессов
производства приводят к тому, что серии достаточно быстро уста..
ревают и практически заменяются в производстве новыми через
10-----20 лет (меньший срок относится к машинам с большим коли-
чественным выпуском ----- асинхронным Двиrателям мощностью до
100 кВт).
В настоящее время отечественной электропромышленностью
изrотовляются асинхронные двиrатели мощностью от 0,12 до
400 кВт единой серии 4А и мощностью свыше 400 до 1000 KBt-----
серии А4, синхронные reHepaTopbl мощностью от 5 до 50 кВт серии
ЕСС и мощностью от 125 до 800 кВт серии Cr2, синхронные дви..
rатели мощностью от 132 до 1000 кВт серии СД2 и СДЗ2, машины
постоянноrо тока мощностью от 0,37 до 1000 кВт серии 2П и ча..
стично машины постоянноrо тока мощностью от 0,12 до 200 кВт
серии П (см. r л. 9-----11).
Машины этих серий обладают высокими технико..экономиче..
скими показателями, находящимися на уровне современных серий
ведущих зарубежных фирм. Новые серии разработаны с учетом
ме)I{дународных норм"рекомендаций МЭК и СЭВ. В области
асинхронных двиrателей разработка серий проводилась всеми
странами членами СЭВ в соответствии с соrласованными общи-
ми рекомендациями по унифицЩ)ованной увязке установочных
размеров со шкалой мощностей. Создание единых серий машин
является ярким свидетельством преимуществ плановой социали..
стической экономи и и единой технической политики не только в
нашей стране, но и в масштабах содружества социалистических
стран. Заканчивается разработка единой для всех стран ----- членов
СЭВ серии АI асинхронных двиrателей мощностью от 0,04 до
315 кВт, которая по своим rабаритным, энерrетическим и элек..
тромеханическим характеристикам, а также по уровню вибраций и
шума будет соответствовать перспективному мировому уровню в
области асинхронных двиrателей.
Наибольший удельный вес в выпуске электрических машин за-
нимают асинхронные двиrатели, конструкция которых относитеJIЬ..
но простая, а трудоемкость изrотовления малая. О масштабах
применения и значении ЭТИХ двиrателей в H pOДHOM хозяйстве
страны можно судить по тому, что асинхронные двиrатели мощ..
6
ностью от 0,12 до 400 "кВт потребляют в СССР более 400/0 всей
вырабатываемой электрической энерrии.
Синхронные машины широко используют в качестве reHepaTo..
ров в переДВИ)l{НЫХ и стационарных установках. В качестве дви"
rателей они имеют оrраниченное распространение при мощности
СВЫШе 100 кВт, хотя обладают преимуществами перед асинхрон..
ными в том, что MorYT работать как с коэффициентом мощности,
равным един ице, так и с опережающим, но стоимость их выше, а
эксплуатация несколько сложнее.
В ряде областей народноrо хозяйства электропривод на посто.. /
янном токе значительно эффективнее по производительности и
точности, чем на переменном токе, так как они MorYT обеспечивать
необходимые ро форме механические характеристики, плавное и
экономичное реrулирование частоты вращения в широких преде..
л'ах, быстрые пуск и торможение, реверс и высокие кратковремен..
ные переrрузки. Роль этих двиrателей в народном хозяйстве стра-
ны и их количественный выпуск становятся все более зна итель..
ным вследствие расширяющеrося внедрения автоматизированных
производственных процессов, а также успехов в развитии тири-
cTopHoro привода.
Основные тенденции в развитии электрома-
шиносrроения:
применение утоньшенной корпусной изоляции и обмоточных
проводов с малой толщиной изоляции (rлавным образом эмаль..
проводов), обладающих необходимой механиt.lеской и электриче..
ской прочностью. При этом повышается коэффициент заполнения
обмоточноrо пространства медью и соответственно использование
объема машины;
использование более наrревостойкой изоляции. В начале разви..
тия электромашиностроения применялась изоляция класса Harpe..
востойкости А, затем ,классов Е и В, а в настоящее время
наибольшее распространение находит изоляция класса Р. В м:ащи..
нах, работающих в более тяжелых условиях, распространена изо..
ляция класса наrревостойкости Н;
применение улучшенных марок электротехнической стали. Ши '
роко используемые в настоящее время марки холоднокатаной
электротехнической стали обладают большей маrнитной проница-
емостью и меньшими удеЛЬНI?IМИ потерями в сравнении с соответ-
ствующими марками rорячек таной стали;
усовершенствование охлаждения машин путем повышения про..
изводительности вентиляторов, уменьшения аэродинамическоrо
сопротивления воздухопровода, увеличения поверхности охлажде-
ния отдельных обмоток и всей. машины за счет оребрения корпуса
(в закрытых машинах), а также усиления теплопередачи путем
лучшеrо заполнения воздушных прослоек в обмотках пропитыва-
к)щими лаками и компаундами;
усовершенствование методов расчета машин;
,улучшение конструкции машин с придачей узлам и деталям
7
эстетических и рациональных форм., при обеспечении снижен!'IЯ
их массы и повышения прочности.
Перечисленные направления содействуют понижению массы и
rабаритов машин. Например, за период с 1915 по 1982 r. масса
асинхронных двиrателей одинаковой мощности снизилась в сред..
нем в три раза, а машин постоянноrо тока в два с половиной
раза.
Развитию техническоrо уровня электрических машин сопутст"
вуют и друrие тенденции:
сни}кение динамическоrо MOMeHTё;l инерции за счет уменьшения
объема двиrателя, следовательно, и объема вращающейся части
двиrателя (ротора или якоря), а также путем увеличения отноше..
ния длины сердечника ротора или якоря к ero диаметру;
повышение надежности машин, в частности за счет широкоrо
распространения машин закрытоrо исполнения, в которых для
улучшения охлаждения используют обдув наружной поверхности.
Н(}пример, асинхронные двиrатели мощностью до 15 кВт выпуска..
ются в настоящее время только в закрытом исполнении с наруж..
ным обдувом (степень защиты IP44, способ охлаждения IC0141
см. Э 1..2). Значительно повышают надежность- электрических ма..
шин применение конструкции изоляции с повышенной электриче..
ской и механической прочностью и ряд'друrих мероприятий;
улучшение у двиrателей постоянноrо тока реrулировочных
свойств как в части расширения диапазона реrулирования частоты
вращения вверх от номинальной изменением тока возбуждения,
так и вниз от номинальной изменением напряжения на якоре.
Улу'чшению реrулирования частоты вращения вниз от номиналь..
ной без существенноrо уменьшения вращающеrо момента содей..
ствует применение неЗ8ВИСИМОЙ вентиляции;
улучшение УGiIОВИЙ работы двиrателей постоянноrо тока, пи..
таемых от статических преобразователей с относительно высокими
значениями пульсации напряжения, при полностью шихтованной
маrнитной системе, включая станину.
Энерrетические показатели машин (КПД и cos ер) в основном
сохраняются на одном уровне.
Особо следует отметить повышение технолоrичности конструк"
ции, осуществляемой широкой унификацией узлов и деталей ма..
шин и придания им форм, содействующих возможности примене..
ния проrрессивных технолоrических процессов и усовершенство..
BaHHoro оборудования автоматических линий, arperaTHblX
станков, полуавтоматов, конвейеров и т. п.
Наблюдаемый в настоящее время перехо'д к прямоуrольным.
формам очертания машин нашел свое отражение в области оте..
чественных асинхронных двиrателей с высотой оси вращения
h 280 мм. Такая форма КРО,ме эстетичности дает возможность
осуществить блочную конструкцию машин с коробчатой стани..
ной, при крторой блоки механической и ЭJfектрической частей изrо..
товляют на отдельных технолоrичес.ких участках, и объединяют при
сборке. При блочной конструкции обмотка сердечника 'статора и
8
процесс пропитки MOrYT производиться вне станины. Соответствен..
но облеrчается ремонт обмотки. '
Основным исполнением перечисленных единых серий электри
ческих машин являются машины общеrо назначения. Под маши..
нами обще20 назначения подразумеваются такие машины, которые
MorYT применяться в различных отраслях народноrо хозяйства, в
отличие от' специальных машин, предназначенных для использова-
ния в определенных специфических условиях, например взрывоза'-
щищенных, крановометаллурrических, тяrовых и т. п.
На базе машин общеrо назначения проек:rируют и изrотовляют
без значительноrо изменения конструкции модификации машин,
обладающие несколько измененными характеристиками, которые
рассчитаны на удовлетворение требований отдельных RИДОВ элек
тропривода. Например, у асинхронных двиrателей модификация-
ми MorYT быть дВИ2атели с повышенным .скольжением, Mн'020CKO
ростные двиzатели с пер.еключением числа полюсов и т. п.
1..2. Стандартизация в области электрических машин.
Значение стандартизации. Одна из важнейших задач народноrо
хозяйства ----- улучшение качества продукции, неразрывно связан..
ное с уровнем стандартизации. Основные технические' требования
к конструктивным исполнениям, размерам и параметрам, методам
и средствам испытаний электрических машин, а также требования
к материалам и полуфабрикатам, необходимым для роизводства
машин, устанавливаются и определяются стандартами.
Большим резервом повышения экономической эффективности
народноrо хозяйства является дальнейшее развитие внешних
экономических отношений, расширение выпуска изделий, в том
числе электрических .машин на экспорт. В связи с этим все боль-
шее внимание уделяется соrласованию на международной .основе.
требований национальных стандартов. Международное сотрудни..
чество в области стандартизации иrрает важную роль в YCTpaHe
нии технических барьеров во внешней торrовле и в устаноцлении
международных научно технических связей в электромашиностро
ении.
К основным международным орrанизациям в области стан..
дартизации по электротехнике, участником которых является
СССР, относятся МеждународнаЯ' орrанизация по стандартизации
(ИСО) и Международная электротехническая комиссия (МЭК).
Вопросами р.азработки р комендаций занимаются технические ко:
митеты', подкомитеты и создаваемые в них рабочие rруппы. Коми-
теты ИСО занимаются тематикой, охватывающей отдельные си
стемы и даже отрасли, которые включают в себя также и вопросы
электротехники, в то время как комитеты МЭК образованы rлав
ным образом для рассмотрения тех или иных видов электротехни..
ческоrо оборудования; в частности Комитет NQ 2...... вращающиеся
электрические машины всех мощностей и размеров (за исключени-
ем тяrовых электродвиrателей).
9
Международные рекомендации разрабатывают по отдельным
видам изделий и материалов, по терминолоrии, условным обозна..
чениям, rрафическим изображениям и т. п. Рекомендации носят
факультативный характер, т. е. их применение в национальной
практике отдельных стран не обязательно. Однако в настоящее
время практически все национальные стандарты по электрическим
машинам создаются с учетом или непосредственно на базе реко..
мендаций ИСО и МЭК. Начиная с 1972 r. ИСО выпускает между-
народные стандарты.
Особое значение имеет всестороннее расширение ЭКономических
и научно"технических связей СССР со странами членами Сове..
та Экономической Взаимопомощи (СЭВ). В комплексной проrрам..
ме дальнейInеrо уrлубления и совершенствования сотрудничества
и развития социалистической экономической интеrрации стран
членов СЭВ важное значение придается совместным работам в
области стандартизации.
Работа по стандартизации в СЭВ планомерно ведется уже дли..
тельное время. Выпущен ряд рекомендаций СЭВ в области элек..
трических машин, а в последние rоды разрабатываются и выпу"
скаются стандарты СЭВ, заменяющие национальные стандарты и
обязательные для всех стран ----- членов СЭВ. ДЛЯ усиления рабо-
ты по унификации стандартов, действующих в отдельных стра..
пах членах СЭВ, создана Постоянная комиссия СЭВ и Инсти..
тут СЭВ по стандартизации.
При проектировании электрических машин должны учитываться
требования стандартов СССР, а также рекомендации СЭВ, ИСО и
МЭК. В следующих разделах рассматрцваются стандартизован..
ные виды исполнений и их обозначения, выходные параметры и
размеры наружных частей (установочные и присоединительные
размеры) электрических машин.
Номинальные режимы работы. Номинальные данные электриче-
сl"'их машин должны соответствовать определенному режиму рабо-
ты. rOCT 183 74 предусматривает режц.м работы с условными
обозначениями S I-----S8. Наиболее распространен продолжительный
номинальный режим работы, который характеризуется продолжи..
тельностью работы машины, достаточной для достижения устано..
вившейся температуры всех частей электрической машины при
неизменной внешней наrрузке условное обозначение S 1.
Номинальные мощности. Номинальные мощности электрических
машин переменноrо и постоянноrо тока (двиrателей и reHepaTo"
ров) реrламентированы rOCT 12139 74, в котором учтены реко..
мендации СЭВ по стандартизации РС 189 70 и Публикации
МЭК 72 в части номинальных мощностей. Соrласно [ОСТ номи..
нальные мощности должны соответствовать' работе электрических
машин при номинальных значениях напряжения, частоты враще..
ния, частоты переменноrо тока, коэффициента мощности, а также
при условиях и режимах работы, установленных соответствующи..
ми стандартами.
10
Стандартом предусмотрены следующие значения номинальных
мощностей (в пределах от 0,12 до 1000 кВт): 0,12; 0,18; 0,25; 0,37;
0,55; 0,75; 1,1; 1,5; 2,2; 3,0; 4,0; 5,5; 7,5; 11; 15; 18,5; 22; 30; 37; 45;'
55' 75. 90' 110. 132' 160' 200. 250. 315. 4 00' 500 ' 630 ' 800 '
, , , , , , , , , , , , ,
1000 кВт. Эти значения мощностей обязательны для всех исполне-
ний электрических машин по защите и по монтажу, а также для
всех способов охлаждения. Для машин специализированноrо на-
значения (рольrанrовые, краново"металлурrические и др.) ука-
занные значения мощностей не обязательны.
Номинальные- напряжения. Номинальные напря)кения reHepaTo-
ров и двиrателей до 1000 В реrламентированы [ОСТ 21128........ 75, а
свыше 1000 В [ОСТ 721........77. в стандартах учтены рекоменда-
цИИ СЭВ РС 650 66 и Публикации МЭК 38(1975). Стандартом
установлены наиболее широко при меняемые номинальные напря-
)кения (В):
РОД тока .
rеиератор .
Двитатель .
Переменный трехфазный
230, 400, 690, 6300, 10500
220, 380, 660, 6000, 10000
Постоянный
115, 230, 460
110, 220, 440
Номинальные частоты вращения. Номинальные частоты враще-
ния электрических машин реrламентированы rOCT 10683 73; в
стандарте учтены рекомендации СЭВ РС 780 66 и РС 655........66.
Установлены следующие номинальные частоты вращения при ча-
стоте переменноrо тока 50 [ц для синхронных reHepaTopoB: 125;
150; 157,6; 214,3; 250; 300; 375; 428,6; 500; 600; 750; 1000; 1500;
3000 об/мин. Эта шкала используется также для синхронных и
асинхронных двиrателей с некоторыми изменениями.
Так, для синхронных двиrателей дополнительно включены
частоты вращения 100 и 166,6 об/мин, а исключена частота
428,6 об/мин; для асинхронных двиrателей добавлены частоты
вращения 120 ц 166 об/мин, а исключены 214, 3 и 428, 6 об/мин.
Номинальные частоты вращения асинхронных двиrателей должны
быть меньше перечисленных на частоту вращения, определяемую
величиной номинальноrо скольжения.
\
Для reHepaTopoB постоянноrо тока стандартом установлены в
пределах до 3000 об/мин следующие номинальные частоты вра..
щения: 400; 500; 600; 750; 1000; 1500; 2000; 3000, для двиrателей:
25; 50; 75; 100; 125; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1500;
2000; 2200 и 3000 об/мин. Наименьшие частоты вращения двиrа..
телей (с реrулированием числа оборотов изменением поля rлавных
П0ЛЮСОВ) и наибольшие частоты вращения двиrателей (с. реrулиро..
ванием числа оборотов изменением напряжения на якоре при но-
минальном напряжении и номинальной наrрузке на валу) должны
соответствовать указанным номинальным частотам вращения дви-
rателей.
Стандартом также установлены допускаемые отклонения но-
и U
минальнои частоты вращения двиrателеи и reHepaTopoB постоян-
Horo тока.
JI
"-
Степени защиты от внешних воздействий. Электрические машины
MorYT иметь различные исполнения по защите от внешних воз..
действий, которые, с одной стороны, дол)кны обеспечить защиту
обслуживающеrо п.ерсонала от прикосновения к токоведущим или
вращающимся частям, а с друrой ........ защиту машины от попадания
внутрь ее твердых посторонних тел и воды. Обозначения степени
защиты реrламентируются [ОСТ 14254 80, а применение
СТ СЭВ 247 76; в стандарте учтены требования рекомендаций
Публикации МЭК 34 5.
Соrласно указанному стандарту обозначение степеней защиты
состоит из букв IP ----- начальные буквы анrлийских слов Internatio..
nal, Protection (международное обозначение степеней защиты) и
следующих за ними цифр. Первая цифра характеризует степень
защиты от прикосновения и от проникновения твердых тел в- ма..
шину. Более распространенными являются следующие степени
защиты по первой характеристической цифре:
2 защита от возможности соприкосновения пальцев стоко"
ведущими или движущимися частями внутри машины. Защита
машины от попадания внутрь ее твердых посторонних тел диамет-
ром более 12 мм;
4 ----- защита от соприкосновения инструмента, проволоки или
друrих подобных предметов, толщина которых превышает 1 мм, с
токоведущими или движущимися частями нутри машины*. Защи..
та машины от попадания внутрь ее леrких твердых посторонних
тел диаметром более 1 мм.
Вторая цифра характеризует степень защиты машины от про..
никновения воды. Более распространенными являются следующие
степени защиты по второй характеристической цифре:
2 защита от капель воды. Капли воды, падающие под уrлом
в пределах- ДО 150 к вертикали, не должны оказывать на машину
вредноrо действия;
3 защита от дождя. Вода, падающая на машину в виде дождя
под уrлрм в пределах до 600 к вертикали, не должна оказывать
ца машину вредноrо действия; -
4 защита от брызr. Брызrи воды любоrо направления, попа..
дающие на машину, не должны оказывать на нее вредноrо дей..
ствия.
Полный перечень степеней защиты, имеющих практическое
значение, приведен в СТ СЭВ 247-----76. Наибольше прим нение
находят следующие степени защиты:
1 Р22 машина, защищенная от попадания твердых тел разме..
ром более 12 мм и от капель воды (защищенн я машина);
IP23 ----- машина, защищенная от попадания твердых тел разме-
ром более 12 мм и от дождя (защищенная машина);
IP44 ----- м,ашина, защищенная от попадания твердых тел разме-
ром более 1 мм и ОТ водяных брызr (закрытая машина).
* Если машина охлаждается внешним вентилятором, то вентилятор должен
быть защищен от соприкосновения с ним пальцев как н а стороне входа, так и
на стороне выхода охпаждающеrо воздуха.
12
Способы охлаждения. Обозначения способов охлаждения реrла..
ментируются [ОСТ 20459-----75' учитывающим рекомендации Пуб..
ликации МЭК 34 6.. Соrласно этому стандарту обозначение спо..
собов охлаждения состоит из букв IC ----- начальные буквы аиr..
лийских слов Interf1ational, Cooling (международное обозначение
способов охлаждения) и следующей за ними характеристики цепей"
охлаждения. Последняя состоит из прописной буквы, условно
обозначающей вид хладоаrента и следующих за ней двух цифр;
при охлаждении воздухом буква опускается. Первая цифра услов..
но обозначает устройство цепи для циркуляции хладоаrента, вто..
рая способ ero перемещения. Из указанных в стандарте более
распространенными являются следующие условные обозначения
цепей:
Условные обозначения устройства цепи (первая цифр,!):
О свободная циркуляция;
1 ----- охлаждение с помощью подводящей трубы;
3 охла)I{дение с помощью подводящей и отводящей труб;
4 охлаждение с помощью наружной поверхности машины;
5 охлаждение с помощью BCTpoeHHoro охладителя (с исполь..
ЗОВанием окружающей среды);
6 охлаждение .с .помощью пристрqенноrо охладителя (с ис..
пользованием окружающей среды).
Условные обозначения способа передвижения хладоаrента
(вторая цифра):
О свободная конвекция;
1 самовентиляция;
3 перемещение хладоаrента с помощь.ю пристроенноrо зави..
симоrо устройства;
5 перемещение хладоаrента с помощью BCTpo HHoro незави"
симоrо устройства;
6 перемещение хладоаrента с помощью пристроенноrо неза..
висимоrо устройства;
7 перемещение хладоаrента с помощью отдельноrо инезави..
симоrо устройства.
Если машина имеет две или более цепей охлажден я, то в
обозначении указывают характеристики всех цепей охлаждения,
начиная с характеристики цепи со вторичным хладоаrентом (с бо..
лее низкой температурой). Чаще применяют следу щие способы
охлаждения, обозначения ,которых будут использованы в книrе:
Способы охлаждения:
ICOI защищенная машина с самовентиляцией; вентилятор
расположен на валу машины;
'СО141 закрытая машина, обдуваемая наружным вентиля..
тором, расположенным на валу машины;
IC0641 закрытая машина, обдуваемая наружным пристро"
енным вентилятором с приводным электродвиrателем..., установлен..
ным на машине и питаемым независимо от охлаждаемой машины;
IC0041 закрытая машина с естественным охлаждением;
13
IC0151 ----- закрытая машина с охлаждением с помощью встро"
еиноrо охладителя (с использованием окружающей среды);
IC0161 закрытая машина с охлаждением с помощью при..
cTpoeHHoro охладителя (с использованием окружающей среды);
IC13 защищенная машина с независимой вентиляцией;
охла)кдение с помощью подводящей трубы, осуществляемое при..
строенным зависимым устройством;
IC17 защищенная машина с независимой вентиляцией;
охла)I{дение с помощью подводящей трубы, осуществляемое от..
дельным и независимым устройством;
1 СО5 ----- то же, охлаждение с помощью BCTpoeHHoro вентилято..
ра с приводным электродвиrателем, установленным на машине и
питаемым независимо от охлаждаемой машины;
IC06 то же, охлаждение с помощью пристроенноrо двиrа..
теля"вентилятора, питаемоrо независимо от охлаждаемой ма..
шины; .
IC37 ----- закрытая машина с независимой вентиляцией; охлаж..
дение с помощью подводящей и отводящей труб, осуществляемое
отдельным и независимым устройством.
В дальнейшем изложении для машин с независимой вентиля..
цией будет приводиться ссылка только на способы охлажде..
ния IC17 и IC37, поскольку все перечисленные способы незави"
симой вентиляции практически равноценны по эффекту охлаж..
дения.
Исполнения по способу монтажа. Формы исполнения по спо..
собу монтажа и их условные обозначения реrламентируются
СТ СЭВ 246....... 76, учитывающим рекомендации Публикации
МЭI( '34....... 7. Соrласно стандарту обозначение формы исполнения
по способу монтажа состоит из букв 1М....... начальные буквы aHr..
лийских слов International, Mounting (международное обозна.че...
иие исполнений по способу монта)ка) и следующих за ними цифр.
Первая цифра обозначает rруппу конструктивноrо исполнения,
например, цифра ]......... машину на лапах с одним или двумя под..
ШИПНИК,овыми щитами; 2....... то же, с фланцем на подшипниковом
щите (или щитах); 3....... машину без лап с одним или двумя под..
шипниковыми щитами, с фланцем На одном подшипниковом щите
и т. д.
Вторая и третья цифры обозначают способ монтажа, например
при rруппе конструктивноrо исполнения 1 цифры 00 ----- машину с
rоризонтально направленным концом вала и креплением к фун"
даменту лапами, 01........ с вертикально направленным концом вала
. чниз и креплением к стене лапами; при rруппе 3 цифры 01 соответ..
ствуют вертикально направленному концу вала вниз и креплению
к фундаменту фланцем и т. д. Четвертая цифра о'бозначает испол..
нение вала, например цифра 1 ----- машину с одним цилиндрическим
концом вала; 2....... то же, с двумя цилиндрическими концами вала
и..т. д.
Наиболее распространенными исполнениями по способу мон..
тажа являются IMIOOl....... машина с двумя подшипников'ыIии щи-
14
тами на лапах, е одним rоризонтально направленным цилиндриче..
ским концом вала; IMI011 то же, с вертикально направленным
вниз одним цилиндрическим концом вала; IM3011 машина с
двумя подшипниковыми щитами без лап, с фланцем на одном
подшипниковом щите, с вертикально н правленным вниз одним
цилиндрическим концом вала.
Полный перечень условных обозначений для возможных конст-
руктивных исполнений машин по способу монтажа приведен в
СТ СЭВ 246 76.
I(лиматические условия работы. Конструкция и исполнение
машин должны предусматривать способность противостоять в
условиях эксплуатации воздействию климатических факторов
внешней среды. [ОСТ 15150.........69 и 15543......... 70 реrламентируют
исполнение машин, катеrории их размещения, условия эксплуата..
ЦИИ, хранения и транспортирования с учетом воздействия клима
тических факторов (температуры, влажности, пыли, солнечной ра..
диации, интенсивности дождя и т. п.).
Каждому климатическому исполнению машин пр-исвоено бук..
венное обозначение, например для районов с умеренным клима..
Том......... У, с холодным климатом ----- ХЛ и т. д.
Катеrория размещения машин имеет цифровое обозначение,
.. например при наиболее блаrоприятных условия:х, коrда машина
предназначена для установки в закрытых отапливаемых и венти-
лируемых производственных или. друrих помещениях, катеrория
размещения обозначается цифрой 4; катеrория размещения маши..
ны, предназначенной для работы в закрытых помещениях с естест..
венной вентиляцией без искусственно реrулируемых климатических
условий, обозначается цифрой 3.
Цифровое обозначение катеrории размещения следует за бук..
венным, характеризующим ,условия климата. Например, исполне..
иие машины, предназначенной для районов с умеренным климатом
при катеrории размещения 4, имеет условное буквенно"цифровое
обозначение У4.
Установочные и присоеди итеJlъные размеры. Высоты оси
вращения h электрически{( машин с rоризонтальной осью враще..
ния, равные расстоянию от оси вращения до опорной плоскости
машины, реrламентированы [ОСТ 13267 73, который соответст..
вует рекомендациям СЭВ по стандартизации РС 3030 71, Публи..
кациям МЭК 72, МЭК 72А и ИСО Р496.
К каждому значению h привязаны определенные
установочные и присоединительные размеры, реrламентированные
[ОСТ 18709 13 для h==56+400 мм и rOCT 20839 75 для
h>400 мм. Эти стандарты соответствуют рекомендациям СЭВ по
стандартизации РС зозо 71; в стандартах также учтены реко..
мендации Публикаций МЭК 72, МЭК 72А и ИСО Р775. Стандар..
тизованные значения h и связанные с ними установочно-присое..
динительные размеры (мм) приведены в табл. 1..1 для h==
==567400 мм и в табл. 1-2 для h>400 мм.
15
Таблица 1.. 1
h Ь 10 I 110 I [31 I d 10 h Ь 10 [10 [31 I d 10
56 90 71 36 5,8 200 318 228 133 19
267
63 100 80 40 7 305
'71 112 90 45 7 225 356 286 149 19
311
80 ]25 100 50 10 356
90 140 ]00 56 10 250 406 311 168 24
125 349
406
100 160 112 63 12 280 457 368 190 24
140 419
457
112 190 114 70 12 315 508 406 216 28
140 457
159 508
132 216 140 89 12 355 610 500 254 28
178 560
203 630
160 ,254 178 108 15 400 683 560 280 35
210 630
254 710
180 279 203 121 15 800
241 900
279
Таблица 1..2
h Ь 10' 110 d 10
450
710; 800; 900;
1000; 1120;
500
800; 900; 1000;
1120; 1250;
. 16
355; 400; 450; 500; 560;
630; 710; 800; 900; 1000;
1120; 1250;
400; 450; 500; 560; 630;
710; 800; 900; 1000;
1120; 1250; 1400
35
42
Размер [31 (неЗ8ВИСИМО от hj выбирают из следующеrо ряда:
о; 100; 200; 224; 250; 280; 315; 335; 355; 375; 400; 425; 450; 475;
500; 530; 560; 600; 630; 670; 71 о; 750; 800; 900; 1000 мм.
rOCT 18709 73 и 20839.........75 реrламентируют размеры высту"
пающих цилиндрических концов валов.
Длина выступающеrо конца вала, размеры призматической
шпонки и шпоночноrо паза, а также наиболыuий допускаемый
момент вращения М, связанные с диаметром выступающеrо ци-
линдрическоrо конца вала, приведены в табл. 1.. .
......
...с:
т а б л и ц а 1-3
-t;
L,
d 1 [1 Ь 1 , h 1 I t d 1 111 Ь 1 h 1 t
М, Н'М А'1, Н. м
ММ мм
7 16 2 2 1 ,2 0,25 55 11 О 16 10 6 355 .
9 20 3 3 1,8 0,63 60 140 18 11 7 450
11 23 4 4 2,5 1 ,25 65 140 18 1 1 7 630
14 30 5 5 3 2,8 70 140 20 12 7,5 800
16 40 5 5 3 4,5 75 140 20 12 7,5 1000
.18 40 6 6 3,5 7 ,1 80 170 22 14 9 1250
19 40 6 6 3,5 8,25 85 170 22 14 9 1600
22 50 6 6 3,5 14 90 170 25 14 9 1900
24 50 8 7 4 ,18 95 170 25 14 9 2360
28 60 8 7 4 31.,5 100 210 28 16 10 2800
32 80 10 8 5 50 110 210 28 16 10 4000
38 80 10 8 5 90 120 210 32 18 11 5300
42 110 12 8 5 125 130 250 32 18 11 7400
48 110 14 9 5,5 200
I
При м е ч а н и я: 1. Наибольший допустимый момент враЩения для d 1 11 О мм YKa3 H по
рекомендациям МЭК дЛЯ электродвиrателей переменноrо тока пРи продолжительном режиме работы
{Sl). 2. Значения [1 в таблице соотаеТСТВУЮl длинным выступающим :КонцаМ валов в перечисленных
выше стандартах.
Предельные отклонения на уставочные и пр и соединительные раз..
меры реrламентированы [ОСТ 13267 73 и' 8592 71:
Высота h, ММ. . .. свыше 50 до 250 свыше 250 до 650
Предельные отклоне-
ния, мм . . . ... . o , 5 1 , О
Допускаемые отклонения для рамеров Ь 10 и 110 составляют O,3z
. rде z диаметральный зазор, определяемый как разность между
номинальными диаметрами отверстия d 10 и крепежной детали.
2 3255
17
Пределы отклонения размеров [31 не должны превышать сле-
ДУЮЩИХ значений:
Номинальный диа
метр вала d 1 ,MM .
свыше
6 до 10
свыше
1 О до 25
с выше
25 до 45
свыше
45 ДО 60
свыше
60 до 220
Пределы:ые откло-
нения размера [31'
мм. . . . . . . .
+ 1,0
+ 1,5
+ 2,0
+ 3,0
+ 4,0
Предельные отклонения диаметров цилиндрических концов Ba
лов должны соответствовать следующим данным:
Номинальный диа
.eTp вала d l' мм 7 до 10 свыше свыше свыше свыше свыше
'10 ДО 18 18 до 30 30 до 50 50 J.,O 80 80 до 110
Предельные откло
нения размера d l'
мм
верхние · +10,007 +0,008 +0,009 +0,018 +0,030 +0,035
нижние . . .. 0,002 0,003 0,004 +0,020 +0 011 +0,013
1-3. rлавные размеры
К 2лавным размерам электрических tашuн, пept;MeHflo2o тока
относят внутренний диаметр D 1 и длину II сердечника 'статора; к
2лавным размерам машин пОСТОЯflНО20 тока наружный диаметр
D H2 и длину 12 сердечника якоря. Указанные размеры называются
2лавными, так как .они определяют прочие размеры машин. От
rлавных размеров завw ят rабариты, масса и друrие технико эко
номические показатели машин.
Определим связь rлавных размеров с частотой вращения, элек
тром:аrнитными наrрузками (линейной наrрузкой и маrнитной ин..
дукцией в воздушном зазоре), а также с друrими параметрами
машин. У м шины переменноrо тока расчетная (внутренняя) мощ"
ность (В. Л) .
Р'===m 1 Е 1 / 1 , (1 1)
rде ml число фаз обмотки статора; Е 1 эдс фазы обмотки
статора асинхронных двиrателей, у синхронных машин Е 1 ===Е б ,
Т. е. эдс, индуктированной в фазе обмотки статора ре.зультирую"
щим маrнитным потоком воздушноrо зазора; 11 ток фазы об
мотки статора.
Учитывая, что
Еl===4kфflkобlWl Ф;
11 === (р п l) /60;
Ф == а,'т;,['I В () 1 0 6;
'{== (лD 1 ) / (2р) ;
А 1 == (2 О т 1 w 1/1) / (nD 1) .
получим расчетную мощность (В. А)
Р'=== (D211'lпlАIВ(){1,'kфkобl) / (6,1.107)..
(1..2)
(1 3)
( 1..4)
( 1..5)
( 1..6)
( 1-7)
j8
Здесь kф коэффициент формы кривой поля, представляющий
отношение действующеrо значения ЭДС к среднему; {........... частота
тока в сети, rц; k о бl......... коэффициент обмотки статора основной
rармонической кривой эдс; Wl число последовательно соеди"
ненных витков фазы обмот/ки статора; 'ф маrнитнЫй поток, Вб;
р число пар полюсов машины; nl синхронная частота враще
ния, об/мин; а' расчетное отношение среднеrо значения индук
ции В воздушном зазоре к ее максимальному значению; ll' рас..
четная длина сердечника статора, мм; Вб максимальное значе
ние маrнитной индукции в воздушном зазоре, Тл; А 1 линейная
наrрузка обмотки статора, А/см; Dl ----- диаметр, ММ. ..
Зависимость (1..7) может быть представлена в виде
..
р' ===D 2 1 1'l n l/ СА. (1..8)
Здесь
C A ===D 2 1 I'l n l/ р' ==6, 1 · 107/ (А lВб.(l,'kфkобl) (1..9)
машинная постоянная Арнольда, мм 3 . (об/мин)/(В.А).
Величину КА, обратную машинной постоянной СА, называют
коэффициентом использования машины [В. А/ (мм 3 . об/мин)]
Kk== Р' I (D 2 1 1' lпl) == А lВб,а'kфkобl/ (6,1 · 107) . (1..1 О).
Величины СА и КА характеризуют уровень использования ак-
тивных материалов, к которым относятся м:едь и алюминии оБМ1О""
ток, а также Iсталь маrнитопровода машин.
Расчетная мощность (В.А) дЛЯ двиrатеJlей перемен
Horo тока
р' .m 1E 111 ==m 1 k H U 11 1 ===k H P 1 ===k И Р 2/ (llCOSCP) ;
(1..11)
для r е н е р а т.о р о В п е p e м е н н о r о т о к а
р' ===тl Е 1/1 ===mlkaU 1/1 ===kHP2/COSCP. (1..12)
Здесь U 1 номинальное фазное напряжение, В; Рl подводимая
мощность, В. А; Р 2 отдаваемая мощность, Вт; f) и coscp ----- КПД
и коэффициент мощности при номинальнrOЙ наrрузке, о. е.
Для асинхронных .двиrателей k и ===Е 1 /U 1 , для синхронных Ma
шин k н ==Е б /U 1 . _
У асинхронных двиrателей для удобства расчета принимаем
значение маrнитноrо потока основной rармоники индукции; соот'"
B TCTBeHHO коэффициент формы поля для синусоиды k ф ==='1,11, а
а ===2/л, тоrда (1.. 7), (1..9) и (1..1 О) примут следующий вид:
Р'==D21l'lnlАlВбkобl/ (8,62.107); (1..13)
СА ==D 2 1 l'l п l/ Р' ===8,62. 107/ (А lВбkобl) ; (1..14)
КА == р' (D2 1 1'lnl) == А lВбk об1 / (8,62 · 107) . (1..15)
Расчетная мощность (Вт) у машин ПОСТОЯННQrо тока
Р'==Е 2 / 2 , (1..16)
rде Е 2 и 12........1 ЭДС И ток якоря.
2*
19
Учитывая, что
Е 2 === [2р/ (2а)] nW2Ф/30,
Ф ===ra''tl'2 B r,.1 O 6;
't==nDH2/ ( p) ;
А 2 ===20Ш2 / 2/ (nD п2 . 2а) t
( 1-17)
(1..18)
(1..19)
(1..20)
расчетная МОЩНОСТЬ
р' --;--'" D 2 п2 l' 2пА 2 В r,'a/ / (6,1 .107) . ( 1.. 21 )
Здесь р число пар полюсов; а ----- число пар параллельных u вет..
вей обмотки якоря; n частота вращения при номинальнои на..
rрузке об/мин. 'Ш2 ----- общее число витков обмотки якоря; Ф
маrни;ный пот к в якоре, Вб; а'-----расчетный коэффициент полюс..
ной дуrи, равный отношению расчетной полюсной дуrи к олюс"
ному делению; ['2 ----- расчетная длина сердечника якоря, мм; 1Jп2
диаметр, мм; А 2 ----- линейная наrрузка обмоткц якоря, А/см.
Зависимость (1..21) может быть представлена в виде .
р' ===D2И2I'2п/СА,
СА"==D2В21'2n/Р' ==6,1. 107 / (A2B a')
----- машинная постоянная, мм 3 . (об/мин) /Вт;
_ КА===Р' / (D 2 п2 1'2 n ), ===A2Br,a' / (6,1.107).
----- коэффициент использования машины, Вт / (мм 3 . об/мин).
Расчетная мощность (Вт) д л я Д в и r а т е л е й п о с т о я н н о ..
ro тока
( 1..22)
( 1-23)
. rде
(1..24 )
р' ==Е 21 2==k и U 1 kт==kпkтР 2/'У};
(1..25)
для r е н р а т о р о в п о с т о я н н о r о т о к а
р' ==Е 2 / 2 ===k п Uk т I ===k и k Т Р 2. (1..26)
Здесь и и 1 н пряжение (В) и ток (А) сети; k п ==Е 2 /U; k T ==
===12/1. -
Отношение р' /n пропорционально расчетному вращающему
моменту М'. Следовательно, машцнная постоянная СА - ff (1-9),
(1..14) и (1..23) пропорциональна объему сердечника', приходяще..
муся на единицу момента вращения, а коэффициент использования
КА в (1..10), (11-15) и (1..24) -----расчетному моменту вращения, при..
ходящемуся на единицу объема сердечника. Чем меньше значе..
ни СА или чем больше значение КА, тем меньше размеры сердеч-
ника статора или якоря и те,М выше использование машины.
" Значения kобl для машин переменноrо тока и а' для машин
постоянноrо тока изменяются в достат()чно узких пределах, по..
этому при заданных мощности и час оте вращения объем сердеч..
ника машины зависит в основном от электромаrнитных наrрузок.
Чем больше А и В б , 'Тем меньше rлавные размеры и ВЫШе исполь..
зование активных материал,ов в машине. Однако увеличение лек"
тромаrнитных наrрузок, сопровождаемое повышением темпера ту..
ры активных частей машины, оrраничивзется классом HarpeBO"
20
стойкости изоляции. При выборе электромаrнитных' наrрузок
следует также учитывать, что отношение А/В б должно быть в
определенных пределах, так как ero значеН.!'Iе влияет на технико..
экономические показатели машин переменноrо тока........... КПД, cos ер,
пу,сковые характеристики и массу, а в машинах постоянноrо то..
ка КПД, реrулировочные свойства, коммутационные показатели
и массу машины.
В rл. 9 и 11 для машин переменноrо тока и в rл. 10 для машин
постоянноrо тока приведены рекомендуемые значения А и В{), ба..
зирующиеся на опыте cOBpeMeHHoro электромашиностроения.
Одно и то же значение D 2 1 1 1 дЛЯ машин переменноrо тока или
D 2 п2 1 2 для машин постоянноrо тока может быть получено при раз..
ных' значениях D и 1, а следовательно, при разных ртношениях
л==l/ D. Отношение 1/ D влияет на массу, динамический момент
инерции вращающеЙся части, энерrетические и друrие технико..
экономические показатели машины.
Влияние это может быть различным и порой противоречивым,
например, при увеличении л, т. е. пр'и уменьшении D и увеличе..
нии 1 падает динамический момент инерции" ускоряется процесс
пуска и торможения двиrателя и соответственно снижаются поте..
ри, возникающие при этом процессе. При увеличении 'А уменьша..
ются масса лобовых частей обмоток и потери в ни . Следователь..
но, у машин с большими значениями л масса, приходящаяся на
единицу мощности или момента ВJl;ащения, снижается, а .кпд
растет.
Вмест'е с тем у вентилируемых машин с большими значения..
ми .'А ухудшаются' условия охлаждения и :может возникнуть необ..
ходимость в увеличении диаМетра вала для обеспечения ero
достаточной жесткости и прочности. При достижении б6льших
значений л может ВQзрасти трудоемкость изrотовления, а. следова..
тельно, и себестоимость машины.
Выбор, отношения l/D не является однозначной задачей; ее
решению содеЙствуют установленные практикой рациональные
пределы максимальных значений Лmах. Эти значения приведены
для асинхр'онных двиrателей в табл. 9..6, для машин постоянноrо
TOKa Ha рис. 10..7, для ,синхронных машин на рис. 11..10.
Так как ряд высот оси вращения h стандартизован, то про..
ектирование производится двумя способами.
Способ первый. С применением (при выбраННО 1 h) максимаJ1Ь..
Horo допускаемоrо диаметра сердечника D и тах, такая машина
может не быть оптимальной по своим. технико"экономическим по..
казателям, но зато будет иметь предельно допускаемую мощность
при выбранном h. В практике cOBpeMeHHoro электромашинострое-
ния наблюдается тенденция максимальноrо снижения высоты оси
вращения электродвиrателей h пр'и заданных мощности Р2, часто.
те вращения n. О новной причиной этоrо являются б6льшие удоб..
ства потребител и при соединении электродвиrателей с приводи..
мыми мехаНИзмаlVlИ, имеющими меньшие rабариты, чем электро"
дви атели, а таКже при встраивании электродвиrателей в станки
21
и друrие механизмы. Понижение высоты оси вращения уменьша-
ет механическую инерционность роторов и якорей, а, следователь..
но, повышает динамические свойства двиrателей. Указанная тен"
денция снижения h распространяется также на reHepaTopbI.
Учитывая, что снижение h пр:и заданных значениях Р2 и n
увеличивает длину машины, причем л может выйти за допусти..
мые рациональные пределы, следует при выбранной стандартной
высоте оси вращения h проектировать машины с наибольшим ДО"
пустимым наружным диаметром корпуса
D норп , обеспечивающим минимально допу"
стимое расстояние ,h 1 ОТ нижней части кор-
пуса машины ДО опорной плоскости лап
(рис. 1..1). Если при этом значение л будет
мало, следует переходить на ближайшую
меньшую, а при высоКих значениях л на
ближайшую большую стандартную величи..
ну п. Этот способ проектирования не тре..
бует расчетных вариантов.
Способ второй. С применением (при вы..
бранном h) диаметра сердечника D H ,
обеспечивающим оптимальные технико..эко..
номические показатели машины (см. rл. 7
и 8), такой способ проектирования требует
расчета либо на ЭВМ, либо «ручноrо» рас..
чета ряда вариантов с различными значениями D п . При расчетах
должно обеспечиваться условие Dп Dп шах. Расчеты показали,
что разница в технико-экономических показателях оптимальноrо
варианта и машины с D п rnах относительно невелика. Поэтому в
настояrЦей книrе рассматривается как основной вариант расчета
машин с D п тах.
Ма симально
..t::
Рис. 1-1. :к определению
D Rорп и D И1 машин пе-
peMeHHoro и постоянноrо
тока с шихтованным сер-
дечником статора
допустимый наружный диаметр корпуса (мм) "
Dкорп==2(h hl). (1..27)
Для машин пер е м е н н о r о т о к а, у которых сердечник ста..
тора ззключен в литую станину, максимально допустимый наруж..
ный диаметр сердечника статора (мм)
D П1 ==DКорп-----f2h2==2 (h hl h 2 ), (1..28)
rде h 2 ----- высота (толщина) стенки станины, мм [при радиальной
системе вентиляции размер h 2 представляет собой сумму HecKo.JlbKO
уменьшенной высоты стенки станины и высоты ребра, к которому
примыкает наружная поверхность сердечника (см. rл. 3)] i
Для машин п о с т о я н н о r о т о к а с монолитной станиной
(рис. 1..2), являющейся частью маrнитопровода, максимально до..
пустимый наружный диаметр (мм)
D И1 ==D корп . (1-29)
'\
При Выполнении машин постоянноrо тока с ШИхтованной ста..
ниной наружный диаметр D П1 определяют по (1..28). Значения hl
22
и h 2 ===f(h) приведены на рис. 1..3. Внутренний диаметр сердечни"
ка стат6ра Dl и наружный диаметр сердечника якоря D И2 нахо..
дятся в определенных соотношениях с D п1 , зависящих от числа
rлавных полюсов машины 2р и диаметра D H1 . Усредненные зави"
симости D 1 ===f{D и1 ) приведены в табл. 9..3 и 11..3, а D п2 ==
==f(D H1 ) на рис. 10-1.
...с:
10
11/1 h1.
ММ
20
Рис. 1-2. К определению D Rорп н
D И1 машин постоянноrо тока с
монолитной станиной
200 ЗОО 500 700
h,MM
Рис. 1..3. Значения h 1 и h 2 ===f(h)
После выбора D 1 или D И2 определяют из (1..13) расчетную
длину сердечника статора асинхронноrо двиrате я (мм)
1'1 ==8,62.107 р' / (D21nlАlIВ{)kобl), (1-30)
из (1..7) расчетную длину сердечника ',синхронной машины (мм)
['1 ==6,1 · 107 р' / (D2 1n1 A lВба' k ф k о бl) , {l.. 1)
а из (1..21) расчетную длину сердечника якоря машины постоянно..
ro тока (мм)
['2==6,1. 107 р' / (D2Н2nА2Вба'). {1.. 2)
:Конструктивную длину сердечника статора [1 или сердечника
якоря [2 при отсутствии В 'сердечнике радиальных вентиляционных
к.аналов принимают равными расчетным длинам ['1 или ['2. При
наличии радиальных вентиляционных каналов
11 ==1' 1 +п K1 I K l;
[2===l'2+ п K2[K2,
rде п к и [к число .длина (ширина) каналов.
(1.. 3)
{ 1 - 4 )
.1..4. rеометрическое подобие машин
Параметры машин, входящих в ряд возрастающей мощности,
изменяются в зависимости от мощности, подчиняясь определен..
ным закономерностям [6]. Рассмотрим ряд rеометрически подоб..
23
ных машин, т,. е. машин, у которых все линейные pa Mepы
(диаметр, длина сердечника, высота и ширина пазов и т. п.) изме..
няются пропорционально. Примем маrнитную индукцию В и плот,,:
ность тока в обмотке J постоянными и не зависящими от мощно..
сти машины Р, а площадь поперечноrо сеч ния маrнитопровода
Sc и общую площадь поперечноrо сечения проводников обмотки
SM:E возрастающими в квадрате с увеличение А линейных разме"
ров L. Известно, что
P P' == EI.
( 1..35)
При постоянной частоте тока или при постоянной частоте вра..
щения
Е == wФ == wВS J ; I == JSM == JSM1:/W,
( 1..::J6)
rд w число витков обмотки; SM ----- площадь по-перечноrо сече..
ния проводника.
При подстановке (1..36) в (1..35) Р == В! ScS м:Е и при постоян-
стве В и J-----Р == SсSМ:Е == L4 ИЛИ L == Pl/4,. .
Масса меди и стали пропсрциональна их объему, следователь..
но, и масса машины т==. LЗ == РЗ/4. С достаточной точностью мож"
но считать, что стоимость машины С == m; отсюда С == L3 == РЗ/4. Из
приведенных зависимостей следует, что масса и стqимость маши..
ны увеличиваются медленне.е ее МОЩНQlСТИ. Приходящиеся на еди"
ницу мощности масса и стоимость' :машины m/Р == С/Р ==
== РЗ/4j Р == P I/4.
Маrнитные и электрические потери при постоянстве .fj и J
пропорциональны массе активных материалов. Принимая прибли..
женно, что механические и вентиляционные потери пропорцио..
нальны массе машины, сумма потерь Р:Е == т==LЗ или РJ:, == РЗ/4.
Следовательно, сумма потерь в машине увеличивается медленнее, .
чем ее мощность, а КПД машин при увеличении мощности рас..
тет; при?Содящаяся на единицу мощности сумма потерь Р:Е/ р ==
==РЗ/4jР == Р I/4. Поверхность охлаждения машин 8 == L2 или s ==
==.Рl/2; приходящаяся a единицу поверхности охлаждения сумма.
потерь P1:./S == L3/L2 == L===Pl/4. С увеличением мощности машины
поверхность охла)Кдения растет медленнее потерь, следовательно,
чем больше мощность машины, тем более интенсивны должны
быть ее способы охлаждения. Если у машины малой мощности
может применяться закрытое исполнение с естествен.ным охлаж..
дением, то для машин ольшой мощности требуются специальные
вентиляционные устройства, усиливающие охлаждение машин.
Как показано в [37], таким же образом можно доказать, что
динамический моме.нт инерции lи.д == РS/4, а J и . д /Р == Рl/4; у асин-
хронных двиrателей HarpeB обмотки при пуске t п == рJ/2, скольже-
ние s ' P 1/4, относительныЙ ток х. х. Io/IH == P l/4, расход мощ-
ности на вентиляцию P B ==PS/4 и Т. д.
В качестве .....примера рассмотрены изменение параметров асин..
xpOHHoro двиrателя при увел.ичении мощности в пять раз. Для
этоrо случая отнесенные к единице мОЩНОСти Масса, стоимость и
24
... 4/"----
сумма потерь в машине уменьшатся в у 5 == 1,5 раза; скольже..
ние и относительный ток х. х. также у еньшатся в полтора раза;
сумма потерь, отнесенная к единице поверхности охлаждения, и
динамический момент инерции, отнесенный к единице мощности,
увеличатся В 1,5 раза; HarpeB обмотки при пуске увеличится в
112 == 1,41 раза, расход мощности на вентиляцию увеличится в
4
yt5 5 == 7,45 раза.
Однако на практике значения В 'и J в ряде машин не сохра..
няются постоянными и отклонения от идеаль ых законов подобия
неизбежны, так как в машинах малой мощности возрастают па..
дение напряжения, относительный ток х. х. и их м,ожно выдержать
в допустимых пределах только путем увеличения размеров, а в
машинах большой мощности требуется, как было показано, по..
вышение интенсивности охлаждения, что также нарушае закон
подобия. Поэтому приведенные соотношения выдерживаются тем
точнее, чем уже диапазон рассматриваемоrо ряда машин. Но. хотя
при расширении диапазона и неизбежны отклонения, знание об..
I u
щих закономерностеи имеет практическое значен е, так как дает
возможность оценить тот или иной характерный параметр для
Bcero ряда, если он известен только для одной машины.
1..5. Особенности проектирования серий машин
Серия представляет {собой ряд электрических маIII ИН со строй..
но нарастающими основными параметрами ----- мощностью и
rеоме:rрическими размерами. Машины, входящие в серию, характе..
ризуются общностью назначения и условий работы и имеют прин..
ципиальное подобие конструкции по всей серии или по ее участ"
кам. Серия оостоит из отдельных типораЗМеров, под КОТОР IМИ по..
нимаются электрические машины с определенным.и параметрами
(мощность, частота вращения и т. п.) И монтажно..присоедини"
тельными размерами.
Чем меньше количествен ый выпуск машин, тем экономичнее
увеличение в каждом наружном диаметре корпуса или -станины
количества длин корпусов. Практикой установлено, что применяют
rлавным образом две длины орпуса на диаметр и только коrда
для данноrо диаметра получаются недопустимо длинные сердеч..
ники у машин второй длины, Принимают одну длину, а при боль..
шиuх мощностях три..четыре длины. При применении больше од..
нои длины корпуса на диаметр закОномерности подобия машин
дополнительно нарушаются, однако в данном случае более важ..
ными являются технолоrические соображения: унифицируются уз
лы И детали и облеrчаются условия производства.
В. серии ДОлжны быть предусмотрены машины для всех Необ
хо имых ч?сто! вращения и напря}кений. При проектировании се..
рии задается Шкала мощностей, значения которых должньi соот..
Be'I'CTBOBaTb стандартнпму ряду. В серии также осуществляют не..
25
обходимые электрические и конструктивные модификации, вы..
полняемые на базе машин OCHoBHoro и,сполнения.
у машин переменноrо тока данноrо типоразмера переход от
одноrо числа полюсов к друrому влияет на требуемую длину сер-
дечника, однако корпуса, а следовательно, и друrие элементы кон..
струкции машин при разных числах ПОЛIОСОВ следует унифици"
ровать. Осуществлению такой унификации способствует то, что
обычно имеющему место нарастанию длины сердечника при пе..
реходе от меньшеrо числа полюсов к большему сопутствует уко"
рочение вылетов лобовых частей обмоток.
у машин постоянноrо тока каждый типоразмер выполняется
с одной длиной сердечника, однако переход от одной частоты вра.. ,
щения к друrой при самовентиляции также отражается на эффек"
тивности охлаждения, создавая извеСТНУIО переrрузку или недо..
rрузку на разных частотах вращения. Поэтому выбираемая дли..
на сердечника, а следовательно, и длина станины должны иметь
такое значение, чтобы при частоте 13ращения соответствующей
u '
большей наrрузке, HarpeB активных частеи не превышал у,станов"
ленной нормы. fI
У машин переменноrо тока листы статора одноrо и Toro же
типоразмера имеют одинаковый наружный диаметр при разных
числах полюсов. Внутренние диаметры листов при 2р==2, 4 и 6
обычно различные, однако при 2p 8 диа:метры для соседних
значений 2р целесообразно объединять, так как при этом умень"
шается число различных штампов, а изм.енение маrнитной индук"
ции в спинке статора мноrОПОЛЮIСНЫХ машин за счет ее высоты
незначительно.
При проектировании серий машин практикой установлены сле..
дующие этапы разработки после утверждения техническоrо зада..
ния на серию: эскизный проект; технический проект; рабочий про-
ект. Объем технической документации для каждоrо из этих про.
ектов устанавливается в зависимости от сложности разрабатывае..
Moro ОQъекта. Для примера ниже приводится обычно принимае..
мый объем техническоrо проекта серии машин: 1. Электромаrнит"
ный, механический, тепловой и вентиляционный расчеты, расчета
шума, вибрации и надежности. 2. Чертежи общих видов и rлав"
ных узлов. 3. Материалы испытаний опытных образцов. 4. llред..
варительная калькуляция производства машин. 5. Основные по..
ложения по технолоrическому процессу производства. 6. Предва..
рительные каталожные данные с техническими показателями ма-
шин. 7. Пояснител.ьная запиока с технико"экономическими обос..
нованиями проекта. .
Материалы по п. п. 1 (5 и 7 представляют для всех машин
OCHoBHoro исполнения серии и типовых l\1ашин модификаций
серии.
rлава 2
МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ЭЛЕКТРОМАШИНОСТРОЕНИИ
2-1. Электроизоляционные материалы
Улучшение технико-экономических показателей проектируемых
электрических машин в значительной степени определяется
применением усовершенствованных материалов, в том числе элек-
троизоляционных. rлавные требования, предъявляемые к электро-
изоляционным материалам, надлежащая наrревостойкость, элек-
трическая и механическая прочность и как можно меньшая
толщина.
Развитие электромашиностроения в течение последних деJСЯТИ-
летий сопровождается повышением наrревостойкости используе-
мых электроизоляционных материалов. Э.пектрические машины с
изоляцией класса наrревостойкости А в настоящее время практи-
чески не изrотовляются, а класс Е находит оrраниченное приме.
нение в малых машинах. Конструкция электроизоляции современ"
ных электрических машин базируется rлавным образом на мате-
риалах клаосов наrревостойкости В и F. Специальные машины и
машины, работающие в относителы, о тя}{{елых условиях ( етал-
лурrия, шахты и т. п.), выполняют с электроизоляционными ма-
териалами класса наrревостойкости Н.
По своему назначению электроизоляционные материалы под-
разделяют: на материалы, к которым предъявляют в первую оче-
p дь требования высокой электрической прочности, например ма- '
териалы, изолирующие катушки обмоток; материалы, 'которые
должны защищать основные электроизоляционные материалы от
механических воздействий, например материалы для выкладки
пазов. К таким материалам в первую очередь предъявляют тре-
бования высокой механической прочности.
В зависимости от их структуры электроизоляционные матери-
алы подразделяют на следующие основные rруппы:
а) неорrанические волокнистые материалы, основа которых.........
стекловолокно или асбест. Стекловолокнистые материалы облада-
ют большой механической прочностью на разрыв" малой rиrро-
скопичностью и высокой наrревостойкостыо, класс которой опре-
деляется пропитывающими лаками. Недостатком стекловолокни-
стых материалов является их пониженная стойкость к изrибу и
истиранию. Асбест используют в виде асбестовой бумаrи, обла-
дающей высокой наrревостойкостью, но имеющей низкую механи-
ческую прочность на разр в;
б)u слюдяные материалы, базирующиеся на щепаной или дроб-
ленои слюде, обладают высокими показателями по электрической
и механической прочности, наrревостойкости, влаrостойкости. Раз-
личают три основных вида слюдяных м:атериалов микани ы,
слюдиниты и слюдопласты. Последние два вида материалов на-
ходят все большее распространение, вытесняя миканиты, для из-
rотовления которых необход,има дефицитная щепаная слюда;
27
в) пленочные и бумажные изоляционные материалы из сиите..
тических смол, находящ:иеся в стадии развития и улучшения. ти
материалы обладают высокими наrревостойкостью, электрической
и механической прочностью при малой толщине; они перспектив"
ны для применения в современных электрических машинах. К этой
rруппе материалов относятся кроме указанных в табл. 2..1 также
фенилоновая бумаrа и синтофолий классов наrревостойкости F
и Н, осваиваемые в настоящее время отечественной промышлен"
ностью;
r) в.спомоrательные материалы, используемые дм механиче..
cKoro крепления обмоток или отдельных сборочных единиц элек..
трических машин.
rруппа
т а б л и Ц а 2..1
Наимено 'ание материала .....
Класс
HarpeBQ
Стойкости
Неорrанические волокнистые
ма те риалы
Слюдяные материалы
Синтеfические пленки и бу..
маrи
Вспомоrательные материалы
Стеклолакоткань
Лента стеклянная
Лента нетканая стекловолокнистая
Бумаrа асбестовая
Микалента
Миканит прокладочный.
Миканит формовочныЙ
Миканит коллекторныЙ
Лента стеклослюдинитовая
Слюдопластофолий
ЛакотканеС.,1юдопласт
Пленка ПОJ1иамидная
nШенкосинтокартон
Пленкостеклопласт «Изофлекс»
Пленкостеклопласт «Имидофлекс»
Стеклотекстолит
Элекt'ронит
Бумаrа телефонная
ПЛастмасса Кб
Пластмасса Ar4C
В, F; Н.
В, F, Н
В, F
В, F
В, F, Н
В, F, Н
В, F, Н
В, F, Н
В, F
В
В, F, Н
F, Н
В, F, Н
В
F, Н
В, F, Н
В, F
В
В
F
lарки перечисленных изоляционных материалов (в заВИСИМО4
сти от класса наrревостойкости изоляции) приведены в приложе..
ниях 22 35 вместе с данными по конструкции изоляции обмоток
электрических машин.
2..2. Проводииковые материалы
Для обмоток электрических машин ПРИl\fеняют в основном мед..
ные провода, изолированные стекловолокном или эмалью, а также
неизолированные медные ленты и шины, дополнительно изолируе..
мые при изrОТОБлении обмоток.
Из ПрОБОДОВ со стекловолокнистой изоляцией распространены
круrлые и прямоуrольные провода марок ПСД и ПСДТ. класса
28
наrревосТОИКОСТИ F, ПСДК и ПСДКТ класса наrревостоикости Н.
Буква Т в конце обозначения марки провода указывает на утонь"
шенную изоляцию провода.
Из проводов с эмалевой изоляцией используют rлаВНЫ?\1 обра..
зом круrлые провода марки ПЭТВ и прямоуrольные марки
ПЭТВП; наrревостойкость и.золяции этих проводов COOT eTCTByeT
классу В. ДЛЯ обмоток электрических машин с изоляциеи класса
наrревостойкости F применяют круrлые провода ПЭТ..155 и пр я..
моуrольные ПЭТП..155, а при классе наrревостойкости Н 'Kpyr"
лые провода ПЭТ..200 и прямоуrольные провода ПЭТП..200.
По сравнению с проводами, изолированными стекловолокном,
эмалированные про ода обладают рядом преимуществ меньшей
толщиной, большей теплопроводностью и влаrостойкостью изоля..
ции. BMec:re с тем они имеют пониженную стойкос ь к тепловым
ударам и к действию растворителей. Несмотря на указанные не..
достатки, эмалированные провода постепенно вытесняют провода
со стекловолокнистой изоляцией.
Для выводов электрических машин при изоляции классов на..
rревостойкости В, F и Н применяют в основном кабель PKrM
по [ОСТ 16036 79, обладающий rибкостью, так как ero жила
со тоит из тонких медных проволок, а изоляция эластична.
Для литой беличьей клетки короткозамкнутых роторов исполь..
зуют алюминий А5 по [ОСТ 11069 74 или алюминиевый сплав
АКМ12..4 (в клетках роторов асинхронных двиrателей с повы"
шенным скольжением), для сварной прямоуrольные алюминие..
вые прессованные шины АДа по [ОСТ 15176 70.
Неизолированные медные провода (ленты и шины) применя..
ют для обмоток возбуждения синхронных ?\1ашин, обмоток доба..
вочных полюсов и последовательных обмоток rлавных полюсов
машин постоянноrо тока. Для демпферных обмоток синхронных
машин используют медные круrлые стержни.
Коллекторные пластины выполняют И'3 холоднокатаной юоллек..
торной меди по [ОСТ 3568 83, либо (у быстроходных машин)
из кадмиевой оллекторн:ой меди по [ОСТ 4134 75, которая об..
ладает большеи механической прочностью и меньшим износом: на
истирание. -
2-3. Электротехнические стали
Для листов сердечников электрических машин используют тон..
колистовую электротехническую сталь по [ОСТ 21427.0 75-----
[ОСТ 21427.3 75. Указанные 'стандарты распространяются на ro..
рячекатаную и холоднокатаную сталь разных марок. Обозначение
марок стали по [ОСТ 21427.0 75 состоит из четырех ЦI1ФР, услов..
но характеризующих основные свойства стали: первая класс по
структурному состоянию и виду прокатки (1 rорячекатаная изо..
тропная *, 2 холоднокатаная изотропная, 3 ХОЛОДНiокатаная
* Изотропная сталь обладает относительно малой разницей маrнитноЙ про
водимости В направлении и поперек проката в отличие от анизотропной, имею-
щей резко отличающуюся маrнитную проводимость в указанных направлениях.
29
:анизотропная с ребровой текстурой); вторая содержание крем"
ния (О нелеrированная, 1 с содержанием кремния свыше. U,4
до 0,8 q включительно, 2 ----- свыше 0,8 до 1,8 О/о включительно,
свыше 1,8 до 2,8 О/О включительно, 4 свыше 2,8 до 3,8 О/О вклю
чительно, 5 свыше 3,8 до 4,80/0 включительно); третья по ос-
новной нормируемой характер,истике (например, удельные потери
при маrнитной индукции 1,5 Тл и частоте 50 [ц, обозначаемые в
стандарте Рl,5/50); четвертая порядковый номер типа стали.
Раньше для сердечников, подверrающихся перемаrничиванию
(статор, ротор, якорь), применялась rорячекатаная изотропная
электротехническая сталь 1212 (ЭI2) *, 1312 (322) и 1412 (Э32)
по [ОСТ 21427.3 75, поставляемая в виде листов стандартных
размеров. За последн,ие flОДЫ эта сталь вытесняется освоенной .
производством холоднокатаной изотропной электротехнической
сталью по [ОСТ 21427.2---475, обладающей более выоокой маrнит"
ной проницаемостью, пониженными удельными потерями при пе..
ремаrничивании, малыми разнотолЩИННОСТЬЮ и разноплоскост"
ностью в сравнении с rорячекатаной сталью. При толщине лис..
тов 0,5 мм коэффициент заполнения сердечников, собираемых из
холоднокатаной стали, повышается до 0,97. ХОЛОДНlQкатаная сталь
поставляется также в рулонах и _ резаных лентах, что позволяет
внедрять на электромашиностроительных заводах автоматический
процесс штамповки.
Соr.пасно [ОСТ 21427.2-----75 рулонную сталь изrотовляют ши..
риной 500, 530, 600, 670, 750, 860 и 1000 мм. При относительно
небольш,ом выпуске проектируемых маш,ин выбор наружных диа..
метров сердечников статора машин переменноrо тока и якоря ма..
шин постоянноrо тока следует ориентировать на рулонную сталь
стандартной ширины, учитывая при этом :м:инимально допустимые
припуски на шт мповку.
Резаную ленту изrотовляют шириной 90, 95, 107, 123, 138, 140,
150, 156, 160, 170, 175, -187 t 200, 215, 226, 233, 250, 260, 280, 300,
322, 325, 360, 400, 445 и 500 мм, однако по соrлашению потреби..
теля с изrО110вителем допускается изrотовлять ленту друrой ши..
рины. Поэтому при больших количествах выпускаемых машин це..
лесообразно ориентироваться на применение резаных лент шири..
ной, необходимой для обеспечения оптимальных показателей про..
ектируемых машин.
Листы изrотовляют следующих размеров: 500Х1500, 750Х
Х1500, 1000Х2000 мм.
Чем больше мощност'Ь электрической машины, тем выше отно"
шение потерь в стали к сумме потерь в машине. Чтобы это отно"
шение не превышало определенноrо, установленноrо практикой
предела (обычно около 0,25), для машин большей мощности сле..
дует применять сталь с меньшими удельными потерями. Рекомен..
дуемые марки стали в зависимости от величины машин приведены
в rл. 9, 1 О и 11; в ,этих рекомендациях предусматриваются стали
'f: В скобках указаны ранее применявшиеся обозначения марок стали по
отмененному [ОСТ 802 51.
30
2013,2312 и 2411. Кроме указанных марок стали [ОСТ 21427.2 75
предусмотрены стали 2011, 2012, 2111, 2112, 2211, 2212, 2311, 2412.
Холоднокатаная изотропная сталь для стабилизации маrнит"
ных свойств требует после проката термической обработки (OT
жиrа), осуществляемой на металлурrиче,ских заводах. Стандартом
предусмотрена та же поставка указанной стали с термостойким
электроизоляционным покрытием. Исключением является сталь
2013, которая поставляется без термической обработки, так как
из..за высокой пластичности в отожженном состоянии при штам..
повке образуются большие заусенцы. Поэтому отштампованные
листы из стали 2013 ДОЛЖНЫ подверrаться термообработке на
электромашиностроительном заводе в специальных печах в за..
щитной атмосфере, а затем оксидированию в атмосфере Бодяноrо
пара или воздуха для получения на поверхности листов изоля-
ционноrо слоя.
Для шихтованных сердечников полюсов, не подверженных пе
риодическому перемаrничиванию, используют холоднокатаную
анизотропную сталь 3411 по [ОСТ 21427.1 75. СоrлаСНQ этому
стандарту рулонную сталь изrотовляют шириной 750, 860 и
1000 мм, резаную ленту шириной 170, 180,190,200,240,2501
300, 325, 360, 400, 465, и 500 мм, однако по соrлашению потреби
теля с изrотовителем допускается друrая ширина. Листы преду
смотрены следующих размеров: 750Х1500, 860Х1500, 1000Х
Х2000 мм.
2..4. Щетки. I(онструкционные материалы
В обеспечении надежной работы элеме,нтов скользящеrо KOH
такта электрических машин большую роль иrрают парамеТРЬJ
щеток. Различают три основных rруппы щеток: rрафитные, изrо.
товляемые из сажи, нефтяноrо' и пековоло кокса, rрафита (естест-
BeHHoro); электроrрафитированные, изrотовляемые аналоrично
rрафитным, но с дополнительным процеС1СОМ обжиrа пр.и высокой
температуре (электроrрафитирование); металлоrрафитные, в ко-
торых .металлический порошок (в OCHOBHO l медный) смешан с
rрафитом. ,
у перечисленных rрупп щеток к основным материалам добав"
ляются связующие, которые придают пластичность мелкозернис..
тому сырьевому материалу, в результате чеrо ero можно прессо..
вать в виде пластин; затем пластины прокаливают без доступа
воздуха до спекания. Отдельные rруппы щеток обладают разными
физическими свойствами. В [ОСТ 2332 75 приведены xapaKTe
ристики разных марок щеток, а в [ОСТ 12232.1 77 ти.пы и раз
меры щеток.
Для OHTaKTHЫX колец машин переменноrо тока используют
rлавным образом металлоrрафитные, а для коллекторов машин
постоянноrо тока rрафlитные и электроrрафитированные щетки.
Рекомендуемые марки и размеР I щеток указаны в rл. 9 11.
I(онструкционные материалы. Для литья станин машин пере..
MeHHoro тока, ПОДШипниковых щитов, нажимных шайб роторов и
31
якорей, а также друrих деталей, к которым не предъявляется тре..
бование высокой механической прочности, применяют серый чуrун
СЧ 12 28 и СЧ 15-----32 по [ОСТ 1412 79. При повышенном тре..
бовании к мехацической прочности литых деталей может исполь..
зоваться ковкий чуrун КЧ 37-----12 по [ОСТ 1215 79 или сталь
25Л и 35Л по [ОСТ 977-----.75.
Для изrотовлеlfИЯ валов и втулок применяют в основном про..
катаную сталь 45 круrлоrо поперечноrо сечения (rOCT 1050-----74).
Тонколистовой прокат (rOCT 16523 70) используют для защит..
ных кожухов наружных вентиляторов, жалюзи, распорок между
пакетами' сердечников и нажимными шайбами ротора и якоря,
деталей вентиляторов, направляющих воздух щитков 11 др. '[ол..
стол истовой прокат по [ОСТ 1577-----70 идет для изrотовления, ста..
нин машин постоянноrо тока, толстолистовой прокат .,по
[ОСТ 14637-----79 ----- для станин и подшипниковых щитов машин
переменноrо тока в сварном исполнении. Для станин машин по..
стоянноrо тока с h 200 мм применяют также цельнотянутые CB(fP"
ные трубы. Стальные поковки используют для коллекторных на..
I
жимных конусов И контактных колец фазных роторов.
Для . меньшения массы машин небольшой мощности исполь..
зуют .для подшипниковых щитов, подшипниковыIx крышек, а так..
же станин асинхронных двиrателей алюминиевые сплавы Ал2 и
Ал9 по [ОСТ 2685-----75; при этом может быть осуществлен. про..
rрессивный метод литья под давлением, значительно сокращаю..
щий затраты времени на механическую обработку указанных e"
талей.
rлава 3
К<JНСТРУКЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
3-1. Общие прииципы конструирования
Конструирование начинзется с разработки общих видов ма..
шины продольноrо и поперечноrо. При конструировании учиты"
ваются требования к повышению надежности и экономичности в
эксплуатации, к удобству в обслуживании, к снижению трудоем..
кости изrотовления, к стоимости, к размерам и массе машин.
Трудоемкость изrотовления машин определяется 'не только
применяемым в произнодстве оборудованием, но и технолоrич..
ностью конструкции. Для Toro чтобы 'конструкция деталей и уз..
лов больше содействовала проrреССИВН IМ методам производства,
конструкторы должны работать в непосредственном контакте с
технолоrами. При" наличии противоречивых требованиЙ к канст..
рукции выносимое решение определяе-nся с учетом технико"эко"
номическоЙ эффективности вариантов конструкции. .
Особенно важно соблюдение принципов технолоrичности кон..
струкции для серийных машин, изrотовляемых в массовых коли..
чествах. Серийное производство создает ВОЗмо)кность как для ши..
рокой унификации деталей и узлов, так'и для узкой специализа-
32
ции заводов по оrраниченному количеству типоразмеров и
и/сполнений м-ашин, что делает целесообразным и рентабельным
использование автоматическоrо оборудования, arperaTHbIx станков,
конвейеров и т. п Трудоемкость и стоимость производства в этих
случ,аях зна ительно снижаются. u
Разработку конструкции ведут с учетом требовании TaHдap
тов. [ОСТы реr,Ламентируют основные выходные параметры ма-
шин, ассортимент и качество материалов и полуфабрикатов. Одна-
ко rОСТами предусмотрен довольно обширный ассортимент ма-
териалов и полуфабрикатов, раС,считанный на удовлетворение
потр бностей Bcero народноrо хозяйства. Для электромашиностро.. .
ительцых предприятий целесообразно применен е только неболь.
шой части этоrо ассортимента, что оодействует УПрОЩению мате..
риа'льно техническоrо сна,бжения,' планирования и учета работы
предприятий. Поэтому У в электропромышленности создаются от.
раслевь е стандарты, а на заводах...........: стандарты предприятия,
которые реrламентируют для предприятий сокращенную номен"
клатуру материалов, полуфабрикатов и деталей, учитывающую
условия работы на данном заводе; э,nо относится в первую оче-
редь к крепежным деталям, проводам и кабе.лям, электротехни-
чеСКQЙ стали,- а также к посадкам и ква.питетам отдельных сбо-
рочных единиц и деталей.
Оболочка машин (станина и подшипниковые щиты) имеет
механическое назначение (за исключением машин постоянноrо
тока, выполняемых с монолитной стальной станиной, кrоторая од-
новременно является и частью маrнитопровода). Оболочку машин
выполняют rлавным образом из чуrуна. В машинах меньшеЙ мощ"
ности применяют также оболочку либо целиком из алюминиевых
сплавов, либо, для повышения механической прочности, сме-
шанную КJонструкцию: алюминиевую станину и чуrунные. подшип-
никовые щиты; в машинах большей мощности сварную сталь-
ную конструкцию оболочки. Дlостоинства и недостатки каждоrо
из этих исполнений рассмотрены в 3-1 О и 3..11.
При проектировании (следует учитывать, что основными испол..
нениями по степени защиты являются у машин переменноrо тока
IP23 и IP44, а у машин постоянноrrо тока IP22 и IP44. В мень..
ших машинах, rде разница в эффективности ох аждеНIИЯ закры"
'l'oro и защищенноrо исполнений меньше, чем в больших, степень
защиты IP44 постепенно вытесняет IP23 и IP22, как повышающая
надежность машин в эксплуатации. В области асинхронных дви-
rателей мощностью до 18,5 кВт включительно (при 2р==4) в СССР
вообще 'исключено исполнение IP23 и оставлено только исполне..
иие IP44 со способом охлаждения IC0141. Аналоrичная тенден"
ция наблюдается и в друrих странах. .
Разработку конструкции машин перемепноrо тока (кр,оме асин-
XpOHH X двиrателей с фазным ротором) по данным электромаr..
нитноrо ра1счета обычно начинают со статора. После определения
вылетаuлобовых соединений обмотки статора вычерчивают про-
Дольныи разрез машины. Длину станины выбирают с учетом вы-
З 3255 · 33
() .... Jl .L._ .. .. _
. бранноrо способа закрепления сердечника статора в станине. .
f Конструкция и длина подшипниковых щитов зависят от выбран..
НОЙ схемы вентиляции. Из построения пр!>дольноrо разреза опре-
деляются размеры вала, подлежащие проверке механическим
расчетом.
Разработку конструкции машин .постоянноrо тока целесообраз-
но начинать с вращающейся части машины якоря. П,осле опре-
деления 13ылета лобовых частей и расположения к'оллектора в
продольном разрезе устанавливают размеры вала, подлежащие
проверке механическим расчетом. При аксиальной системе вен..
тиляции должно быть, дополнительно учтено размещение центро..
бежноrо вентилятора. Затем разработке подверrают неподВ/Ижную-
часть машины ----- станину с полюсами и обмотками возбуждения.
Конструкцию а.синхронных двиrателей с фазным ротором раз..
рабатывают, начиная с вращающейся части.
3-2. Вал
Вал электричеСI{iОЙ машины служит либо для передачи вра..
щающеrо момента электродвиrателя к ПрИВОДlимому механизму,
либо для передачи вращающеrо момента reHepaTopy от соединен-
Horo с ним первичноrо двиrателя. Вал несет на себе массу вра-
щающеЙся части машины и наrружен моментом вращения и из..
rибающим моментом передачи. Кроме 1'oro, вал испытывает во'з..
действие одностороннеrо маrнитноrо пр.итяжения, возникающеrо
при неравномерном воздушном зазоре.
Основные- требования, предъявляемые к валу: жесткость в
средней части, несущей сердечник ротора или ЯКОI1Я, с тем чтобы
при работе машины проrиб вала не дос.тиrал l!едопустимых зна-
- чений; прочность во всех ero поперечных сечениях, достаточная
для TOro, чтобы выдерживать без остаточных деформациJi все на-
rрузки, возникаю.щие пр/и эксплуатации маЦIИНЫ; превышение
первой критической частоты враrц'ения над рабочей не менее чем
на 300/0.
Соответствие вала прое тируемой маJllИНЫ указанным Tpe OBa..
,ниям проверяется механическим расчетом после построения про..
дольноrо разреза машины.
Размеры вала определяют при разработке конструкции маши..
ны, начиная с диаметра d 1 IИ длины ВЫ1ступающеrо цилиндриче..
CKoro конца вала 11, которые принимают в зависимости от момен"
та вращения при НJоминальном режиме работы машины соrласно
табл 1-3 (все размеры в мм). Номинальный момент вращения
(Н. м) двиrателя
М2===9,55Р2/п; -
;,
(3..1a)
reHepaTopa
М 2 ===9,551)Р2/ п , (3- 1 б)
rде Р2""""" НОмиllальная мощность, Вт; п 7"'"" номинальная частота
вращения, об/мин.
34
J
Для- маший постоянноrо тока с k a55 мм, работающих rлав"
HыM образом в относительно тяжелых условиях с большими пе..
реrрузками, применяют валы с конусной формой выступающеrо
конца вала и размерами в соответствии с. rOCT 12081 72.
Диаметр вала под подшипник d 2 И диаметр вала за подшип..
ником d з принимают в зависимости -0T - выбранноrо наружноro
диаметра выступающеrо конца вала dl соrласно данным табл. 3..1.
т а б JI И Ц а 3..1
о
--о
N
":t:J
I d з d 1 d 2 d. з d 1 d 2 d a
d 1 d 2
7 8 12 32 35 44 75 80 92
9 10 15 38 40 49 80 85 99
11 12 17 42 45 54 85 90 104
14 15 20 48 - 50 60 90 95 109
16 17 2 55 60 72 95 100 114
19 20 26 60 65 77 100 105 119
24 25 32 65 70 82 110 120 134
28 30 37 70 75 .87 . 120 138 148
..
... .
Валы диаметром в средней части ДО 100 мм изrотовляют пре..
имущест-венно из прокатанных цилин рических прутков стали 45,
но MorYT использоваться и друrие марки; такие валы проектируют
с минимальными возможными переходами от одной ступени к.
друrой, чтобы уменьшить трудоемкость механической обработки
и количество отходов. Для изrотовления ва.ПОВ с большим диа'
M TpOM uрименяют заrотовки также из стали 45, получаемых ме
тодом к:овки или преосовки.
На выступающем конце вала фрезеруют шпоночную канавку,
ширину и rлубину которой принимают по табл. 1..3. Шпоночные
канавки фрезеруют также и на друrих участках вала в месте
раСПОложения сердечника, 'вентилятора и коллектора (у машин
постоянноrо тока). Для унификации на перечислеННЫ4 участках
вала целесообразно применять шпоночные канавки таких же раз-
Mepo , как на выступающем конце вала. У асинхронных д иrа-
телеи с короткозамкнут м ротором при h 250 мм сердечник ро-
тора насаживают на вал с прессовой посадкой с HarpeBOM без
шпонки. у асинхронных двнrателей с фазным ротором и у син..
хронных машин в валу просверливают центральное отверстие для
размещения кабелей или шин, соединяющих обмотку с контакт..
ными кольцами.
3*
35
Расчет вала на 'ж.есткость. Сила тяжести (Н) сердечника po--
тора с обмоткой и участком .вала по длине сердечника а с и н
хронпоrодвиrателя
а' 2 64D 2 п2 1 2 · 1 0 6;
. .
u
синхронная машины
а' 2 61D 2 п2 l 2 . 1 O 6. (::J..3)
У машин п6стоянноrо TQKa определяют силу тяжести сердеч"
ника якоря с обмоткой и участком вала по длине сердечника с
, ; прибавлением силы тяжести
коллектора, ПРJlнимая ее
приложенной к середине
сердечника;
'O'2 (64D2H2l2+60D2HlH) Х
# Х 1 0 6. (3..4)
Здесь 12":"""ДЛflна сердечника
ротора или якоря без ради-
альных Qент ляционных Ka
Рис. 3..1. ЭСКИЗ вала к механическому рас- налов, мм; DR и .lн.-----наруж
чету ный диаметр и длина кол
лектора, ММ.
ДЛЯ расчета проrиба вал'а составляют эС.К1ИЗ вала с размерами
(рис. 3..1). Для этоrо должна быть разработана предварительно
Е:ОНСТРУКЦИЯ машины. Вал разбивают на три участка; а, Ь и с.
Под воздей'ствием. силы ТЯЖести проrиб вала посер дине сер'
дечника (мм)
. 3-3: Механический расчет вапа
,
G 2 + То
а
L
. ( ..2)
fT=== G'2(a 2 Sb+ b2 Sa) .106/ (3El2),
(3..5)
rде.Е==2,06.10 11 Па-----модуль упруrОIСТИ стали; а, Ь.И l 'из рИС.:
3-1, мм.
Значения Sa И Sb определяют в соответствии с размерами d,
х и у, указанными на рисунке и с расположением расчетных дан..
Участок Ь
. т а б л и ц а 3-2
IЛ У 1 2 2
d i , 3 3 (Й Й 1) , Yi Yi 1
J i , мм 4 УЕ' УЗ' мм 3 (У i Y i t> ' , у.2 мм 3 .
/, J.
ММ мм р мм 3 L , MM g
MM l MM 2
r'
75 155 . 1 0.4 . 45 . 9'1. l' 03 91 . 103 0,059
87 281.104 125 1953. 1 О 3 . 1862.103 0,663
95 397.104 165 4492.103 2539.103 0,639
90 322 . 1 04 330 35937.103 31 445.103 0,766
80 == 11, 128
.36
2,02.103 2,02.103 0,00130
15,62.103 13,6. ]03 0,00484
27,22.10311,6.103 0,00292
108,9.10381,7.103 . 0,02537
80 == 0,03443
j
., _" П'ррi10ЛЖ(Jние то4л. 3..2
r t. ' ( ,
. . L .
Y CTOK а '
, ,
I Х 3 1 ---- X'I___1
)(,3 i ' мм 3 (х 3 . ____х 3 . )
- di, мм l i . мм" X ; мм " ---1 ' 11 ._' ,
- - мм 3 "
. - мм--- 1 " .>
- - - . . \ .
- 75 155.104 5- 91 · 1 03 91 · ,1 03 О. 059-
87 281 · 104 125 I 953 . 1 03 1862..1 03 0..663
---- ---- ....... ..... .......
-90 322.104 .377 50 Е53 .10,3 48700.103 15 , 124
s а == 15, 846 -
ных по форме, указанной в 'т бл. 3..2. В этой таблице - d, Ц ,Ji -----
диаметр и экваториальный момент инерции -рассматрив е оrо
участка вала, Xi и Y'i раостояния, соответ_ твующие диаметру
вала di. _ -
'Экваториальцый,-момент инерции вала (M 4)
("
.
J i==1td 4 iJ64.
(3..6)
При работе машины возникает поперечная- сила, вызываемая
передачей через упруrую муфту или клиноременной передачей и
приложенная к выступающему концу вала. Эта сила от передачlИ
(Н)
F п == (k п М 2 /r) · 103, (3.. 7)
rде k п ""'"7'" О,3 ----- при передаче упруrой муфтой (учитывая. неоднород"
НУio плотность втулок) -и k п ===I,8 при передаче клиновыми рем-
нями (размеры упруrих муфт принимают по приложению 37,":а
клиноременных шкивов по приложению 38),' r ------:"" радиус окруж-
ности расположения пальцев упруrой муфты или окружности
шкива, мм.
От поперечной силы передачи проrиб вала посередине сердеч-
ника (мм)
I
fп==Fпс [( 1 ,5ISo Sb) a+bS a ] .106/ (3EI2),
rде so== (y2i-----y2i I)/Ji (рис. 3..1 и табл. 3..2). -
Возникаю'щий иэ..за неравномерности воздушноrо зазора, а
также из..за проrиба вала под действием сил а'2 и F п , начальный
расчетный эксцен'!'риситет сердечника ротора или якоря (мм)
eo==kfJ + f т +.f п, (3..9)
rде k==O,1 при б О,5 мм, k==O,15 при б<О,5 мм. .
Эксцентриситет сердечника ротора или якоря ызывает' нера-
BeHlcTBo . маrнитных потоков полюсов, а- именно увеличение пото-
ков в зон'е меньших воздушных зазоров. При смеЩении сердечни"
ка :на ео сила односторо еro. маrни ноrо: ритяжения (Н)
т 0==0, 15D в2 1 2 ео/б;
(3..8)
(3_: 9)
1
пр" 2р==2 вмеС1:0 0,15 It (3-10) подставляют 0,1.
Дополнительный проrиб от силы То (мм)
fo==f T T o /G'2. (3-11)
Увеличение проrиба на fo вызовет усиление силы маrнитноro
притяжения, а сnедовтельно, и дальнейшее увеличение проrиба.
Так' будет продолжаться до тех пор, пока маrнитное притяжение
и жесткость вала не уравновесятся. Под действием сил маrНИТНIQ-
ro притяжения установившийся проrиб вала (мм)
f M==fo/ ( l-----fo/ ео) . (;:1-12)
Коrда отдельные составляющие проrиба суммируются (в худ-
шем случае), результирующий проrиб вала (мм) "
f==fт fп fм. (3-13)
Величина f должна составлять не более 100/0 от б У асинхрон-
ных двиrаТелей и не более 12()lo у машин постоянноrо тока и син-
хронных машин; при превышении этоrо значения увеличивают
u
диаметр вала в среднеи части с повторением расчета.
Определение критической частоты вращения. Первая критиче-
ская частота вращения машины м,ожет рассматри аться в качест-
ве характер'истики иэrибной жесткости вала.
Проrиб (мм) "от силы тяжести у пру r о й п о л у м у Ф т ы
f с =='! пР с/ (2Р п) , · ( 3 -14 )
шкива
fс==fпFс/F п , (3-15)
rде Р с ==9,81т/2 ----- сила тяжести соединительноrо устройства (уп-
руrой полум-уфты или шкива); т......... масса упруrой муфты или
шкива (см. приложения З7 и 38), Kr.
С учетом влияния силы тяжести соединительноrо устройства
первая критическая частота вращения (об/мин)
п КР 950 },/.(1 fo/eo)!(fT + fc).
(3-16 )
Значения nкр должно превышать максимальную рабочую час-
тоту вращения не менее чем на ЗО О / о .
Расчет вала на прочность. Расчет ведется, исходя из теории
максимальных касательных напряжений. Ва-л рассчитывают на
участке с в наиболее наrруженном сечении" 1.........1 выступающеrо
конца вала; в расчете прочности момент С'опротивления определя-
ЮТ по диаметру выступающеrо конца вала, уменьшенному на вы-
соту шпоночной канавК'И - На участке а напряжения будут ниже
вследствие унификации диаметров вала под . подшипниками. В
.рассматриваемом сечении вала на учаС'I1Ке с изrибающ;ий момент
(Н · м)
МИ(с)==k(Fп+FС)ZI.10 З,
rде k==2 ....... П Иllи ае_мый коэффнцн нт переrруэки.
38-
(3-17)
Пр'и соединении машины упруrой муфтой отрезки Zl и С отсчи"
тывают от середины втулки муфты. В этом случае (СМ. приложе..
ние 37)
ZI L/2+'11/2.
(3-18)
Соответственно определяют и друrие размеры H , участке .с.
При соединении машины шкивом ZI и С отсчитывают 'от середины
ДЛИНЫ выступающеrо конца вала.
Момент кручения (Н. м)
{З-19J
M x ==kM 2 ;
момент сопротивления при изrибе (мм З )
r"' .
(3-20)':
- I w==О,ldЗi.
-.... .... i
При совместном действии изrиба и кручения приведенное на-
пряжение (Па)
Опр == ( У м и+ M2 K .I0 9 )/w.
(3..21 )
Значение Опр ни в одном сечении вала не должно превышать
0,7 от, rде от предел текучести качествеНIJОЙ стали на растяже..
ине:
Ма РК8 с тали . 30 35 40 45 50
от' Па. . . 230.10" 270.10' 310'.10' 350.10' . 390.10'
П'ример расчета вала. Вал асинхронноrо двиrателя (100 кВт,
1470 об/мин), соединенный с 'приводимым механизмом упруrой
муфтой: D п2 ==288 'мм; 12==330 мм; б== 1 мм; муфта тип МУВП
1 70 .(см. приложение- 37); т==38,5 Kr; L==288 мм; ,==.95 ММ.
Pa3Mep ала (см. рис. 3..1) мм: dl ==70; d ==75; d з ==87; d 4 ==95i
d s ==90; d6 87; d 7 ==75; с==120; Уl==45; У2==125; уз==165; Ь==ЗЗ0;
а==370; 1==700; Хl==45; x2==125; t==7,5 (см. табл. 1..3); сталь 45.
Определение Sa, Sb И 80 по табл. 3..2.
Параметр ИСТОЧНИК
Расчет
а'" Н (3..2) .
'Т t мм (3..5 )
Ма, Н.М (3-1)
P'В., Н (3..7)
'., мм (3..8)
е о' мм (3 9)
То, Н (3..10)
fo t мм (3-11)
64 · 2882 · 330. 1 0 6 == 1752
1752(3702.11 t 128 + 3302.15)846) 108/(3.2)06.1011.7002) "
== 0,0188
9,55.100.108/1470 == 650
. (0,3.650/95) 103 == 2053
205з.120 [( 1,5. 700. О, 03«3 11 ,128) · 370'+ 330. J5, 846JX
Х 1 О!) I (3. 2 ,06. 1 011 . 7002) == о, о 118
.0, 1.1 + 0,0188 + 0,.0118 ... 0,1306
, 0,15.288.300.0, I Об/l == 1692
0,0188.1692/1752 -= 0,0182
, \;
з9
Параметр Источник
'м, ММ (3-12)
f, мм (3..13)
fc, мм , (3..14)
пКР; об /МИН (3..16)
z.. мм (3-18)
,
М.(с) , Н.М (3..17)
мк, Н"М (3..19)
81, мм' (3..20)
оп;, ' Па (3-21 )
Продолжение
Расчет
о ,:0182/ (1 ..... О, 0182/ О, 1306) == О, 0211
. 0.- 0188 + о, 0118 + О, 0211 == 0,051 7 .
(менее допустимоrо значения == 0,1.1 == 0,1 мм)
О , О 11 8 · 9 , 81 · 38 , 5/ (2 · 2053) == о t 0011
950 V (1 0,0182/0,1306) / (0,0188 + 0,0011) === 6248
(больше минимально допу тимоrо значения n Кр == 1,3 Х
Х 1470 == 1911 об/мин)
288/2 + .58/2 == 173
2(2053 + 9, 81.38,5/2) 173.10 ' == 776
2.650 === 1300
О, 1 (70 7- , 5) 3 == 24 414
<,У 7762 + 13002.109) /24414::::::: 62.106 (меньше максималь-
но допустимоrо для стали марки 45 значения а т ==
== О, 7 . 350 · 106 == 245 . 1 Об па)
3..4. Се,рдечиик и обмотка 'ротора
UПтамповка листов ротора асинхронных двиrателей произво-
Дится из высечки листов статора. На листах ротора создают изо-
JIJiРУЮЩУЮ оксидную пленку путем термическо,й обработки от-
дe ЬHЫX штампованных листов у двиrателей с h 250 мм или
собранноrо сердечника у двиrателей с h>250 мм.
" Сердечник короткозамкнутоrо ротор-а двиrателей с h 160 мм
набирают из отштампованных листов на центрирующую оправку
П9 специальному знаку, рессуют и без снятия давления закреп-
ляют ,на оправке, после чеrо сердечник поступает на заливку
алюминием. Сердечник ротора двиrателей с h 132 мм сварива-
ют на полуавтоматах внутренним швом, затем их заливают алю-
минием без применения еиециальной оправки. После заливки
.сердечники роторов двиrателей с h 250 мм насаживают на вал
без шпонки в HarpeToM состоянии (рис. 3..2), а у двиrателей с
h> 250 MM........ на вал со шпоiIкой при пресс{)вой посадке (рис. 3..3).
Короткозамкнутые роторы асинхронных двиrателей..с
h 400 мм выполняют со сварной алю иниево.й клеткой. С листов
pOTOpO снимают заусенцы, затем покрывают изолирующим ла-
ком, после чеrо листы набирают непосредственно 'на вал. Собран-
НЫЙ сердечник, размещенный между нажимными шайбами, прес...
суется и закрепляется с одной CTOpOH Ы упорным заплечиком вала,
,и u u
С друrои кольцевqи шпонкои.
Сердечники фазных роторов выполняют таким же образом,
как И у короткозамкнутых -роторов со сварной клеткой; при этом
нажимные шайбы ротора .имеют приливы, являющиеся. обмотко--
держателями, на которые опираются лобовые ча ти обмотки
(I?ИС. 3..4).. . -
40
t:::::J
........
.::t-
(n 09J
-=-
@ 1v:>
tC) t::::::I
tQ . .I:'..J
t]-)
t-....
CN
1.:.
104)
CQ
ii>(
20
::a
IQ
.... ,
са
00
fOI
оtl;
:.ct;
It
"'
... I
.
i ..
=
a::1Q
С=О
112
а=
8(=
! i;
-=-::Q J:t'
Е-с ... О
;=
, fOe'
=
11 ro . S' ,
..s:: rt) D;
... ... 11:
0= =
" о = ...!
=(O...
B
. g 8)
[ IQ (OfOI
о = 5
IQ O
... I
::S:: =0
11 1::
...
O::S:: ...
2'''0(00,
o c=g........
CJ fo<=
i i!
и.......... :а «s
с Q.
D:: =-= f-t
10
а> .. о')
... Е-с О
f .. I
= :
= a::OD
-=f ...
о":: [
а:;0
O
., =8 =
& ! & ,
t:J:: ., са
i ::S:: 11 1)
CJ gj i
"' a
u l
"" ro с=
... t::;:
CII8
О :.с...
а(О
:а .
Q.
=':(0
I
"'
.. =
t:II=
са 1:1"
IQ
I
-.и
\с)
о
CJ
о
=
CJ
:а
::S::
g
t't.)
..Q
:=
Q)
=
Q)
fc
с.:.
.........
C"-J
о:
а:
',' Ef
с
О
.
('t)
.0.
1170
6
7
8
9 10 11
12 /J
...1
l'
.
Рис. 3 3. Общий ВИД асинхронноrо двиrателя с высотой оси вращения
2р == 4. ротор
1 вал; 2 капсула подшипника; 3 шайба, сбрасывающая отработанную смазку; 7 cep
Аечник статора; 8...... сердечннк ротора; 9 --- обмотка ротора; 10 кольцо бандажное; 11......
DОрТНЫЙ; 15...... кожух; 16...... коробка выводов; 17...... по.лустанина; 18...... боJIТ заземления
При наличии радиальных вентиляционных каналов в роторе
Их располаrают против соответствующих каналов в сердечнике
статора. Крепят вентиляционные распорки. ротора особо TIЦa-
тельно, чтобы исключить возможность их выпадения при враще..
нии ротора. Изrотовленный сердечц.ик ротора с валом протачива..
ЮТ по наружному диаметру для обеспечения необходимой ве..
личины воздушноrо зазора между сердечниками статора- и
ротора. I
у синхронных машин с h 315 мм сердечник ротора собирают
на валу из штампованных листов, имеющих форму мноrополюс-
вой звезды (c . рис. 3..8 и 11..6).. Сердечник состоит из чередую..
ЩИХСЯ высоких и низких пакетов, создающих rребенчатую конст"
РУКЦИЮ, которая обеспечивает получение формы кривой поля,
близкой к синусоидальной при равномерном зазоре под полюса..
ми. При сборке ротора, после установки катушек, на низкие па..
- кеты закрепляют роторные cerMeHTbI, имеющие форму полюсных
наконечников. CerMeHTbI скрепляют с сердечником ротора двумя-
продольными шпильками, продетыми через отверстия в cerMeHTax
-42
B6
15
16
......
I
t::::)
ct::>
'"
'+51
...........
t:::I
t--.
h==280 мм; степень защиты IP23; способ охлаждения IC01; 110' кВт; 38(f/ 60 В;
короткозамкнутый: .
4 крышка подшипниковая внутренняя; 5.... щит п"дшипниковыА: 6..... обмотка статора;
щиток, направляющий воздух; 12 щнт подшипниковый; 13 жалюзи; 14 крюк тран(>
и высоких пакетах. Сердечник ротора крепят на валу по всей
длине шл цевым соединением, а с торцов ----- двумя кольцевыми
, шпонками.
у синхронных машин с h>315, мм, выполняемых с традици-
онной. формой наконечников, при которой полюсные сердечники,
склепанные из стальных листов толщиной 1.........:1,5 мм, крепят к
мноrоrранной или цилиндрической втулке, собранной также из
u
отдельных стальных листов и расположеннои на валу
(см. рис. 3-9). Крепление осуществляется с помощью выступов
Т..образной формы или в виде ласточкина хвоста. В наконечни-
ках полюсных сердечников выштампованы круrлые пазы ДJlЯ
расположения в них стержней пусковой обмотки электродвиrа..
теля или успокоительной обмотки reHepaTopa.
Механический расчет крепления полюсов Т..образными вы...
ступами целесообразно проводить по методу, изложенному
в [2]. .
Обмотка короткозамкнутоrо ротора аСИНХрОНН6rо двиrаТeJlJL
Обмотка короткозамкнутоrо ротора асинхронных двиrателей с
43
--=. ... ..................... ...... ..
'1 ;
J
J
t :: i
; М : = I ь:
{ :/ C'\I, .I:I:IQ()'O
! !8
e:(ёil::
'":- :а ,8 t:I.
.....- .' . :
:: о ,
Ef
..... c'\s .8 '"
...... (w') . :а =: .....
'Q.
rOQ :.= = ...
= ,tJ'O::
(1) си:а
t::::J t:: IQ
...... t 4)
irii;
tJ') "...:а = 1:
\ ::s := t'.. =:
::s ct) !3
(Ij ... а::{
с::> -& " g
ао =0
<q4 Q..c r
со " о o; t;
f-4 са'" er
о IQ U
Q..c 1
...I:I:II:I:I.....=
с.с> 1:1:1 са..... о
= I =t1"
S I ; oai
Q. :8
Фа::{8Q
Q.. utf)
af=,gQl
=: са со
со) <::>:.= (s: о
0<::> a'''g
a:s;:<::> a
о с.с> :.=
E-t... I сое:: I
О (-1 IQW)
(J '" u CG......
:а t:c:: «1 ...
<::> at8
CJCQ O==
с.с> IQ .. Е-о
1 :':Q.
0::... oog
t::) ...-4 ..... I foo U
4> с.с> = =:
t::) ...-4 ."8Q s со
t::)
I ....... <::> tf) Q.
I :s::U &...1 foo
tc) ..... tI') =c:s:: с)
f"";) а:::( :а -. о
t'J о:: IQ :.:
=: о а
:= 0:::': ...
, I I
ra r; b
I ' 0«' Q.
Qc = ....
8=cog.
:r: о (00
=\0 1 fooO
(.) О 1:1:1 :а t:;
ro () 'о ='"
о 0=
а:::( t::: ... I I CI)
CS:: С) tf)
1) I
Q....
CllJo::
са D: ...
=: ,.Q.....
=е:;
s' =си
\о CII t> foo ...
о
..а = со о
t:;1Qt:;:.=
о ><
I.Q .::t ОJl I a::{ O
"с;' C'.J C'f:I Oco :a
. g.1Q =
CJ I a::{foo
ts:;
=а=
.=IQ
f
, ..
о)
.. .. 10 , .
"
.
1::)
.....
,
1::::)
lC",)
.//
:. (";
tQ
t'--
.:::r
900
1424-
Ри . 3-4 (продо.nжевве)
h 355 мм создается путем заливки пазов собраНRоrо сердечника
алюминием А5. ДЛЯ получения специальных характеристик, на-
о
пример у двиrателеи с повышенным скольжением, пазы ротора
MorYT заливаться алюминиевым СПJ!авом АКМ12..4. При заливке
.пазов одновременно образуются короткозамыкающие кольца с
вентиляционными лопатками и с расположенными между лопат-
ками штырями, на которых крепят балансировочные rрузы
(СМ. рис. 3..3). Количество лопаток N.п принимают в следующих
пределах:
h , ММ. . .
N л * . . . ·
I
50 IOO I12 250
6----9 10 14
2BO 355
17 22
Толщина лопатки ь л :::::: 0,3 V длина l.л О,31h, высота
Ь. 0,83 (все размеры в мм).
Роторы двиrателей с h 250 мм обычно заливают в машинах
для литья под давлением, а при h==2801--355 мм с помощью
вибрационной установки. Сварную клетку короткозамкнутоro
pOT pa двиrателей с h 400 мм изrотовляют из алюм ниевых
* Меньшие значения N 11 со ветсТВУЮТ меньшим значениям' h.
45
шин. Концы пазных стержней размещают в канавках, выфрезеро-
ванных в короткозамыкающих кольцах, а затем приваривают,
u
причем стержни поочередно выступают с каждои стороны за ко..
роткозамыкающее кольцо, образуя вентиляционные лопатки.
Стержни крепят в пазах. чеканкой по всей длине сердечника че-
рез шлиц паза; при этом алюминий стержней затекает в пред..
усмотренные для этоr0 ка,навки.
Обмотка фазноrо ротора асинхронных двиrателей. Фазный
ротор двиrателей с h 225 мм выполняют с овальными полуза..
крытыми па ами и всыпной обмоткой из круrлых проводов. Об..
u
мотка катушечная однослоиная двухплоскостная; конструкция
изоляции обмотки такая. же, как у якорей маIpИН постоянноrо
тока (см. приложение 24).
Роторы двиrателей с h>225 мм (рис. 3-4) выполняют с
прямоуrольными полузакрытыми пазами и обмоткой из изолиро..
u
ванных медных стержнеи прямоуrольноrо поперечноrо сечения,
которые вставляют в пазы с Topцa Обмотка волновая двухслой..
ная; для получения секции волновой обмотки одному концу
стержня придают изrиб заранее по шаблону, а второй конец из..
rибают после вставки 'стержня в паз. Каждый стержень предва..
рительно изолируют, после чеrо опрессовывают. Соединяют
стержни в лобовых частях хомутами, в которые дополни:rельно
впаивают вентиляционные лопатки. Конструкция изоляции стерж..
невой обмотки приведена в приложении 22.
Марки пропиточных лаков и способы пропитки обмоток фаз..
ных роторов такие же, как для обмоток статоров (см. 3..13).
tТ[обовы части обмоток фазных роторов опираются на обмотко"
держател и крепятся бандажами из стеклянной нетканой лен..
ты. Механический расчет бандажей выполняют по . методике,
приведенной в 3..7 для якорей машин ПОСТОЯНН0rо тока.
Обмоткн ротора синхронных машин. Обмотка ротора состоит
из отдельных катушек, намотанных из прямоуrольной меди
изолированной (в меньших машинах) или неизолированной, rHY-
той на ребро (в больших машинах); катушки соединены последо..
вательно. Выводы обмотки ротора пропускают через полый конец
вала и соединяют с контактными кольцами". Конструкция изоля:
ции .обмотки ротора приведена в приложении 23. Марки пропиточ"
ных лаков и способы пропитки обмоток роторов такие же, как
для обмоток статоров (см. 3..13).
3-5. Узел контактных колец
Контактные кольца применяют в асинхронных двиrателях с
фазным ротором и в синхронных машинах. Контактные кольца
располаrают H валу, обычно за п дшипниковым щитом, и
заключают их в коробку. При радиальной системе вентиляции
такое расположение колец дает возможность унифицировать оба
подшипниковых щита машины. Коробку контактных колец вы..
и., U U . U
полняют чуrуннои литои или стальноя сварнои, закрываемом
46
съемным кожухом из листовой стали. В торцовой части кожуха
имеются отверстия для входа вентилирующеrо воздуха (отвер-
стия защищены жалюзи, выдавленными в кожухе), в нижней
части кожуха ----- отверстия для выхода воздуха. В меньших асинх"
ронных двиrателях с фазным ротором (h===200+250 мм) коробку
.контактных колец выполняют из алюминиевоrо сплава (коробка
имеет боковые жалюзи). Узел контактных колец охлаждается за
счет вентилирующеrо эффекта колец.
Контактные кольца медные или латунные у машин мощно тью
до 100 кВт и стальные или чуrунные в машинах большей мощ-
ности. Наружный диаметр контактных колец принимают меньше
наружноrо диаметра подшипника качения для Toro, чтобы короб..
ка контактных колец и подшипниковый щит машины моrли быть
при разборке сняты без предварительноrо съема контактных ко-
лец с вала.
- '3..6. Сердечник и обмотка якоря
. .
с листов сердечника якоря после штамповки снимают заусен"
цы, затем покрывают изолирующим лаком. ,Листы набирают не-
посредственно на вал; при этом по торцам сердечника во избежа..
ние «распушения» располаrают утолщенные листы, образуемые
точечной сваркой несколько листов толщиной 0,5 мм. Собранный
u
сердечник якоря размещают между стальными - нажимными шаи-
бами, прессуют и закрепляют с одной стороны заплечиком вал.а,
u v
С друrои упорным кольцом, насаженным на вал с прессовои
посадкой с HarpeBoM.
Нажимные шайбы MurYT выполняться в виде обмоткодержате..
лей с дополнительной опорой для лобовых частей обмотки. Об-
моткодержатели литые чуrунные, а в больших машинах -----
стальные с-варные. В небольших машинах применяют также опо..
ры для лобовых частей в виде пластмассовых втулок.
Мяrкие катушки двухслойной всыпной обмотки якоря из Kpyr..
лых проводов изrотовляют намоткой на специальных шаблонах
и укладывают (<<всыпают».) через шлиц в полузакрытые пазы, вы-
ложенные ,корпусной изоляцией. Ширина шлица паза якоря долж-
на обеспечивать достаточную технолоrичность укладки катушек.
Для повышения механической 'прочности торцов корпусной изо....
ляции ее края за,rибают на 180 О. Между верхними и нижними
сторонами катушек в пазах и в лобовых частях обмотки разме..
щают изоляционные прокладк . Конструкция изоляции обмотки
приведена в приложении 24.
Для закрепления всыпной обмотки от перемещения в ради..
альном направлении из..за действия центробежных сил приме..
няют клинья из стеклотекстолита полукруrлоrо поперечноrо се..
чения, а в лобовых частях ----- бандажи. Банда)ки выполняют из
u V
нетканои стеклоленты, состоящеи из параллельно уложенных
стеклонитей, которые пропитаны полиэфирным связующим.'
Катушки жесткой двухслойной обмотки' якоря из прямоуrоль..
Horo провода изrотовляют на шаблонах, изолируют, опрес. овыва"
4-1
""
ют и закладывают в открытые пазы, выложенные корпусной изо
ляцией. Между верхними и нижними катушками размещают в
пазу изоляционные прокладки из стеклотекстолита, а в лобовых
частях ----- полосы из лакостеклослюдопласта или rибкоrо микани..
та. Конструкция изоляции обмотки приведена в приложении 25.
Обмотку в пазах крепят бандажами из стеклоленты или
стальной проволоки, располаrаемых в кольцевых бандажных ка..
навках сердечника . якоря. Канавки образуются при сборке
сердечника путем размещения на протяжении канавок листов
якоря с уменьшенным диаметром. По длине якоря устраивают
несколько канавок nб, с тем чтобы длина каждой канавки lб не
превышала 20 мм, а общая длина канавок nбlб 0,35l2. На лобо..
, вые части обмотки также накладывают бандажи.
Для больших машин (h 355 мм), работающих в тяжелых
условиях, применяют обмотку якоря повышенной надежности с
усилением витковой изоляции путем применения прямоуrольных
проводов со стеклопряжей марок ПСД или ПСДК и дополни-
тельноrо изолирования промеж'уточных секций в катушках стек-
лянной лентой или полиимидной пленкой. Конструкция изоляции
обмотки повышенной надежности при классах наrревостойкости
F и Н приведена в приложении 26. Применение класса В для
таких обмоток нецелесообразно. Крепятся обмотки в пазах
клиньями из стеклотекстолита, у которых высота h K ==4 мм. На
лобовые части обмотки якоря накладывают бандажи из стекло-
ленты.
N1арки пропиточных лаков и 'способы пропитки якорей такие
же, как для обмоток статоров (см. Э 3..13).
Применяемая в специальных машинах (тяrовы , крановых,
металлурrических и др.) изоляция, именуемая «Монолит», нахо..
дит в настоящее время блаrодаря своим преимуществам все
большее распространение в машинах общеrо назначения. Изоля-
ция представляет собой сочетание стеклоткани и слюдинита
с термореактивным компаундом, КОМ,паунд вводится в обмотку
и в изолядию под BaKYYMO M с последующим применением дав-
ления.
Машины с изоляцией «Монолит» обладают высокой теплопро-
водностью и усиленной надежностью в эксплуатации блаrодаря
стойкости к тепловым ударам и температурным переrрузкам. Ис-
пытания машин со способом защиты IP22 и спосоБО I охлажде..
ния IC01, а также машин со степеннми заll ИТЫ IP22 или IP44 и
способами охлаждения ICJ 7 или IC37 показывают, что при при-
менении изоляции «Монолит» превышение температуры обмотки
якоря над температурой воздуха внутри машины значительно
снижается (см. Э 110..16). В машинах со степенью защиты IP44 и
способами охлаждения IC0141 или IC0041 влияние изоляции
«Монолит» на превышение температуры обмотки незначительно.
Перевод обмоток на изол.яцию «Монолит» требует замены мате..
риалов, в основе которых содержатся синтетические пленки, на
стеКJIОСJIюдинитавые и сл допластавые материаЛ I. При испаль...
48
зовании изоляции «N10НОЛИТ» сцепление катушек обмотки якоря
со стенками пазов настолько прочное, что якоря машин с h::s;;;;/
'315 мм MorYT работать в бесклиновом исполнении.
3..7. Расчет бандажей и пазных клиньев
,
'Бандажи и пазные клинья должны быть подверrнуты механи..
ческому расчету.
Расчет стеклобандажей. Общее число витков бандажей
Wб:Е==90 М2 (DН2 hП2) (пр/l 000) 2. 104/ (<1 доп Sл),
(3..22)
rде 01\12==9,81 m М 2 сила тяжести обмотки якоря, Н; пр раз..
rонная частота вращения, равная 1,2 наибольшей частоты вра..
щения машины; <1 д оп ----- допустимое напряжение растяжения, при..
нимаемое для стеклоленты равным 150.106 Па при классе Harpe--
I востойкости изоляции В И 130.106 Па при классах F и Н; SJI
площадь поперечноrо сечения ленты, мм 2 .
При вычислении Wб:Е для активной части якоря -в (3..22) под...
ставляют силу тяжести активной ч.асти обмотки' якоря а м2 ' ==
== OM2 2l 2/ 1 cP2, а для каждой' из лобовых частей силу тяжести
одной из них GM2'==O,5GM2(1 2l2/lcP2).
Расчет бандажей из стальной немаrнитной проволоки. 'Расчет
проводится также по (3..22) с заменой Sл на площадь поперечно-
ro сечения Sпр общеrо числа витков проволоки (мм 2 ) И подста-
новкой допустимоrо напряжения растяжения Одоп==450.10 6 Па
(д я стальной проволоки).
Расчет пазных клиньев. Напряжение изrиба в клине (Па)
<1==84Ь к (GM2/lcP2) (DН2 hП2) (пр/l 000) 2/h 2 K . (3..23)
Значение <1 не должно превышать для стеклотекстолита 25х
Х 106 Па. Напряжение на срез в клине (Па)
'Т==32 (GM2/1cP2) (DН2 hП2) (np/l000)2.10 4 /h K . (3..24)
Значение 'т не должно превышать 15.106 Па.
3..8. Узел коллектора
Коллектор собирают из MeДH X пластин трапецеидальноrо по..
перечноrо сечения, между пластинами располаrают изоляционные
прокладки из миканита или слюдопласта.
у машин с h<'200...;..-250 мм обычно коллекторные пластины
крепят пластмассой Кб или Ar..4c (рис. 3..5). При такой конст-
рукции крепления коллекторные и изоляционные пластины штам"
пуют п'о размеру, одновременно создавая в них ласточкины ХВОС" -
ты или кольцевые канавки для закрепления пластин в монолит..
ный блок. Для повышения механической прочности коллектора в
,
4.......3255 49
"
)'-
ь'
zr.ф
. .
.::t-
ч":>
t'\.I
с-...
t'-.
ta
......
t:::)
(х)
....
'it
I ..
. f-4
oC'l)t:Q
f-4 .Q
О=Ю
Q) ..
0=.1>-
= ...
=U.....r
t:J::
О ... .....r
t c::>
о =
= с::> ::s::
,,... t:J::
:=: ::s::........
11 '8
c::>
::S::t:J:: O
t:Q::s:: LC
J::::{:I: .....r
J::( g О ..
= \Or:Q
t:Q О С
::s:: C"I
::S::::s::J:::C"I
S'U CJ
\О О ...
OJ=
. O
tCf-4t00-04
I О
et:)CJ
. ::а ::а
t:Q
CJS'
'
(
I
I
I
OOfJ
ii bl;'l"ua d)
«JtO CQ ctS.... :sIO
IQ C:I. ::!с ... О..... Q) ::r .Q :s:
I ;:соаа::{ 1:; р......
=I:i:. '''e:; «J
-'r::::з:4) 5«101:1:00
J:t:at«lsPoa:lr-., =Е::
... С а:ОЕ е:; S.... ро [-с
rJ =t о Q. О 01 о ... == «1
Ро..Qа=tJ:вс= е:; S'c:I.
r::: a::{ о -. :Е е:; I [-с
ро r= r 8 ... «1 = О
1 [-с <:) = «1 а::{ CU = ;:.::
«C'f,) S.....".== cu"'a
.... l,.oi 0==«I:>.8Q«I:>.
,.Q ... IQ = = I р. I
= О;.: «1 «I .! IQОО 2 I
ct «1 """ '" [-с -.
cu=...Jp.o(.) '" O=
р. iE са о а::{ , -..... 1:;
cu о ;:.:: C'I3 0...=...
=>aCt)'''D: -.... (-OIQ
O «I ;:.:: IQ CI:=o
=«I и =: oe:;....d)...,.
I :r::r:..Po :c...(.)==....I:IQO;'
CI)==tJf«l = о
\Q = 1:; 2
:ар.cuc:l.r:::оlQ[-сСIQ
'''o= a::{cuo= I t'=
gJ g.lg.() l = \CIQOE
Q.... IQ "W () :а .....
('1)=0 1 .....0= c.
«1 = Р. ... ..... r:.. IQ ti D: «1 О
ISI=:Q. e...."'«I::aPo o
t:Juo ......."......IQ
;:;1 = [-с ...IQ IQ r::: о о ;:.::
.a::{«I D:O«lr:..;:.:: :>.1
g== D: OE
:!!! «I 1=: 0 D: а LJ [-с rJ е
.,;:.:: .... о [-с"" 1 '"
°aD:f«lC= :aoaCS\
:a = IQ tJf '8 :а
Q.Q.C&)...0 2 '8=...0
= g :s ... О;. D: ttI::
J J cu:a g «1 «1 :а S
ti :s _ о tQ U :с J.4 ::с
/"
С'-:
.. 1:
'Ct:;:)
:::::s
Q::)
,,-
I
C\S
Mp:J
..o::S::
O C'\J
C':)
O(1)
:I:E--t
:I: () ...
D::
О ...С
;:?jU
::S """"" :I:
c t:J::::S::
t:J::
11 (l) \о
E-t 1::( О
C\S
......0
::s:: tI:: "'-1 О
tQ t::;:J..C
1::(:I: .....c
(1)0
g\Ooi
=:c\so
()
'::S:: g
::S::::s::()C'I
g()
\о О ...
O ::s::
.0Р-с
фE-t"""",,
'0
c'r.) () .....
:SA
и
::s:: !"'"!"
P-c()
дgg
O'J 09Z
L(")
l(':)
I I I . . ' o:: I
0;a «sQ. О
:: '" '" ::а r:r о со 1:{
... О О = О ..... О
... о::
j; 5 a:;: . e!
:s::«s :s::о:s::=о::,й
!3 :S::::f I:: !:Q
l:if-4 =o::O=:s: =
О 0t7'a:;:"'Q)!:I*«s
"""Ф O!:Q;;;;I......
t:: I:! а:;: I l:i 6:'"
00.= O O
18Q) .....t:::I:g.
gr-.. I са . о::
I ...О\==: :1: о:: I
..а ::a«sp-!:I
J:i:'" \Оо=оа
Q) :a I ,.Q C\t
а:;: o;P-:s::
Н(!ЗО....C'.I ;:'::r:'"
р- "..... ... Q)
O o:::s:: 1 ....0
P- и...а! :S:::C
Q) «S \(')!3f-4
CI.) :s::«SCJ ""' o.
J:i:9:c 00
а(:t з",...r=:5
0 "'1::0=es::. =
I ::s а; I:Q «s «s
'" Q) 00\.) о.
C't;)OCJ I "".....O!3
" О .....
....<::::> = ...:s::,.Q О
и'O...........eao::=O'
Q.. .... g.1:: :s:: I а
Q)as .... ......
!:Q = О CJ "" 8t-..
:s:: CJ О o:: ..... J
(:1,=&1....;:,: """i
f-4 а:; а:;: :s:: :s:: О '''0\
1 00= 1::0::.....
C)I::t::;:J' о::
I Q)0 tI::.
. ....... >< О а:{ ::!!! :s:: = =
J; " .... "" 0.", Q) ('1)
,.QOQ)o o.n
H==и I
==:=t7't7'I=
1 ,.Q00..... tt)=
..... т а3 ..... и..... =
.:::f-
C'.J
ласточкиных хвостах или кольцевых канавках располаrают
стальные армирующие кольца. I(poMe Toro, для обеспечения прес..
совой посадки при повторном насаживании коллектора на вал
предусматривают запрессовку в центральную часть пластмассо-
Boro корпуса стальной втулки. В коллекторных пластинах фре..
зеруют канавки, которые лудят оловянным припоем. В этих ка-
навках располаrают луженые концы секций обмотки .якоря из
круrлых проводов и соединяют эти КОНЦ I с коллекторными плас..
тинами пайкой. Пайка производится мяrким (при классе Harpe..
востойкости изоляции В) или твердым (при КЛ(fCсах F и Н) при...
поем. Коллекторы с креплением пластин п астмассой имеют ни"
женную трудоемкость и стоимость, так как при их изrотовлении
исключается механическая обработка крепежных деталей. Недо..
статком таких коллекторов является то, что условия охлаждения
пластмаССОвоrо корпуса затруднены - (низкая теплопроводность
пластмассы, большая ее толщина, отсутствие аксиальных венти.
ляционных каналов). _
у машин с h>200+280 мм (рис. 3-6) коллекторные пластины
u u
крепят с помощью чуrуннои или стальнои втулки, стальных на..
жимных конусных фланцев и кольцевой rайки, заменяемой в
дли ных коллекторах шпильками. В коллекторах с металличе-
ским. креплением для улучшения охлаждения устраивают акси"
альные вентиляционные каналы. Коллекторные пластины изоли-
руют от корпуса втулкой и от' нажимных фланцев конусными
'манжетами-, изrотовленными из миканита или слюдинита. В плас..
тинах коллектора фрезеруют канавки, в которы.х размещают И
припаивают медные петушки (флажки). Концы секций обмотки
_ якоря соединяют с петушками также пайкой. Паяют мяrким и
твердьiм припоем, 'в зависимости от класса Н,аrревостойкости изо..
ляцин:, как указано выше для коллекторов с креплением пластин
пластмассой Конструкция переднеrо (со стороны, противополож-
ной сердечнику якоря) _ нажимноrо фланца обычно предусматри-
вает возможность размещения балансировочных rрузов.
Предвари ельное значение высоты (мм) коллекторных плас-
тин, с учетом 20 % припуска на проточку коллекторов при экс-
плуатаци
4
h K == 12,5 -vп: 10. (3..25)
. ,
Механический расчет коллеКТОРQВ целес<?образно проводить .
по методике" изложенной в [2, 15].
Щеткодержатели прикрепляют к призматическим бракетам,.
расположенным на траверсе; у больших машин бракеты крепят
неподвижно к подшипниковому щиту. Бракеты выполняют из
u v
стеклотекстолита или ИЗ полосовон стали, изолируемои в месте
крепления к траверсе. Траверсы должны обеспечивать возмож"
.
ность поворота при реrулированни машины. на испытательнои
станции, а затем фиксирования ее стопорным винтом в положе-
нии, установленном при испытании. Щеткодержатели выполняют
54
литыми латунными или штампованными из листовой .латуни.
Конструкция щеткодержателей должна обеспечивать постоянство
нажатия цружины по мере износа щетки.
3..9. Венти ятор
Центробежный вентилятор, располаrаемый при аксиальной си..
стеме вентиляции на валу внутри машины со степенью защиты
IP22 или IP23 и способом охлаждения IC01, выполняют литым
из алюминиевых сплавов у машин меньшей мощности и сталь-
ным сварным или клепаным ----- у машин большей О мощности.
Алюминиевый вентилятор обычно имеет залитую стальную втул"
ку, дающую возможность сохранит,Ь необходимую посадку при
повторной насадке на вал (рис. 3-6). У машин меньшей 'мощно"
сти в последнее время применяют вентиляторы из пластмассы.
Для машин со степенью защиты IP44 и способом охлаждения
IC0141 дЛЯ наружно.rо обдува корпуса используют радиальный
вентилятор . (с прямыми лопатками), расположенный на конце ва-
ла со стороны, противоположной приводу. Вентиляторы также
выполняют литыми из алюминиевых сплавов у меньших машин,
сварныIии или клепаными из листовой стали ----- у больших. На..
ружный диаметр вентилятора D BeH2 0,85 D корп , ширина (длина)
.лопатки lл 0,2 D корп , число лопаток при n '1500 об/мин N л
3 3
1,25ji'D Kopn , при п>1500 обlминNл il Dкорп.
у асинхронных двиrателей и машин Jlостоянноrо тока со сте..
пенью 'защиты IP44 и способом охлаждения IC0141 для улучше..
ния теплообмена на валу внутри машины располаrаются допол..
нитель.но вентилятор"мешалку (СМ. рис. 3..5). Наружный диаметр
мешалки ,обычно такой же, как у вентилятора для обдува, а lл
O, 13 D корп . . .
Вентилятор закрывают штампованным или сварным КОЖУХО,м,
изrотовленным из стали толщиной 1-----2 мм. На торце кожуха вы..
полняют отверстия любой формы для входа воздуха; при этом
степень защиты кож'уха должна удовлетворять rOCT 17494..72.
* 3..10. Станина
Машины nepeM HHoro тока. Станины машин nepeMeHHoro то..
ка в основном изrотовл.яют чуrунными литым.и; при этом обеспе..
Ч1'Iвается высокая надежность машин блаrодаря достаточной ме..
u u u
ханическои прочности и коррозионнои стоикости чуrуна, а также
стабильности размеров при сборочных операциях. В малых асин..
хронных двиrателях с высотой оси вращения h 71 мм наряду с
чуrунными применяют также станины из алюминиевых сплавов,
образу-емые обливкой сердечник .статора в машинах для литья
под давлением. Такая конструкция весьма технолоrична, сокра..
щает трудоемкость' изrотовления статора, однако riри h>71 мм
значительно сказываются деформация BHYTpeHHero отверстия
55
сердечника статора при обливке ero алюминиевыми сплавами и
сн )Кение механической прочности.
в машинах с h 280 мм кроме чуrунных используют также
сварные станины из стаЛьноrо проката. Один из видов таких ста-
нин............ коробчатая станина асинхронных двиrателей с h==280+
-+-355 мм представляет собой сварную трубу со, стойками, обра..
зующими опорные лапы и полукру,rовые ребра для посадки сер..
дечника и подшипниковых щитов. В машинах с h<280 мм свар-
ные станины применяют реже из за мноrообразия отдельных эле..
ментов деталей, предназначенных для сварки (ребер, ушек, бо..
бышек и др.), затружняющеrо иепользование автоматизированных
и механизированных производственных процессов на участке
сварки.
Станины машин со степенью защиты IP23 (см. рис. 3 3) вы..
ПОлняются G внутренними продольными ребрами, обрабатываемы-
ми под посадку сердечника статора. Станины при радиальной си..
стеме вентиляции имеют в боковых частях вентиляционные от..
верстия, предназначенные для выхода охлаждающеrо воздуха.
Для обеспечения степени защиты IP23 отверстия закрывают жа-
люзи, которые MorYT изrОТОВJJЯТЬСЯ методом штамповки из листо-
вой стали или литыми из алюминиевых сплавов. При аксиальной
системе вентиляции отверстия в станине отсутствуют.
Станины машин со степенью защиты IP44 (СМ. рис. 3..2) обыч-
но имеют продольные ребра на наружной поверхности. Высота
ребра hp O.6 ;;-h 3 . число ребер пp 1,6;rti. В машинах с h>355 мм
для увеличения поверхности охлаждения в стальной станине при-
меняют вваренные по всей окружности трубки распределенноrо
воздухоохладителя.
СтаНИНБI машины со способом монтажа IMI001 имеют опор..
ные лапы, отливаемые заодно с чуrунной станиной или приварен-
ные в стальной станине. В станинах асинхронных двиrателей, об..
разуемых из алюминиевых сплавов, лапы отливают отдельно, а
затем крепят к статору.
Для размещения коробки выводов в станине предусматрива-
ют прилитые или приваренные фланцевые основания с окнами
для выводных проводов обмотки. Удобным в эксплуатации явля"
ется расположение коробки выводов сверху станины, так как при
повороте коробки подводимый кабель может присоединяться с
разных сторон машины.
ля обеспечения требований по технике безопасности на ста-
, нине размещают наружные зажимы для заземления корпуса ма..
шины. Зажимы снабжают устройством от самоотвинчивания и
крепят около опорных лап и в коробке выводов. При выполнении
ма'шин без лап один зажим располаrают на фланцевом щите.
Для обеспечения посадки и центрирования подшипниковых
IЦитов на торцах станины предусматривают кольцевые цилиндри-
чес ие з'аточки (внутренние или наружные), а для крепления щи-
тов ----- приливы или ушки С нарезанными 9rв рстиями для болтрв.
. .
56
J
Станины протачивают по внутреннему диаметру под посадку
отдельно изrотовленных сердечников. Если сердечники набирают
из отдельных листов прямо в станину, то при проточке в станине
выбирают KpyroBble 'канавки для крепления спрессованноrо cep
дечника кольцевыми или поперечными шпонкаlVIИ.
На станине в верхней части предусмотрены рым болты (см.
приложение 39) или транспортные ушки, предназначенные для
подъема машины. Машины массой менее 30 Kf не имеют специ
альных устройств для подъема. К станине на видном месте Kpe
пят табличку из некоррозийных материалов с техническими дaH
ными машины.
Машины ПОСТОЯНflоrо тока. Исполняются с монолитной или
шихтованной станиной. МОНQлитная станина имеет не только Me
ханическое назначение, но и одновременно является частью Mar
нитопровода; поэтому ее изrотовляют из стали с достаточно BЫ
Сокой маrнитной проницаемостью. У машин меньшей мощности с
!h==80....;-.200 мм для изrотовления монолитной станины обычно'
применяют отрезки ,цельнотянутых стальных труб, к которым при
в ривают опорные лапы. Такой способ изrотовления станины
снижает ее. трудоемкость и" стоимость. Для больших машин с
h==225....;-.З15 мм цилиндрическую часть ,станины изrотовляют из
заrFiутоrо толстолистовоrо проката, причем для обеспечения Mar-
.. u u
нитнои симметрии продольным. сварноя шов цилиндра располаrа
ют по оси rлавных полюсов. К цилиндрической ча ти приварива.. -
ют опорные лапы.
В станинах предусматривают кольцевые центрирующие заточ
ки, рым болты или транспортные уш-ки и наружные зажимы для
заземления корпуса машины, крепление табл чки с техническими
данными машины (такое )I{e, как в машинах перем:енноr'о тока).
Коробку выводов у машин с h==80 7 200 мм располаrают
сверху' станины, а у машин с h>200 мм обычно сб ку.
Для повышения жесткости оболочки машин целесообразно
укорачивать вылетыI подшипниковых щитов за счет удлинения
станины, стремясь к ди-сковой форме щитов. Ilри таком удлине-
нии части станины) значительно выступающие за пределы длины
сердечника якоря, MorYT выполняться с уменьшенной толщиной,
особенно в тех местах, rде должны располаrаться люки для об
служивания коллектора и щеточноrо узла.
Шихтованные сердечники станин у машин с h<'315 мм BЫ
полняют набором круrль х штампованных колец или cerMeHToB из
электротехнической стали. Сердечники скрепляют по наружной
поверхности утопленными скобами и размещают в станине (KOp
пусе) в 'Основном такой же конструкции, как и в машинах пере
MeHHoro тока. Сердечники MorYT также изrотовляться из отштам
поваиных листо , образующих цельный блок станины с' сердечни
ками rлавны и добqвочных полюсов; наконечники полюсов при
этом изrотовляют и ckрепляют заклепка-ми о-тдельно, а затем при
винчивают к сердечникам. У маp.rин с h>355 мм шихтованные
сердечники выполняют восьмиrранной формы без обшивки, с при
57
A ,
Lt"
/E 7'
1'"';) ........ L ,. 1 1
"'7'7
· 'D91 jL-. t:)
t::)
..::t 1"':)
CN
,,,
'*
tQ
.:t-
f"')
C\-J
А '
l
I I
:-\
LW = .
Fiiir I
++ ,.
I :: Н& I
---.... ++ r I
---......... ++ I
i'--t+ ,
!)
t+
.....:......... а.. J
,
....... '/7. "
0\............ I I'l' //
IC) l81 ! ('D---
r-- ====ВL
'
8- I с f
(.Q 3= 1
, . ---s:.... ::Е
... : , ,=:j f '
I=..::f I
'1
Li") : 1 1 I
-----:--- 1 I t:J I
J : @ I
I U ,!:Е' f
. I ffi
....... I:Ш
-= l:l I=E:E
= @i
;:$: ,
:
====- 1 rror
a/
I ,'AI
rТ WJ
DJ
==
===
'1
.::t-
L..-i.
С:::>
......
,
....;
1J
L ..... "
t5'
+J "9lJW
"-..1
:.............. :"\
J)
i
I
1
п
.............
...........
............
.............
+
I
'
Е
J
!
-s.
Е:
t::)
.::t-
I
+
+
.............
............
с;:)
ц")
.....
+
,
:-. It\
1 1 ::\ ,,"
......... ,
.1 r-
1: ""
,
,
C:::>J
.. """'IIr" C\I
9r
,
IL
«S I ...
«Sf04
('I)t:Q
..Q::'::
O:t:c:>
c...<Uc:>
0=11:)
=О)
:с t ...
t:J:: ....-4
О ... с::>
:SU
g
= <::> t:J:: ;3
D;:LO
r.:: :I: '"
11 \с)
«' O
6;t:J::rog
::s::I:;:LO
t::(=
<u О ..
Ef \о t:Q
t:Q 0C)
Qct)
t:Q0
S5 5
\о О ...
O-=
. O
r--E-t
'0
('t)u::a
::а f-4
=
CltuEf
......
о ' o.
Ge
N' I 1(00«1<0
;:.:: := = 0'\0 cv ;:.:: ()
=:l:C9;:'::f04;
C::J' I Ca::
a OO\ ::So
;:;I "- 1 '\0=
;:.:: 1 а:{фО... 0 1
oи=lQ..... О
..... С I IQ о..... ,
«1 () ..... О
'''«IIt)t:; ... '%:
;:.:: "-....111: :;о
8.a о=О;'=>
:a:a t: :a:
! IQ=X==
;:':: Z:a=Q.O
-=1= :I::f a:{
:aC't;)=QIQO ;:'::
;...;8 () =
cut:;t:j l "- 1:;=
p.«I;:;I ,...... otl"
Ф IQ r-.. D: .д ;:.:: iU
= 1 g... =:g
O 111: =.... CI)
= CV":r=()
I ...f-o O f
\OO==;:'::OE=e;
;1 ::r D: :I: 1.....
."!I!! I ;:.::'\0 IQ
(1) fIIii ---.. ем «1..... ...
CU:>..... O IQ
=IQ:>. О
«I'"'' I U
«1 D:cv ...
а:D: «Iс::>-=iZO
= ..... CV J:i:
D::cCl)f-o J:i:O
CII «1 CV () О ... Q) Е:=
:а IQ Q. J. :.s D: f-o
a:Of-o '\Op. H
.a OOfllii;if
= :1: ... 1 = p.:I:
E:=IQ:aOO
0=111:;"'«102
Q.a«l...«I;:':: «I
c=.....""'...UE-еf-o
loo Ocv'8
tI= 1Id иJ:;::::iIElr::t
t:::)
C:::J
со
с;:::)
t:::)
о')
варенными к ним с двух сторон опорными частями из листовоrо
стальноrо проката (рис. 3 7). При такой форме сердечников rлав-
ные и добавочные полюсы размещаются более компактно, блаrо
, даря чему уменьшаются rабариты и высота оси вращения маши-
ны. К станине приварены cerMeHTbI с нарезанными отверстиями
для крепления подшипниковых щитов болтами. Для подъема и
транспортировки машин в станине предусмотрены транспортные
ушки.
3-1 J. ПОДШИПИИКО}Jые щиты и ПОДШИПНИКИ
Подшипниковые щиты изrотовляют либо чуrунными литыми,
либо сварными из стальноrо проката. Для малых машин приме
Няют щиты, изrотовляемые литьем под давлением из алюминие-
вых сп-лавов. Для обеспечения минимальной деформации пр'и за-
креплении щитов в приспособлениях металлообрабатывающих
станков, . а также уменьшения пер коса подшипников при сборке
машин. аксиальные размеры проектиру мых щитов целесообраз-
но сокращать, стремяс-ь приблизить их форму к диску.
В защищенныIx машинах с исполнением по защите IP23 под-
шипников е щиты при радиальной системе вентиляции одинако-
вые с обеих сторон машины; при аксиальной системе вентиляции
. щиты обычно не унифицируют из-за наличия с одной стороны ма-
шины BHYTpeHHero вентилятора (рис. 3 8). При, радиальной венти-
ляции в торцовой. части подшипниковых щитов располаrают ОТ-
..
верстия для входа охлаждающеrо воздуха; при аксиальнои ----- от-
u
верстия для входа. и выхода воздуха устраивают в ижнеи части
ЩИТОВ. Вентиляционные отверстия закрывают жалюзи.
При радиальной вентиляции для повышения ее эффективно..
сти на внутренней части подшипниковых щитов к'рецят направля"
ющие воздух щитки, выполняемые из листовой стали в виде во-
ронок. Щитки располаrают на расстоянии 5 7 мм от торцов ло..
паток ротора в аксиальном направлении.
.! Подшипниковые щиты закрытых машин с исполнением по за...
щите IP44 и со способами охлаждения IC0141 и IC0041 ----- rлухие.
При выполнении таких щитов из алюминиевых сплавов у них
предусматривают оребренные торцы, увеличивающие поверхность
охлаждения машины. Щиты имеют цилиндрическую круrовую за..
точку (замок) для посадки на заточку станины при сборке маши..
ны. Для.. J<:репления к станине в щитах имеются ушки с отверстия..
ми для болтов.
В центральной части щитов предусматривается втулка со
сквозной проточкой для посадки подшипников качения, которые
практически полностью вытеснили в машинах мощностью до
1000 кВт подшипники скольжения. Основными .преIfмуществами
подш пников качения, я!3ляются упрощение обслуживания в экс"
плуатации, -компактность и уменьшенные размеры подшипниково..
ro узла, малые потери на трение, пезначительный износ, обеспе..
чивающий постоянство воздушноrо зазора.
60
а)
б
7
8 9
tQ
to
ч-
11111111111" .111111111111
о о
о о
140
205
300
86-8 >
204
о)
15
.
430
520
Рис. 3-8. Общий вид синхронноrо reHepaTopa с высотой оси враще
ния h==250 мм; степень защиты IР23; способ охлаждения ICOl
30 кВт, 230 В, }500 об/мин:
а продольный разрез; б поперечный разрез; 1 вал 2 крышка подшип-
никовая наружная; 3 щит подшипниковый передний; 4 венти.пЯТО1>; 5......
корпус статора; 6 блок реrулирования напряжения; 7 сердечник статора;
8 обмотка статора; !J щит подшипниковый задний; 10....... обмотка возбуж.
дения полюсов; 11 колпак; 12 крышка подшипниковая внутренняя; 13....
узел контактных колец: 14, жалюзи; 15 рым болт
. : " . ' . .'
· . JJUtri: I " .
. ' I I "- Шiwm
f't':) /
.......
. -
. ' . .
с:::::з
с:::.
C"J
.::r t"':) ......
t:::»
C'J
. OJJ Ф ·
I ::а ..
::af-4t:Q
t:Q =
u Ef
o::roC'r.)
,('1) =ca tO..., 1..
t::;: .. CI.) = IQ:.a.
J5 tc. 8 >a
«s Q)..... саt (I)E-t 10
r:: .... 11: = а::{ IQ r:: . IQ
= Q) с::> IQ О Р. I с Q,).... :а
t) lC =.! 8 ' 1:: I ' ::.i IQ
с\1 rQ D: о:: са
о." оса t'-.....:s: с:саaJ
::S... IQ'" CO%.....I:j;
О ::S....-4 == 0« () (1) о 'С E-t
= с::> = = :a(d &
= с:> U = ;:;1:: 8 Q, О О",
О LC ::s а t: О I:: .:c.... о
tJ:: "- a::{:I: t 5 ... I
:I: 11 ='8 g 8t lQз =
= = o == ;С'....=
u Q)c::> alr::a(); fot
r::{ r::{ с а::{ >а Ф foo = О ... ()
= tJ:: LO а со g аа::{О Q8
t:Q ro :а о Q,) ::!:I: I
Q) Q, !3 u О Q,) t.\o
-;Ef f !lсазg"'"
s ro (ч - ::r ()
Clt\O I 1...... alX=
\о t:Q О ... alC;'''c::'''CCS
О U а:: Q,Q,alo,.Qc:I.
= О =...... g.а::i:E-t
о) () r:: I D: D: со «1 foc I './
О U = = t t &::: f В
-= ...
и
=00..
()
....
LQ
с::.
t:::)
с::.
со
,.
о /-Og."
аВОI
Наружные кольца подшипников крепят по торцам подшипни"
ковыми крышками, фиксирующими расположение подшипников в
.аксиальном направлении. Внутреннее кольцо подшипнйка наса..
живается на вал с плотной посадкой, а наружное входит во втул"
ку подшипниковоrо щита подвижно, так что при разборке маши..
ны подшипники остаются на валу. Этим самым об.пеrчается как
сборка, так и разборка машины.
В малых машинах с h<'160+200 мм оба подшипника шарико-
вые радиальные однорядные по rOCT 8338-----75; при этом с одной
стороны машины между подшипниковой крышкой и подшипником
оставляют зазор, который обеспечивает возможность аксиальноrо
перемещения вала l , компенсирующеrо неточности осевых разме-
ров при сборке машины. Для компенсации указанных отклоне-
. ний MorYT также применяться с обеих сторон машины пружиня"
щие стальные rофрированные шайбы.
В б6льших, машинах со стороны выступающеrо конца вала
располаrают роликовый подшипник радиальный с короткими ци..
линдрическими роликами по rOC'T 8328-----75; при этом отпадает
надобность в зазоре или в пружинящих шайбах, так как ролико..
вый подшипник обеспечивает возможность аксиальноrо перемеще-
ния вала (рис. 3..9). f;
Радиальные подщипники MorYT воспринимать как радиальную,
'Также и осевую наrрузку, не превышающую 70 % неиспользован"
ной радиальной наrрузки. При соблюдении этоrо условия машины
е шарикоподшипниками MorYT работать как с rоризонтальным,
так и вертикальным расположением вала.
В машинах, предназначенных для тяжелых режимов работы,
например в используем ых во вспомоrательных устройствах метал..
лурrической промышленности двиrателях постоянноrо тока с
h>355 мм, применяют сдвоенные радиальнь"упорные" шариковые
подшипники по [ОСТ 832-----78, которые воспринимают на себя
наrрузку от силы тяжести якоря и осевую составляющую .наrруз-
ки от передачи момента.
Для подшипников качения используют консистентную мазеоб..
разную смазку, которой заполняют около 2/3 смазочной камеры;
заполнение СМflЗКОЙ Bc'ero объема камеры ведет к повышению на-
rpeBa подшипников. Для консистентной смазки достаточны не..
сложные .уплотнения в виде прямоуrольных кольцевых канавок"
протачиваемых в подшипниковых крышках; канавки при сборке.
машины также заполняют консистентной смазкой.
В подшипниковых щитах может быть предусмотре о устройст-
во ддя пополнения и частичной замены консистентной смазки.
При этом свежая смазка подается ,специальным прис особлением
u ·
под давлекием в пространство за внутреннеи ПОДЩипниковой
крышкой, вытесняя отра.ботанную смазку через наружную крыш..
ку подшипниковоro узла. . . .. .. :
Смена и пополнение смазки не требуются, коrда в машинах
применяют шариковые, радиальные ОДНорядные подшипники за..
KpbIToro типа с двусторонним уплотнением, не выходящим за ra...
64
бариты подшипников, и с заложенной на весь срок службы КОН-
систентной смазкой по [ОСТ 8882-----75. При установке таких под..
шипников отверстие под их посадку во втулке подшипниковоrо
Щ та делают не сквозным, а rлухим, т. е. совмещают ПОДШИПНИ-
ковую крышку со щитом.
У машин, крепление которых осуществляется фланцем (с ла..
пами и без лап), подшипниковый щит отливается совместно с
фланцем. Размеры фланцев должны соответствовать rOCT
18709-----73 и 20839-----75.
3..12. Расчет П?ДШИПНИКОВ
Расчет подшипников качения. При расчете подшипников каче..
ния определяют их типоразмеры, которые обеспечивают необхо..
ДИl\1ЫЙ срок службы при заданных наrрузке и частоте вращения.
Условные обозначения и размеры подшипников, а также друrие
параметры их приведены в приложении 36.
Наибольшая радиальная наrрузка (Н) на подшипник А
RA== (G'2+!о)Ь/l+lf'п с jl; (3..26)
На подшипник В
RB== (G'2+То)а/l+Fп(l+с)/l.
Динамическая приведенная наrрузка (Н)
шипника ОДНf)рядноrо радиа"ТIьноrо ,
Q==kБR при А/Я е;
Q==kб(О,56R+УА) при A/R>e; ,
(3..27)'
для шарикопод-
(3..28)
(3..29)
роликоподшипника радиальноrо с короткими цилиндрическими
роликами по (3..28);
шарико одшипника радиально-упорноrо сдвоенноrо
Q==k б (R+О,92А) при A/R 0,68; (3..30)
Q===k б (0,67R+l,41А) при AjR>0,68 (3..31)
Здесь k б ----- коэффициент, учитывающий характер наrрузки ма-
шины; при ре)киме работы с умеренными толчками и кратко..
временной переrрузкой до ]500/0 от номинальной наrрузки -----
kб == 1,5; А ----- аксиальная наrрузка, Н; У ----- коэффициент приве..
дения аксиально наrрузки к радиальной.
Значения е и У однорядных радиальных подшипников в зави-
симости от А/Со [rде СО ----- статическая rрузоподъемность (Н),
предваритеспьно принятоrо типа подшипника (из приложения 36)]
определяют по следующим данным: .
А/Со. · · · . . .0,014 0,028 0,056 0,084 0,11 0,17 0,28 0,42 0,56
е. · · · · . . . . О, 19 0,22 0,26 0',28 0,30 0,34 0,38 0,42 0,44
У.. · · · · · · 2 , 30 1 ,99 1 , 71 1 , 55 1 ,45 1 ,31 1 , 15 1 , 04 1 , 00
Для проме:tКУточных значений А/Со применяют линейную ИН-
терпОЛЯЦию. При А/С о <О,19 приведенная наrрузка Q===R. При
отсутствии аксиальной наrрузки и rоризонтальном _располоя<ении
5 3255 65
вала осевое маrнитное притяжение в расчете не учитывается, а
при вертикальном раСПОЛО)l{ении вала
А == 1,15G'2+Fc+O,lR. (3..32)
Необходимая динамическая rрузоподъемность (Н) 'шарико..
,
подшипника
роликоподшипника
c (Qj25,6)-vrп;
(3..33)
с == (,Q /18,5) ( L n ) 0,з, ( 3.. 34 )
rде L расчетный срок службы подшипника, ч (обычно прини-
мают 12 000 ч); n ----- наибольшая рабочая частота вращения ма..
шины, об/мин.
Из приложения 36 выбирают подшипник соответствующей се-
рии, у KOToporo внутренний диаметр равен диаметру шейки вала,
а динамическая rрузоподъемность не менее значения, вычис"
ленноrо по (3..33) или (3..34).
Пример расчета подшипников качения. Подшипники рассчиты"
BaI9T по данным, указанным в примере расчета вала (см. 3..3).
При этом принимаем наrрузку с умеренными толчками (k б == 1,5);
подшипник со стороны А ----- шариковый; со стороны В ----- ролико..
вый; аксиальная наrрузка отсутствует; расчетный срок службы
подшипников 12 000 ч; наибольшая частота вращения 1500 об/мин.
Параметр
ИСТОЧНИК
Расчет паРаметров
R A , Н
QA'- Н
С, Н
(3..26 )
(3..28)
(3..33)
R B , Н
QB' Н
С, Н
(3..27)
(3..28)
(3-34 )
з30 120
( 1752 + 1692 ) + 2053 == 1975
700 700
1 , 5. 1975 == 2962
2962 ..3/
2 У 12 000.1500 == 30300
5,6
370 700 + 120
( 1 752 + 1692) 700 + 2053 700 == 4220
1 , 5 · 4220 =-- 6330
6330 (12000.1500)0'3 """7 51 620
18,5
Jtlз приложения 36 для стороны А :выбирzем шарикоподшипник N2 215 леrкой
серии со значением С == 51 000 (с запасом надежности), для стороны В ролико
подшипник .N'2 2215 леrкой узкой серци со значением С == 76 500 /(с запасом надеж..
насти) .
3..13. Сердечник и обмотка статора
Сердечник статора. Сердечник статора машин с h::::;250 мм на..
бирают на центрирующую оправку вне станины из отштампован..
ных листов стали, спрессовывают, потом без снятия давления про..
веряют длины в канавках, расположенных на наружной поверхно..
е6
.А
сти сердечника. Для сердечника статора применяют крепление
стальными скобами, расположенными в канавках по наружной по..
верхности сердечника. При таких способах сборки выдерживаются
необходимые внутренний диаметр и форма сердечника без раста..
чивания, снижаются потери в стали, уменьшается трудоемкость
укладывания обмотки, выполнения соединений и пропитки.
При коробчатой станине сердечники статоров двиrателей также
изrотовляют вне станины с обмоткой и укладывают при сборке
двиrателей в соответствующие заточки на внутренних ребрах по..
лустанины. К собранному сердечнику приваривают по бокам
стальные пластины, которыми сердечник опирается на края CTa
нины и крепится к ней болтами.
у машин с h>250 мм сердечник собирают набором листов не..
посредственно в станину; после опрессовки сердечник закрепляют
в станине кольцевыми или поперечными шпонками. При таком
способе сборки сердечника возникает н обходимость расточки ero
по внутреннему диаметру.
Сердечники статоров двиrателей с h 250 мм протачивают по
наружному диаметру для улучшения тепловоrо контакта со ста..
ниной. Обмотанный и пропитаНН IЙ сердечник впрессовывают в
станину, если станина не образуется путем обливки сердечника
алюминиевыми сплавами.
у сердечников длиной более 300 350 мм радиальные венти"
ляционные каналы образуют с помоЩЫО двутавровых распорок,
расположенных радиально на каждом зубце, с обеспечением их
u
надежноrо закрепления приваркои к листам статора.
Обмотка статора. Однослойная обмотка статора распростра..
иена только у асинхронных двиrателей относительно небольшой
мощности с h 160 мм, двухслойная обмотка статора в б6ль..
ших асинхронных двиrателях, а также в синхронных машинах.
Для низковольтных машин (!U 660 В) с h 280 мм обычно при-
меняют трапецеидальные полузакрытые пазы со всыпной обмот"
кой, В низковольтных машинах с б6льшими значениями h пря..
моуrольные полуоткрытые, в высоковольтных ----- прямоуrольные
открытые пазы с жестк ми формованными катушками.
у асинхронных двиrателей с h==50+160 мм, выпускаемых в
больших количествах, для всыпной обмотки статора используют
автоматические станки, работа которых более эффективна при
ВЫполнении двиrателей с однослойной концентрической обмоткой.
При ЭТОl\1: катушечные rруппы наматывают обычно раздельно, а
затем статорообмоточный станок выполняет операцию втяrивания
катушек в пазы статора, заклинивает обмотку в пазах и форrvlУ"
ет лобовые части обмотки. Концентрические катушки изrотовля..
ют из круrлых ПрОБОДОВ соответствующеrо класса наrревостойко"
сти изоляции, причем ширина шлица полузакрытоrо паза должна
обеспечивать достаточную теХНОЛQrичность укладки обмотки.
Пазовые коробочки, нарезанные из однослойноrо рулонноrо
материала, также формуют и укладывают в пазы станками..
автоматами. Вылет коробочек с каждой стороны сердечника
5* 67
составляет 4 7 мм, причем для повышения механической проч...
ности торцов пазовых коробочек их края заrибают на 180°.
Клинья выполняют йз листовоrо изоляционноrо материала t
придавая им изrиб по форме верхней части паза. Из этоrо же
материала изrотовляют прокладки, укладываемые в лобовые
части оБМОТI{И между rоловками катушек. Пайки соединений ка..
тушечных rрупп, образующих фазы обмотки, заключают в изо-
ляционные трубки. Лобовые части обмотки с обеих сторон дви-
rателя бандажируют на специальных станках стеклошнуром. Об-
мотанные статоры пропитывают.
Двухслойную всыпную обмотку статора из круrлых проводов
у машин с h 180 ММ изrотовляют вручную или с механизиро-
ванной укладкой катушек. Принципиальная конструкция изоляции
обмотки этих машин такая же, как у асинхронных двиrателей с
h===50+160 мм, за исключением Toro, что между верхними и ниж-
ними слоями обмотки размещают коробчатые изоляционные прок
ладки. Вылеты коробочек с каждой стороны сердечника состав-
ляют 7-----1 О ММ. Конструкция изоляции од.но.. И двухслойной .всып"
ной обмотки статора приведена в приложении 27.
Двухслойную обмотку статора ашин с h>250+280 мм изrо..
товляют из формованных полукатушек, укладываемых в прямо..
уrольные полуоткрытые пазы. Провод обмотки прямоуrольный.
Предварительно намотанной на шаб'лоне заrотовке,,«лодочке»,
состоящей из двух полукатушек, скрепленной обволакивающим
компаУНДО I, придают ,необходимую форму на растяrйвающем
vстройстве; затем полукатушки опрессовывают в пазовых частях
и дополнительно скрепляют лакированной фенилоновой бумаrой.
Лобовые части полукатушек скрепляют в двух"трех местах :бан-
дажами из стеклоленты, а у крайних полукатушек фаз обмотки
лобовые части дополни!ельно изолируют стеклолентой. Полука..
тушки укладывают поочередно через шлиц в полуоткрытые пазы.
Для обеспечения механической прочности обмотки при воз..
действии- на нее значительных усилий, возникающих при прямом
включении двиrателя в сеть, а у reHepaTopoB при к. з.,_ лобовые
части обмотки крепят стеклашнуром к бандажным кольцам. Меж..
ду лобовыми частями катушек располаrают распорки из стекло-
текстолита с последующим перевязываниеlvl стеклошнуром в шах-
матном порядке. Торцы пазовых коробочек ,:выступают из сердеч-
ника статора на 15 20 мм. Конструкция изоляции машин с
полуоткрытыми пазаIVIИ статора приведена в приложении 28.
у тихоходных двиrателей с h==280 и 315 мм при 2р\=='10 и 12
обычно применяют для повышения энерrетических показателеЙ
трапецеидальные полузакрытые пазы с двухслойной всыпной об-
моткой, хотя при этом надежность обмотки несколько снижается
в сравнении с обмоткой из жестких формованных катушек в по-
луоткрытых пазах. Конструкция изоляции обмотки статора таких
Двиrателей приведена в приложении 29.
Для пропитки обмоток статора рекомендуются с едующие ла-
ки и способы пропитки:
68
Класс наrревостойкости
изоляция. . . . . . .
Марка лака и способ про-
питки . .
в
КП..34 , КП-I03, вси
3
(без растворителе и ,
струйный метод)
F, Н
КО..964Н (с растворц:-
телем,ПОД вакуумом,
и давлением)
При использовании этих пропиточных лаков отпадает необхо-
димость в применении покровных эмалей на лобовых частях об-
моток.
Обмотку статора двиrателей с h 400 мм на напряжение
6000 В выполняют двухслойной из жестких формованных кату..
Шек. Провод обмотки прямоуrольный; намотанные из этоrо про..
вода «лодочки» растяrивают и опрессовывают, затем катушки
изолируют и укладывают в прямоуrольные открытые пазы. Креп-
ление лобовых частей такое же, как у низковольтных двиrателей
с жесткими катушками. Для повышения надежности J.I улучше-
ния теплопроводности изоляции обмотки статора в высоковольт
ных машинах целесообразно ПРИ1\1енение изоляции «1\10НОЛИТ»
(см. 3..6). Конструкция изоляции обмотки' статора двиrателеЙ
на напряжение 6000 В приведена в приложении 30.
3..14. rлавные и добавочные полюса
Сердечники rлавных и добавочных полюсов собирают из не-
"
изолированных штампованных листов электротехническои стали
толщиной 0,5 или' 1,0 ММ. Крайние листы полюсов выполняют
утолщенными путем точечной сварки нескольких листов обычной
толщины; это необходимо для уменьшения распушения полюсов.
При штамповке в листах полюсов предусматривают отверстия
для заклепок. Собранный из отдельных листов полюс прессуют
и скрепляют стальными заклепками (не менее четырех). Общая
площадь поперечноrо сечения заклепо}( составляет 2-----30/0 площа-
ди листа полюса. "
Полюса к монолитной станине крепят болтами, ввинчивае IЫ- .
ми в машинах с h::::;;З15 мм в отверстия, нарезанные непосредст-
венно в сердечниках полюсов, а при h>315 мм ----- в стальных
стержнях, вставляемых в выштампованные для них отверстия в
полюсах." В .машинах с компенсационной обмоткой в наконечниках
rлавных полюсов предусматривают пазы для ее размещения.
Наконечники добавочных полюсов маШИН с h::::;;З15 мм шире
сердечников; обра-зуемые при этом боковые выступы служат в
качестве опоры для катушек полюсов. В машинах с h>315 мм
необходимость в таких выступах отпадает, так как катушки
крепят к сердечникам полюсов хомутами; сердечники добавочных
полюсов этих машин выполняют из листов Т -образной формы для
уменьшения маrнитной индукции в наиболее насыщенной части
полюсов и для повышения механической прочности их крепления.
Между полюсами и станиной располаrают прокладки из
u
листовон стали, изменением количества которых реrулируют в е...
ЛИЧИI У воздушноrо зазора между якорем и полюсами. В доба-
69
воЧНЫХ полюсах машин с h>315 мм реrУЛИРОВ8ние может осу-
ществляться также прокладками из немаrнитных материалов.
В машинах с h в15 мм и шихтованной станиной полюсы MorYT
входить в единый блок с сердечником станины, либо привинчи
ваться к сердечнику. Рассчитывают крепления rлавных и добавоч-
ных полюсов по методике, изложенной в [2, 15].
3..15. Обмотки rлавных и добавочных полюсов.
I(омпенсационная обмотка
в машинах с h 200 мм ц лесообразно изолировать сердеч-
ники полюсов полимерными пленками, образуемыми методом на..
пыления. Напыление производится в камере, в которой поступаю..
щая под давлением струи воздуха порошкообразная термореак-
тивная смола (например,. эпоксидная) осаждается на
предварительно наrретой поверхности сердечника полюса, а за..
тем затвердевает. Процесс протекает с образованием пленки
толщиной около 1 мм. Пленка обладает высокими электроизоля-
ционными свойствами и механической ПРОЧ!fОСТЬЮ. ДЛЯ дополни
тельноrо повышения надежности такой изоляции целесообразно
перед напылением закруrлять кромки неизолированноrо сер-
дечника.
На каждом полюсе rлавном или добавочном располаrают
одну катушку; на rлавном полюсе может также дополнительно-
размещаться катушка. последовательной стабилизирующей обl\10Т"
ки двиrателя или компаундной обмотки reHepaTopa. ИЗОЛЯllИЯ
катушек полюсов состоит из TOHKocTeHHoro каркаса, изrотовляе..
Moro из лакотканеслюдопласта и стеклянной ленты. Конструкция
изоляции обмотки приведена в приложении 31.
В б6льших машинах с h===225+315 мм катушки параллельной
обl\10ТКИ rлавных полюсов изrотовляют в виде одной шайбы или
для увеличения поверхности охлаждения из двух шайб на полю..
се, между которыми для образования дистанции располаrают ме..
тал,пическую скобу; на полюсе 1\10жет также располаrаться при
необходимости дополнительная последовательная обмотка воз..
буждения. Изоляция катушек парал.лельной и последовательной
обl\10ТОК сост ит из изоляционноrо каркаса толщиной 2 мм и стек..
лоленты. Катушки добавочных полюсов в таких машинах выпол"
няют из неизолированной шинной меди, rнутой на ребро. Мате..
риалом для изоляционных прокладок между витками катушек
служит асбестовая бумаrа, пропитанная изоляционным лаком
(при классах наrревостойкости изоляции В и F) или фенилоно-
вая бумаrа (при классе Н).
Конструкция изоляции катушек параллельной (или независи"
мой) обмотки rлавных полюсов, состоящих из двух шайб, и по-
следовательной стабилизирующей обмотки двиrателей или ком-
паундной обмотки reHepaTopoB, а также катушек обмотки доба..
вочных полюсов приведена в приложении 32. Конструкция
изоляции параллельной (или независимой) обмотки rлавных по-
70
J1ЮСОВ, состоящей из одной катушки на полюсе, показана на
рис. 3 5.
У машин, работающих в тяжелых условиях (h;;:::355 мм), при..
меняют обмотки полюсов повышенной надежности. Изоляцион"
ные каркасы обмотки rлавных полюсов,_ а также крепежные дe
тали имеют увеличенную толщину. Катушки rлавных полюсов в
этих машинах также обладают развитой поверхностью охлажде
ния за счет выполнения их из отдельных (двух или трех) шайб.
Обмотку добавочных полюсов выполняют из неизолированной ме-
ди, rнутой на ребро, а катушки крепят к полюсу металлическими
хомутами. Конструкция изоляции обмоток повышенной надежно
сти приведена в приложении 33.
Марки пропиточных лаков и способы пропитки обмоток полю..
сов такие же, как указанные в 'Э 3..13 для обмоток статоров.
При применении изоляции «Монолит» (см. 3-6) насаженные на
сердечники полюсов изолированные катушки подверrают вакуум..
ной пропитке термореактивным компаундом таким образом, что
образуется единый монолитный блок полюс катушка. При такой
конструкции изоляции значит льно улучшается теплоотдача ка-
тушек, а пропитка блоков полюс"катушка создает настолько
прочное сцепление обмотки с сердечником полюса,' что отпадает
необходимость в применении крепящих дет алей, в том числе' ме..
таллических и изоляционных рамок. При применении изоляции
«М()нолит» температура обмотки / значительно понижается
(см. 10 16).
Компенсационная обмотка. Компенсационная обмотка распо-
лаrается в пазах наконечников rлавных полюсов. При стержневой
обмотке пазы прямоуrольные полузакрытые. Стержни изrотовля
ют из неизолированной меди, изолируют, а затем вставляют в па..
зы с торца. Соединяют, стержни медными дуrами с помощью
пайки; для выдерживания определенной дистанции (5-----6 - мм),
между дуrами устанавливают прокладки из стеклотекстолита,
закрепляемые бандажами. Конструкция изоляции стержней ком-
пенсационной обмотки приведена в приложении 34.
При секционной обмотке пазы прямоуrольные открытые, сек-
ции крепят клиньями. Секционную обмотку выполняют, как и
стеР)I{невую, из неизолированных проводов. Секции ИЗfОТОВЛЯЮТ
наl\IОТКОЙ на шаблонах с последующим изолированием. КОНСТРУК..
цИЯ изоляции секционной обмотки приведена в прило)кении 35.
..
3..16. Выводное устройство
Выводное устройство машины состоит из закрытой коробки
выводов с расположенными в ней доской зажимов или изолято..
раl\iИ. У асинхронных двиrателей коробка выводов СIJабжается
соответствующим приспособлением для крепления подводимых
проводов 1 2 штуцерами или муфтой.
у асинхронных двиrателей с h==56+250 мм и у машин по..
стоянноrо тока с h==.80+200 мм коробку выводов обычно распо-
лаrают сверху станины, в машинах с б6льшими значениями h-----
71
сбоку станины. Коробка выводов, размещаемая HaBepxy асин..
хронных двиrателей с h==56+132 мм, допускает поворот с фик-
сацией положения через 900, а у двиrателей с h== 1607250 мм
через 1800. У синхронных машин коробку выводов располаrают
сбоку станины. Степень защиты коробки выводов ДОЛ)l{на соот"
ветствовать степени защиты машины.
Общие виды машин с продольными и поперечными разрезами
приведены на рис. 3..2, 3-3 и 3..4 (асинхронных двиrателей), на
рис. 3..5, 3..6, 3..7 (машин постоянноrо тока), на рис. 3..8 и 3 9
(синхронных машин).
rлава 4
ПОТЕРИ И КП
4-1. Подразделение потерь
Преобразование электрической энерrии в механическую в
электродвиrателях и механической в электрическую в reHepaTopax
сопровождается рассеянием части подведенной энерrии, Т. е. по..
терями.
В электрических машинах различают основные и добавочные
потери. Основные потери возникают в результате электромаrнит"
ных и механических процессов, которые определяют работу ма..
шины. К основным потерям относятся электрические потери в
обмотках, эдектрические потери в переходных контактах щеток
на коллекторе и кольц х, маrнитные потери от OCHoBHoro потока
в стальных сердечниках, механические потери. Добавочные Поте-
ри возникают в результате вторичных процессов электромаrнит"
Horo характера, например вследствие пульсации маrнитноrо по.. J
тока в воздушном зазоре, из..за наличия высших rармонических
в кривых МДС статора и ротора, из за потоков рассеяния обмо"
ТОК И Т. п.
Потери в обмотках. Электрические потери в обмотках (кроме
параллельной обмотки возбуждения машин постоянноrо тока)
ВЫЧИСЛЯЮТ по току и сопротивлению обмотки постоянному току.
Учитывая, что температура обмо ок отдельных (даже однотип..
ных) электрических машин при их работе в номинальном режиме
не совпадает между собой (их температура, как правило, ниже
допустимых предельных значений для примененноrо класса изо-
ляции), при определении потерь, а также при уточнении маrнит"
Horo потока И при расчете рабочих характеристик сопротивление
обмоток приводят к стандартной рабочей температуре, установ..
ленной [ОСТ 183-----74: 75 0 С............ дЛЯ обмоток с изоляцией класса
наrревостойкости В и 115°С ----- классов F и Н. Соответственно
сопротивление обмоток, рассчитанное для температуры 20 0 С, ум..
но)кают на коэффициент тт:
Класс наrревостойкости
и 3 ол'яции ...... в F, Н
Значение коэффициента
t.n r · · . . . . .. 1 0,004(75 20)==1,2 1 O,004(115 20)==1,38
72
Потери в параллельной обмотке возбуждения определяют по
току и напряжению возбуя{дения.
Потери в переходных контактах щеток. Эти' потери вычисляют
по току и переходному падению напряжения в щетках обеих по-
лярностей; оно находится в зависимости от Iарки щеток: у rpa-
фитовых и электроrрафит-ированных в пределах 1,4 2,4 В, а
у металлоrрафитных O,2 1,1 В. При расчете потерь падение
напряжения условно принимают не зависящим от тока и равным
2 В для rрафитных и электроrрафитированных щеток и 0,6 В-----
дЛЯ .м:еталлоrрафитных щеток.
Потери в стальных сердечниках. Основные маrнитные потери
в стальных сердечниках электрических машин, вызываеlVlые ос-
новным маrнитным потоком машины, возникают в частях сердеч-
ников, подверженных перемаrничиванию ----- в статоре (в зубцах и
спинке} машин переменноrо тока и в якоре (в зубцах и спинке)
машин постоянноrо тока. Потерями в стали сердечников ротора
асинхронноrо двиrателя пренебреrают вследствие малой частоты
перемаrничивания при номинальном режиме работы и соответ-
ственно незначительных потерь.
Потери в стали состоят из потерь от rистерезиса, пропорцио-
нальных частоте перемаrничивания'в первой с епени, и потерь от
вихревых токов, пропорциональных частоте перемаrничивания B
второй степени. Зависимость суммарных потерь 01' частоты пере-
маrничивания выражается степенной функцией, показатель кото-
рой зависи.т от свойств стали (ее марки). Потери в стали, кроме
Toro, пропорциональн 1 удельным аrнитным потерям Рl,О/БО, уста-
новленным rOCT 214 7.2 75, массе рассматриваемой части Mar-
нитопровода т и квадрату маrнитной индукции В2. Таким обра-
зом, потери в рассматриваемой части стальных сердечников
Ре == KPI,8/50 (! /50} р В 2 т. (4..1)
Здесь К поправочный коэффициент, учитывающий увеличение
потерь в зубцах и в спинке сердечника из..за резки, штамповки и
сборки листов, опрессовки, опиловки и обточки сердечников, а
u
также из..за HepaBHoMepHoro распределения маrнитнои индукции.
Значение коэффициента К зависит от качества штампов и совер-
шенства технолоrиче<;коrо процесса изrотовления сердечников
(среднее значение К, установленное опытным путем, составляет
1,7 для машин переменноrо тока и 2,3 для машин ПОСТОЯнноrо
тока) .
Значения удельных маrнитных потерь Pl,O/SO, реrламентирован-
ных [ОСТом, в состоянии поставки и показателя степен'и для
разных марок ХОJIоднокатаноЙ электротехнической стали при
толщине листов 0,5 ММ приведены ниже:
Марка стали. . . .
Рl,0/50' BT/Kr . . . . .
........
. . .
. . . . 20 13 , 2312., 2411
. . . 2,5, 1 , 75 , 1 ,6
. . . 1,5, 1,4, 1;3
Примечание: удельные потери для ДРуrнх марок ИЗ0ТрОПНОЙ
холоднокатаной стали приведены 8 [ОСТ 21427. '2 75.
.- 73
Механические потери. Эти потери состоят из потерь иа трение
в подшипниках, трения щеток на коллекторе или контактных
кольцах, трения ротора или якоря о воздух и потерь на вентиля
цию машины.
Потери на трение щеток зависят от коэффициента трения ще
ток о коллектор или контактные кольца k TP , удельноrо давления
пружины на щетку рщ', площади поверхности щеток в контакте
Sщ и окр;тжной линейной скорости коллектора или контактных
колец V K .
Потери на трение в подшипниках, трение ротора или якоря о
воздух и потери на вентиляцию машины точно рассчитать за
труднительно; для их приближенноrо определения обычно поль
зуются эмпирическими зависимостями, составленными на основе
мноrочисленных испытаний изrотовленных машин. Такие зависи
мости приведены для машин перем нноrо тока в 'э 9..9, - 11..11 и
для машин постоянноrо тока в 10 13.
Добавочные потери. Классификация видов добавочных потерь
Белика. Более значительными из Э1ИХ потерь являются: у асин..
хронных двиrателеи потери н а поверхности ротора от зубцовых
rармонических МДС статора и при х. х., вызванные зубчатым
строением статора; потери в обмотке статора от вихревых токов,
наводимых собственным потоком рассеяния; у машин постоянно..
ro тока потери на поверхнuсти полюсов от пульсации потока в
зазоре, вызванной зубчатым строением якоря; потери в обмотке
якоря от поперечной составляющей поля в зазоре на х. х. и поте
ри, связанные с процессом коммутации; у синхронных машин
потери на поверхности полюсов и в демпферной оБМОТЕ:е, вызван-
ные высшими rармоническими и зубцовыми rармоническими
МДС статора; потери в зубцах и спинке статора от третьей rap..
онической МДС ротора; потери в обмотке статора от вихревых
токов, наводимых собственным потоком рассеяния.
Методика расчета отдельных видов добавочных потерь под..
рабио освещена в '[16].
Соrласно rOCT 1828 75 при определении КПД добавочные
п:отери при наrрузк у всех электрических машин, кроме синхрон..
:fl'bIX мощностью свыше 100 кВ .А, учитывают приближенно в про
g;eHTax от отдаваемой мощности для reHepaTopoB и от подводимой
. ощности для двиrателей, как указано ниже:
Машины постоянноrо тока:
некомnенсированные. . . . . . . . . . .
компенсированные. . . . . . . . . . . . .
Асинхронные двиrатели . . . . . . . . . . . .
Синхронные машины мощностью до 100 кВ.А .
. .1,0
. .0,5
. . 0,5
. . 0,5
Указанные значения добавочных потерь относятся к номи"
нальной мощности электрических машин; при мощности, отли"
I.Iающейся от номинальной, эти значения добавочных потерь пере..
считывают пропорционально квадрату тока рабочей цепи ма..
шины.
74
Для двиrателей постоянноrо тока с широким реrулированием
частоты вращения за счет ослабления маrнитноrо поля добавоч
ные потери при номинальной частоте вращения определяют, как
указано выше, а прu друrих частотах вращения добавочные по
тери пересчитывают умножением на коэффициент, зависящий
от отношения данной частоты вращения к ее номинальному зна
чению:
Отношение чаСТО1Ы вращения. . . . . . 1,5 2,0 3,0 4,0
Коэффициент . . . . . . . . . . . . . . 1,4 1 t 7 2,5 3,2
При расчете синхронных машин мощностью свыше 100 кВ. i\.
добавочные пот"ери предварительно определяют таким же MeTO
дом, как для машин мЬщностью до 100 кВ. А, а при испытании
машин ----- в соответствии с [ОСТ 10169-----62.
4..2. Определение КПД и наrрузки,
соответствующей максимальному I(ПД
Коэффициент полезноrо действия машины (о. е.)
11 == Р 2 / P 1 == (P 1 -----P1:} / Pl==l.........P1:/ P 1 ,
rде Р 1 ----- подводимая мощность; Р1: ----- сумма потерь в машине
(мощность и потери малых машин MorYT выражаться в Вт, а
больших ----- :в кВт).
При изменении наrрузки машины меняется ее КI1Д. Опреде
лим условия, соответствующие максимальному КПД любой Ma
шины. Потери в электрической машине можно подразделить на
постоянные и переменные. К пОСТОЯННЫ1r!- потерям Р пост , практи
чески не зависящим от наrрузки, относятся потери в стальных
сердечниках, механические потери и потери в цепи возбуждения
(синхронной машины и машины постоянноrо тока). Перем,еflflЫМU
потерями РпеРl, зависящими от тока наrрузки в первой степени,
являются потери в ко.нтактах щеток. К переменН,ым потерям
Р пер2 , зависящим от тока наrрузки во второй степени, относятся
потери в обмотках (кроме обмотки возбуждения), а также доба
вочные потери.
На примере работы машины в режиме reHepaTopa связь кпд
с составляющими потерь выражается следующим образом:
11 == l-----Р'1:./ Р 1 . 1----- (Рпост+РпеРl +РпеР2) / (Р2+ Р ПОСТ+
+Р ПеР1 +Р пер2 ) == 1----- (Рпост+А1 +ВI2) I (UI +Рпост+АI +BI2),
(4 З)
(4-2)
rде А и В ----- коэффициенты пропорциональности.
Взяв производную от (4 3) по току, определим условие, при
котором кпд имеет максимальное значение:
Р пост ==В/2==РпеР2. (4-4)
Следовательно, максимальному значению кпд соответствует
такая наrрузка, при которой переменные потери, пропорциональ
ные /2, будут равны постоянным потерям машины. Это условие
относится также и к работе машины в режиме Двиrателя.
75
Учитывая, что асинхронные двиrатели в зависимости от мощ"
ности И вида привода работают в среднем при 0,5-----0'6 номиналь..
ной мощности, а машины постоянноrо тока и синхронные маши..
ны ----- при O,6 0,7 номинальной мощности: их целесообразно про..
ектировать так, чтобы КПД достиrал максимальноf'о или
близкоrо к нему значения при ,указанных наrрузках.
rЛ.ава 5
ТЕПЛОВОЙ И ВЕНТИЛЯЦИОННЫИ РАСЧЕТЫ
5..1. Общие положения
После выполнения элеКТРОl\Iаrнитных расчетов машины необ..
ХОДИl'.10 провести тепловой расчет для определения ожидаемоrо
установившеrося превышения температуры обмотqк и коллектора
(у машины постоянноrо тока) при продолжительном режиме ра..
боты ( S 1 ) .
Распределение температуры в обмотках электрических lVIашин
Не равномерно, _ а измерение методом сопротивления или термо..
метра не дает возможность определить температуру в наиболее
rорячей точке обмотки. Поэтому пределы температуры в обмот..
ках, допускаемые по [ОСТ 183.........74, ниже реrламентированных в
СТ СЭВ 782-----77 на изоляционные материалы *:
Класс наrревостоикости ИЗОJIЯции. . . . . . . . . .. в F Н
Предельно допускаемые температуры, ос:
изоляционных материалов (СТ СЭВ 782 77). . . . . 130 155 180
обмоток маlllИН (rOCT 183 74) . . . . . . . . . . 120 140 165
Предельно допускаемые превышения 'l'емпературы обмо-
ток машин, ОС. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 80 100 125
Тепловой расчет обмоток производят, исходя ИЗ на более не..
блаrоприятных условий, для чеrо потери в обмотках рассчитыва..
ют, исходя из сопротивлений обмоток, приведенных к максималь..
но допускаемой температуре при выбранном классе наrревостой"
кости изоляции (за' исключением обмоток возбуждения машин
постоянноrо и переменноrо тока). Для этоrо сопротивления обмо"
ток, рассчитанные для температуры 20 ос, умножают на коэф"
фициент т/т:
Класс наrревостой-
кости изоляции В F Н
3наче(fIие коэффи-
циента т'r. . . 1+0,004(120 1+0,004(140 1+0'004(165.....
20)==1,4 ----20)==1 ,48 ........ 20) == 1,58
* Допускаемые превышения температуры обмоток указаны при температуре
охлаждающей среды 40 ос и при измерении методом сопротивления.
Для однорядных обмоток возбуждения снеизолированными повеРХНОСТЯМl1
допускаемые температуры и превышения температуры на 10 ос выше.
Для коллекторов и контактных колец предельно допускаемые превышения
температуры при измерении методом термометра составляют для класса паrрево-
стойкости изоляции B 80 ос, дЛЯ класса F 90 ос и для класса H I 00 ос.
76
5..2. Теплоотдача и теплопередача
Возникающие в маШ{-Jне потери выделяются в виде теплоты и
передаются охлаждающей среде (воздух, масло, вода, водород,
rелий и т. п.) через поверхность ОТДельных частей непосредствен"
НО или через друrие rраничащие с ними части машин. В машинах
общеrо назначения, проектирование которых рассматривается в
данном книrе, охлаждающей средой является воздух.
Передаваемый через поверхность тепловой поток (Вт)
Рп== апАtпS п , (5..1)
rде Qп коэффициент теплоотдачи поверхности, BT/(MM2 rрад).;
i1t п ........ превышение температуры поверхности над температурой
охлаждающеrо воздуха, ОС;' sп ----- площадь поверхности охлажде..
2
ния, мм .
По аналоrии с электрической цепью представим (5...1) в виде..
dtп===РлRп, (5..2)
rде .Rп== 1/ (аnsп).
Здесь падению напряжения соответствует пре:вышение (пере..
пад) температуры д.t п , TQKY потери (тепловой поток) Рп, со..
противлению ',электрической цепи т пловое сопротивление Rп.
По пути к охлаждаемой' поверхности тепловой поток встреча..
еТ дополнительное тепловое сопротивление в изоляции и в метал..
лах. При тепловом .расчете учитывают только тепловое сопротив"
ление изоля ионных материалов, обладающих малым коэффи"
циентом теплопроводности; тепловым сопротивлением металлов
(медь, еталь, чуrун) пренебреrают ввиду их высокой теплопро-
водности. Т пловой поток (В,т), протекающий через изоляцию,
р и == 'АиJllfи8и/ б и , (5..3)
rде 'А и """'-' коэффициент теплопроводности изоляционноrо м ериа-
ла, ВТ/ (МIИ. rрад); tи ----- перепад температуры в изоляции, ос;
sи площадь односторонней поверхности изоляции, мм 2 ; б и
толщина изоляции, мм.
Уравнение (5..3) представим в следующем виде:
8t и === Р иRи, (5..4 )
rде R.и.==В и / (ЛиSи).
Потери, в машине, передаваемые охлаждаемому воздуху внут"
ри машины, подоrревают проточный воздух в защищенной маши..
не или воздух в замкнутом объеме в закрытой машине.
Тепловой поток (Вт), передаваемый воздуху внутри машины,
p == f1Bl1t B S B , (5..5)
rде ав ----- коэффициент подоrрева воздуха, Вт /(мм 2 . rрад); At B -----
среднее превышение температуры воздуха внутри машины, ос;
SB условная поверхность охлаждения машины, мм 2 .
Уравнение (5..5) представим в следующем виде:
I1tB==P RB.
(5 6)
77
У закрытых машин все потери (кроме потерь в наружном
вентиляторе) передаются изнутри машины наружному охлаждаю-
щему воздуху. При этом тепловое сопротивление RB должно
включать в себя тепловое сопротивление поверхности машины
наружному охлаждающему воздуху.
5..3. Методы тепловоrо расчета
Метод экспериментальноrо моделирования. Применяется в
тех случаях, коrда проектируемая электрическая машина не име-
ет схо)ких в тепловом отношении аналоrов. Для получения тре-
буемых при расчете параметров необходимо проведение экспери-
ментов на моделях или на макетах. Для определения искомых
превышений температур отдельных частей электрических машин
находят перепады температур, происходящие на пути дви)кения
тепловых потоков от источников теплоты к охлаждающей среде.
Перепады температур происходят в изоляции, в активных частях,
а также между охлаждающими поверхностями машины и охлаж-
даемой средой. Кроме Toro, необходимо учитывать подоrрев ох-
лаждающей среды от наrретой машины.
т е м пер а т у р н ы й пер е п а д в и з о л я Ц и и может
быть определен по (5-3). Изоляцию обычно выполняют из не-
скольких слоев. Тепловое сопротивление мноrослойной изоляции
равно сумме тепловых сопротивлений ее n слоев, включая воз..
душные промежутки. Для расчеТ,а тепловоrо сопротивления изо-
ляции, состоящей. из п слоев, необходимо знать ее эквивалентный
коэффициент теплопроводности Лэкв, который определяется экспе-
риментально на соответствующих макетах обмоток.
Теплопередача с поверхности обычно происходит тремя путя-
ми: лучеиспусканием, теплопроводностью и конвективной тепло-
передачей. Первые два пути менее эффективны, чем конвективная
теплопередача, поэтому ими можно пренебречь.
Температурный перепад на охлаждаемой
п о в е р х н о с т и может быть определен по (5..1). Коэффициент
теплоотдачи поверхности ЛП определяют экспериментально на мо-
делях. Чтобы экспериментальные данные можно было использо-
вать для широкоrо класса охлаждаемых поверхностей, их обычно
выражают с помощью безразмерных чисел (критериев). Одним
ИЗ них является число Нуссельта Nu, которое связывает коэффи-
циент тепло<:>тдачи ап наrретой поверхности с коэффициентом
теплопроводности л, охлаждающей среды, движущейся относи-
тельно этой поверхности:
N u == lа п d 1 / Л, (5.. 7}
rде d 1 ----- параметр; характеризующий rеометрию исследуемой по-
верхности охлаждения.
Этот параметр для канала к р у r л о r о с е ч е н и я является
диаметром сечения d 1 ; для каналов поп е р е ч н о r о с е ч е н и я
произвольной формы
d l 4S/Пt (5..8)
78
rде S и П соответственно площадь и периметр поперечноrо се-
чения канала;
для канала п р я м о у r о л ь н о r о с е ч е н и я со сторонами Ь и h
d 1 ==2bh/ (b+h); (5..9)
для каналов узких прямоуrольных (h b)
d 1 21Ь ; ( 5..1 О)
дЛЯ охлаждаемых OTKpbITbJX поверхностей d 1 принимается равным
длине или высоте охлаждаем:ой поверхности.
Друrим безразмерным критерием. является чиело Рейнольдса
Re, определяющее характер движения охлаждающей среды, обла..
U U u
дающеи кинематическои вязкостью 'V и движущеися со ско"
ростью v:
R.e== v:d1/'V.
( 5..11 )
Свойства охлаждающей среды MorYT быть охарактеризованы
числом Прандтля
Pr=='V/a, (5..12)
а == 'А/ ( с РР ) ( 5..13)
температуропроводность, м 2 /с; С р ----- удельная теплоемкость ок"
ружающей среды при постоянном давлении, Дж/ (О С · Kr); р
плотность окружающей среды, Kr/M 3 .
Для наиболее часто применяемой в электромашиностроении
охла}l{дающей среды ----- воздуха в табл. 5..1 пр-иведены ero физи..
ческие параметры при р==О,l МПа (см. [20]).
rде
Таблица 5..1
Параметры
Температура, С,
ос А, Вт/{ОС,м) р, Krl M .....10-8' M /c Р а.l0- 8 , М2/С
Дж! (ОС. Kr)
20 0,0252 1 , 164 1568 1015 2123
30 0,0258 1 , 127 1660 1015 2260
40 0,0266 1 , 092 1752 1020 2394
50 0,0272 1 , 057 1847 1020 2536
60 0,02795 1 ,020 1943 1020 2678
7{) 0,0286 0,996 2045 1020 2827
Значения Re< 1,5. 105 соответствуют ламинарному течению
частиц воздуха. Для этоrо случая критериальное уравнение теп..
лообмена (см. [13]) И lеет вид
Nu==O,594Reo,s.
Значения Re>5.10 5 соответствуют
частиц воздуха. В этом случае
Nu == 0,043RpO,'1a.
(5..14)
турбулентному течению
(5..15)
79
Из (5..7), (5..11), (5..14) и (5..15) lVIОЖНО найти коэффициент
теплоотдачи поверхности наrретой стенки, обдуваемой воздухом
вдоль ее длины [: для ламинарноrо течения
,ап == О,594лl 0,5 (v /v) 0,5.1 0 4;
для турбулентноrQ. течения
ап==О,0432л'l о,22(v/v)0,7В.IО 4. (5..17J
Значения 'А и v выбирают из табл. 5..1 для средней темпера у"
ры воздуха
t cp == (tH tO) /2,
rде t,o и t H соответственно температура холодноrо и HarpeToro
воздуха.
При принудительном движении охлаждающей среды в канале
машины и ламинарном течении Re<2300, а при турбулентном-----
Re>10 000.
Для турбулентноrо течения (см. [13])
Nu==O,32 Rе О ,ВРr О ,З7 (1J.dl)_ O,05.
Коэффициент теплоотдачи для стенки канала
а, п == О ,027ш О.78d---о,22VО,7В · 1 o 4.
. 1
Расчет коэффициентов теплоотдачи ап для стенки канала не
всеrда дает хорошее совпадение с опытными данными, поэтому
предпочтительнее определять ап экспериментально. Определив
экспериментально коэффициент теплоотдачи для охлаждаемой по..
верхности ап, можно рассчитать по (5..1) температурный перепад
на -этой поверхности.
Искомая средняя установившаяся температура обмотки элект-
рической машины
Аt===Аtи+dtn+дtв+t о , (5-2 )
rде Аt и , Аt п ----- перепады температур в изоляции и на охлаждаемой
поверхности соответственно; At B ----- среднее превышение темпера-
а\ , .dt туры воздуха; t o ----- тем..
I Z u
tf 1 пература окружающеи
РНlп о; L1tf Jt z среды.
Метод расчета с помо-
щью тепловых схем заме..
щения. Тепловые процес-
сы в электрических ма-
шинах MorYT быть пред-
ставлены по аналоrии с
электрическими цепями
тепловых схем замеще.
ния. Уравнения (5-2) и
. (5..4) . показывают связи J
характерные для каждой
u
части тепловои схемы за-
мещения: перепад темпе...
Рис. 5-1. Тепловая (а) и упрощенная тепловая
(б) схемы замещения асин ронноrо коротко..
замкнутоrо двиrателя закрытоrо обдуваемоrо
исполнения (степень защиты IP44)
80
(5 16)
( 5..18 )
(5..19}
[Вт/ (rрад.. см 2 ) ]
(5..20)
ратуры л! равен произведению тепловоrо потока Р на тепловое
сопротивление R. Использование тепловых схем замещения позво-
ляет определять среднюю температуру частей электрической ма-
шины, принимамых за однородные тела.
На рис. 5 1,а представлена ДJIЯ примера тепловая cxe 1a заме..
щения асинхронноrо двиrателя с короткозамкнутым ротором за..
KpbIToro обдуваемоrо исполнения (степень защиты IP44). Круж-
ками на схеме показаны источники теплоты, а прямоуrольника-
ми ----- тепловые сопротивления между источниками теплоты или
узлами теплопроводности.
Используя закон тепло роводности Фурье, из уравнений тепло...
Boro баланса для каждоrо источника теплоты и каждоrо узла
можно составить число уравнений, равное числу искомых превы-
шений температуры tl ----- 8.t 7 :
(l:1tl f1t 2 )jR 1 + (f1t 1 I::.t a )!R 2 ==РМIП;
(f1t a f1t 1 )/R 1 + (At 2 дt'l)/R5 ===РМIЛ.
{I::.t з f1t 1 )/R 2 + (Аt з I::.t 4 )/R з + (I::.t з ......... Ats)/R e ===Pcr.;
( (J, f1t a )/R 4 + (At 4 At 5 )!R 4 ==Р М2П ;
{l::.t 5 At.)/R 4 + (f1t 5 At'l)/R'1. ==РМ2Л;
дt в ! R9 + (дt. д! 3)/ Re + (At e ........ f1t'l)! R.8 == о;
I::.t'l! RI0 + (At., At t )! R5+ ( f1t 'l f1t 5 )! R'l + (f:.t'l f1t e )! R8 == Р ш.r:
I
I
} (5..22)
J
Здесь Р М1П И РмIЛ потери в обмотке статора соответственно в
активной и лобовых частях обмотки; Pc ----- потери в стали сердеч-
ника статора; РМ2п И РМ2Л ----- потери в обмотке ротора соотвеТствеН....
но в активной и лобовых частях обмотки; РМХ'Е. потери механи...
ческие; R 1 ----- R 10 ----- тепловые сопротивления.
В связи со СЛОЖНQСТЬЮ решения этой системы уравнений с
семью неизвестными часто идут на упрощение схемы, неизбежно
теряя при этом в точности расчета. Так, тепловую схему замеще-
ния, представленную На рис. 5..1,а, можно упростить .(рис. 5..1,61.
.,
а) Jtt Jt z J1t f At , а) i1t,
Рм! РСЕ РМ2 РМI
Я5
t Q
:.:1
f>ис. 5..2. Тепловые схемы замещения статора машины п ременноrо тока (а)р.
фазноrо ротора асинхронноrо двиrателя (б), якоря машины постоянноrо тока
(8), обмоток возбуждения синхронной машины и машины постоянноrо тока (е),
компенсационной обмотки машины постоянноrо тока (д)
...
6 3255
81
jПрИНЯВ ряд упрощающих допущений. Упрощения производятся за
-счет объединения источников теплоты, совмещения узлов тепло..
проводности и разрыва контуров.
Если имеется возможность пренебречь действием тепловых по..
'токов одних узлов электрической машины На друrие, то MorYT
'быть составлены тепловые схемы замещения и для отдельных уз..
.лов электрических машин. Ниже будут приведены схемы замеще..
ния для статора машины переменноrо тока, фазноrо ротора, яко..
ря машины постоянноrо тока, для обмоток возбуя{дения машины
постоянноrо тока и синхронной, а также для компенсационной об..
мотки машины постоянноrо тока.
В статоре машины переменноrо тока (рис. 5..2,а) потери, воз..
никающие в активной части обмотки статора, переда тся сердеч..
нику, преодолевая тепловое сопротивление Rl изоляции проводов,
катушек и паза; при этом в изоляции создается перепад темпера..
-туры Ilt и . Эти потери, а также потери, возникающие в стали сер..
дечника, передаются охлаждаемой поверхностью сердечника и
вентиляционных каналов (при их наличии) воздуху внутри маши..
ны, преодолевая при передаче тепловое сопротивление R з ; при
этом создается превышение температуры поверхности активной
части статора над температурой воздуха внутри машины Ilt п . По..
-тери, возникающие в лобовых частях обмотки статора, передают..
.ся через изоляцию проводов и катушек, преодолевая тепловое со..
противление изоляции 2; при этом В изоляции создается перепад
-температуры tИ.II. Затем указанные потери передаются охлаждае..
мой поверхностью лобовых частей воздуху внутри машины, прео-
долевая при передаче тепловое сопротивление R4 и создавая при
этом превышение температуры поверхности' лобовых частей над
-температурой воздуха внутри маШИ рI tl1.
Потери, возникающие внутри машины, передаются через ста..
нину и подшипниковые щиты охлаждающему воздуху, преодоле-
вая при этом тепловое сопротивление Rs и создавая превышение
температуры воздуха внутри машины над температуроЙ наружно..
ro охлаждающеrо воздуха t8.
Тепловая схема замещения фазноrо ротора асинхронноrо дви"
rателя (рис. 5 2,б) отличается от тепловой схемы замещения ста-
тора отсутствием в ней источника потерь и стали сердечника РОТО"
ра, которыми пренебреrают из..за их незначительной величины при
номинальной частоте вращения. Тепловая схема замещения якоря
машины постоянноrо тока (рис. 5..2,8) аналоrична теПЛ.QВОЙ схеме
замещения статора машины nepeMeHHoro тока. Тепловая схема
замещения обмоток возбуждения синхронных машин и машин по..
стоянноrо тока приведена на рис. 5..2,е.
Основная часть потерь в обмотке возбуждения синхронной ма..
шины и в обмотках возбуждения rлавных и добаво,ЧНЫХ полюсов
машины постоянноrо тока передается наружной поверхности кату..
шек, преодолевая тепловое сопротивление R 1 изоля ц ии проводов
и катушек; при этом в изоляции создается перепад температуры
tи. Затем потери передаются охлаждаемой поверхностью катушек
82
воздуху внутри машины, преодолевая при передаче тепловое со...
противление R з ; при этом создается превышение температуры по..
верхности катушек над температурой воздуха внутри машины ilt п .
Далее потери, преодолевая тепловое сопротивление Rs между воз...
духом внутри машины и наружным охлаждающим, создают пре..
вышение температуры At B .
Тепловая схема замещения компенсационной обмотки приведе.
на на рис. 5..2,д. Потери в этой обмотке передаются сердечникам
полюсов, преодолевая тепловое сопротивление R 1 изоляции про
водав, секции и паза; при этом в изоляции создается перепад TeM
пературы .tи. Затем основная часть этих потерь передается ох..
лаждаемой поверхностью сердечников воздуху внутри ;машины,.
преодолевая при передаче тепловое сопротивление R з ; при этом
создается превышение температуры поверхности сердечников по
люсов над температурой воздуха внутри машины tп. Потери, воз..
никающие в лобовых частях секционной компенсационноЙ обмот
ки, п'ередаются через изоляцию проводов и секций, преодолевая
тепловое СОПРQтивление R2; при этом в изоляции создается пере
пад температуры tи.л. Затем указанные потери передаются ox
лаждаемой поверхностью лобовых частей воздуху внутри маШИНЫ J
преодолевая тепловое сопротивление 'R4 и создавая при этом пре..
вышение температуры поверхности лобовых частей над температу..
рой воздуха внутри машины /1t п .;л. При стержневой компенсацион...
ной обмотке потери в соединительных дуrах пер.едаются охлаж..
даемой поверхностью дуr непосредственно воздуху внутри маши
ны, преодолевая тепловое сопротивле.ние R4. Далее потери преодо..
левают тепловое сопротивление Rs, создавая превышение темпе
ратуры воздуха внутри машины над температурой охлаждающеrо
воздуха tB.
При использовании метода расчета, oCHoBaHHoro на тепловых
схемах замещения, наибольшую трудность представляет определе..
ние тепловых сопротивлений, входящих в схемы замещения.
В [21] приведены формулы для расчета тепловых сопротивлений.
Метод эквивалентных rреющих потерь. Этот метод основан на
принципе суперпозиции (наложений превышений температуры, BЫ
зываемых каждым источником потерь)" и применим для вентили
руемых машин.
Для асинхронных машин основное уравнение этоrо метода име
ет следующий вид (см. [35]):
1 ..tMl ==Rt (PM1+k c P C +kM2PM2+ kдР доб), (.5 23)
rде РМl, Р М2 потери в обмотке статора и ротора; Рдоб ----- доба..
вочныIe потери в машине; kc, k M2 , k д ----- коэффициенты, характери
зующие влияние на HarpeB обмотки статора соответственно потерь
в стали, обмотке ротора и добавочных.
Сумму, заключенную в скобки в (5..23), называют 2реющимu
потерями, а Rt ----- тепловым сопротивлением машины. Если проек
тируемая электрическая машина имеет близкйе в тепловом отно"
шении прототипы, то для последних экспериментально Moryr быть
6* 83
определены тепловое сопротивление Rt и коэффициенты k c ,
k M2 и k д . Эти коэффициенты MorYT быть также выражены в Функ
ции частоты вращения и основных размеров сердечников и корпу"
сов двиrателей (СМ. [35]). Метод rреющих потерь очень удобен,
если необходимо определить превышение температуры при проек"
тировании модификации существующей машины, которая дол)кна
быть рассчитана на друrую частоту вращения или на друrие Ha
rрузки.
Упрощенные методы тепловоrо расчета. Методы расчета, осно-
ванные на экспериментальном моделировании или на тепловых
схемах замещения, как правило', не дают желаемую высокую точ"
ность, хотя требуют значительных экспериментальных и расчет..
ных усилий. Это вызвано рядом причин. Процессы теплообмена в
электрических машинах сопровождаются СЛО)IIНЬ!М характером'
течения охлаждающеrо воздуха, связанным с ero турбулентностью
и вихреобразованием. Получение точных решений соответствую..
щих уравнений движения охлаждающеrо воздуха затруднительно,
Но даже при наличии таковых расчет сложен и трудоемок. Кроме
Toro, результаты расчета MorYT не овпадать с действительными
температурами отдельных частей электрических машин вследствие
влияния неоднородности слоистых изоляционных материалов, TPYД
но учитываемых неизбежных воздушных включений, а также неиз
бежных, но допустимых технолоrических откл нений (например,
в величине возд1шноrо зазора между сердечником статора и KOp
пусом машины): Поэтому во мноrих случаях проектирования впол
не обосновано применение упрощенных методов тепловоrо расчета,
основанных на использовании коэффициентов теплоотдачи и теп..
JIопередачи, полученных по результатам экспериментальноrо нс"
следования значительноrо количества подобных машин.
При составлении упрощенной' методики теI!Л9воrо расчета при..
нимают следующие допущения: 1) потери в обмотках и потери в
стали сердечников статора, фазноrо ротора и якоря создают оди..
наковый rреющий эффект; 2) потери в активной части сердечни"
ков отводятся их цилиндрической поверхностью, а потери в лобо
БЫХ частях обмоток статора, фззноrо ротора и якоря отводятся
цилиндрической поверхностью лобовых частей обмоток.
В настоящей книrе для тепловоrо расчета асинхронных двиrа
телей, . машин постоянноrо тока и синхронных рекомендованы и
применены упрощенные методы теПЛQвоrо расчета. Порядок рас..
чета по этой методике идентичен для всех видов рассматриваемых
электрических машин: определяют площади поверхностей охла}к-
дения и удельные тепловые потоки, приходящиеся на единицу
этих площадей; затем, зная экспериментальные значения коэффи"
циентов теплоотд&чи и теплопроводности, определяют искомые
превыmения температуры.
5..4. Предварительная оценка ожидаемоrо наРрева
обмоток статора и якоря '
Ожидаемое превышение температуры обмоток статора или
ЯКоря в значительной мере определяется уровнем удельной тепло..
84
вой наrрузки статора или якоря от электрических потерь в обмот
,ке. Соrласно (1 6) у машин переменноrо тока линейная наrрузка
статора (А/см)
А 1 ==20тl Wl[l! (nIJ 1 )'. (5 24)
Подставив в (5 24) с соответствующими преобразованиями
значения /1 из (9 39), Wl из (9 178), учитывая, что потери в об
мотке статора Р М1 == тl/21тт'l (здесь '1 ----- сопротивление фазы об
мотки статора при 20 ОС), получим
A 1 J 1 ==114.10 4 PM1(тT1tDllcpl)'. (5 25)
Принимая поверхность охлаждения обмотки статора пропор
циональной произведению n D 1 l cP1 , леrко заметить., что A 1 / 1 будет
характеризовать удельную тепловую наrрузку статора от элект
рических потерь в ero обмотке.
Соrласно (1 20) у- машин постоянноrо тока линейная наrрузка
якоря ,(A/CM) '
A2==20W2J2/(1tDH22a). . (5 26)
Подставив в (5 26)' с соответствующими преобразованиями
.значения [-2 из (10..52), W2 ИЗ (1 0 58), учитывая, что потери в об
мотке якоря РМ2==/2 2mТ '2 (здесь '2....... сопротивление обмотки яко
ря при 20 ОС), получим
А 2 12== 114.104 РМ2/ (m т 1t DH21CP2). (5 27)
Принимая поверхность охлаждения обмотки якоря пропорцио
нальной произведению 1& DH2lcP2, леrко заметить, что А 2 12 будет
характеризовать удельную тепловую наrрузку якоря от электриче
ских потерь в ero обмотке.
Уровень значений А 1 J 1 И А 2 / 2 В спроектированных машинах,
определяемый при расчете обмоток статора или якоря, дает воз
можность предварительно оценить ожидаемое превышение темпе
ратуры обмоток до проведения тепловоrо расчета. Допускаемые
значения А 1 11 и А 2 / 2 зависят от условий охлаждения машин и
класса наrревостойкости изоляции; редние допускаемые значения
A 1 / 1 приведены на рис. 9..8 и 11-12, а A 2 J 2 на рис. 10 22.
5..5. Системы вентиляции
Потери, возникающие в электрических машинах при их работе,
переходят в теплоту, которую необходимо отводить для Toro, что
бы температура. активных частей не превысила допустимых пре
делов, указанных в rOCT 183.....74. Как правило, для усиления
отвода теплоты в машин х применяют искусственную вентиляцию,
осуществляемую соответствующими устройствами, и только ЛИЦIь
в закрытых двиrателях постоянноrо тока мощностью до 1 o
15 кВт, выпускаемых в небольших количествах, достаточным OKa
зывается естественное охлаждение.
Искусственную вентиляцию подразделяют на сам,овеНТUЛЯЦUЮ 1
при которой охлаждение осуществляется вентилятором, размещен
ным на валу машины (или друrими вентилирующими устройства
85
ми вращающейся части машины}, и на н,езависимую вентиляцию
с подачей охлаждающеrо воздуха в машину вентилятором с при..
. водом от отдельноrо двиrателя.
Система самовентиляции может быть радиальной и аксиальной.
у машин со степенями защиты IP23 или IP22 и способом охлажде..
ния ICOl при радиальной вентиляции охлаждающий воздух заса..
сывается через торцовые окна обоих подшипниковых щитов, от..
брасывается в радиальном' направлении, омывая активные части
машины, и выбрасывается через боковые окна станины
(рис. 5..3,а). Засасывание воздуха в машину и ero выбрасывание
а)
Рис. 5 3. Схемы двусторонней симметричной радиальной (а) и вытяжной акси"
альнои (6) вентиляции машин' со степенью защиты IP22 и способом охлажде-
ния ICOl
осуществляются с помощью лопаток ротора, а также ero радиаль
ных вентиляционных каналов (у сердечников длиной более
300 мм). Такая радиальная вентиляция называется двусторонней,
симметричной, ОНа обладает преимуществами в части простоты и
технолоrичности конструкции, более низкоrо уровня шума и венти"
ляционных потерь, а охлаждающий эффект этой системы при ча..
стоте вращения 750 об/мин и ниже не уступает действию акси"
альной вентиляции. Двусторонняя симметричная радиальная вен..
тиляция широко распространена в асинхронных двиrателях и
больших синхронных машинах (c:h>315 мм).
При аксиальной вентиляции охлаждающий воздух засасывает..
ел через окна одноrо подшипниковоrо щита, движ-ется параллель..
НО оси вала машины и выбрасывается через окна друrоrо щита,
расположенноrо со стороны выступающеrо конца вала (рис. 5..3,6);
ПОД этим же щитом на валу расположен вентилятор, засасываю..
" щий и выбрасывающий воздух. Такая аксиальная вентиляция име..
нуется вытяжной; она хотя и сложнее радиальной, но обеспечи..
86
вает высокий теплосъем при частотах вращения более 750 об/мин.
Для синхронных машин h 315 мм и для машин по..
стоянноrо тока вследствие ряда особенностей их конструкции пред..
почтительно применение вытяжной аксиальной вентиляции.
у машин со степенью защиты IP44 и способом охлаждения
IC0141 (рис. 5..4,а) внешняя поверхность станины обдувается вен..
тилятором, раСПОЛО}l{енным на конце вала машины, противополо)к"
ном выступающему концу. Вентилятор закрыт кожухом, направ"
ЛЯЮЩИМ охлаждающий воздух вдоль ребер или rлздкой поверх..
ности станины. у машин переменноrо тока большой мощности для
б)
.....
""
ф $ $ Ф
,
__ .....-У
===-=--
. ...........
Рис. 5-4. Схемы вентиляции машин со степенью защиты IP44 и способом охлаж-
дения IC0141 (а) и IC0161 (6)
повышения эффекта охлаждения используют в роторе аксиальные
каналы, через которые проходит наружный охлаждающий воздух
(<<продуваемый» ротор). Вместо обдува наружной поверхности Ma
шины MorYT применяться воздухо"воздушные охладители: сосре..
доточенные прист.роенные (рис. 5..4,6 способ охлаждения
ICOI61) и рассредоточенные в виде труб, вваренных по внешней
окружности станины (способ охлаждения ICOI51).
в двиrателях постоянноrо тока применяют также независимую
вентиляцию. у машин большой мощности независимая вентиляция
осуществляется от постороннеrо источника с подводом Bo дyxa по
трубам (способ охлаждения IC 17 или\ IC37). В машинах меньшей
мощности распространено охлаждение от независимоrо электро"
вентилятора, расположенноrо на общей оси в одном блоке с pery..
лируемым двиrателем. Такое исполнение в новых разработках ис-
пользуют для двиrателей со степенью з?щиты как IP22 (способ
охлзх{дения IC06), так и IP44 (способ охлаждения IC0641).
87
rлаВI-Iое преимущество независимой вентиляции возможность'
реrулирования частоты вращения двиrателя вниз от номинальной
при постоянном значении вращающеrо момента и улучшение энер"
u
rетических показателеи при реrулировании частоты вращения:
вверх от номинальной.
5-6. Требования к вентиляторам. Вентиляционный расчет
Для машин с аксиальной системой вентиляции ПРИ11еняют в ос...
новном центробежные вентиляторы с радиально расположенными
лопатками, при которых производительность вентилятора не зави,,
сит от направления вращения машины (см. рис. 3..6).
При вращении центробежноrо вентилятора воздух, находя
щийся между лопатками, отбрасывается центробежной силой к пе
риферии вентилятора, а затем ыходит наружу. При этом у вход..
ных отверстий вентилятора создается разреженУ]е, а на наружном.
диаметре вентилятора повышенное давление. .
Для снижения вентиляционноrо шума и улучшения эффекта ох..
лаждения у машин со степенью защиты IP22 или IP23 и способом
охлаждения ICOl целесообразно наружный диаметр вентилятора-
выбирать меньше BHYTpeHHero диаметра станины на 10 200/0, что..
бы в месте выхода воздуха из вентилятора образовывалась каме..
ра расширения.,
у асинхронных двиrателей с короткозамкнутым ротором c
степенью защиты IP23 и с радиальной системой вентиляции роль
венти.ляторов выполняют опатки, отливаемые заодно с !{ороткоза..
мыкающими кольцами ротора (см. рис. 3..3), у двиrателей с фаз..
ным ротором лопатки впаяны в хомутики, соединяющие концы
стержней обмотки ротора, у синхронныIx машин вентиляционные'
лопатки укрепляют на катушках возбуждения индуктора (см&
рис. 3..9).
ВеНТИЛЯЦ fОННЫЙ раСЧ.ет. Вентиляционный расчет производят
с целью определения расхода воздуха V в, необходимоrо для ох-
лаждения машины, и напора. вентилятора Н, обеспечивающеr(}
этот расход. Точный расчет вентиляционных систем электрических
машин представляет сложную, задачу, а различные отклонения
размеров отдельных деталей и узлов (даже в пределах установ..
ленных допусков) влекут за собой несовпадение результатов ис..
пытания с расчетными данными. Поэтому далее излаrаются при...
меняемые на практике приближенные методы расчета веНТIfЛЯЦИИ
базирующиеся на заводском опыте.
Необходимый расход воздуха у машин с аксиальной системой
вентиляции, со степенью защиты IP22 или IP23 и способом охлаж...
дения ICOl (м 3 /с)
VB==P''J:./(CB t' в),
( 5..28)
rде Р'х. пuтери, отводимые воздухом, проходящим через маши..
ну, Вт; СВ== 1100 ----- теплоемкость воздуха, Дж/ (О С. м 3 ); tB ----- пре..
вышение температуры выходящеrо из машины воздуха над вхо"
88
Дящим ( t'B===2 tB)" ос; tB ----- среднее превышение температуры
sоздуха внутри машины над температурой наружноrо охлаждаю..
щеrо воздуха, ос. '
Характеристика воздухопровода машины, выражающая связь
.напора (давления) вентилятора Н и расхода воздуха V B в возду"
хопроводе, может быть приближенно выра)кена так:
Н ==z V2 B , (5..29)
rде V B расход воздуха, м 3 /с; Н напор вентилятора, Па; Z
постоянная величина, зависящая от rеометрических форм и раз..
меров воздухопровода
машины (по аналоrии е
электрической цепью Z
называют эквивалентным
,аэродинамическим сопро..
7ивлением воздухопрово"
да машины), Па. с 2 jM 6 .
Вычисление Z может
быть произведено соrлас..
но [15] или [21], однако
точное определение Z за..
труднительно, так как
цепь воздухопровода ма-
шины состоит из ряда
участков, имеющих раз..
личные размеры и слож..
ную конфиrурацию. Вс..
личину Z в значительной
мере определяют суммар..
ные площади поперечноrо
сечения отверстий (мм 2 )
для входа SBX и выхода
SВЫХ воздуха из машин,
которые целесообразно
выбирать по следующим
зависимостям:
2,llg'C2jMO
700' /оз
БОD
500
4-00
ЗОО
Шкала А
ШК[/.f!f1 В Z,П(jlсУм li
10000
в 000
6000
500и
чоОО
зооо
20D
{ОО
2000
100
80
БD
50
40
зо
1000
ВОО
БОО
500
чаО
зоо
20
200
10
5
70 100
200 ЗОD
50
500 800 Dtl2' ММ
S 3 3D 1 65 (5 30) Рис. 5..5. Зоны средних значений Z ===! (D и2 ): '
, ох > J ';. 1 б
на .... якорь ез аксиальных вентиляционных каналов
(шкала А): 2;&iiO якорь с аксиальным н вентиляционны"
SBblX 0,55D 1 ,9. (5..31) ми каналамн (шкала В)
Н2
На рис. 5..5 приведены зоны средних значений Z для машин с
аксиальной системой вентиляции, составленные с учетом указан..
ных рекомендаций по выбору SBX и Sвых после исследования зна..
чительноrо количества машин.
Для центробежноrо вентилятора, у KOToporo лопасти располо..
жены радиально (здесь и далее рассматриваются только такие
вентиляторы), характеристика вентилятора Н == f (V В) прибли)кен"
но выражается зависимостью
Н==Но[1 (VB/VBmax)2]. (5..32)
89
Но
Эдесь 1f о -----Напор вентилятора при
VB==O, т. е. при закрытых ВХОДНЫХ от-
верстиях машины ' (х. х. вентилятора);
V в шах максимально возможное для
вентилятора количество воздуха при
Н===.О, т. е. при работе вентилятора непо..
средственно в окружающую среду (К. з.
вентилятора). Значения Но и V B шах за-
висят от размеров вентилятора.
Напор вентилятора (Па)
Рис. 5-6. Характеристики Но==11а.о'\' (v2BeIl2 v2вeHl)' (5-33)
центробежноrо вентилятора rде llа.о==О,6 аэродинамический КПД
(1) и воздухоп ( о ) йода ма.. вентилятора при х. х.; 1'==1,23 Kr/M3
шины плотность воздуха.
Линейная скорость вентилятора (м/с) по нару)кному диаметру
(5..34 )
V B eH2==n D веи2 nj (6.1 О");
по внутреннему диаметру D BeH1
(5..35)
V веи l == n D BeH1 nj (6. 1 О')'.
Максимальный Rа сход воздуха (мЗjс)
V в шах 0,42 Vвеи2 SBeH2. (5..36)
Площадь поперечноrо сечения входных отверстий вентилято..
ра (м 2 )
Sвеи===0,92n Dвеи21л.l O 6, (5..37)
rде lл длина лопатки, мм.
На рис. 5..6 представлены характеристики воздухопровода ма-
шины (2) и характеристика центробежноrо вентилятора (1). Точ..
ка пересечения этих характеристик А определяет действительный
расход воздуха V B и напор вентилятора Н. Значения 1/ в и Н мож-
но также определить совместным решением уравнений (5..29) и
(5..32). Тоrда действительные расход воздуха (мЗjс) и напор вен..
тилятора (Па ) соответственн о будут
V в == V в тах V Н 0/ (Н 0+ ZV 2 в max); Н == Н oZV 2 в maxl (Н о + ZV 2 в тах)' (5..38)
Необходимый расход воздуха V B у машин со степенью защиты
IP22 или IP23 и способом охлаждения IC01, при радиальной си..
стеме вентиляции также определяется по (5..28).
Приближенный расход (M 3 jc) воздуха мо)кет быть обеспечен
радиальной вентиляцией, т. е.
90
V' в :=::: k 1 (Dи2/1 00)2 · 1 O 2,
(5-39 )
rде
4
k 1 == 3 5 у(n 1 /1000)3 (пKl K + 100)/100
-----коэффIЩиент, зависящий от частоты вращения n 1 .
Должно быть: V' в V B .
Напор воздуха, развиваемый при радиальной системе,
H 7,85 (nl/1000)2 (D и2 /100)2. (5..41)
(5-40)
Необходимый расход воздуха у машин со степенью защиты
IP44 и способом охлаждения IC0141 (м 3 /с)
V в == k 2 р' / (Св tB) , (5..42)
rде
k t ==2,2 .yr(n 1 /1000)' V DKopn/lOO
(5-43)
коэффициент, учитывающий . изменение теплоотдачи по длине
корпуса машины в зависимости от ero диаметра и частоты враще..
ния.
При соблюдении рекомендаций Э 3..9 по выбору параметров на..
PY)I{HOrO вентилятора Mt>rYT быть обеспечены расход (м 3 /с) и Ha
пор (Па) воздуха соответственно:
V' в 0,6 (пl/l000) (D корп /l 00) З. 1 0 2;
Н 12,3 (nl/1 000) 2 (D корп /l 00) 2.
( 5..44 )
(5..45)
Полученное таким образом значение V'B> V s (как правило)'.
rлава'6
РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
6..1. Общие положения
Среди ряда показателей качества электрической машины Ha
дежность основной. Если надежность задана, то расчет ДОЛ)l{ен
ее подтвердить. Чтобы спроектировать 'Электрическую машину с
экономически оптимальными показателями надежности, необхо
димо расчет провести для ряда вариантов. Оптимальные значения
показателей надежности должны быть получены в результате
технико"экономических расчетов. Для расчет? надежности элект..
рических машин необходимо прежде Bcero ознакомиться с HeKO
торыми основными понятиями, терминами и определениями из об..
ласти надежности, соответствующими rOCT 27.002 83.
Надежность электрической машины ----- свойство машины выпол"
пять заданные функции, сохраняя во времени значения установ..
ленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, со..
ответствующих задан'ным режимам и условиям использования,
91
техническоrо обслуживания, ремонтов, хранения и транспортиро
вания. Надежность является комплексным свойством, которое в
зависимости от назначения машины и условий ее эксплуатации
может включать в себя безотказность, долrовечность, ремонтопри-
rодность и сохраняемость в отдельности или определенное сочета-
ние этих своЙств как для машины, так и для ее узлов.
Безотказность свойство машины непрерывно сохранять рабо-
тоспособность в течение HeKoToporo времени или некоторой нара-
ботки.
ДОЛ20вечность свойс.тво машины сохранять работоспособ-
ность до наступления предельноrо состояния при установленной
системе техническоrо обслуживания и ремонтов.
РемонтопРИ20дность свойство машины, заключающееся в
приспособленности к предупреждению и обнаружению причин воз..
никновения: ее отказов, повреждений и Уm'ранению их последствий
путем проведения ремонтов и техническоrо обслуживания.
Сохраняемость свойство машины непрерывно сохранять ис-
правное и работоспособное состояние в течение и после хранения
и (или) транспортирования.
Состояние электрической машины хараl)теризуется следующи-
ми понятиями.
Исправное состояние (исправность) ----- состояние машины, со..
ответствующее всем требованиям, установленным нормативно"тех-
нической документацией, даже таким второстепенным, как качест-
во окраски.
He1;lcnpaBHoe состояние (неисправность) ----- состояние машины,
противоположное исправному.
Работоспособное состояние (работоспособность) состояние
машины, при котором значения всех параметров, характери-
зующих способность выполнять заданные функции, соответствуют
требованиям, установленным нормативно"технической докумен-
тацией.
Неработоспособное состояние (неработоспособность) ----- состоя-
ние машины, противоположное работоспособному.
Предельное' состояние такое состояние машины, при кото-
ром дальнейшая эксплуатация должна быть прекращена из..з'а
неустранимоrо нарушения требований безопасности, или неустра-
\
нимоrо ухода заданных параметров за установленные пределы,
или неустранимоrо снижения эффективности эксплуатации ниже
допустимой, или нецелесообразности проведения среднеrо или ка-
питальноrо ремонта. Признаки (критерии) предельноrо состояния
устанавливаются нормативно"технической документацией на дан-
ную машину.
Рассмотрим два события: повреждение и отказ.
Повреждением называется событие, заключающееся в наруше-
нии исправности машины или ее узлов вследствие влияния внеш-
них воздействий, превышающих уровни, установленные норматив..
но"технической документацией на машину. Повреждение может
быть существенным и являться причиной нарушения работоспо-
92
собности И несущественным, при котором работоспособность ма-
шины сохраняется.
Отказ ----- событие, заключающееся в нарушении работоспособ-
кости машины. Отказы MorYT быть внезапные и постепенные, не-
зависимые и зависимые, перемежающиеся, конструктивные, про-
изводственные и эксплуатационные.
Электрические машины MorYT быть восстанавливаемые и не..
восстанавливаемые, ремонтируемые инеремонтируемые.
Почти любая электрическая машина может быть отремонтиро-
вана. Однако это не означает, что к любой машине можно приме-
нять термин «восстанавливаемая». Причина в том, что BoccTaHoBos
ление электрической машины, должно быть экономически оправда-
но. Если стоимость ремонта превышает стоимость изrотовления
новой машины на специализированном электромашиностроитель-
ном заводе, то такую машину считают «невосстанавливаемой»
низковольтные асинхронные двиrатели небольшой мощности
считаются «невосстанавливаемыми». Подавляющее большинств(}
отказов этих двиrателей составляют отказы обмоток. Поэтому ре-
монт двиrателей требует полной замены обмотки, нов условиях
эксплуатации перемотка двиrателей стоит дороже изrотовления
HOBoro) .
н аработкой называется продолжительность или объем работы
машины. Обычно наработка электрической машины выражается в.
единицах времени, но может выражаться и в друrих единицах; на-
пример для reHepaTopa ----- в киловатт. часах вырабатываемой-
электроэнерrии.
Технический ресурс (ресурс) ----- наработка машины от начала
эксплуатации или ее возобновления после среднеrо или капиталь-
Horo ремонта до наступления предельноrо состояния.
Срок службbl календарная продолжите.цьность эксплуатации'
машины или ее узлов от 'начала или ее возобновления после сред-
Hero или капитальноrо ремонта до наступления предельноrо co
стояния.
Срок сохраняемости ----- календарная продолжительность хране-
ния и (илц) транспортирования машины в заданных условиях, в-
u
течение или после которои сохраняются значения заданных пока-
зателей в установленных пределах. \,
Показатель надежностц ----- количественная характеристика oд
Horo или нескольких свойств, составляющих надежность машины.
Эти показатели' MorYT .быть единичными или комплексными.
Единичный показатель надежности относится к одному из свойств,.
состаВЛЯI()ЩИХ надежность машины, а комплексный ----- к несколь-
, ким свойствам.
Рассмотрим единичные показатели надежности. Безотказность,
характеризуется следующими показателями. Вероятность безот-
казной работы вероятность Toro, что в пределах заданной нара-
ботки отказ машины не возникает; средняя наработка до отказа..........
математичеСI{ое ожидание наработки машины до первоrо отказа;
интенсивность отказов условная плотность вероятности возник-
93
новения отказа невосстанавливаемой машины, определяемая для
рассматриваемоrо момента времени при условии, что до этоrо MO
"мента отказ не возник; параметр потока отказов плотность Be
;роятности возникновения отказа восстанавливаемой машины, оп
ределяемая для рассматриваемоrо момента времени; наработка.
Ha отказ отношение наработки восстанавливаемой машины к
математическому ожиданию числа ее отказов в течение этой Ha
работки.
Перечисленные показатели безотказности MorYT быть опреде
.лены по статистическим данным об отказах следующим образом.
Вероятность безотказной работы и отказ соответственно будут
р {t} == (N ----- nотк .(t l » / N; Q {t} == 1 ----- р {t} ==F(t). (6 1)
Здесь N количество машин в начале испытаний; пОТК (t) KO
личество машин, отказавших за время t; F (t) ----- интеrральная
Функция времени работы до отказа.
Следовательно, дифференциальный закон (плотность) распре..
..деления:
rде
f (t) == Q' {t} ==а (t),
а (t) ==nотк (t) / (N t)
( 6 2)
(6 3 )
частота отказов.
Следовательно,
t
Q {t} == r а (t) dt;
о
Интенсивность отказон
t
p{t}== 1 S а (t)dt.
g
(6-4)
л (t) === nотк (t) / (N ер I1t) ,
(6 5)
rде N ер ----- среднее количество машин,
тервале времени t.
Нетрудно показать, что
t
S А (t) dt
I P (t) == е о
исправно работающих в ин
l (t) == а (t)j р {t};
t
s л и) d t
a(t)==l(t)e о
(6-6)
-
Средняя наработка до отказа
t
N +00 00 s л (t) dt
T== ti/N== Stf(t)dt==Se о
i==1 oo О
frде ti время безотказной работы i..й машины.
Средняя наработка до ртказа равна площади
,роятности безотказной работы.
Средняя наработка на отказ
п
t cp == . t i/ п отк ,
i==l
(6-7)
u
под кривои ве-
(6 8)
94
Долrовечность характеризуется следующим показателем. Там-
ма процеНТНblЙ ресурс машины ----- наработка, в течение КО1'орой
машина не достиrнет предельноrо СQСТОЯНИЯ с заданной вероят-
ностью у процентов:
р {t v } ==1'/100.
(6..9)
Левая часть уравнения (6-9) определяется по (6..1).
Кроме Toro, используются показатели: средний и назначенныw
.ресурс, rамма-процентный, назначенный и средний срок службы.
Ремонтоприrодность характеризуется следующими показате-
лями. Вероятность восстановления в заданное время вероят....
ность Toro, что время восстановления работоспособности машины
не превысит заданноrо. При этом под временем восстановления
понимается время, затрачиваемое на обнаружение, поиск причи..
ны отказа и устранения последствий отказа.
Среднее время восстановления ------ математическое ожидание-
времени восстановления работоспособности.
Сохраняемость характеризуется следующими двумя показате-
лями: rамма..процентным и средним сроком сохраняемости. .
Среди комплексных показателей !lадежности применительно к.
электрическим машинам представляют интерес следующие пока..
затели. Коэффициент 20ТОВflОСТИ ----- вероятность Toro, что машина i
окажется работоспособной в ПрОИЗВ,ольный момент времени, кро.....
ме планируемых периодов, в течение которых использование ма..
шины по назначению не предусматривается. Коэффициент rOTOB"
насти
k r == t p / (tp+tIJJ) ,
(6..1 О)',
rде t p наработка на отказ; t B ----- среднее время восстановления....
Коэффициент техничеСКО20 использования ----- отношение MaTe
матическоrо ожидания времени пребывания машины в работоспо--
собном состоянии за некоторый период эксплуатации к сумме ма---
тематических ожиданий времени пребывания машины в работо...
способном состоянии, времени простоев, обусловленных техниче...
ским обслуживанием, и времени ремонтов за тот же период экс-
плуатации. Коэффициент техническоrо обслуживания
k T == t c / (tc+t peM + tоб),
( 6..11 )
rде t c ----- суммарная наработка за рассматриваемый период време-.
ни; t peM ----- время простоев на ремонт; tоб ----- время простоев на тех...
ническое обслуживание.
Трудоемкость и стоимость техническоrо обслуживания (ремон-
та) также комплексные показатели надежности; они бывают"
средние и удельные.
6..2. Структурные схемы надежности электрических машин
Для расчета надежности прежде Bcero следует разработать
u
структурную схему надежности электрическои машины, выявить..
95,.
f708шип nУСl<ореау- Контокт
Ооноткц ...... НlIКООый ... л lIРf/ЮЩая 1-- ные узлы
узел аппаратура
I ,
Ооматка Обмотка /{оллеf( Узел'
TOpHO Щ8 контакт
якоря статора точныil ных
. узел
коле4
основные эксплуатационные
факторы, влияющие на на-
дежность, и оценить их ко..
личественно. В структурную
схему должны войти основ-
ные узлы машины, подвер-
женные отказам. Так, для
асинхронных двиrателей с
короткозамкнутым ротором
такими узлами являются об
Рис. 6-1. Структурная схема надежности мотка статора и подшипни..
электромашинноrо преобразователя постоян- ковый узе"л, а в случае фаз..
Horo тока в однофазный
Horo ротора, кроме Toro, об
. мотка ротор:з. и узел кон-
о тактных колец. Для машин постоянноrо тока-----обмотки: якоря, воз..
буждения, добавочных полюсов, компенсационная; щеточно-кол-
лекторный и подшипниковый узлы. Для синхронных машин-----об-
мотки статора и возбух{дения, узлы контактных колец и подшип-
никовый.
Структурная схема электромашинных преобразователей не..
сколько сложнее; в нее входят обмотки на неподвижных и вра..
щающихся частях преобразователя, коллекторно..щетО'чный и под-
шипниковый узлы, блок реrулирования, узел контактных колец. На
рис. 6-1 приведена, как одна из наиболее сложных, структурная
схема надежности электромашинноrо преобразователя постоянноrо
тока в однофазный.
Для каждоrо элем-ента в структурной схеме дол)кна быт!> раз..
работана методика расчета надежности, основанная на математи
ческих моделях надежности этих узлов. Обычно в электрической
машине отк-аз любоrо элемента в структурной схеме надежности
приводит к отказу электрической машины. Если отказы элемен-
тов и узлQВ независимы, то вероятность безотказной работы элект-
u .
рическои машины
g
Рз.м == П Pi'
1==1
#
(6-12)
rде Pi ----- вероятность безотказной работы i..ro узла (Bcero уз-
лов ----- g) .
Если отказ одноrо из узлов зависит от вероятноети отказа дру-
. roro, то для определения вероятности безотказной работы элект-
рической машины необходимо перемно)кить условные вероятности
безотказной работы соответствующих узлов. Если вероятность без-
отказной работы отдельных узлов близка к единице, то эти узлы
можно не учитывать в структурной схеме и при расчете надежно-
сти электрической машины.
96
6-3. Математические модели надежности
электрических машин
Следующим этапом разработки методик расчета надежнос и
электрических машин является создание математической. модели
наде)I{НОСТИ для ка)кдоrо узла, входящеrо в структурную схему.
Отказы случайные события, поэтому для построения математи..
ческой модели надежности используется аппарат теории вероят-
ностей и математической статистики.
При создании модели необходимо из большоrо количества па..
раметров, характеризующих электрическую машину, выбра ь ос-
новные, влияющие на надежность; второстепенные параметры
ДОЛ)I{НЫ быть отброшены. Определяют факторы и элементы, кото-
рые следует учитывать при построении. Соетавляют формализо-
ванную схему. Преобразование этой схемы в математическую мо"
дель выполняют ма:rематическими методами.
При составлении математической модели надежности электри-
ческой машины можно счи.т ть .изделием всю электрическую ма-
шину. В этом случае модель пол'учается довольно сложной. Мож..
НО пойти по друrому пути и. считать изделием каждый узел. в
структурной схеме надежности (межвитковую изоляцию, корпус-
ную и межфазную изоляцию, подшипниковые узлы и т. п.). Тоrда
для ка)кдоrо узла разрабатывается математическая модель и на
ее основе методика расчета надежности узла. Рассчитав надеж-
ность основных узлов и зная по структурной схеме, как (парал-
лельно или последовательно с точки зрения надежности) соедине-
ны эти узлы между с<>бой, можно рассчитать надежность электри-
ческой машины.
Математические модели для разных видов электрических ма-
шин и их узлов приведены в [10, 12]. В настоящей rлаве рассмот-
рим подробно только математические модели для наиболее рас-
пространенных электрических машин асинхронных двиrателей.
Среди асинхронных двиrателей менее надежны двиrатели со всып-
ной обмоткой. В них отказы обмоток составляют 95-----980/0. от об-
щеrо количества отказов, поэтому целесообразно рассмотреть ма-
тематическую модель для этоrо наименее надежноrо узла двиrате-
лей со всыпной обмоткой.
Для обмоток асинхронных двиrателей разработаны две мате-
матические модели надежности. Обе они основаны на известной в
теории надежности модели прочности. Однако в качестве пара-
метра, характеризующеrо электрическую прочность изоляции, в
п рвой модели принято пробивное напряжение, а во второй ----- де-
фектность. Под дефектностью понимается число дефектов на еди-
нице длины или площади изоляции, а дефектом считается сквоз-
ное повреждеиие изоляции, пробивное напряжение KOToporo не
выше напряжения перекрытия по поверхности изоляции промежут-
ка, имеющеrо длину, равную толщине изоляции. Обмотку асин-
xpOHHoro двиrателя можно представить как изделие, состоящее из
ряда элементов. Такими элементами являются межвитковая, кор-
пусная и межфазная ИЗОЛЯl1ИИ. Среди этих элементов всыпной об-
1----3255 97
мотки отказы распределяются следующим образом (О/О): межвит..
ковые замыкания 93, корпусная изоляция 2, межфазная изо..
ляция 5. Ознакомимся с математическими моделями для
межвитковой изоляции.
Рассмотрим первую математическую модель
(см. [1 О, 11, 12]). Элементами межвитковой изоляции можно счи..
тать два проводника, расположенных рядом в пазу или лобовой
части обмотки и разделенных межвит-
ковой изоляцией. Для успешной рабо-
ты межвитковой изоляции обмотки
необходима исправность всех входя-
щих в нее элементов, так как пробой
изоляции между парой соседних
проводников приводит к отказу всей
обмотки. Естественно считать, что
элементы отказывают независимо друr
от друrа. Элементы обмотки можно
считать одинаковыми. Пробивное на-
пряжение всех пар соседних провод-
ников подчиняется фиксированному
ис, Ив распределению вероятностей. Отказ
происходит тоrда, коrда напряжение,
приложенное к соседним проводникам,
превышает пробивное напряжение
u
межвитковои изоляции в данном мес-
те. Приложенное напряжение также
обладает некоторым распределением
вероятностей. Соrласно модели проч..
ности, вероятность Toro, что межвит..
ковая изоляция не пробьется, равна
вероятности Toro, что пробивное напряжение межвитковой изоля..
ции превосходит приложенное к ней напряжение. На рис. 6..2 rpa..
фически представлена математическая модель надежности меж..
витковой ИЗОL7JЯЦИИ.
Вероятность безотказной работы элемента межвитковой изо..
ляции
9,f
9 (и с )
f
Рис. 6-2. rрафическая интер-
претация математической моде-
ли надежности межвитковой
изоляции:
1 --- плотность распределення- напря
женкй, приложеНRЫХ между ВИ1'ка-
ми: 2 --- ппотность распределения
пробивных напряжений, характери
аующих электрическую прочность
межвитковой изоляции
0000
Рэ== I S f(UB)g(Uc)dUJlU c '
о и с
rде f (Ив) и g (и с) соответственно плотности распределен'ИЯ про..
бивноrо и приложенноrо напряжений.
Проведенные исследования (см. [11, 12]) позволили получить
математическую модель межвитковой изоляции в следующем виде:
П { [ 0,97552[0,7 ехр ( 0,278[1,з),
Р м В 1 V Х
. а 2 U. 271:
i 1 c
oo s [ (VS/l Ми )2 ( ( V 2 \ ] 'Х. }
Х ехр 2а 2 u с! \ 1 ......., ехр k 2{J ) dV ,
о ci и 2 I
98
(6..13)
(6..14)
{'де 1 разность номеров между соседними проводниками (про..
водники пронумерованы в порядке их намотки на шаблон); s
количество проводников в пазу; i ----- порядковый номер секции;
V напряжение, приложенное к проводникам с разностью номе..
ров l; M UCi математическое ожидание напряжения на i..й секции;
<JиCi среднее квадратичное отклонение напряжения, приложен..
Horo к i..й секции; k и коэффициент импульса; а2, U 2 ----- парамет-
ры распределения Вейбулла (для пробивных напряжений); х-----
количество включений электродвиrателя за заданную наработку.
Методика расчета надежности межвитковой изоляции всыпной
бмотки асинхронноrо двиrатепя (основанная на приведенной ма-
тематической модели), а также методика расчета друrих элемен-
70В этой обмотки корпусной и межфазной изоляции приведе-
ны в [11].
Рассмотрим в т о ру ю м а 'f е м а т и ч е с к у ю .М О Д е л ь дJlя меж-
витковой изоляции, а также модели для корпусной и межфазной
изоляции, которые основаны также на модели прочности, но пара-
метром, характеризующим электрическую прочность изоляции,
является дефектность. В настоящей rлаве рассмотрим только ос..
новные положения и допущения, положенные в основу модели;
формулы, входящие в математическую модель, приведены в 9..15
при изложении методики расчета надежностrt всыпной обмотки
статора асинхронноrо двиrателя.
При построении математической модели приняты следующие
положения и допущения. Отказ изоляции обмотки происходит -8
результате к. з. (витковоrо, корпусноrо, межфазноrо), которое
возможно только при существовании дефектов композиции витко..
БОЙ, корпусной И межфазной изоляции. Дефект может иметь место
при поставке материалов, возникнуть в процессе изrОТQвления об-
мотки (порезы, проколы, сдиры, трещины) и образоваться в ре..
зультате старения (трещины). Перекрытие промежутков между
токоведущими частями в местах дефектов происходит в результа..
те воздействия коммутационных п ренапряжений, возникающих
при пуске, отключении или реверсе электродвиrателя. При расче-
те вероятности отказа витковой изоляции учитываются только
плотно касающиеся участки соседних витков. Принято, что отказ
корпусной и межфазной изоляции может произойти только при по-
вреждении всех слоев в пределах элементарноrо учас ка.
Соrласно математической модели вероятность отказа обмоток
рассчитывают для последовательных интервалов времени наработ-
ки. Величина интервала выбирается такой, в пределах которой де..
фектность изоляции изменяется несущественно. Дефекты на слоях
в пределах элементарноrо участка композиции изоляции прини-
маются совпадающими. Дефектность изоляции определяется на
непропитанных обмоточных проводах, пазовой и межфазной изо..
ляции, уложенных, а затем аккуратно извлеченных из паза. Влия-
ние пропитки обмотки учитывается соответствующим коэффициен"
том. Исходная дефектность проводов определяется из предположе-
ния, что дефектна изоляция, имеющая сквозные повреждения.
7* 99
Дефектность определяется исходя из TOrO, что дефекты располо...
жены на длине провода случайно и распределены по длине прово
да по закону Пуассона. Методика расчета надежности всыпны .
обмоток статора асинхронных двиrателей выпущена в виде отрасс>-
левоrо стандарта ОСТ 16.0.800.821-----81. Эта методика в упрощен
ном виде и пример расчета по ней приведены в 9..15.
fлава 7
ТЕхНиКО эКОНОМиЧЕСl(иЕ РАСЧЕТЫ
Технический уровень спроектированной электрической машины..
специализuрованноrо назначения может быть оценен степеНЬЮJ
осуществления в проекте основных характеристик, необходимы
дл данной установки. Например, в кач стве требования такой.
установки может являться минимальная' масса или минымальн
динамический момент инерции. Для некоторых установок требует
ся минимальная высота или 'длина мq.шины. В друrих случаях пре-:
валирующими являются требования к кпд или коэффициенту
ощности, к пусково у моменту, максимальному м.оменту и т. по.
В таких случаях критерием техническоrо уровня или эффективно..
сти машин является удовлетворе ие одному или нескольким И
указанных требований. Если эти требования проти оречивы, T
необходимо находить приемлемо решение, удовлетворяющее в.
определенной мере каждому из ни'х.'
. ОднаКQ большинство электрических машин проектируются И.
изrотовляются для общеrо назначения: Такие машины Moryl' быть..
использованы в различных установках. Машины общеrо назначе
ния обычно изrотовляются в виде серии машин со стройно на--
растающими основными параметрами ----- М'ощностью и rеометриче"
скими размерами. Эти машины должны удовлетворять в части.
рабочих характеристик требованиям действующих стандартов ила
технических условий и вместе с тем быть .экономически эффектив...
ными для народноrо хозяйства.
Например, при соблюдении указанных требо аний стандартов.
машины MorYT быть спроектированы с высоким использование
активных ,(проводниковых и маrнитных) материалов, иметь умень":
шенную массу и. следовательно, стоимость. Однако если пра
этом ухудшаются энерrетические показатели, то повысится стои..
масть потерь энерrии.
Одним из критериев технико"экономической эффективности яв..
ляется уровень компактности. Чем выще компактность машиныр.
тем меньше необходимые для установки машины площадь и объем..
Компактность электрических машин блаrоприятно влияет на эко'"
номические показатели большинства объектов, нап.ример сокра...
щается длина или ширина станков и друrих механизмов, в кото,":
рых применены электродвиrатели.
Показатель компактности электрической машины (KBT/MM3
.l K==P2/ .(4h 2 L) , (7..1}
100
rде Р2 ----- номинальная мощность машины, кВт; h ----- высота оси
вращения, Ml\1; L ----- rабаритная длина машины, ММ.
Одним из направлений повышения компактности является
уменьшение высоты оси вращения и применение максимально ДО"
пустимоrо наружноrо диаметра машины при выбранном значении
h, что дает возможность уменьшить L. -
Важным критерием явлцется уровень шума электрических ма..
шин. Высокий уровень шума в производственном помещении, rде
установлены мащины, отрицательно влияет на производительность
труда, отражается на качестве продукции, вызывает потери' рабо..
чеrо времени в результате частичной или временной нетрудо..
способности производственноrо персонала.
Технический уровень спроектированной э-лектричес ой м.аши-
ны оценивают путем сравнения технико"экономических цоказате;-
о u u
леи этои машины с показателями лучших издели ..аналоrов' о:rеч -
cTBeHHoro и зарубежноrо производства.. Учитыва , что при этом
сравнивают разные показатели машин массу, rабариты, энерrе-
.тические показатели' и др., целесообразно общую оценку техниче-
cKoro уровня производить по обобщенному показателю (см. [34] >.
Э==Q/С маm , (7..2)
rrде Q ----- экономический эффект от примен'ения спроектированной
машины по сравнению с маwиной..аналоrом; Смаш"':""'" стоимость ма-
шины. .
'в качестве базы принимают себестоимость спроектированной
машины или цену по прейскуранту машины..аналоrа 6течественно"
ro производства. Экономический эффеJ{Т представляет собой сум-
му отдельных составляющих (руб.) эффект: обусловленная раз-
ностью кпд
Ql == 5850 Р2 (f)' 11") / (,,' f)") ,
обусловленная разностью коэффициентов мощности
асинхронных двиrателей)
Q2== 1350 Р2 (tg ер" /f)" tg ер' /'У)') ,
обусловленная разностью показателей компактности
Qз=== (100 + 761g Р2) (К' к ----- К" К),
обусловленная разностью уровней шума
Q4 == 960. 1 00,1 (L' 9з,4) [1 O O,l (L' L") 1],
обусловленная разностью массы машин, влияющей
конструкции и технолоrическоrо оборудования,
(7..3 )
(только для
( 7 ..4 )
(7..5)
(7..6)
на уровень
Q == 0,3 (т" т'). (7.. 7)
Здесь Р2 ----- номинальная мощность, кВт; 1')', f)" кпд спроекти"
ров анной машины и машины..аналоrа; tg ер', tg ер" TaHreHC уrла
сдвиrа между напряжением и TO OM спроектированноrо двиrателя
и двиrателя..аналоrа; К' к, К" к ----- показатели компактности спроек-
тированной машины и машины..аналоrа; L', L" уровни шума (зву-
101
KOBoro давления) спроектированной машины и машины-аналоrа,
дБ. А (если разность уровней звуковоrо давления более 5 дБ. А, то
следует сократить разность до указанноrо значения. Следует отме..
тить, что фактический уровень звуковоrо давления спроектирован-
ной машины может быть установлен после испытания и исследова-
ния опытных образцов машины. До изrотовления опытных образ-
цов в производимых технико..экономических расчетах составляю..
щая эффективности уровня 3BYKOBoro давления не учитывается);
т', т',.......... масса спроектированной машины и Машины-аналоrа.
Таким образом, экономический эффект
Q=== Ql + Q2+Qз + Q4+Q5.
(7-8)
Составляющая эффекта, обусловленная повышением надежно-
сти электрической машины Q6, если она может быть рассчитана,
добавляется в (7-8).
Себестоимость машины (руб.)
С маш == С мат + С пр , (7 -9)
['де С мат ......... общая стоимость материалов, примененных в машине,
руб.; С пр ........ стоимость производства машины, уб.
Стоимость материалов может быть определена, исходя из заrо-
товительной массы материалов и цены материалов по формулам,
nриведенным в табл. 7-1.
Таблица 7..1
Наниенование иатериала
Заrотовительная масса, Kr
Стоимость материала,
руб.
Провода обмоток
Коллекторная медь
Алюминий короткозамкнутоrо
ротора
,Сталь сердечников статора и ро-
тора асинхронноrо двиrателя
'Сталь сердечника якоря
'Сталь сердечников r лавных по..
люсов
'Сталь сердечников добаВОflНЫХ
полюсов
'Сталь массивной станины
-Сталь шихтованной станины
Изоляция
Конструкционные маtериалы
т '.м == 1, 03т м
т' М.К == 1 , 1 пly.,I. К
т' аЛ2 === 1 ,05т аЛ 2
т '
cD
== 7 ,81 Э фl (D H1 + T)2 .IO 6
т ,
С2
== 7 ,8l Э Ф2(D Н2 + Дшт)2.10 б
т '
П
== 7 ,8.2рlэф.пЬн.пhп.l0 6
lп' д == I , 1 т д
т' с 1 == 1, 1 т с 1
т' Сl === 1, 25m С1
т 'и == 1 , 05т и
т' к == 1 , 1 т к
СМ == С м lп' м
С М . К == см.кт' м.к
С аЛ2 ::::: С ал 2 т ' аЛ2
C CD ::::::; сст' c"il
С С2 == сст' С2
Сп == сст'п
С д == сст' д
ССl == сст' с!
СС1 == сст' Сl
Си === сит' и
С К == скт' к
Здесь т, т' «чистая» И заrотовительная массы расматривае
Moro рода материала; lЭфl, lЭф2, lэф.п ----- эффективная длина сердеч-
ника соответственно статора, якоря, rлаВНQrо полюса, т. е. длина
ердечника без учета изоляционноrо покрытия и неплотноrо при-
леrания листов, наличия радиальных вентиляционных каналов;
шт ----- припуск на штамповку; Ь н . п ширина полюсной дуrи; h п ----
высота rлавноrо полюса.
аО2
Значения «чистой» массы материалов определены в 9-14
10..17, 11..14. Заrотовительная масса сердечников статора и ротора
(остова и полюсов) синхронных машин вычисляется в соответствиm
с принятой конструкцией ротора и намеченным процессом штам
повки листов статора (использованием внутренней вырубки).
Стоимость СМ проводов обмоток приведена в табл. 7..2.
т а б л и ц а 7..2;
apKa и Форма попереЧНОrо
сеч енпя провода
Стоимость см,
руб/ к r
Марка и Фо!'ма поперечноrо
се1ifения про:::.ода
Стоимость ("м,
руб/кr
Прямоуrольная
ПЭТВП
пэтr ..155
ПЭТКП
псд
ПСДК
ПСДКТ
Неизолированные ши..
I'ibI И ленты марки
MrM
1 , 14 + О, 72/ s
1 , 32 + о ,84/8
1 , 53 + о, 97/8
1,1 + 1,5/8
1,18+2,4/8
1 ,28 + 7,4/8
О , 98 + 0,5 j 8
Круrлая
ПЭТВ
ПЭТ 155
ПЭТК
псд
псдк
ПСДКТ
Коллекторная eдь мар..
ки MrT трапецеи..
дальцая
1 ,22 + о , 3/ d
1,42 + о, 35/d':.
1 ,65 + о ,4/ d
1+0,6/d
1 + O,8/d
0,7+2,5/lt
1 ,,05 + 2/ s
Здесь d и S ----- диаметр (мм) и площадь поперечноrо сечения
(мм 2 ) провода без изоляции.
Площадь поперечноrо сечения кол,лекторной меди (мм 2 )
.. S ==b'Iih R (1 H/DH), (7..10}
rде Ь'н== tR ЬИ ширина коллекторной пластины (боль.шее осно",
4
вание трапеции); hK 12,4 yDK lO мм высота коллекторной
пластины; Dl\. наружный диаметр кол,лектора, мм.
Для обмоток статора на напряжение 6 кВ, выполняемых из
прямоуrольных эмалированных проводов с дополнительной двух..
слойной изоляцией из стекловолокна (например, марки ПЭТВСД)"
стоимость См, получаемую из табл. 7..1, следует увеличивать в:
1,6 раза. Для алюминия короткозамкнутоrо ротора Сал==
==0,65 рубjкr. Стоимость листовой стали с с ПРИ.ведена ни)ке:
Марка с1'али. . . . . . . . . . . . 2013 2312 2312 2411 3411 СТ 3 lJ
Толщина, ММ. . . . . . . . . . . . 0,5 О, 5 1 , О t 0,,5 1 ,О 1 0 6
Значение С с , рубjкr . . . . . . . . 0,21 0,25 0,225 0,30 0,25 0,096
Средняя стоимость изоляции си составляет при классе Harpe
востойкости изоляции В 12 руб/кr, классе F 16 рубjкr и классе
H 22 рубjкr. Средняя стоимость конструкционных материалов
с к ==О,38 рубjкr.
Суммарная стоимость материалов (руб.) машин переменноrо
тока
С мат == CM + С ал + CC + С и + СН;
машин постоянноrо 1'ока
С мат == СМХ + С М . Н + CC + Си+С к.
(7..11):
(7..12)
103
Здесь CM ----- суммарная стоимост.ь обмоточных проводов;
Cc ----- сумма,рная стоимость листовой стали.
Стоимость производства, а следовате..лъно, и себестоимость ма..
шины на электромашиностроительном предприятии определяется
путем подробной калькуляции с учетом масштаба выпуска, уров"
ня технолоrическоrо процесса, уровня механизации и автомати..
зации производства. Однако при разработке проекта и сравнения
различных вариантов достаточно определить приближенное зна..
чение стоимости производства
С пр k пр Vh D2 И1 (0,4 + l/D fl1 ).
(7 -13)
Здесь kпр коэффициент, определяемый совершенством оборудо..
вания, технолоrическоrо процесса и орrаниэации производства
(среднее значение kпр==3,2.IО4 для асинхронных двиrателей;
k пр == 6,5. 1 O 4 дЛЯ машин' постоянноrо тока и синхронных м а..
шин) .
Приведенны.й выше метод следует также применять для срав"
нения показателей техническоrо уровня отдельных вариантов
спроектированной машины. При этом себестоимость машины
определяют отдельно для каждоrо варианта, а составляющую
эффекта Qs, обусловленную разностью массы машин, исключают
из (7..8), так как при расчете себестоимости машин учитывается
изменение массы материалов, а также влияние массы на техно..
нолоrический процесс и на стоимость производства машин.
rлава 8
ПРИМЕНЕНИЕ ЭВМ ПРИ ПРОЕI(ТИРОВАНИИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
'"
8..1. Общие сведения'
За последние rоды ЭВМ применяют практически во всех об..
ластях народноrо хозяйства. Поэтому в планы подrотовки сту..
дентов вузов по большинству инженерных специальностей вклю"
чена дисциплина «Проrраммирование и применение ЭВМ». При..,
менительно к электрическим машинам эт а дисциплина изложена
в [19]. Изучение вопро ов применения ЭВМ предшествует дисцип..
лине «Проектирование электрических машин». Поэтому в настоя..
щей rлаве учебника не рассматриваются подробно следующие
вопросы, приведенные в [19]: применение метода планирования
эксперимента к оптимизации электрических машин; проектирова-
ние электрических машин методом rеометрическоrо проrраммиро"
вания; математическое обеспечение систем автоматизированноrо
проектирования электрических маЦIИН; техническое обеспечение
систем автоматизированноrо проектирования.
В настоящее время единичные электрические машины практи"
чески не проектируются (кроме особо мощных турбо.. и rидроrе-
104
нераторов), проектируют лишь серии электрических машин. При
этом расчеты ВЦIполняются с помощью ЭВМ, что технически и
экономически вполне оправдано. В [30] приведены данные о зат..
ратах времени на поверочный расчет асинхронноrо двиrателя на
ЭВМ; на ввод в машину исходных данных и печать результатов
расчета уходит 800/0 вре ени, необходимоrо для поверочноrо
расчета одноrо двиrателя на ЭВМ. В связи с этим студенту при
-выполнении курсовых и дипломных проектов целесообразно
расчет единичной электрической машины выполнять «вручную»'
Это целесообразно так)Ке потому, что при «ручном» счете студент
лучше усваивает особенности проектирования на всех этапах и
становится подrотовленным к работе с ЭВМ. Однако для выпол"
u
нения различных расчетных исследовании, а также для опти..\
мальноrо и автоматизированноrо проектирования электрических
машин необходимо испо.льзование ЭВМ.
Применение ЭВМ дЛЯ выполнения большоrо объема поиско-
вых и поверочных расчетов позволяет значительно повысить
производительность труда расчетчиков, сократить. с;роки выпол"
нения расчетных работ и снизить их себестоимость. По опыту
u о
проектирования единых серии асинхронных двиrателеи стоимость
расчетных работ сокращается примерно в четыре раза, а время
проведения расчетов ----- в д a раза при одновременном уменьше- ' I
нии количества расчетчиков (СМ. [31]). rлавны,й эф'фект от при-
менения ЭВМ закл,ючается в том, что нахо)Кдение для проекти--
о
руемых машин оптимальных соотношении э,лектромаrнитных
наrрузок и rеометрических размеров, обеспечивающих наимень-
шие суммарные затраты на материа ы, изrотовление и эксплуа-
тацию, обеспечивает при внедрении спроектированных серий
машин большую экономию средств в народном хозяйстве.
8..2. ОJlтимальное проектирование электрических машин
На первом этапе применения эвм для проектиро'вания серий
электрических машин в 1957 r. (СМ. [30]) выбор оптимальноrо
варианта расчета осуществлялся путем последовательных приб..
ЛИ)КеНИЙ с чередованием расчетов на ЭВМ с «ручным» счетом.
Однако такой путь был длителен, так как MHoro времени уходило
на мноrократны,й ввод в эвм исходных данных и на печать
результатов расчета каждоrо из проме)Куточных 'вариантов. Зна
чительно эффективнее автоматический режим работы машины.
При этом машина переходит от одноrо рассчитанноrо варианта к
друrому, сравнивая ПОЛУ9енные реЗУ1Льтаты по определенным
заранее заданным критериям с Iвыбором наиболее целесообраз
Horo варианта. При этом машина сама определяет направление
дальнейшеrо движения в поиске оптимальноrо варианта и совер..
шает последующий шаr, используя информацию, получеННУIQ на
предыдущих шаrах. Такой метод поиска оптимальноrо варианта
известен как случайный поиск с самообучением. В памяти ЭВМ
сохраняются результаты нескольких предыдущих расчетов и по
105
ним проrнозируется наивыrоднейшее направление очередноrо
перемещения.
Технические требования при проектировании обычно задаются
:в виде неравенств. Математическим аппаратом, специально соз..
.данным для решения задач оптимизации нелинейных моделей с
eI
rраничениями в виде неравенств, является нелuнеuное nрО2рам"
..мирование. Нелинейная 'функция n переменных F (Х п ), которую
-требуется оптимизировать, т. е. максимизировать. или минимизи"
ровать, называется функцuей целu
F (Х п ) === min; l
fJ(xn) O; j== 1. .... т; J
х i о; i::=::. 1, ..., п.
(8..1 )
. Д,ля машин общеrо назначения F (Хп) ----- это приведенная
. U
тоимость машины; Хn-----n..мерныи вектор независимых перемен..
ных, от KOToporo зависит значение F (Х п ). Составляющими вектора
..х n MorYT быть rеометрические размеры машины, качество исход..
.ных материалов, рассеивание размеров и друrих физических вели..
'Чин, качество изrотовления, электро.маrнитные наrрузки и Т. п.
Теометрическим образом целевой фуц ции является поверхность
FQтклuка. Линейные или нелинейные функции f j (Х п ), определенные
в том же пространстве независимых переменных, значения которых
;не должны быть больше (или меньше) определенных наперед за..
данных значений, называются 02ранuченuя1ttU или лuмuтерамu.
Оrраничениями при проекЧ'ировании электрических машин явля..
ются превышения температуры обмоток или друrих частей маши..
ИЫ, энерrетические показатели, оrраничения на некоторые размеры
:активной части, накладываемые конструкцией и технолоrией.
lI<poMe Toro, для асинхронных и синхронных машин ------ максималь..
rный момент, начальные пусковые ток и момент (кроме асинхрон"
ных двиrателей с фазным ротором); для машин постоянноrо
'.тока коммутационные параметры. Задача проrраммирования
'состоит в минимизации функции Р(Х п ) при заданных условиях.
Выбор критерия оптимизации ----- весьма ответственны,й этап
.проектирования. Если электрическая машина имеет узкоспециа..
..лизированное назначение, то целевая функция может быть сфор..
мулирована заказчиком. Например, максимальная мощность,
максимальный момент, минимальная масса, минимальный расход
:меди, минимальная длина, максимальный КПД, максимальный
'Коэффициент мощности.
Для электрических машин, не имеющих определенноrо заказ..
'Чика (общеrо назначения), критерий оптимизации должен отра..
:жать народнохозяЙственную эффективность. Таким критерием
:может быть критерий минимальной обобщенной: стоимости
С (х,у) == Сп (Х,у) +9з (х,у), (8..2)
'rде Сп ----- приведенные затраты на изrотовление машины; С в -----
.эксплуатационные затраты; Х ----- вектор переменных, варьируемых
а06
при оптимизации отдельной машины (диаметр расточки CTaTopa
и длина сердечника, количество 'витков, высота и ширина пазов
статора и ротора и т. п.); li постоянные про ектирования, общие
для ряда машин серии (маrнитная проницаемость и удельные
потери электротехнической стали, теплопроводность материалов
допустимые температуры, коэффициент заполнения паза, коэффи-
циент заrрузки, ДЛИ1'ельно ть использования).
Кроме критерия минимальной обобщенной стоимости MorYT
быть предусмотрены и друrие критерии или линейные комбина-
ции из двух критериев. Так, при расчете асинхронных двиrателей
серии 4А в качестве BToporo критерия была принята минимальная
длина сердечника статора как показатель наибольшей тсхноло-
rичности конструкции.
При расчете на ЭВМ используются методики расчета, изло-
женные в rл. 9 11 настоящей книrи. Однако все применяемые
зависимости должны быть заданы в а.налитической или цифровой
табличной форме. Целесообразно также выражать параметры в
относительных единицах. Исходные данные можно подразделить
на постоянные, переменные и' лимитеры. Варианты расчета, не
удовлетворяющие хотя бы одному из лимитеров, исключаются
как неприемлемые.
При расчете электрических машин MaccoBoro выпуска опреде..
ленное влияние на выбор оптимальноrо варианта оказывает не-
обходимость унификации размеров штампов листов сердечников
v "
статора и ротора машин с одинаковои высотои оси вращения, но
разных длин или унификации длин сердечников маши;н на разные
частоты вращения при данных высоте оси вращения и длине кор-
пуса. В этих случаях оптимизация проводится для наиболее мас-
COBoro типоразмера электрической машины.
Параметры, имеющие одинаковые значения, например для
большой rруппы рассчитываемых асинхронных двиrателей: коли..
чество фаз, частота тока, напрпжение, коэффициенты заполнения
сталью, удельные потери в стали, удельное сопротивление мате-
риала обмотки, входят в расчетные формулы в числовом виде..
При проектировании асинхронных двиrателей в течение рас-
чета поиска варьируются только следующие параметры: на..
ружный диаметр сердечника статора D H1 , внутренний диаметр
сердечника статора D 1 , длина сердечника [1, размеры пазов ста..
тора и ротора, количество витков и прочие зависящие от них
параметрыI индукция в воздушном зазоре Вб, диаметр вентиля..
тора, сечение короткозамыкающих колец, длина лобовой части
обмотки статора и т. п. Следует заметить, что наружный диаметр
сердечника статора определяют только для базовоrо типоразмера
двиrателя, а для друrих типоразмеров двиrателей принятой вы..
соты оси вращения он остается постоянным. При расчете накла-
..
дывается и ряд конструкционно"техно'Лоrических оrраничении.
Например, ширина зубцов статора и ротора в наиболее узком
месте не должна быть меньше (1+0,01 D H1 ), мм; высота спинки
статора не должна быть меньше 0,055 D п1 , мм.
107
ПРИ. указанном критерии оптималвности минима.льная обоб-
щенная стоимость, энерrетические показатели электрической
машины автоматически получаются оптимальными.
8..3. Расчетные исследования с помощью ЭВМ
В процессе проектирования электрических машин возникает
необходимость проведения ряда расчетных исследований с по-
мощью ЭВМ. Так, например, весьма полезно знать влияние коэф-
фициентов целевой функции на rеометрию оптимальной машины.
Подробные сведения о проведении этих и ряда друrих исследова-
ний приведены в [31, 33]. Коэффuцuента;и,и целевой функции будем
называть' множители, с помощью которых при известных массо-
u
энерrетических показателях электрическои машины определяют
стоимости ее изrОТОВJIения и эксплуатации. К коэффициентам
целе ой функции относятся цены на материалы и электроэнерrию,
нормативны.й срок оку,паемос!и, покззатели интенсивности ис-
пользования.
В [33] исследовано влияние нормативноrо срока окупаемости,
расчетноrо коэффициента заrрузки и расчетноrо числа часов
наrружения в rоду: на технико..экономические показатели асинх-
ронных двиrателей. Было установлено, что при изменении срока
окупаемости в интервале. четыре ----- восемь лет он не оказывает
существенноrо влияния на расход материалов и электроэнерrии.
'КОЭфjфициент заrрузки и. расчетное количество часов наrруже..
ния в rоду входят только в слаrаемое целевой функции, характе..
ризующее эксплуатационные затраты. При изменении стоимости
потерь э ерrии СЭ по любой причине алrоритм оптимальноrо
проектирования будет стремиться так изменить rеометрию, а сле-
довательно, и стоимость двиrателя С д , чтобы изменение обобщен-
ных затрат было .оптимальным. Так, при увеличении количества
часов наrрузки в rоду увеличится С э , поэтому начнется движение
оптимальной точки в сторону уменьшенияС э , т. е. начнет увеличи-
ваться кпд за счет увеличения расхода материалов. Такое же
влияние на целевую функцию оказывает коэффициент заrрузки,
поэтому для оп1имальноrо проектирования важно точно знать ко..
личество часов работы в rоду и коэффициент заrрузки двиrателя.
Результаты исследований, проведенных д я уточнения этих пара..
метров, приведены В [33]. Оказалось, что среднее для ,промыш"
ленности число часов работы h cp хорошо -коррелировано сначаль..
НОЙ мощностью:
h ep =:: 545 + 376 Рt" (8-3)
Интересно также проведенное в [31] исследование зависимости
технико"экономических показателей асинхронных двиrателей от
коэффициентов лияния ряда исходных данных для проектирова-
ния. Ими являются маrнитная проницаемость и удельные потери
электротехнической стал , коэффициент заполнения паза, допус-
тимая температура обмотки статора. Коэффициентом влияния
входноео параметра на функцию называется приращение функции
108
.Б процентах, вызванное изменением параметра на -один процент.
B результате проведенноrо исследования получена система урав-
нений, которая при любом изменении исходных данных позволяет
е
.наметить комплекс мероприятии для максимаJльноrо отрица ель..
Horo приращения обобщенной стоимости двиrателя. В частности,
.MorYT быть рассчитаны лимитные цены на новые материалы, т. е.
7акие цены, которые в сочетании с новыми свойствами материа..
лов дают нулевое приращение целевой функции.......... обобщенной
стоимости двиrателя.
Высоты оси вращения электрических машин норма.лизованы
(см. rл. 9). Поэтому может оказаться необходимым скорректиро-
13ать выбранные по расчету оптимальные значения наружноrо
диаметра сердечника D B1 . Представляет интерес расчетное иссле-
дование на ЭВ влияния отклонений от оптимальных значений
'наружных диаметров сердечника статора (на :t200;0) на обобщен-
ну'ю стоимость С'. В результате оказаlЛОСЬ, что имеется следующая
зависимость:
t\C ==2 ( DBI12.
(8-.4I
в [31] приведены результаты расчетноrо исследования, про-
веденноrо с помощью ЭВМ, влияния класса наrревостоикости
примененной изоляции на энерrетические характеристики и cy
марные затраты. Это исследование проводилось на-аСИнхронных
Двиrателях с h=== 180...;..-225 мм и степенью защиты 1Р23. 'Были вы-
е '. '.
полнены поисковые расчеты оптимальных двиrателеи с изоляциеи
классов наrревостойкост.и Е и Р. Было учтено, что провода класса
F дороже проводов класса Е примерно на 16%. Расчеты показа и,
что переход с изоляции класса наrревостойкости Е на изоляцию
класса F позволяет в среднем уменьшить расход меди на 15 О/о,
электротехнической стали на 18 О/о, стоимость двиrателей снижа..
ется на 120/0, суммарные затраты на 2,80/0. При этом КПД при
коэффициенте заrрузки 0,6 уменьшается на 0,60/0, а коэффициент
мощности практически не меняется.
Приведенные примеры показывают высокую эффективность
применения ЭВ дЛЯ проведения расчетных исследований в про-
цессе проектирования электрических машин'
8..4. Система автоматизированноrо проектирования
электрических машин
Системой автоматuзuроваННО2Q nроектuрованuя.элеКТрUческuх
маШUfl (САП Р ЭМ) называется комплекс техниче'ских, информа-
ционных и математических средств, предназначенных для авто-
матизации процессов расчета и конструирования электрических
машин с участием человека (см. [19]). Эта система особенно эф-
фективна при проектировании серий электрических машин, так
как требуется выполнение большоrо объема не только расчетных,
но и конструкторско"технолоrических работ. Поэтому кроме
оптимальноrо расчетноrо проектирования электрических машин с
109
помощью ЭВМ возникла необходимость применения их также
для автоматизации разработки конструкции и технолоrии. ABTO
матизация проектно"конструкторских работ осуществляется таким
образом, чтобы при сохранении творческой деятельности конст..
руктора были автоматизированы работы, связанные с повторе..
нием ранее решенных задач с вычерчиванием деталей узлов и
отдельных элементов. При автоматизации проектирования полу..
чают также информацию для станков с числовым проrраммным
управлением и для изrотовления технолоrической оснастки (штам"
пы, пресс"формы, модели и т. п.).
Система автоматиз ованноrо проектирования предусматрива..
ет соединение в одну систему всех стоящих при проеК,тировании
задач. При этом выходная информация одноrо этапа машинноrо
проектирования является исходной для последующеrо с исК,люче..
нием ручных процедур преобразования информации. 1\10>]{НО
САПРЭМ разбит на следующие отдельные относительно авто..
номные . подсистемы: расчетное и конструкторское проектирование,
В,едение чертежной документации в сер-ийном производстве.
Можно проследить следующие основные этапы системы проекти"
рования. На основе математической модели электрической маши..
ны (а ею является методика :расчета) осуществляются оптимиза..
ционные расчеты ,активной части машины. Далее проводятся
поверочные расчеты, которые охватывают все технические харак"
теристики электрической машины и предусматривают унифика..
ЦНЮ и доводку важнейших элементов и узлов машины. Повероч..
ные расчеты проводятся в диалоrовом режиме работы расчетчика
, с ЭВМ. Проектировщик задает исходные данные с помощью
дисплея и на ero экране получает информацию о результатах
расчета. Параметры и характеристики, полученные в результате
поверочных расчетов, используются для разработки конструкции.
При этом спользуется пакет прикладных проrрамм машинной
rраjфИКИ. Автоматизация проектирования конструкции предусмат"
ривает воспроизведение отдельных элементов конструкции, кото..
рые на основе мноrолетнеrо опыта имеют отработанные формы и
не претерпевают СУЩЕ(ственных изменений. Проектирование кон..
струкции с применением ЭВМ содержит в основном те же этапы,
которые имеются при «ручном» конструировании, а именно: раз-
работку общеrо вида, сборочных единиц и деталей, окончательное
оформление чертежей, спецификации и друrой конструкторской
документации. Для разработки общеrо вида электрической ма-
шины необходимо предварительно выбрать основные принци-
пиальные конструктивные решения, а для проектирования эле-
ментов конструкции, создать математические модели этих эле..
ментов. С этой целью должны быть определены функциона.льные
зависимости размеров элементов от rлавных размеров, высоты
осей вращения электрической машины. Разработка конструкции
включает в себя прочностные, виброакустические и друrие расче-
ты. Изменение конструкции в процессе проектирова ия требует
итерационноrо повторения поверочных расчетов.
110
Переходным этапом от разработки КОНСТРУКЦИИ к технолоrии
u u
изrотовления электродвиrателен является выпуск техническои
документации на машинных носителях .для автоматическоrо изrо..
u
товления оснастки и отделочных детален на станках с числовым
проrраммным управлением, а также ведение чертежноrо хозя.й..
ства в производстве.
Одна из важных проблем успешноrо освоения САПР ЭМ..........
создание банка данных электромеханических задач. Хранение,
поиск и обработка данных приобретают в современных системах
.автоматизированноrо проектирования электрических машин пер..
востепенное значение.
rлава 9
РАСЧЕТ АСИНХРОННЫХ виrАТЕЛЕR
9..1. Единые серии асинхронных двиrателей
Общие сведения. А\си.нхронные двиrател,и ----- наиболее распро..
страненный вид электрических машин, потребля'ющих в настоя..
щее время около 400/0 всей вырабатываемой электроэнерrии. Их
установленная мощность постоянно возрастает. _
Асинхронные двиrатели широко применяются в приводах ме..
таллообрабатывающих, деревообрабатывающих и друrих стан..
ков, кузнечно..прессовых, ткацких, швейных, rрузоподъемных,
землеройных машин, вентиляторов, насосов, компрессоров, цент..
рифуr, в лифтах, в ручном злектроннструменте, в бытовых прибо..
рах и т. д. Практически нет отрасли техники и быта, rде не
использовались бы асинхронные двиrатели.
Потребности народноrо хозяйства удовлетвqряются rлавным
образом двиrателями OCHoBHoro исполнения единых сери.й общеrо
назначения, т. е. применяемых для привода механизмов, не
предъявляющих особых требований к пусковым характеристикам,
скольжению, энерrетическим показателям, шуму и т. п. Вместе
тем в единых сериях предусматривают также электрические и
конструктивные модификации двиrателей, модификации для раз..
ных условий окружающей среды, предназначенные для удовлет"
Борения дополнительных специфических требований отдельных
видов приводов и условий их эксплуатации. одификации созда..
ются на базе OCHoBl!0ro исполнения серий с максимально возмож"
НЫМ использованием узлов и деталей этоrо исполнения.
В некоторых приводах возникают требоваНИЯ t которые не мо"
rYT быть удов,летворены двиrателями единых серий. Для таких
приводов созданы специализированные двиrатели, например
электробуровые, краново"металлурrические и др.
Разработанное 'в СССР И внедренное в производство основное
u
исполнение единои серии подразделяется на два основных ряда:
серию с h==50--+--355 мм (мощностью от 0,12 до 400 кВт при 2р==
==4) и серию с h===400--+--450 мм (мощностью от 400 до 1000 кВт
при 2р==4).
111
Серия 4А. О с .н О 'в 'н о е ,И с п о л 'н е н и е с е р и и. Двиrателв
выполняются с короткоэамкнутым (при h==50+355 М,м) и С фаз-
ным роторами (при h==200-+-355 мм). По степени защиты от внеш-
них воздействий и по способу охлаждения различают: закрытое
исполнение (IP44) с наружным обдувом от вентилятора, располо-
женноrо на валу двиrателя (IC0141) при h===50 355 мм; защи..
щенное исполцение (IP23) с самовентиляцией (ICOl) при h===
=== 160...;..-355 ММ.
Двиrатели мощностью от 0,12 до 0,37 кВт изrотовляют на
номинальные напряжения 220 и 380 В, со схемой соединения
обмоток статора А или А; эти двиrатели имеют три выводных
ПрОБода. Двиrатели мощностью от 0,55 до 11 кВт, кроме
Toro, выполняют на напряжение 660 В (при тех же схемах соеди-
нения и количестве 'выводных проводов). Двиrатели МDЩНОСТЬЮ
от 15 до 110 кВт изrотовля.ют на номинальные напря}кения
220/380 и 380/660 В, а от 132 до 400 кВт только на 380/660 В;
эти двиrатели I'Iмеют схему соединения Д/ л и шесть выводных
ПрОБОДОВ. Двиrатели с h==50+132 мм выполняют е изоляцией
класса наrревостойкости В; остальные ----- с изоляцией класса F.
Общие технические данные на указанные двиrатели реrламенти"
рованы [ОСТ 1952З 74.
м о д и Ф и к а Ц и и с е р и и 4 А при h === 5 О-+-3 5 5 м м. На
базе OCHoBHoro исполнения серии изrотовляются следующие
.,электрические моди,фикации: двиrатели с повышенным пусковым
моментом (h== 1,60+250 мм), предназначенные для привода ме-
ханизмов, имеющих большие статические и инерционные наrрузки
в момент пуека '(компрессоры, конвейеры, насосы, поворотные
круrи и т. д.);
двиrател,И С повышенным скольжением (h==71+250' мм)----- для
работы в повторно-кратковременных режимах с частыми пусками
или с пульсирующей наrрузкой (штамповочные -прессы, молоты,
поршневые. компрессоры и Т. д.);
MHorocKopocTHbIe двиrатели (h===56--;-.355 мм) на две, три и
четыре частоты вращения ----- для привода механизмов со ступен-
чатым реrулированием частоты вращения (металлообрабатываю..
щие станки, механические колосниковые решетки, некоторые виды
лебедок и т д.);
двиrатели на частоту 60 rц (h===50+З55 MM) дЛЯ работы от
сети с указанной частотой.
'Серия охватывает следующие конструктивные модификации:
малошумные двиrатели (h===56+160 Мм).......... для работы в приво-
дах с повышенными требованиями к уро ню шума встраиваемые
двиrатели (h===50+250 MM) дЛЯ встраивания в станки и меха-
н змы; двиrатели поставляютСЯ в виде обмотанноrо сердечника
статор'а "и рото.ра;'
двиrат ли со встроенно,й температурной защитой (h==
==50+355 ММ)-----для привода механиз-мов, работающих со значи--
_ льными переrрузками, частыми пусками, и т. д.
112
Серия охватывает следующие модификации по условиям
окружающей среды: двиrатели тропическоrо исполнения (h==
===50+355 Мм)----- для iработы в условиях 'Влажноrо или cyxoro<
тропическоrо климата при температуре окружающеrо воздуха от
........10 дО +45 0 С, относительной влажности до 100 О/о (при темпе-
ратуре + 35 ОС), при воздействии солнечной радиации, песка,-
пыли и плесневых rрибков;
двиrатели 'влаrоморозостойкоrо исполнения (h==50+355 MM)
дЛЯ работы при температуре окружающей среды до 40 ОС и
относительной влажности 1000/0 (при темвературе +25 0 С)';
двиrатели химостойкоrо исполнения (h===50+355 мм) ----- для.
работы при температуре окружающей среды в пределах ::1::40 ОС,.
относительной влажности 80 О/о (при температуре' + 25 ОС), нали-
U u
чии химически активнои невзрывоопаснои среДЫ. .
Серия А4. Серия охватывае,. слеДУЮЩlИе Iиопол.нения по степе..
ни защиты от внешних воздействий и по СJ;Iособу охлаждения:
защищенное _ исполнение (IP23) с самовентиляцией (ICO 1) при
h==400 и 450 мм;
закрытое исполнение (IP44) с охлаждением с помощью возду-
хоохладителя (ICOI61) при h==400 и 450 мм. .
Двиrатели изrотов,ляют с короткозамкнутым или фазным
ротором и на номин льное напряжение 6000 В. Обмотка статора
имеет шесть вы'водных проводов, соединенных в звезду. Обмотка-
статора выполняется с термореактивной изоляцией типа «Моно-
лит» класса наrревостойкости Р, с температурным использова-
нием на уровне класса В. Обмотка фазноrо ротора имеет изоля..
цию класса наrревостойкости В.
9..2. Исходные данные для проектирования
Для проектировання асинхронноrо двиrателя должны быть
заданы следующие исходные данные: 1. Номинальный режим
работы по roCT 183 74. 2. Исполнение ротора (короткозамк-
нутый, фазный). 3. Номин льная отдаваемая мощность по rOCT
12139 74. 4. Количество фаз статора. 5. Способ соединения.
фаз статора (А! Д; Д; А). 6. ЧаС"I'ота сети. 7. Номинальное
линейное напряжение по rOCT 21128-----75 8. Синхронная частота
вращения по rOCT 10683-----73. 9. Степень защиты от внешних
воздействий по СТ СЭВ 247-----76. 10. - Способ охлаждения.
по rOCT 20459-----75. 11. Исполнение по способу монтажа
по СТ СЭВ 246-----16. 12. Климатические условия и катеrория
размещения по rOCT 15150-----69 и 15543-----70. 13. Надежность
по rOCT 19523-----74. 14. Форма выступающеrо конца вала.
15. Способ соединения с приводимым механизмом. .
Кроме Toro, дополнительно учитывают требования к высоте оси
вращения по [ОСТ 13267-----73 и к 'установочно-присоединительным
размерам по [ОСТ 18709-----73 или 20839.........75. ,
3255 113
Содержание перечисленных вьrше предписаний стандартов
приведено в 1..2 и Э 9..15.
Во всем HeoroBopeHHoM исходные данные машины должны
удовлетворять требованиям rOCT 183 74.
При м е ч а н и е. Количество пар полюсов
р== 60! I пl..
Прииеры расчета машJ1Н
1. Исходные данные длll проек.тироsания
(9..1)
Наименование заданн.ых параметрЬз
и их условные обозначения
Дииrатель Н!! 1
Двиrатель М 2
Номинальный режим рабо'IЫ
Ф1сполнение ротора
iНоминальная отдаваемая мощность Pfj, кВт
Количество фаз статора т 1
vСпособ соединения фаз статора
'Частота сети [, [ц
::Н()минальное линейное напряжение и, В
"Синхронная частота вращения п 1 , об/мин
'Степень защиты от внешних воздейстВИЙ
Способ ох;лаждения
Исполнение по способу монтажа
Климатические условия и катеrория размеrцения
:Вероятность безотка зной работы обмотки за на..
работку ]0000 ч Роб
!Форма выступаlощеrо конца вала
..способ соединения с приводным меха низмом
.:Количество пар полюсов р, по (9..1)
Продолжительный (S 1)
Коротко.. Фазный
замкнутый
7,5
3
Д/л
50
220/380
1500
IP44
lСО141
1 М 1001
У3
0,9
160
3
Д/Л
50
380/660
1000
IP23
ICOl
1М 1001
У3
0,9
Цилиндрическая
Упруrая муфта
2 I 3
'. 9..3. Маrнитная цепь двиrателя.
:Размеры, конфиrурация, материал
rлавные размеры. Проектиро!Ваlн/ие ас.И I НХРОННЫХ двиrателей
lIачи:нают с определения rл'ав,ных Iразмер,ов: виутрен'неrо д,иамет"
ра D 1 и ДЛ1ИНЫ 'сердечника статора 11. Ка,к отмечалось в rл. 1,
предельно допускаемая величина наружноrо диаметра корпу"
-са D корп и ердечника статора D H1 зависит от высоты оси враще..
ния h. Если заданием на проек ирование значение h не реrла..
'ментировано, то ero предварительно выбирают из табл. 9..1,
.данные которой соответствуют существующему в СССР и за
рубежом среднему уровню привязки мощностей к h двиrателей
с разными степенями защиты и способами охлаждения.
В табл. 9..1 приведены также значения вращающеrо момента
на валу М 2 , поскольку В настоящее время широко распростране..
на более удобная оценка привязки rабаритов двиrателя к момен"
y вращения, значение KOToporo для данноrо типоразмера колеб..
лется в относительно небольших пределах при исполнении дsи..
rателя с разным количеством полюсов (за исключением
двиrателей с 2р==2).
:114
Т а б л и ц а 9-'
Р2 (кВт) при синхронных частотах вращения, об/мин
М2' Н'М
h,MM (при 1500
3000 1500 10QO 750 600 500 об/мин)
Асинхронные двиrатели с короткозамкнутым ротором исполнения
по защите IP44, со способом охлаждения IC0141
56 0,18 0,12 0,77
0,25 0,18 1 , 15
63 0,37 0,25 0,18 ! ,59
0 55 0,37 0,25 2,35
71 0,75 0,55 0,37 0,25 3,5
1 , 1 0,75 0,55 4,74
80 1 ,5 1 , 1 0,75 0,37 7,0
2,2 1,5 1 , 1 0,55 9,5
90 3 2,2 1 ,5 0,75 14
100 4 3 2,2 1,,5 19
5,5 4 25,
112 7,5 5,5 3 2,2 35
4 3
132 11 7,5 5,5 4 47,4
11 7,5 5,5 70
160 15 15 11 7,5 95' З.
,
18,5 18,5 15 11 1.18
180 22 22 18,5 15 140
30 30 190
200 37 37 22 18,5 234,&
45 45 30 22 284
225 55 55 37 30 349
250 75 75 45 37 474
90 90 55 45 574
280 110 110 75 55 699
132 132 90 75 838
315 160 160 110 90 55 45 1018
200 200 132 110 75 55 1267
355 250 250 160 132 90 75 159Z
315 315 200 160 110 90 200&
400 315 250 200 2006
400 315 250 200 2545
500 400 3183
450 630 500 315 250 200 4012:
800 630 400 315 250 5094
500 .....,
Асинхронные двиrатеJlИ с короткозамкнутым ротором ИСПОJlнения
по защите IP23, со способом ОХJlаждения ICOI
160 22 18,5 11 7,5 118
30 22 15 11 140;
180 37 30 18,5 15 190
45. 37 22 18,5 235
о
8* 115
п родолженuе malJл. 9..1
Pt,;j (кВт) при СИНХРОННЫХ частотах вращения, об,мин
h, мм Mt,;j, Н.М
, (при 1500
3000 1500 1000 750 600 500 об, мин)
. .
200 55 45 30 22 ......... ....... 284
75 55 37 30 ....... ....... 349
225 90 75 45 37 ....... ........ 474
250 110 "90 55 45 ....... ....... 574
132 110 . 75 55 ....... ......... 699
280 160 132 90 75 ....... ---- 838
200 160 110 90 ....... ....... 1018
315 ........ 200 132 110 75 55 1267
200 250 160 132 90 75 1592
355 315 315 200 160 110 90 2005
400 400 250 200 132 110 2550
400 ........ 400 315 ....... ....... 2550
........ 500 400 250 200 ......... 3183
...... 630 500 315 250 ........ 4010
450 ....... 800 630 400 315 250 .5093
........ 1000 800 500 400 315 6367
........ ......... ......... 630 ---- ......... ----
I
Асинхронные двиrатели с фазным ротором ИСПОJlнения
по защите IP23, со способом охлаждения ICOl
200 37 22 18,5 2.35
45 30 22 ........ 284
225 55 37 30 349
75 45 37 474
250 90 55 45 574
110 75 55 699
280 132 90 75 45 ....... 838
160 110 90 55 1018
215 200 132 110 75 55 1267
250 160 132 90 75 1592
-355 315 200 160 110 90 2006
400 250 200 132 110 2547
400 400 315 250 200 2547
....... 500 400 315 250 .... 3193
........ 630 500 4012
450 8UO 630 400 315 250 5094
........ 1000 800 500 400 315 6367
630 ......
Приыеча Кие. Электродвиrатели С h ;;::;: 400 мм иэrотовлЯюТ на напряжение и == 6000 Вое
116
Для удобства выбора наружн rо диаметра сердечника D H1
при заданноЙ или выбранной стандартной высоте оси вращения h
в табл. 9..2 приведены предельно допустимые значения D И1 тах
для h==50--+--450 мм, указаны припуски на штамповку ШТ' а так-
u u
же ширина резаных лент и стандартноя рулонноц стали, из кото-
рых штампуют 'листы сердечника.
т а б л и Ц а 9-2
1
1
1
I
)1 ШиРина (мм) при :а Ширина (мм) при
однорядной штамповке :а однорядной пnамповке
.. ..
х х
:а (\J )1 :а CI:S :а
е е
:а .. резаных рулонной :а ::;s .. резаных ру лонной
..... Е-< ..... f-I
.. .. \II 8 лент стали .. .. .. :ж: 8 лент стали
.. ... " .. " Q
Q <1 <1
50 3 4 86 4 90 ...... 180 7 12 322 7 330 ----
56 4 4 96 4 100 ---- 200 7 13,5 359 8 367 ......
63 4 5 108 5 113 ---- 225 7 15 406 8 414
71 4 6 122 5 127 250 8 16 452 8 460 ......
80 4 6,5 139 6 145 280 8 ]2 520 10 ...... 530
90 5 6,5 157 6 163 ---- 315 7 13 590 10 ---- 600
00 5 7,5 175 7 182 ........ 355 10 15 660 10 ....... 670
12 5 8 5 197 7 204 ....... 400 14 16 740 10 ---- 750
32 6 9,5 233 7 240 ....... 450 9 16 850 10 ........ 860
60 6 11 ,5 285 7 292 ----
При составлении таб'л. 9..2 имелось в 'виду, что двиr'атели
с п==50+250 мм выполняются с литыми станинами, а двиrатели
с h==280...;.-450 мм со сварными.
При D и1 =::;;;452 мм (что соответствует h 250 мм) листы стато"
ра штампуют из резаной ленты, которая по соrласованию сторон
может поставляться различной ширины, но не превышающей
500 мм. При DH1>452 мм листы статора штампуют из рулонной
стали стандартной ширины, указанной в Э 2..3; соответственно
принятые в этом случае значения h 1 MorYT несколько отличаться
от указанных на рис. 1-1.
Для определения од- kl(
Horo из rлавных разме- 1}О
POB BHYTpeHHero диамет-
ра сердечника статора 0,98
D 1 ----- можно использо-
вать зависимости D 1 == 0,96
===f (D п1 ) , приведенные в
табл. 9..3. При проектиро- 0,9'+
вании части серии (двух
двиrателей и более на од.. 92
ном диаметре D H1 ) дЛЯ 0,9
облеrчения производства 0,1 0,2. 0,5 f 2 5 10 20 50 100 200 БОО 1000
необходимо униФициро- Pz, кВт
вать при данном количе.. Рис. 9-1. Средние значения kи==f (Р2) асин"
стве полюсов основные хронных двиrателей
'--
117
Таблица 9..3
,""
2р D H l' мм D 1 == f ( D н 1)' мм
2 80 ...... 360 D I == 0,61 D H1 4
Свыше 360 ---- 750 D 1 == 0,485 D H1 + 28
4 80 ---- 520 D 1 == 0.,68 D H1 5
Свыше 520........ 990 D 1 == 0,56 D H1 + 60
6 80 ......... 590 D 1 == О, 72 D H 1 ........ 3
Свыше 590......... 990 D 1 ==.0,6 DH1+82
8 80 ......... 590 D 1 0,72 D H1 ........ 3
Свыше 590........ 990 Dt == 0,6 D H1 + 100
10 и 12 500 ---- 990 D 1 === 0,6 D H1 + 110
,размеры маrНИТОПРОВОД8 двиrателя в ero поперечном сеЧении
,диаметры D и1 , D 1 , D B2 , а также количество и размеры пазов ста..
тора и ротора.
Расчетную мощность Р' определяют по (1..11). Значение k п
находят из рис. 9..1.
а)
7], О. е.
1,0
tl J 95
0,9
0,85
0,8
0,75
[1,7
0,65
0,5
0,55
0,5
0,1 0,2
d;:J?'
./ 'l"......
....
2р=2 %
ц.-.L %
-' б
// '// 8;ll ;12
// '/
,
I111 . I '1'1 .11. 1 1 I111 111. 1 I 111. 111. 1 1 /11,
0,5 1 2
5 10 20 50 100 200 500 1000
Р2) К В т
о) 1],о.е,
0,97
0,95
0,95
о,9ч
493
0,92.
0,91
0,90
0,89
0,88
0,87
О,tJБ
0-85
7 ID 20 50 100 200 500 1000
Р2' К В т
Рис. 9-2. Средние значения 1') ==1 (Р2) асинхронных двиrателей с короткозамкну-
тым ротором:
а --- испопнение по защите IP44, способ охлаждения lC0141; б.... нсполнение по защите
IР2З, способ охлаждения ICOl
Предварительные значения ,,' и COS <р!' для двиrателей скорот"
козамкнутым ротором MOrYT быть приняты на уровне средних
энерrетических показателей выпускаемых электродвиrателей
(рис. 9..2 и 9..3) или по rOCT 19523 74 *, Для двиrателей с фаз-
ным ротором исполнения по защите IP23 предварительные значе-
ния f)' MorYT быть приняты на 0,005 ниже, чем по рис. 9..2, а cos ер
на 0,01 ниже, чем по рис. 9..3.
* Здесь и далее предварительные значения параметров обозначаются знаком
«штрих» для отличия от уточняемых в дальнейшем значений.
118
Для опреде.ления BToporo rлавноrо размера ----- длины сердеч..
ника статора 11 вначале по (1..30) находят расчетную. длину
сердечника 1'1 (с соответствующим окруrлением). При этом еле..
дует задать предварительные ,значения обмоточноrо коэффи"
циента ,k'обl(k'обl==О,91-+--0,94 для 2p 4; k'обl===О,79 для 2р===2;
большие значения k' 061 принимают для двиrателей меньшей
мощности), а также электромаrнитных, наrрузок А'I и В'б (зна..
а) cos rp
0,95 .
да
D,85
"48
0,75
0,7
5 10 20 50 100 200 50и !пои
Р2.' кВт
о) cos ч'
О, 9 51
Ц9ч.
Д9З
0,92
0,91
0,90
0,89
0,88
0,87
0,86
0,85
о,вч.
0,83
0,82
0,8/
0,80
10 20
50 100 200 500 1000
Р2' кВт
Рис: 9-3. Средние значения cos <р асин ронных двиrателей с короткозамкнутым
ротором:
4...... исполнение по защите IP44. способ охлаждения lСО141; б нсполнение ПО защите
IP23. способ охлаждения ICOl
чения A'l и В'б зависят от ряда факторов, в том числе от фор..
мы пазов и типа обмотки). В табл. 9..4 указаны применяемые в
настоящее время формы пазов и типы обмоток статора.
т а б л и ц а 9..4
ТIПI оБМОТI<И
Высота оси вращения h, мм
ФоРма паза
50....... 160 Трапецеидальные полуза..
крытые
180 ........ 250 То же
280 315 (2р === 10; 12) »
280....... 355 (2р == 2; 4; 6; 8) Прямоуrольные полуот..
355 (2р == 10; 12) крытые
То же
400 ---- 450 Прямоуrольные открытые
Однослойная всыпная кон..
центрическая
Двухслойная или одио..
двухслойная всыпная
Двухслойная из жестких
катушек
То же
Двухслойная из жестких ка...
тушек
'119
Форма пазов, указанная в таблице, определяется тем, что
статоры с прямоуrольными (открытыми или полуоткрытыми) па-
зами обладают большей надежностью обмотки, выполняемой из
жестких изолированных катуш'еК, а также большим коэффициен-
том заполнения пазов медью проводов прямоуrолъноrо попереч..
Horo сечения. Однако со снижением h возникают технолоrиче-
ские затруднения, оrраничивающие возможность пркменения
прямоуrольных пазов статора, из..за уменьшения поперечноrо се..
чения ПРОБОДОВ и ширины зубца в наиболее узком Месте.
а) А;, А/см ,/
БОа
500
400
JOD
200
1'+060100 1
200 JOO чоо 500 БОО 700 800 900 1000
о) 8 , ТЛ lJ НТ1 мм
1,00
О}95
019
О,8в
018
017560100 200 300 400 500 500 700 . 800 900 1000
Е Н / 1 ММ
,
Рис. 9..4. Среднйе Значения А'1==f(D и1 ) (а), В з ==f(D н1 ) (6) при 2р==4 и классе
наrре остойкости Р:
1... исполнение по защите IP44, способ охлаждения IC0141, полузакрытые пазы OДHO
Мойная обмоткаi то же, что 1, но двухслойная обмотка; 3.... IP44, ICOI41, полузакры.
тые пазы, двухслойная обмотка, продуваемый ротор; 4 IP44, ICOI41, открытые пазы..
и==6000 В, двухслойная обмотка; 5 IP23, ICOl, полузакрытые пазы, однослойная обмотка:
6 то же, что 5, но двухслойная обмотка; 7 IP23, IC01, полуоткрытые пазы, ДВУХCJIойцая
обмотка; 8 IP23, IC01, открытые пазы, и==6000 В, двухслойная обмотка
Поэтому в асинхронных двиrателях, начиная примерно
с DHl 452 мм (что соответствует h 250 мм), выполняют полу-
закрытые пазы трапецеидальной формы со всыпной обмоткой ИЗ
ПрОБОДОВ круrлоrо поп речноrо сечения, при которых коэффици-
ент заполнения паза медью снижается. I(омпенсирует в некото-
рой степени указанное снижение возможность получения зубцов
ра новеликоrо сечения и постоянства маrнитной индукции по
120
высоте зубца, в отличие от прямоуrо.льных пазов, при которых
зубец имеет трапецеидальную ,форму и маrнитную ИНДУКЦИЮ,
увеличивающуюся в напраRлении основания паза.
На рис. 9 4 приведены средние значения А'] и В' б для асин-
хронных двиrателей с короткозамкнутым и фазным роторами при
2p== 4 и с изоляцией класса наrревостойкости Р. При кол.ичестве
полюсов, от.личающихся от 2р==4, принимаемые из рис. 9..4 зна-
чения А'1 и В'б умножают на поправочные коэффициенты k 1
и k 2 (табл. 9..5). Кроме Toro, при выполнении электродвиrателей
с изоляцией классов наrревостойкости В или Н значение А'I,
ПрИнятое по рис. 9..4 с учетом k 1 , должно быть умножено на по-
правочный коэффициент k3 (для класса В kз==0,86; для класса
Н kз=== 1,14).
т а б л и ц а 9..5
оэффициенты
Степень
защиты,
способ
охлаЖДениЯ
Коэ1э:РIlциенты при различных значениях 2р
D н l' ММ .
2
, 6
8
10 и 12
IP44, 80 ---- 250 0,93 1, О 1 , О ........
IC0141 Свыше 250....... 5QO 1 , 1 0,93 0,93 ........
» 500 ---- 700 1 , 1 0,915 0,915 0.84
7> 700 ---- 990 0,92 0,87 0,84
k 1
(ДЛЯ А' 1)
IP23, » 250 ...... 500 1.16 0,9 0,84 0,72
ICOl » 500 ..... 700 1, 15 0,89 0,84 0,72
». 700 ....... 990 ...... 0,9 0,88 0.85
'"
-
IP44, 80 250 1, О 1, О 1,2 ----
ICOI41 Свыше 250 700 0,96 1,04 1 ,04 1,04
k 2 » 700 990 ....... 0,96 0.94 0,92
(для В' ъ)
IP23, » 250 700 0,98 1,02 1 , 02 1 ,04
ICOI » 700 990 0,97 0,94 0 925
Следует иметь в 'виду, ч;то при современных высоких требова..
ниях к величинам пусковых моментов электродвиrателей с
h 132 мм может возникнуть необходимость проектирования дви-
rателей с понцженными значениями A'l-
Конструктивная Длина сердечника статора 11 при. отсутствии
в сердечнике радиальных вентиляционных кана.лов равна расчет-
ной длине [' 1, окруrленной до ближайшеrо целоrо числа (при
длине менее 100 мм) и до ближайшеrо числа, KpaTHoro пяти (при
длине более 100 мм); соответственно изменяется значение 11.
При длине сердечника более 300 350 мм применяются радиаль-
ные вентиляционные каналы. В этом случае 11 определяется по
(1..33) с окруrлением ,До ближайшеrо числа, KpaTHoro пяти.
Количество вентиляционных каналов пн] определяется длиной
121
одноrо пакета сердечника статора lПl, выбираемой в пределах
55 75 мм при длине вентиляционноrо канала l}(1 == 10 мм. ОТНО-
шение
л==ll/ D l
(9..2)
целесообразно выбирать таким, чтобы оно приближалось к пре..
дельному допускаемому отношению Лmах, вычисляемому для дви"
Т а б л и ц а 9..6
Степень защиты, способ
охлаждения
...
DH1' ММ
Значения "шах
IP44, ICO 141
IP23, ICOl
IP44, ICOI41, IP23, ICOl
80 700
250 ....... 700
Свыше 700 990
1 , 46 О, 00071D И1
1, 33 О, 00О87D И1
1 , 56 ........ О , 00088D H 1
rателей с 2р==4 по формулам, приведенным в табл. 9..6. При
количестве полюсов, отличающихся от 2р===4, значение Лmа.XJ по..
лученное из табл. 9..6, должно быть умножено на поправочный
коэффициент k4 для электродвиrателей со степенями защиты
IP23 и IP44 (таб,л. 9..7). '
т а б л и ц а 9-7
DHl' мм
Коэффициенты k, при различных значениях 2р
2
6
8, 10 и 12
80 700
Свыше 700 990
0,95
1,05
1, 1
1,15
Если л превышает л'mах, то, как указано в 1..3, необходимо
перейти на друrУ1Ю, большую стандартную высоту оси вращения
и повторить расчет rлавных размеров и Л:>
При проектировании участка серии с двумя или тремя длина..
ми сердечника статора на одном диаметре значение л электро"
двиrателя большей мощности должно приближаться к 'Лтах, но
не превышать ero; значение л э,лектродвиrателя меньшей мощно..
сти не реrламентируется. В отдельных случаях, например у ти"
хоходных машин, значение Лmах может быть увеличено по срав"
нению с рекомендуемыми по табл. 9..6 и 9.. 7, но с соответствую..
щей проверкой механической жесткости и прочности вала.
Сердечник статора. СердечнlИК оби.рают из отдельных от..
U v
штампованных листов электротехническом стали толщинои
0,5 мм, имеющих изо.ляционные покрытия для уменьшения потерь
в стали от вихревых токов. Для сердечников рекомендуется при..
менять следующие марки холоднокатаной изотропной электро-
технической стали:
Высота оси вращения, мм
Марка стали . . . . . .
. . 50 250 280 355 400 450
. ()] ()312 2111
122
Для стали 2013 обычно используют изолирование листов OK
сидированием (коэффициент заполнения стали k c ==0,97), для
стали 2312 и 2411 лакировкой (k c ==0,95) или термостойким
электроизоляционным покрытием листов (k c ==O,96+0,97).
Количество пазов сердечника статора
ZI ==2p т lql (9-3)
зависит от выбранноrо количества пазов на полюс и фазу
ql ==Zl! (2p т l). (9 4)
Обычно ql выбирают равным целому числу. Только для уни-
фикации' листов статора двиrателей с разным количеством полю-
сов и для тихоходных двиrателей иноrда применяют дробное ql
(1,5; 2,5 и др.). в табл. 9 8 приведены рекомендуемые' значе-
ния Ч-t.
т а б л и Ц а 9-8
2р
I(оличество паЗ0В на ПОЛЮС и фазу ql при
различных знаqениstх h, ММ
2
4
6
8
}О
12
50 .... 132 160 --- 225 250 450
3; 4 5; 6 7; 8
2' 3 3; 4 4' 5
, ,
2' 3 3; 4 4' 5
, ,
1 ,5; 2 2' 3 3; 4
,
2' 3
,
2' 2,5
,
По выбранному значению ql определяют Zl в соответствии с
(9 3). При этом целесообразно использовать опыт по серии 4А
(см. табл. 9 12).
Сердечник ротора. Сердечник соб1ирают 'из отдельных отшта.м-
пованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм.
Марки стали и изоляционные покрытия такие же, как в статоре.
В короткозамкнутом роторе применяют закрытые, полузакры-
тые и открытые, пазы. Для уменьшения влияния моментов выс-
ших rармоник на пусковые и виброаккустические характеристи-
ки машин роторы двиrателей с высотами оси вращения h 160 мм
имеют скос пазов Ь СН1 на одно зубцовое деление статора t 1 ; при
этом CKl === 1. Двиrатели с большими высотами оси вращения
обычно выполняют без скоса пазов.
Наружны.й диаметр сердечника ротора (мм)
DH2==Dl 2{), (9 5)
rде б воздушный зазор между статором и ротором, мм.
Величину воздушноrо зазора выбирают с учетом противоречи-
вых требований, так как, с одной стороны, при увеличении воз-
душноrо зазора уменьшается коэффициент мощности, а с дру-
rой увеличиваются фактический КПД и надежность двиrателя,
снижается HarpeB обмоток, уменьшаются добавочные потери, уро-
вень шума и вибраций маrнитноrо происхождения, возможность
задевания ротора о статор.
123
Т а б JI И Ц а 9..9
h, мм r а (ММ) при различных значениях 2р h, мм Ъ( мм) при различных значениях 2;'
2 , 4 I б и 8 1 1О . и 12 2 I 4 'БИ8 ро и 12
50 0'25 0,25 0,25 ---- 180 1', О 0,6 0,45
56 0,3 0,25 0,25 .200 1,0 0,7 0,5 .....
63 0,35 0,25 .2-,25- 225 1, О 0,85 0,6
71, 80 0,35 0,25 0,25 250 1,2 1, О 0,7
90 . 0,4 0,25 0,25 ..... 280 1 ,3 1, О 0,8 0,7
100 0.45 0;3 0,3 """"""of 315 1 ,5 1, О 0,9 0,8
112 0,5 0.,3 0,3 - 355 1,8 1,2 1 , О 0,9
132 ,0,6 0,35 ,0,35 ..... 400 2,0 1,4 1 ,2 1.0
160 0,8 0,5 0,5 450 2,0 1,4 1,2 .. ,0
в табл. 9..9 приведены средние значения воздушноrо зазора
u
принятые в современных сериях асинхронных двиrателеи.
Для высот осей вращения h 71 мм внутренний диаметр ли
. - l' J
стов ротора .,
_ D 2 О,2ЗDнl; - (9..6)
для высот осей вращения h===50 и -63 мм
. D2 O,19DHl. I (9..7)
'После расчета вала на жесткость pa3M p D 2 уточняют.
Для улучшения охлаждения, уменьшенliя MaccbI и динамиче..
cKoro момента инерции ротора в' сердечниках ротора с h;;:::250 мм
предусматривают кру лые аксиа ьные веНТИляциоцные каналы в
соответствии с данными табл. 9..10. У двиrателей с меньшей вы-
сото.й оси вращения .аксиальные каналы обычно не предусмат"
. о
ривают из..за повышения при этом маrнитнои индукции в спинке
ротора.
ТаБJIица 9..10
Количество п К2 и диаметр d Kt (мм) вентиляционных каналоз при различных
значешшх 2р
h, мм
2
4
б I 8, 10 и 12
п К2 , d K2 п К2 J d K2
п К2 d K2
п К2 . d K2
.-
250 10 15 10 20 10 30 10 30
280 12 20 12 32 12 40 12 40
315 12 20 12 40 12 40 12 40
355 12 20 12 50 12 50 12 50
400 ....... 9 55 9 65 9 75
450 ---- ........ 9 65 9 75 9 90
Длину сердечника ротора ,12 принимают равной длине сердеч..
ника статора '11 для h 250 мм, а для h>250 мм 12===11 +5 мм.
Радиальные вентиляционные кана.лы в роторе выполняют при
'12>350 мм. Количество, размеры и расположение этих каналов
в роторе такое же, как в сердечнике статора.
Количество пазов Z2 дЛЯ двиrателей с короткозамкнутым ро..
тором выбирают в зависимости от Z1 М наличия скоса пазов в
124
Таблица 9..11
2р
21
Z"
1
2
2.
18
24
30
36
42
48
24
36
48
60
72
36
54
72 .
90
36
48
'72
" 84
96
60
90
120
120
Т. 4
6
8
10
12.
72
90
108
пазы без cJ<:oca
3
15, 21, 22
15, 17, 19, 32
22, 38
26, 28, 44, 46
32, 34, 50, 52
38, 40, 56, 58
16, 17
26, 38, 44, 46
34, 38, 56., 58, 62, 64
. 50, 52, 68, 70, 74
2, 64! ,80, 82, 86
26, 46
44, 64, 66, 68
56, '58, 62, 82, 86, 88
q 4, 76, 78, 80, 100, 102, 104
36, 44, 62, 64
56, 58, 86 88, 90
66,,70,98, 100, 102, 104
7 В , 82, 11 О , 112 , 114
44, 46, 74, 76
68, 72, 74, 76, 104, 106
108 , 11 О .
86, 88, 92, 94, 96, 98, )02,
104
56, 64, 80, 88
68, 70, 74, 88, 98, 106,
108 , 11 О
86, 88 , 92, 100 , 116 ,
124, 128, 130
пазы со скосом
4
19, 22, 26, 28, 31, 33, 34, 35
19, 26, 31, 33, 34, 35
20,21,23,37,39, 40
25, 27, 28, 29, 43, 45, 47
37, 39, 41, 55, 57, 59
16, 18, 28. 30, 33, 34, 35, 3&
27, 28, 30 , 34 , 38, 45, 48
а8, 40, 57, 59
48, 49, 51, 56, 64, 69, 71
61, 63, 68, 76, 81, 83
28, 33, 47, 49, 50
42, 43, 51, 65, 67
57, 59, 60, 61, 83, 85, 87, 9
75, 77, 79,' 101, 103, 105
28
35, 44, 61, 63, 65
56, 57, 59, 85, 87, 89
- .........
79, 80, 81, 83, 109, 111, 113.
57, 69, 77, 78, 79
70, 71, 73, 87, 93, 107, 109
99 , J О 1, 103 , 117 123 , 137
69, 75, 80, 89, 91, 92 -
86, 87, 93, 94
84, 89, 91, 104 , 105 ,
111, 112
роторе. В таб.л. 9-11 приведены рекомендуемые количества па-
зов Z2. Соотношения получены в результате теоретических и экс-
периментальных исследований. Отступление от p KOMeHДOBaHHЫX
соотношений ZI/Z2 МОЖет привести к недопустимым 'провалам s
характеристике пусковоrо момента, к повышенным шумам и
вибрациям.
Количество пазов в сердечнике ротора для двиrателей с фаз-
ным ротором
Z2 === 2pт2q2 (9..8)
зависит от выбранноrо количества пазов на полюс и фазу рото--
ра q2. Обычно (если это не oroBopeHO' в исходных данных) при--
нимают т2 == ml и q2 == Ql=1::.1. Если при этом q2 получается слиш-
КОМ большим или малым, то принимают Q2===Ql + O,5.
В таб.л. 9..12. приведены ,соотношения количества пазов 'Zl/Z2.-
принятые в серии 4А.
125.
Таблица 9-12
h, мм 21/22 при различном 2р
2 4 6 8 10 12
50 ---- 63 Двиrатели с короткозамкнутым ротором
24/19 24/18 36/28
71 24/19 24/18 36/28 36/28
80........ 1 00 24/19 36/28 36/28 36/28
112...... 132 24/19 36/34 54/51 48/44
160 36/28 48/38 54/51 48/44
180 ........ 200 36/28 48/38 72/58 72/58
225 36/28 48/38 72/56 72/56
250 . 48/40 ВО/50 72/56 72/56
280...... 355 48/38 60/70 72/82 72/86 90/106 90/106
400 ...... 450 60/70 72/84 72/86 90/106 90/106
ДвиrатеJlИ с фазным ротором
200 48/36 72/54 72/48
225 48/66 72/81 72/84
250 60/72 72/81 72/84
80----355 60/72 72/81 72/84 90/120 90/108
400----450 60/72 72/90 72/96 90/120 90/126
11римеры расчета машин
2. Маrнитная цепь Авиrателя. Размеры, кои фиrурация, материал
'flоследова-
тельность
расчета
УСЛQвные обо-
значения
истоqнпк .
Двиrатель 2 1
Двиrатель Н!! 2
Принимаем для двиrателя 2 1 изоляцию класса наrревостойкости В, а
ДЛЯ двиrа 1"'еля .N2 2 ---- кла с са F
r лавные размеры
табл. 9..1 132
табл. 9..1 315
табл. 9..2 233 590
табл. 9..3 0,68.233 5 == 153 0,72.590 ---- 3 == 424
рис. 9..1 0,97 0,98
рис. 9..2, а 0,87
рис. 9..2, б
рис. 9..3, а
рис. 9..3, б
1
2
3
4
5
6
7
8
9
h, мм
h, мМ
D H l' мм
D l' мм
k H
'1'J', о. е.
"'1', о. е.
,
cos ср. , о. е
,
cos f. , о. е.
10 р' Вт (1..11)
,
11 А' l' А/см рис. 9..4, а
табл. 9-5
12 B' , Тл рис. 9..4, б
табл. 9..5
13 k'обl 9 9.. 2
14 l' l' мм (1..30)
15
16
17
й26
[1' мм
л
Л mаХ
9 9..2
(9..2)
табл. 9..6
табл. 9-7
0,86
7,5.103
О , 97 О, 87 . О , 86
9723
296. 0,86 == 255
о , 935 ---- О , 005 == О, 93
, О, 89 ---- О, О 1 == О, 88
160.103
0,98 0,9з.0,88 191600
565.0,89 == 503
0,885 О ,858. 1 ,02 == 0,875
0,94
8 ;62. 10" · 9723
. 1532. 1500.255 )(
1
Х 0,885. О , 94
== 112,5
115
115/ 153 ::::t О , 75
1,46 ---- 0,00071Х
Х233 == 1,3
0,93
8,62. 107 · 191 600
4242.1000.503.0,875 Х
1
Х 226,6
0,93
225
225/424 == 0,53
1, 05( 1 ,33 ---- О, 00087Х
Х590) === 0,86
п родолженае
Последова- Условные обо- Двиrатель N!! 2
тельность Источник Дви rатель N!! 1
расчета значения
Сердечник статора
18 Ма рка 2013 2312
стали
19 Толщина 0,5 0,5
стали, мм
20 Изолировка О КСИДl'I{)овзни е Лакировка .
21 kc 9 3 0,97 0,95
22 ql табл. 9..8 3 4
табл. 9..12
23 ZI (9..3) 4 . 3 . 3 == 36 6. 3 . 4 == 72
Сердечник ротора
24 Марка 2013 2312
стали
25 Толщина 0,5 0,5
стали, мм
26 Изолировка Оксидирование Лакировка
27 kc 9..3 0,97 0,95
28 6ск 9..3 1 , О
29 О, мм табл. 9..9 0,35 0,9
30 D H2 , мм (9..5) 153 ---- 2. О , 35 == 422 ---- 2.0,9 == 420,2
== 152,3
31 D 2' мм (9..6) О , 23 . 233 == 54 ' 0,23.590 == 140
32 п К2 табл. 9..10 12
33 d K2 , мм табл. 9..10 40
34 12' ММ 9..3 115 225 + 5 == 230,
35 Q2' ММ 9..3 4 + 0,5 4,5
36 Z2 табл. 9..12 34 6 · 3 . 4, 5 === 81.
(9..8)
9..4. Обмотка статора
Типы обмоток и общие положения. В а'Си\н роН\ных двиrате
лях с h 160 мм обычно выполняют однослойные всыпные об---
мотки, а в двиrателях с Ih> 160 мм двухслойные (из мяrких
сек,ций или из жестких катушек). В табл. 9..4 указаны типы ис--
пользуемых обмоток и соответственно 'форма пазов. При выпол-
нении двиrателей с ОДНОСЛ0ЙНЫМИ обмотками об.леrчается при...
менение автоматических обмоточных станков, а при изrотовлениIt
их с двухслойными обмотками с укороченным шаrом улучша..
ется форма кри ой поля И уменьшается расход меди на лобовые'
части обмотки. Однослойную обмотку выполняют концентриче..
СКОЙ. ДЛЯ механизации обмоточных работ в Э.лектродвиrателях
с h> 160 мм используют разносекционные одно.. и двухслойные
концентричеСкие обмотки [см. 8; 20]'.
Высоковольтные электродвиrатели выполняют с открытыми
пазами. По высоте паза укладывают две катушки, а прямоуrоль..
ные проводники располаrают плашмя. Конструкция обмоток CTa..
тора описана в Э 3..13. Основные свойства разных типов обмотки
статора, в том числе условия их симметрии, подробно освещены'
121
I )
: " r "'" r """" r i
I r "'" r """ r :
J " r .""", r ""'" r .
I ""'" , " r "'" (
I
I , " r """ r ""'" J
I r " , " , "'" 1
I I
I J
I 1 2 J '+ 5 б 7 8 9 10 11 12 1314 15 16 (7 18 19 20 2/. 2 ?J 2 2 '2Ь 27 8 99 JO З/ 32 JJ Ч З5 Jбl
I r
I (
I r
I " \.. \.. 1
J .... ...J " r-- ...... .... ..J !"'ооо --- .... ...J (
'\. ""'-
J i""" --- ""'- r-.... r-- ...... ..... ..J .......... 1
I ..J ... \.. \..
............... \.. ............. \.. \... I
r---....... ..J .............. r---...... ............. \... ...............
'IL \...
I I
J I
I J
I I
. !
. ,
.) с оС ОС QC оС оС
f
2.
J
ч.
6
6
Рис. 9-5. Схема трехф эной ОДНОСЛОЙНОЙ концентрической о мотки
статора Z1 36; 2р==4; 4..1 ==3; УП1 =-7, 9, 11
2 J Lj. 5 б 7 8' 9 1 11
13 'ч 15
7
Рис. 9-6. Схема трехфазной двухслойной петлевой обмотки статора ZI ==
==18; 2р==2; q'l 3; УП1==7
в. [8; 20].. На рис. 9..5 показаны схема трех.фа3l!ОЙ днослойной
концентрической обмотки статора, а на рис. 9..6 схема трехфаз-
ной двухслойной петлевой обмотки статора. qбычно обмотку ста..
тора выполняют шестизонной; каждая зона равна 60 'эл.. rрад. При
шестизонной обмотке коэффициент распределения
k P l == 0,5 /' [ql sin (laj2)], (9..9)
'rде la==600/Ql.
Однослойную обмотку выIолняютT с диаметральным шаrом по
пазам
Упl ===Zl/ (2р). (9..1 О)
Двухслойную обмотку выполняют с укороченн-ыIM шаrом
УП1== IZI/(2р). (9..11)
Укорочение шаrа 131 выбирают таким образом, чтобы Упl
равнялось целому числу, а 1 0,6 при 2р==2 или 1 0,8 пр.и
2p 4.
Коэффициент укорочения
k Y1 ==sin ( 1 · 90°). ( ..12)
При однослойной обмотке с диаметральным шаrом 131 == 1.
Обмоточный коэффициент
k о бl ===k p1 k y1 .
Предварительное значение маrнитноrо потока (Вб)
IФ' ==В' БDll'llО 61 р, (9..14)
rде ['1 ----- окруrленное значение расчетной длины сердечника ста..
тора; пр.и а.тсутствии радиальных вентиляционных каналов l'l
ПРИНJимается равным 118
Предварительное количество витков в обмотке фазы
W'I==k п U 1 / [222k о бl (fl/50) Ф']. (9..15)
Предварительное количество эффективных проводников в пазу
N' Пl==W'lаJ / (pQ]), (9-16)
rде аl ----- оличество паралл льных ветвей обмотки статора, кото..
рое должно быть одним из делителей числа полюсов, например
при 2р==12 возможные значения аl===l; 2; 3; 4; 6.
Параллельные ветви об.мотки должны содержать одинаковое
количество витков, а стороны катушек ----- находиться в маrнитном
поле в одинаковых условиях. При малом значении N' пl И вызван-
ных этим трудностях с расположением проводов в пазу увеличе..
ние значения аl позволяет соответственно повысить N' пl. Полу-
ченное из (9..16) N'Пl окруrляют до ближайшеrо целоrо числа
N п1 . При двухслойно обмотке N П1 должно быть выбрано, как пра..
вило, четным. Однако при малых значениях N п1 , например N п l===
==6; 8, иноrда приходится выбирать N п1 нечетным. При этом ка-
тушки имеют разное количество проводников, отличающееся на
единицу. Применяя обмqтки с разновитковыми катушками, еле..
дует обращать внимание на необходимость образования симмет"
ричных параллельных ветвей.
9 3255
(9..13)
129
Выбрав целое число N п1 , уточняют предварительно установ..
ленные пар,аметры ш'1, А'I и В'{):
Шl ==w пlрql/ al.
Уточненное значение маrнитноrо потока (Вб)
'Ф==Ф'w'I/ W l.
Уточненное значение индукции в воздушном зазоре
Вб==В'бw'I/Wl.
Предварительное значение номинальноrо фазноrо
11 ===Р2. 103/ (ЗU 1'" coscp').
Уточненная линейная наrрузка статора' (A,l.CM)
Аl=='lОNПlZII1/ (1tD1al). (9..21)
Полученное по (9..21) значение Al не должно отличаться от
предварительно принятоrо A'l более чем на 10%; иначе следует
изменить количество витков Шl.
Т а б л и ц а 9..13
1,7 1,9
ПроектироваН1ие обмотки ведут' при одновременном определе..
нии размеров зубцовой зоны. Для определения высоты па а сна..
чала находят ВЫ'СОТУ спинки статора h c1 . Средние значения Mar..
ни'(ной индукции в спинке статора В с1 приведены в табл. 9..13.
3убцовое деление по внутреннему
диаметру статора (мм)
t 1 =='JtD 1 /Z 1 . (9..22)
Обмотка статора с трапецеидальными
полузакрытыми пазами. Полузакрытые
пазы статора обычно имеют трапецеи-
дальную форму (рис. 9..7), при этом раз..
меры Ь 1 и Ь 2 выбирают такими, чтобы
стенки зубцов были параллельными
(Ь 31 ===const). Постоянство маrнитной ин..
Дукции по высоте зубца уменьшает мдс
на участке зубца. Кроме Toro, при полу..
закрытых пазах коэффициент воздушноrо
зазора и добавочные потери меньше, чем
при открытых Пазах или полуоткрытых.
h, ММ
2р
Б с1 , ТЛ
50 250 2; 4 1 , 55 ---- 1 , 75
6 1,4 1,6
8 1,1 1,3
280 355 2' 4' 6' 8 1 , 45 1 , 65
, , ,
10; 12 1,2 1,4
400 450 4; 6; 8 1,3 1,5
10; 12 1,1"""""'1,3
,
Рис. 9-7. Трапецеидаль-
ный полузакрытый паз
статора
130
(9..17)
(9..18)
(Тл)
;.. ( 9..19 )
тока (А)
(9-20)
Таблица ,9..14
h, мм
2р
Б 31 для двиrателей СО
степень'О защиты, Т л
IP44 IP23
50 132 2; 4; 6; 8 1 , 75 1 , 95
160 250 2 1 , 75 1 ,95
4' 6' 8 1 , 6----1 , 8
, ,
280----315 10; 12 1 ,6 1,8
1,8 2,0
1,9 2,1
1,7 1,9
Недостаток полузакрытых трапецеидальных пазов - заключает..
ся в том, что в них укладывают ВСЫ!lНУЮ обмотку из круrлоrо
провода. Это понижает коэффициент заполнения паза инадеж..
ность обмотки. Для определения ширины зубца Ь З1 следует при..
нять .средние значения маrнитной индукции в зубцах статора Н 3 1
по табл. 9..14. Ширина зубца (мм)
Ь З1 == t 1 Вб/ (k c B31). (9..23)
При сборке сердечника размеры пазов в штампе и в свету
(после сборки сердечника) Не совпадают из..за неизбежноrо сме..
щеН'I1Я листов друr относительно друrа. Припуски на сборку сер..
дечников статора и ротора электродвиrате.1Iей c,h===50+132 мм по
ширине c и по высоте hc составляют 0,1 мм; с h===160-+-250 мм
Ь С и h c ===0,2 ММ; с h==280+'355 мм Ь с и h c ==0,3 мм; с h===400-7-
450 мм Ь С и h c ==0,4 ММ.
Размеры трапецеидальных пазов определяют'в такой последо..
вательности:
Площадь попереч.ноrо сечения кор..
пусной изоляции (IMM2)
Площадь 'Поперечноrо сечения про- Sпр===0,5Ь 1 + 0,75Ь 2
кладок между верхней и нижней ка-
тушками в лазу, на дне паза и под
клином (м,м 2 ) .
Площадь поперечноrо сечения паза, S" Пl==S' Пl SИ----SПР
занимаемая обмоткой (мм 2 )
Здесь h m1 ===0,5 мм высота шлица; Ь Ш1 ширина шлица, мм; Ь И1 сред..
нее значение односторонней толщины корпусной изоляции:
h, мм. · . . . . . . . . . 50----80 90 132 160 250 280 З 15
Ь и 1 , ММ · . . . . . . . . . о , 2 О , 25 О , 4 О , 58
Предварительное значение ширины шлица
Ь' Шl =:::: 0,3 V h.
Высота CJПIИнки ,статора (ММ)
. Высота паза ('MIM)
Большая ШИtрина паза (ММ)
Меньшая ширина паза (ММ)
Проверка правильности определения
Ь 1 и Ь 2 исходя из требования Ь 31
===const
Площадь iПолеречноrо сечения паза
в штаМ1Пе (мм 2 )
Площадь поперечноrо сечения паза
в свету (мм 2 )
h с1 =:=Ф .10 6 /(2k с l 1 В с д (9 24)
hПl==I(DВ1 Dl)/2] hСl (9-25)
Ь 1 ===/[п: (D 1 + 2h п1 ) /zl] b31 (9-26)
Ь 2===1[ 3t (D 1 + 2h m l b m 1) ZI ь 31]/ (zl----3t)
(9 27)
Условие: Zl (Ь 1 ----Ь 2 ) +1С (Ь2 ЬШ1)
2л: (h п1 ----h m1 ) O (9-28)
S bl+b2 (h h b2 bull )
Пl .......... 2 Пl . шl....... 2
S' ( Ь 1 + Ь 2 ---- Ь ) (h (9..29)
Пl 2 с Пl
Ь 2 .....Ь ш1 )
шl 2 hc
SИ===Ь И1 (2h П1 + Ь 1 + Ь 2 )
( 9 30)
(9-31 )
(9-82)
(9-33)
(9..34 )
После выбора диаметра изолированноrо обмоточноrо провода
d' определяют значение Ь"Шl по (9..38) и вносят при необходимо..
сти коррективы в расчеты по формулам (9..27) (9..30).
9*
131
Для обмоток статора применяют провода марки ПЭТВ (класс
наrревостойкости В), провода ПЭТ..155 (класс F) и ПЭТ..2ОО
(класс Н). При механизации обмоточных работ применяют про..
Бода с механически более прочной изоляцией марок ПЭТВМ,
ПЭТМ..155 и ПЭТМ..200 соответственно. .
Диаметр пр.овода выбирают таким,. чтобы коэффициент запол..
нения паза k п не превышал 0,75 (при ручной укладке) и 0,72 (при
машинной на статорообмоточных станках). Коэффициент запол..
нения паза
k п . N п1 с(d')2/S п1 ", (9..35).
rде с количество элементарных проводов в эффективном; d'
диаметр элементарноrо изолированноrо провода, :ММ.
Задавшись k п , определяют проиэведение
с (d') 2===k п S пl" / N пl. (9..36)
.
.Число с' выбирают, исходя из условия, чтобы диаметр провода
с изоляцией d' не превышал . 1,71 мм при ЕУЧНОЙ укладке и
1,33 мм при машинной. Причина этоrо оrраничения заключtlется
в затруднении с укладкой проводов большеrо диаметра в пазы.
При значениях k п , больших допустимоrо, увеличиваются ме..
хаНИЧ8ские воздействия при укладке обмотки в пазы и в связи с
этим возрастает опасность повреждения изоляции проводов при
укладке. При значениях k n <0,65 в связи с повышением плотности
тока в пазу увеличивается температура обмо1'КИ. Это может при..'
вести к необходимости удлинения сердечников статора и ротора.
Кроме Toro, для уплотне ия обмотки в пазу потребуются утол"
щенные клинья.
Из (9..35) диаметр элементарноrо изолированноrо провода'
(мм)
d' == VkпS" Пl/(N ПIС). . (9..37)
По приложению 1 находим ближайший стандартизованный
диаметр d', !соответствующий ему диаметр неизолированноrо про..
Бода d и площадь {Iоперечноrо сечения s. После этоrо уточняют
коэффициент заполнения паза по (9..35) и ширину шлица (мм)
Ь Ш1 " ==d' +2Ь и +О,4. (9..38)
Если окажется, что Ь ш1 '>Ь ш1 ", то принимают Ь Ш1 . Ь ш1 '. ссли
Ь ' < Ь " Ь Ь i, ,
шl шl, то принимают шl== шl ·
Плотность тока в обмотке статора (А'/мм2) '"
11===11/ (cSal). (9..39)
Уровень удельной тепловой наrрузки статора от потерь в об..
мотке в значительной мере определяет ожидаем'ое превышение
TeM epaTYpы обмотки; как показано в 5 4, этот уровень. харак"
теризуется произведением линейной наrрузки на плотность тока в
обмотке A 1 J 1 .
У проектируемой об отки статора находят указанное произ..
ведение и сраnнивают ero со Iсредним допускае 1ЫМ значением из
132
рис. 9..8; соответствующим А'З/ 1 АУ(СМ,ММ2)
исполнению с изоляцией J500 б
класса наrре остойкосuти F и 3000
с синхроннои частотои вра..
щения .1500 об/мин. При изо.. 2500
ляции классов наrревостой"
кости В. и Н, а также при 2000
частотах вращения, отли" 1500 Lf.
ча щихся от 1500 об I мин, 60 100 200 300 цО{} боа 600 700 800 900 1000
принимаемое из рисунка зна.. п Н !} мм
чеНие (А 1/1) доп умножают на Рис. 9-8. Средние допустимые значения
коэффициент 0,75 (для клас.. Аi/l===f(D и1 ) при классе наrревостойкости F
са В) или на 1,3 (для класса и 2р==:=4:
Н ) фф k 1 .... нспол&енне по защите.... IP44, способ охлаж-
И на коэ ициент 5 дения IC0141, полузакрытые пазы, ОДНОCJIойнаsr
(табл. 9..15), учи'тывающий обмотка:.2.... то же, что 1, но ДВУХCJIойная обмот..
ка; 3..... IР44, IC0141, полуоткрытые пазы, двух-
изменение эффекта ох..1аж-' CJlоАная обмотка, продуваемый ротор; 4...... IP44;
Д ения обмотки и влияния ICOI61, открытые пазы, и==6000 в, двухс.пойная
обмотка: 5.... IP23, IC01, полузакрытые пазы, од-
ero на (А 1/1) доп при раэлич- нослойная обмотка; 6...... то же, что 5,. но двух..
слойиая обмотка: 7 --IP23, ICOl, полуоткрытые
ных частотах ,вращения. пазы, ДВУХCJIойвая обмотка: 8.... IP23, ICOl, от..
Если полученный при рас..' крытые пазы, и==6000 В, двухс.пойная обмотка
чете двиrателя показатель .
A 1 1 1 превышает допускаемое значение более чем на 150/q, то следу-
ет либо повысить площади поперечных сечений ПрОБода и паза
S"Пl, для чеrо необходимо уменьшить размеры h C1 и Ь З1 , С учетом
Toro, чтобы В С1 и Б З1 не превышали допускаемых знач ний, либо
удлинить сердечники статора и ротора: При этом увеличится
маrнитный поток Ф и уменьшится .количество проводников в пазу.
2
J
Таблица 9..15
Коэффициент k5 для различных знаqений 2р
DHI' ММ 2 4 6 8 10 и 12
80 240 . 0,78 1, О 1, О 1, О
280 500 1,0 1, О 1,0 1, О
520 660 1, О 1 , О 0,87 0,81 0,84
740----990 1, О 0,89 0,83 0,7V
280----500 1,07 1, О 0,89 0,84
520----660 1, О 1, О 0,86 0,75 0,66
740----990 1, О 0,89 О, 83 0,79
Степень
защиты
IP44
IP23
Размеры (мм) элементов обмотки определяют в такой после
довательности.
Среднее эубцовое де.пение статора t cP1 ==3t (D1+h п1 ) /Zl
Средняя ширина катушки обмотки
статора ЬСРl==fСРlУПl
редняя длина одной лобовой части
катушки
lЛl=== (1,16 +0, 14р) bCP"l+ 15
(9..40 )
(9..41 )
(9-42)
133
Конструкция изоляции об-
мотки статора из круrлых про-
водников, расположенных в
трапецеидальных полузакры-
тых пазах, приведена в прило..
жениях 27 и 29.
Обмотка статора с пря..
моуrольными полуоткрытыми
и открытыми пазами. Достоин-
ством прямоуrольных полуот-
Рис. 9.9. Прямоуrольные пазы статора: крытых И открытых пазов ста-
полуоткрытые (а) и открытые (б) тора (рис. 9..9) является воз-
можность размещения в них
ПРОБОДОВ прямоуrольноrо поперечноrо сечения, \ что повышает Ко-
эффициент заполнения пазов медью, а также наДежность обмотки.
Для определения предварительной ширины зубца в наиболее
узком месте ЬЗlmiп' следует принять предварительное значение
маrнитной индукции в этой части зубца Взlmах' по табл. 9..16.
Средняя длина витка обмотки
Длина вылета лобовой части обмот"
ки (мм):
при 132 MIM
при h 160 'Мм
а) ЬЗlтах Ь пl
о) ЬЗlтах Ь П1
\
I
\ 550
. р. (
\
lcpi==2(11 +lJIl)
(9-43)
lBl== (О, 19+0, lр) Ь ср1 + 1 О
lвр== (О,12+0,15р) Ь СР1 + 10
(9-44: )
(9 45 )
т а б л и ц а 9-16
Форма паЗ0В '
2р
В' з1 тах (Т л) для двиrателей СО
степенью защиты
IP44
IP23
Полуоткрытые
2
4 12
1 , 75 1 , 95
1 , 6 1 , 8
1 , 9 2, 1
1 , 7 1 , 9 "
2 1 , 7 1 ,9 1 , 8 2, О
Открытые 4 12 1,6 1,8 1,7 1,9
При м е ч а н и е. Уточненные при дальнейших расчетах зна'.J:еняЯ В 31 шах ,не
должны превышать указаНН Iе в таблице более че r на 10%.
Рекомендуется применять следующие марки проводов прямо..
уrольноrо сечения: для класса В........ ПЭТВП (рри U ::::;;660 В) и
ПЭТВСД (при и==6000 В); дЛЯ класса F ПЭТП-155; дЛЯ клас..
са Н ----- ПЭТП.. 200.
. Выбор размеров прямоуrольных полуоткрытых и открытых па..
зов и располо енных в них проводов производят В такой после-
довательности.
Предварительное значение маrнит В'з lmax по Табл. 9 16
ной .индукции в наиболее узком ме-
сте зубца -статора (Тл)
134
Допустимая ширина эффе.ктивноrо
проводни.ка с ви'Т'ковой изоляцией
(мм)
Ко,,'тичество эффективных проводни
ков по высоте паза
Предварительная высота спинки
статора (мм)
Предварительная высота паза (мм)
Допустимая высота эффективноrо
проводника с витковой изоляцией
(М:И)
Площадь эффеКТIIвноrо проводника
(мм 2 )
Здесь Il и1 , 2Ь и1 ----- общая толщина изоляции по высоте и шири-
не паза (табл. 9..17); hc, Ь с ----- припуски на сборку сердечника по
высоте и ширине составляют для h 355 мм; hc и Ь с ===О,3, а для
h 400 мм: hc и Ь с ==О,35; высота шлица h ш1 ==1,О мм, высота кли-
на h к ==3,О+З,5 мм.
Зубцовое деление статора в наибо.
лее узком месте (мм) (для полуот
крытых пазов)
Предварительная ширина зубца в
наиболее узком месте (мм)
Предварительная шири.на полуоткры
Toro IИ OTKpbIToro паза в штампе
(мм)
Ширина шлица полуоткрытоrо паза
(мм) .
Количество эффективных проводни
КО'В по Ш.ирине паза ,..
t lmin==3t (D 1 +2hml + 2h и ) /Zl
/
(9-46)
Ь'з lmln==t 1m i n Вб/(k С В'Зl шах)
(9 47)
(9-48)
Ь ' t . Ь ' .
пl=== lmln......... з lmln
bml ,6b' пl
(9-49)
При ПОЛУО1'крытых пазах и N П1 четном
N м==2. При N Пl нечетном N m==l; при
этом /Кол.ичество элементарных IПровод"
ников с;::::2 и четное. При открытых па-
зах N ш== 1; 2
Ь'эф== (Ь' Пl 2ЬИl ЬС) /N m (9-50)
N в ===N п1 /N m
(9-51 )
h' Сl по (9 24)
h' Пl по (9 25)
h'эФ== (hПl hИl hR hШl hс)/N.
(9-52)
S'эф==h'эфЬ'эф
(9-53)
Таблица 9..17
h иl , мм 2Ь и1 , мм
4,5 2,2
4,5 J ,8
12,4 4,1
h, M:\>f
Форма паза
280 355
280 355
400 450
Полуоткрытые
Открытые
»
.
ПРИ м е ч а н и е. Значения h И1 и 2Ь И1 учитывают технолоrические зазоры на
УI< ладку ruМОТки и ТОЛЩИllу всех ИЗ0ЛЯЦИОННЫХ прокладок, но не учитывают ,тол-
шину витковой изоляции И высоту клина; Ь И1 --- односторонняя толщина корпусной
изоляции, 2Ь и 1 двусторонняя.
Для определения количества элементарных проводов в одном
эффективном ожно исходить из наибольшей допустимой по тех-
нолоrическим соображениям площади и ширины элементарноrо
135
проводника. Для полуоткрытых пазов: площадь элементарноrо
ПРОJ30да Sдоп 10 мм 2 , ширина Ьдоп 4,7 мм; для OTI<PbITbIX па..
зов sдоп 18 мм 2 , Ьдоп 7,4 мм.
Для уменьшения добавочных потерь от вихревых TOKOB, на..
водимых потоком ра1ссеяния, прямоуrольные проводники распо..
лаrают в пазу статора >плашмя, т. е. большеЙ стороной по ширине
паза. При этом высота эффективноrо проводника а*эф оrраничена
(для низковольтных машин аэф 2,12 мм, для высо овольтных
аэф 2,5). Если высота (меньшая сторона эффективноrо провод"
ника) получае ея больше указанной, то эффеJ{ТИВНЫЙ проводник
по высоте также подразделяют на элементарные. Предварительно
количество элементарных проводников определяют делением
Sэф на Sдоп с окруrлением до ближайшеrо большеrо целюrо чис..
,
ла С. .
Количество элементарны проводников в одном эффективном
по ширине определяют делением полученной ширины эффек"
тивноrо проводника Ь'эф на Ь доп с окруrлением до ближайшеrо
большоrо целоrо числа Сь. Разделив с' на Сь, получим предвари..
тельно количество элементарных провод иков в одном эффектив..
НОМ по .высоте паза с'а. Разделив а'эФ на с'а, определяют размер
элементарноrо проводника по высоте паза. Если он превысит
2,12 мм (для низковольтных м шин) или 2,5 (для ВЫСОJ{ОВQЛЬТ"
ных), то К0личест о элементарных проводников по высоте паза
следует увеличить. Получают окончательное количество элемен-
тарных проводников по высоте паза Са И общее их количество
С==СаСЬ.
Меньший а' и больший Ь' размер'ы неизолированноrо элемен..
TapHoro провода
\
а' == (а'зф/ Са) -----А и ;
Ь'=== (Ь'эф/Сь)------А и ,
,
(9..54 )
(9..55 )
rде L\и ----- двусторонняя толщина изоляции провода, мм (см. при- _
ложение 3).
По приложению 2 находят ближайший стандартизованный эле-
ментарный неИЗ0лированный провод с размерами а и Ь, близкими
к вычисленным по (9..54) /И (9..55), и площадь ero поперечноrо
сечения s. .
Размер по высоте паза в штампе (мм)
h п1 ==N в С а (a+A ) +h и1 +h с . (9..56)
Р.азмер 00 ширине паза в штампе (мм)
Ь П1 ==NщСь (Ь + А и )+2Ь и1 +Ь с .
(9..57)
* Здесь и далее Д lIЯ прямоуrольных ПрОВОДНИКОВ принимаются В соответствии
с rOCT 434 78 на обмоточные ПРОВQда обозначе ия меньшеrо размера «а» Н
бо.льшеrо «Ь».
136
Уточненная ширина зубца в наиболее узкой части (мм)
Ь З1 rnin==tl rnln----- Ь Пl.
(9..58)
Уточненная маrнитная индукция в наиболее узкой части зуб-
ца статора (Т л) .
В З1 mах===\t 1 В б / (Ь З1 mink c ) ·
( 9-59)
Плотность тока в обмотке статора /1 'определяют по (9..39),
а h C1 ----- по (9..24). Далее tIаходят удельную тепловую наrрузку от
потерь в обмотке A 1 / 1 и сравнивают ее со средним допускаемым
значением из рис. 9..8. При кла,схах наrревостойкости В :и н, а
также при частотах вращения, отличающихся от 1500 об/мин,
принимаемое из рис. 9..8 значение (А 1/1) дdп должно быть умно-
жено на ПОП,равочные коэфф,ициенты, как это было рекомендова-
но для трапецеидальных пазов. Если полученный при расчете
двиrателя показатель А 1 / 1 превышает допускаемое значение бо-
лее чем на 15 О/о, то следует поступить так, как было рекомендо-
вано для трапецеидальных пазов. Размеры обмотки определяют
в такоЙ последовательности.,
Среднее зубцовое деление статора
(мом)
Средняя ширина катушки обмотки
(мм)
Средняя длина одной лобовой частИ
обмотки (мм)
при U 660 В
при U 6000 В
Средняя длина витка обмотки (мм)
Длина вылета лобовой части обмот-
ки (мм) при U 660 В
То же, при и==6000 В
t CP1 по (9-40)
Ь СР1 по (9-41)
l л 1:::: 1 ,3Ь СРl +h П1 +50
l л 1==1 ,2b cP1 .:t- h П1 + 90
[СРl по (9..43)
lB I==Q,4b cP1 +h пt /2+25
lB 1==О,35Ь С1> 1+hпl/2 + 45
( 9..60)
(9..61 )
(9..62)
(9..63)
Конструкция изоляции обмотки статора из nрямоуrольноrо про-
вода, расположенноrо в полуоткрытых или в OTKp ITbIX пазах,
приведена в приложениях 28 и 30.
Примеры расчета машин
3. Обмотка статора. Параметры, общие ДЛЯ Jlюбой обмотки.
Для двиrателя Н2 1 принимаем однослойную всыпную концентричес ую
обмотку (табл. 9-4) из провода марки ПЭТВ (класс наrревостойкости В), YКJIa..
дываемую в трапецеидальные полузакрытые пазы (рис. 9 7). Для двиrателв
Н2 2 принимаем двухслойную обмотку из жестких катушек (табл. 9 4), выпол-
няемую проводом ПЭТП 155 (класс наrревостойкости F), укладываемую в 'пря..
моуrольные полуоткрытые пазы (рис. 9-9).
137
фcu
E-<I:J'
«SCJ Условные обо-
саСО' Источник Двпrатель М2 1 Двиrатель N!! 2
ОСе
I::(..Q значения
ФЕ-<
I:;:CJ
и о
8=
37 k p1 (9 9) 0,5/[3sin(60/(3.2»] == о , 5/ [ 4s i n ( 60/ ( 4 . 2) )] ==
== О, 96 == О , 959
38 1' о. е. 9 4 1 , О 0,75
39 УП1' р. паз (9 IO) 36/4 == 9
УП1' р. паз (9 11) 0,75.72/6==9
40 k Y1 (9 12) 1 , О (О , 75. 900) == о, 924
41 k о бl ( 9.. 13) О , 96 . 1 О, 96 0,959. О ,,924 == 0,886
42 ф', В5 ( 9 14 ) 0,885. 153. 115. 1 0 6 /2=== 0,875.422.225.10 6/3 ==
=== 0,0078 == 0,0277
"' 0,97.220'. 0,98.380
43 w' ( 9..15) 222.0,96(50/50)>< 68
1 222.0,886.0,0277
1
Х 128
0,0078
44 а 9..4 1 3
45 N,l (9..16) 128. 1 / (2 · 3) == 21 , 3 68 · 3/ (3 . 4) == 17
Пl
46 N П1 9 4 21 17==8+9
47 w 1 (9- 17) 21 . 2 . 3/ 1 == 126 17.3.4/3 == 68
48 Ф, Вб ( 9..18) 0,0078. ]28/126 == 0,0079 0,0277. 68/68 == 0,0277
49 В ъ , Тл (9 19) О ,885. 128/ 126 == О, 9 0,875.68/68 == 0,875
50 11' А (9..20 ) 7,5.103/(3.220.0,87)( 160.103/(3.380.0,93)(
>< О , 86) == 15,2 ><0,88) == 171,5
51 А 1 , А/см (9 21 ) 1 О . 2 1 . 36 . 15, 2 2З9 1 О. 17 . 72 . 171 ,5 528
п' 153. 1 п.422.3
52 В с1 , Тл табл. 9..13 1,65 1,55
53 t l' мм (9..22) п' 153/36 == 13, 3 fr,.422/72 == 18,4
05мотка статора с трапецеидальными полузакрытыми пазами
54 В з1 , Тл табл. 9..14 1,85
55 Ь З1 , мм (9..23) 13,3.0,9/(0,97.1,85)==
== 6,67
56 hc l' М М (9..24 ) 7,9.103/(2.0,97.115)(
(9 5) Х 1 , 65) == 21 ,5
57 h п1 , мм [(233 153) /2] 21,5 ==
== 18,5
58 Ь 1 , мм (9 26) [п (153 + 2.18,5) /36]
6,67==9,9
59 Ь' Шl мм (9 34) О, 3 V 132 == 3,5
60 Ь", мм ( 9 27 ) [п(153 + 2.0,5 3,5)
36.6,67]/(36 )==
== 7 , 07
61 Проверка (9 28) 36(9,9 7,07) (7,07)
Ь 1 И Ь 2, мм 3,5) 2п( 18,5
0,5) == О
62 SПl' мм! ( 9 29) 9,9+7,07 (18 5 O 5
. 2 "
7,07------З,5))
== 137 6
2 '
138
oЬ ro
f-o
фф
f-o::r
Условные
обозначения
ClJf-o
C)
с)с
8:х=
63
S ' 2
П l' ММ
Источник
. (9 30)
(9 31)_
( 9 3Z)
(9 33)
(9 36)
9 9..4
9 9..4
(9..37)
приложе..
иие 1
, приложе..
ине 1
(9..35)
(9..38 )
(9..39)
9 9,4
рис. 9 8
Продолжение
Двиrатель N!! 1
Двиrатель N2 2
64
65
66
Sи, 1\.П\'1 2
SПР' ММ 2
S" мм 2
ПР
9,9+27,07 O,1)X
х( 18,5 O,5
7,07 3,5 )
2 О, 1 === 136 , 8
О, 25 (2. 18, 5 + 9 ) 9 +
+7,07) == 13,5
О ,5. 9 , 9 + О, 75. 7 ,07 ==
== 1 О , 25
136,8 13,5 10)25 ==
== 113, 1
113,1.0,75/21 == 4,04
k' п == О, 75
2
}1'0,75.113,1/(21.2)
1,41
1,32/1,405
1 ,368
2 1 . 2. 1 , 4052 / 1 13) 1 ==
== 0,73
1 ,405 + 2. О , 25 + 0,4==
=== 2,305; принима ем
Ь Ш1 === Ь' Шl !:::" 3,5
15,2/(2.1,368.1)==5,56
239.5,56 == 1329
2100 . о , 75 === 1575
I
"
67 с ( d ' 2, мм 2
68
69'
с
d' мм
,
7t ( 153 + 18, 5) /36 == 15
15.9== 135
( 1 , 16 + О, 14. 2) 135 +
+ 15 == 209
2( 115 + 209) == 648
(0,19+0, }.2) .135+10==
== 62,65
Обмотка статора с прямоуrольными полуоткрытыми паза и
82 В' з1 тах' Тл табл. 9 16 1,8
83 h ш1 , мм 9 9..4 1, О
84 h K , ММ 9 9..4 3,0
85 t 1tnin , мм (9..46) 1t(422+2.1+2.3)/72==18,8
86 Ь'зl min" ММ (9..47) 18,8.0,875/(0,95.1,8)==
, == 9,6
Ь'Пl' мм (9 48) 18,8........9,6=:9,2
Ь ШР мм (9 49) 0,6.9,2 == 5,5
N ш 9 9..4 1
70
d/d', rv.M
71
72
73
S мм 2
,
k п
Ь" Шl' ;M
'1' А/мм2
А 1/ l' .
А2/ (см. мм 2 )
(А 1 / 1 ) ДОП'
А2 /(см, мм 2 )
77 t cp1 ' мм
78 Ь ср1 ' мм
79 lлр мм
74
75
76
80
81
1 ер 1 ММ
1 в l' мм
87
88
89
(9;440)
(9..41 )
( 9 42)
(9..43)
(9..44)
1.39
-.
п родолжеfШе
оЪса
С:Е-<
Q)Q)
E-<:J'
«S() Условные
a:lca Источник Двиrатель Н2 1 Двиrате ль .N'2 2
OQ. обознач нИSI
Q).Q
С:Е-<
()()
00
t::;J::
90 2Ь и , мм табл. 9 17 .2,2
91 ь' эф, мм (9 50) (9,2 2,2----0,3)/1==6,7
92 N B (9 5] ) 17,1=== 17
93 h' сl' мм (9 24) 2,77.104/(2.0,95.225)(
Х 1 ,55) === 4 1 ,8
- .
, 94 h' П1' ММ (9 25 ) (590 422) /2
......... 41 ,8 === 42,2
95 , (9 52) , ( 42 , 2 ...... 4 , 5 ....... 3 ........
а эф, мм
та бл. .g..17 1.....0'3)/17 с: 1,96
96 S' эф, мм 2 (9 53) 1,96.6,7== 13,14
97 с 9..4 2
98 b 9..4 2
99 Са 9..4 1
.. 100 а', ММ (9 54)-, при.. 1 , 96/ 1 ...... О , 15 == 1, 81
ложение 3
101 Ь " мм (9..55) . 6,7/2 0,15 =:= 3,2
102 аХЬ, мм приложе 1 ,8Х3, 35
ние 2 -
103 S, мм 2 ТО же 5,667
104 h пl , ,ММ (9..56 ) 17.}(1,8+0,15) +
105 Ь П1 , ММ (9..57) + 4,5 + О, 3 == 38
1 · 2 (3, 35 + о , 15) +
106 h C 1' мм из (9..25) + 2,2 + 0,3 == 9,5
(590 ....... 422) /2 ---- 38 == 46
107 Ь 31 mln' ММ ( 9 58)
, 108 8з1 тах, Тл (9 59) 18,8 9,5 === 9,3
18,8.0,875/(9,3)(
109 J 1 А/мм2 (9 39) Х О , 95) == 1, 8
171,5/ (2.5,667 .3) ==
А l ! l' 9..4 == 5,04
110 528.5,04 == 2661
А2/ (см. мм 2 )
111 (А 11 1)ДОП' рис. 9 8, 3350.0,86 == 2880 .
А2/(см.мм 2 ) табл. 9 15
112 t cpt , ММ (9 40) n ( 422 + 38) /72 == О
113 Ь ср1 ' мм (9 41) 20.9== 180
114 lлi, мм (9..60) 1 ,3. 180 + 38 + 50 == 322
115 lcpl' мм (9 43 ) 2(225 + 322) 1094
116 1 d l' ММ (9 62) 0,4.180 + 38/2 +
+ 25 == 116
140
9..5. Обмотка короткозамкнутоrо ротора
Обмотка ротора с овальными полузакрытыми и закрытыми па..
зами. Пазы ротора имеют обычно овальную форму (рис. 9.10а, 6),
причем радиусы '1 и '2 ПРИНJ1:мают такими, чтобы стенки зубцов
были параллельны (Ь'З2==сопst) на протяжении расстояния h 1 .
Такие пазы применяют в двитателях с h 250 мм.. В двиrателях
с h 132 мм пазы обычно выполняют полузакрытыми, а с h
160 мм закрытыми.
Ь Ш 2.
В)
Ь ЗИ2
r,
N
t:
...с:
Ь З 82 Ь
\
\
I
.iE
Рис. 9..10. Пазы короткозамкнутоrо ротора:
а ..... ова.пьные попузакрытые: б .... овальные закрытые; в.... бутылочной
формы
Примерные значения высот пазов короткозамкнутоrо ротора
h П2 приведены на рис. 9..12. Чем больше принимаемое значение
h п2 , тем меньше высота спинки ротора h 2 и соответственно боль-
ше маrнитная индукция в спинке В с2 . Е ли при проверке расче..
том зн чение В С2 превысит предел, равный 1,6 Тл, то высоту паза
h п2 , принятую из рисунка, снижают. Расчет раЗl\1еров зубцовой
з'оны (зубцов и пазов) ротора начинают с определения ширины
зубца Ь з2 , исходя из средних :значений маrнитной индукции в зуб-
цах ротора .В 32 (табл. 9..18). ..
Та блица 9..18
h, мм
2р
832 (Т л) для двиrателей со степенью защиты
IP44 IP23
.. .
50 132 2' 4' 6' 8 1 ,60 1 ,80 1 ,85 2,05
, , ,
. 160 250 2 1 75 1 , 95 1,85 2,O5-
40 6' 8 . 1 , 70 1 , 90 1 , 75----1 , 95
, ,
280----355 2 1 ,60 I ,80 1,80 2,OO
4 1,80 2,OO 2,OO 2,20
6; 8; 10' 12 1 , 70 1 , 90 I,80 2,00
,
....
141
Определяют радиусы пазов '1 и '2, обеспечивающие постоянст"
во Ь з2 . Если окажется; что '2< 1 (для h 132 мм) или '2<2
(для h 160 мм), то следует уменьшить Ь З2 , повысив 'В З2 .
Определение размеров овальных полузакрытых и закрытых
пазов производят в такой последовательности:
Высота паза (мм) h П2 из рис. 9-12
Расчетная высота спинки ротора
(м м) :
для h 63 мм, 2р==2 hС2==О,49DВ2 hП2
для h:::;;63 мм, 2p 4
для h 71 мм, 2р==2
для h 71 мм, p 4
аrнитная ИНДУКЦИЯ в спинке рото-
ра (Тл)
3убцовое деление по наружному
диаметру ротора (ММ)
аrнитная ицдукция в зубцах рото-
ра (Тл)
ШИРlИна зубца (мм)
еньш.ий радиус паза (мм)
Больший 'Радиус паза (ММ)
Расстояние между центрами радиу
сов (мм)
Проверка пра'Вильност:и 'определения
'1 и '2 'И,сходя ИЗ условия Ь з2 ==сопst
ПлощаlДЬ 1Пооеречноrо сечения стерж-
ня, равная iПлощад!И поперечноrо се-
чения паза в штампе (мм 2 )
h с 2==0, 4D в z-----h п 2
2
h C2 == О ,58D H2 --.-- h1I2 3 d K2 ,
2
h C2 == O,38D H2 ---- h П2 3 d K2
Вз Ф .108/ (2kc12hc2)
_ t nDBt/Z2
В З2 по табл. 9-18
ЬЗ2==t2В I(В З 2k с )
7; (DH2 2h п2 ) ---- Z2 Ь З2
'2=== 2 )
f Z2 ......... 7; "....>41
7; (D H2 ---- h'rn2 ---- 2h 2 ) vZ 2 Ь з2
'1=== 2(Z2+ 1t )
h 1 ==,hпr-----hm 2----h2 ' 1----,2
nh 1 Z2 (, 1----,2) O
(9 64)
(9-65)
( 9 66)
(9..67)
(9 68)
(9-69)
(9 70)
(9..7.1 )
(9..72)
(9-73 )
(9-74)
SCT == SП2 == O,57t (,.21 + (22) + (, 1 + '2) h 1
(9..75)
Здесь для полузакрытоrо паза h ш2 ==0,5+0,75 мм; h 2 ===O; Ь Ш2 ===
=== 1,0...;..- 1,5 мм; для закрытоrо паза h JJl 2==0,7 мм, h 2 ==0,3 мм,; Ь Ш2 ===
== 1,5 мм. При отсутствии - аксиальных каналов в роторе d и : 2 ==0.
Пазы ротора бутылочной формы. Пазы короткозамкнутоrо po
тора двиrателей с h==280+355 мм обычно имеют бутылочную
форму и выполняются полузакрытыми (рис. 9 1 Ов) . Размеры
нижней части бутылочноrо паза выбирают так, чтобьi обеспечить
равновеликое поперечное сечение зубцов Ь з . Н2 на протяжении h 1 .
Ход расчета аналоrичен описанному для ротора с овальными
пазами., По рис. 9 12 выбирают примерное значение высоты паза
ротора h п2 . Этим определяется расчетная высота спинки ротора
h C2 и маrнитная индукция в спинке ротора В С2 , которая не долж
на превышать 1,6 Тл. Затем находят ширину зубца в ero нижней
части Ь з . н2 , исходя из Toro, чтобы маrнитная индукция в нижней
части зубцов ротора В з . Н2 не превосходила бы значений, приве
денных в табл. 9 18.
142
Для верхней части паза принимают h 2 ==O,2.+0,5 мм; h== 15 мм;
затем рассчитывают размеры нижней. части паза: больший '1 И
меньший '2 радиусы; расст(:>яние между их центрами, а также
ширину верхней части стержня Ь. Значение"2 должно быть не
менее 2 ММ, иначе следует уменьшить ь з . н2 , повысив 8 з . н2 .
Определение размеров пазов ротора бутылочной формы про-
изводят в такой последовательности: .
Высота паза (ММ)
Расчетная высота СПИНКИ ротора
(мм)
N1а нитная индукция в спинке рото-
ра (Тл)
3убцовое деление по наружному
ДiИ?метру ротора (ММ)
Ширина зубца в нижней части зуб-
ца"(мм)
N1еныfIйй р адиус паза (мм)
Больший радиус паза (ММ)
Расстояние между центрами радиу..
сов (ММ)
Правильность определения '1 и '2
исходя из требования Ь з . В 2==сопst
Ширина в,ерхней части стержня
(мм)
Площадь поперечноrо сечения ниж-
ней части стерж.ня (мм 2 )
h П2 из рис. 9-12
h C2 по (9 66) (9-67)
В С2 по (9 68)
t 2 по (9 69)
Ь з . В2 по (9-70)
'2:::::\[31: (Dв 2hП2) Z2Ьз.В2]/ [2 (Z2 31:)]
. (9-76)
'1 ==:(,зt (Dbr---2h2 2Il) Z2Ьз. 2]/ [2 (Z2 +
+зt)] (9-77)
hl===hп h2----h""':"l----'2 (9-78)
по (9-74)
b ( 1+1 ,25)'1
(9-79)
п .
SCT.H == 2 (r 2 1 + (22) + ('1 + (2) h 1
(9..80 )
(9-81)
(9-82)
Площадь лоперечноrо сечен/Ия верх - S с Т. в== Ь (h........O, 11 Ь)
ней ча,сти стержня (,мм 2 )
Общая площадь поперечноrо сече- Sст==S п2 ==S ст.В+SСТ.в
ния стержня, равная площади попе-
речноrо сечения паза в штампе
(мм 2 )
Открытые пазы ротора прямоуrольной формы. Открытые пря-
моуrольные пазы в рОТоре (рис. 9-11) применяютс.я для высоко-
h П2
мм
БО
ЬЗ2тdХ
\
.
\
N
:3
4::
I
I
I
I
/
Ь П2
\ Ь З2т iп
J
t:::
...с:
Рис. 9-11. Пазы корот-
коэамкнутоrо ротора
прямоуrольной фОрМЫ
50
40
10
во /00 200 300 400 seo БОО 700 800 П Н / 1 мм
.Ряс. 9-12. Средние значения hП2 f (D n1 ) ко-
роткозамкнутоrо ротора:
J ротор, с овальными полузакрытыми пазаМI";
2 ротор с овальными закрытыми пазами; 3
ротор с бутылочными пазами; 4...... ротор с прямо-
уrольными открытыми пазами
143
вольтн х двиrателей с h==400
450 ММ. В эти пазы укладывают
прямоуrольные алюминиевые шины,
привариваемые к алюминиевым ко-
роткозамыкающим кольцам.
Ход расчета аналоrичен описан-
ному для ротора с овальными паза-
ми. По рис. 9-12 выбирают предва-
рцтельно значение высоты.паза ро-
тора h' п2, что предопределяет пред-
варительное значение высоты спин
ки ротора h' 02 И маrнитную индук-
Рис. 9-13. I(ороткозамыкающие цию В спинке ротора, которая не
кольца ротора должн превышать 1,6 Тл. Затем
· находят ширину зубца в наиба ;'ее
узком месте, исходя из Toro, чтобы маrнитная индукция в этой
части зубцов была: для исполнения IР44-----В'з2 тах==1,5--+--1,7 Тл;
дЛЯ IP23-----B' з2 тах== 1 ,6--+--1,8 Т л. Затем выбирают ближайшие стан..
дартные размеры прямоуrольноrо алюминиево о стержня (СМ. при-
ложение 4) и по ним уточняют размеры паза, зубца, спинки (oKpyr..
ленные до десятых долей мм в большую сторону) и маrнитную
. индукцию. _ '
Размеры открытых пазов ротора п.рямоуrольной формы опре-
деляют в такой последовательности.
Предварительные размеры
Высота паза (мм) _ h'П2 ИЗ рис. 9-12
Высота спинки ротора (мм). h' С2 ПО (9-66) и;ли по (9 67)
Маrнитная ИНДУКЦИЯ в спинке ро.. В' С2 по (9-68)
тора (Тл)
3убцовое деле.ние по ,наружному t 2 по (9..69)
диаметру ротора (м.м)
Ширина зубца 'в наиболее узком ь ; з2шiп == t2B6/ (В' 82maxkc)
месте (м'м)
Ширина паза (мм)
Размеры стерЖНЯ по высоте (ММ)
ТО же, [10 ширине
Уточненные размеры
БлижаЙШlИе стандартные размеры h cT , Ь СТ Н SCT по приложеН\Ию 4
стержня (мм) и ero сечение (мм 2 )
Высота lIIаза (мм) hп :r= hст+hс+hШ2
Ширина lIIаэа (:мм) , Ь П 2;== Ь СТ +Ь с
Площадь пооеречноrо сечения паза SП2 hП2ЬП2
(мм 2 )
Высота СП1Инки ротора (мм) h C2 по (9 66) или 90 (9 67)
Маrнитная .индукция 'в спинке рото: В С2 по (9-68)
ра (Тл)
IThирина зубца в наиболее узком ме- ЬЗ2Шin==::j[п (Dв 2hП2) IZ2] ЬП2 (9 90)
ете (мм)
Маrнитная индукция в наиболее уз- ВЗ2шах == t 2 B"j (ЬЭ2miпkс) (9 91)
ком месте зубца (Т л)
Длина стержня (мм) lCT==1 21JI2 , (9-92)
3Lдecь hc и Ь С [JРИПУСКИ на сборку сердеч ка (см. 9..4); hc==4 мм.
Короткозамыкающее кольцо обмотки ротора. На рис. 9..13 по..
казаны короткозамыкающие кольца для литой (а) и сварной (6)
L л
а) ...
':::/
/ I
t:t.
/ ..с::
t::::;."
-l::
,
,
'/
I c:t Б
"bd J ! т "'! I I
/',
f
"'" f-t
/
, t..:I
I I L 1-' L кл ! r:$
I{ I
I
144
Ь' п l3t (DИ2 2h' П2) /Z2] b' З2шiп
h' С т ===h' П2 hс ----h ш2
Ь' С т==Ь' П2----Ь С
(9-83)
(9-84)
(9-85)
(9-86)
(9-87) -
(9-88)
(9-89)
конструкций клетки. Размеры кольца определяют следующим об
разом. Поперечное сечение кюльца SКЛ связано с ранее опреде
ленным сечением стержня клетки SCT, а высота кольца h Кл ........... С
высотой паза h п2 . Это предопределяет длину кольца [-кл. Для
определения расположения кольца клетки вычисляют ero средний
диаметр D кл . ср .
Размеры короткозамыкающеrо кольца находят в такой после..
довательности:
Поперечное сечен/не кольца (мм 2 ):
литой !{летки Sил== (0,35+0,45) Z 2 SCT/(2p) (9-93)
сварной клетки Sил==0,4z 2 S ст / (2р) (9 94)
Высота кольца (мм):
,;'Iитой клетки' hИJI (I,I+I,2)hП2 (9-95)
сварной клетки hил I,2hп2 (9 96)
Длина кольца (мм) lил==Sил/h ил (9 97)
Средний диаметр кольца (мм):
JIlИТОЙ клет,ки DRл.ср==DВ2 hил (9-98)
сварной 'клетки DRл.ср==DВ2 2hm2 2hип 0,5hст (9 99)
Вылет лобовой части обмот.ки (MIM) lВ2==kпlЛ2+1ИJI (9 100)
Здесь ln 2== 50 мм ДЛИна лоБОl30Й части стержня; kп==0,9 коэфф'Ициент
учитывающий из.rиб стержня.
При меры расчета машин.
4. Обмотка КОРОТI(озамкнутоrо ротора
Последователь
нос1ь расчета
УСЛ0вные
обозначения
ИСТОЧНИJ(
Двиrатель Н2 1
Размеры вальных полузакрытых пазов
117 h п2 , ММ рис. 9 12 25,5
118 h C2 , мм (9-67) 0,38.152,3 25,5 (2/3)0 == 32,4
119 В С2 , Тл (9 68 ) 0,0('79. 108 / (2. О , 97 . 115.32,4) == 1 ,09
120 t 2' мм ( 9 69) 7;. 152, 3/34 == 14
121 В з2 , Тл табл. 9 18 1 ,7
122 Ь З2 , мм (9-70) 14 · 0,9/ ( 1 ,7. 0,97) == 7,6
7;{152,3----2.25,5) 34.7,6 -
123 , 2' мм '(9 71) 1,0
2 (34 ---- 7;)
124 , l' мм (9-72) (152,3 2.0,75 2.0,3)----34.7,6
2(34 + 7t)
--..... == 2,9
125 h 1 , мм.. (9 73) 25,5 O, 75----0 1 2, 9 == 20,8
126 провеQка (9 74) п. 20'8----34(2' 9 1) о
, 1 И '2
127 SCT == SП2' мм 2 (9 75) ( 7t /2) (2, 92 + 12) + (2, 9 + 1) 20 , 8 ==
== 95, 9
Размеры короткозамыкающеrо кольца
128
129
130
131
1 0 3255
Sкл, мм 2
h кл , мм
lкл, ММ
D кл . ср , мм
(9-93)
( 9-95 )
(9..97)
(9 98)
о , 4 · 34 · 95 , 9/4 ::;:: 326
1 , 2 · 25 , 5 == 30, 6
326/30 ,6 == 1 О , 65
152,3 30,6 == 121.,7
145
..
. 9..6. Обмотка фазноrо ротора
Тип обмотки и общие положения.. Обычно в роторах применя..
ют двухслойную волновую обмотку из медлых изолированных
стержней прямоуrольноrо поперечноrо сечения. В пазу распола..
rают по два стержня (один над друrим, большей стороной по вы..
соте паза). Сл доватеЛhНО, количество проводников в пазу N п2===
==2. Если по расчету сечение эфф ктивноrо 'стержня получается
больше 100 мм 2 , то ero разделяют на два элементарных; тоrда по
Рис. 9-14. Схема двухслойной волновой обмотки фаэноrо ротора (одной фазы)
Z2==36; 2р==4; q2 == 3; а=== 1
ширине паза располаrают два стержня, изолированных вместе.
Основные своЙства двухслойных волновых обмоток ротора и ме..
тоды выполнения их подроБН10 CJсвещены в [8; 22]. На рис. 9..14
приведена для примера развернутая схема двухслойной волновой
обмотки фазноrо ротора. Количество пазов ротора Z2 ДОЛ}J{НО вы..
бираться с учетом рекомендаций, приведенных в 9..3, и, в част..
ности, табл. 9..12. Количество пазов на полюс. и фазу ротора q2
определяется по (9..8). Обмотка имеет одну параллельную ветвь
а2 -------: 1. Количество последовательно. соединенных витков обмотки
одной фазы
w2===2pQ2. (9..101)
Шаrи обмотки для целоrо и дробноrо q2 находят следующим
образом. При целом q2 шаrи секций с передней (со стороны ВЫ..
водов) И С задней стороны Уп2 И у'П2 принимаются равными 'Jq2, а
шаr в конце обхода ротора укороченный: Y"n2==3q2 1. При дроб..
ном q2 шаr оБМJОТКИ с передней стороны УП2==3q2 1/2, с задней
у'П2===3q2+ 1 / 2 , а шаr в конце обхода у"П2===3q2.....----,1/2. Обмотка с
дробным q2 считается обмоткой с укороченным шаrом; при этом
f32 0,96. Коэффициенты распределения k p2 , укорочения k Y2 и об...
моточный коэффициент k Об2 определяются так же, как для обмот",
ки ,статора по (9..9), (9..12), (9..13) с заменой ql на q2, ZI на Z2,
131 на {З2.
146
Таблица 9..19
т а б л и Ц а 9 20
2р
В' з2 mах (ТЛ) дЛЯ дви-
rателей со сrепенью
защиты
2р
h' ,ММ
П2
2р
h ' ,l\f r
П2
IP44 IP23
4 33,5+0,024D HI 8 29tО,024D И1
6 31,4+0,024D H1 10 и 12 25,S+0,О24D И1
4 1 , 8 2 ,2 1 , 9 2, 35
6 12 1 , 7 2, 1 I , 7 2, 1
При м е ч а н и е. См. примеча-
ине к табл. 9-16.
Коэффициент трансформации ЭДС и тока
k тр ===w 1 k о БI/ (w 2 k о б2).
Электродвижущая сила 'Обмотки (В)
Е2 kНИ1/kтр. (9 103)
При соединении обмотки ротора в. звезду напряжение на коль
цах (В) U К VЗВ2. (9..104)
Для уменьшения тока, проходящеrо через кольца, и соответст"
венно потерь в щеточном KOHTa Te рекомендуется выбирать
отнОшение напряжения к току кольца Ь
.UH/IK==O 6--+--2,5 (большие значения дЛЯ Ш2 (\J
больших двиrателей), но Ин должно быть ..J
не больше 1200 В. \
На контактных кольцах асинхронноr-о
двиrателя с фазным ротором устанавли.. \
ваются металлоrрафитные щетки марки
Mr4.
Обмотка фазноrо ротора с прямо \
УI:ОЛЬНЫМИ полузакрытыми пазами. Пря..
моуrольные полузакрытые пазы фаЗНJrо
ротора имеIqТ форму, показанную Н,а ' \ ..t:::......
рис. 9 15. Они применяются в элекrро..
двиrателях с h 225 мм. Для нахождения
ширины зубца в наиболее узком месте ' \
Ь З2 min следует принять значение индук..
дии в этой части зубца В'З2 тах по табл.
9 19 и определить предварительное зна..
чение Ь/ З2 Цlin по (9 83). Предварительное
значение высоты паза ротора h 2 берут
по табл. 9 20.
Этим определяется предварительное
9начение высоты спинки ротора h' с2 И Рис. 9-15. Пазы фазноrо ро-
'dаrнитная индукция в спинке Р ото р а ВС2, ropa прямоуrольные полу-
закрытые
которая не должна превышать 1,6 Тл.
Затем находят предварительную ширину паза и допустимые высо..
ту и ширину стержня обмотки ротора. Определяют ближайшие
стандартные размеры стержня и ero Сечение. Потом- устацавливают
10. 147
(9..102)
I
I
,
I !.
I I
j
I
I
окончательные размеры зубцовой зоны, высоту СПИНКИ ротора, ин-
дукции и размеры катушки обмотки.
Ниже приведены (для классов наrревостойкости В, F и Н)
значения общей, 'толщины изоляции в пазу ротора по высоте и
ширине ,h И2 и 2Ь'и2, включающие толщину изоляции стеР}I{НЯ, раз..
меры прокладок и припусков на укладку:
Высота оси вращения h, мм . . . 225 250 280 355 400 450
Высота h и2 , ММ . . . . . . . .. 4,3 4,5 7, 1
Ширина 2Ь и 2' ММ . . . . . . 1 ,4 1 ,6 3, О
Значение h И 2 не учитывает высоту клина h K2 . Размеры следует
принимать такими: для клина h K2 ==2 мм (при h::::;;250 мм),
пК2==2,5 мм . (при h==280+355 мм), h K2 ==3,5 мм (при h>З55 мм);
Д л я ш л и Ц а h ш2 ==I,О мм, ЬШ2== 1,5 мМ. Конструкция изоляции
обмоток фазноrо ротора представлена в приложении 22. Размеры
прямоуrольных полузакрытых пазов ротора и расположенных в них
u
проводов рассчитывают в такои последовательности:
Предварительные значения
Высота паза. (мм)
Высота СПИНКlII ротора (мм)
Маrнитная ИНДу!кЦИЯ в спи,нке ро..
тора (Тл)
- ЗуБЦОБое деление по наружному
диаметру ротора (мм)
Маrнитная индукция в наиболее уз..
ком 'месте зубца, ротора (Тл)
Ширина зубца в наиболее узком ме-
.сте (мм)
Ширина паза, (ММ)
Размеры стержня по высоте, мм
То же, по ширине (мм)
Ближайшие стандартные размеры
.стержня (мм) и ero сечение (мм 2 )
.Количество элементарных стержней
.в ОДНОМ эффективном '
Уточненн,ые значения
Высота 'Лаза (мм)
Ширина паза (мм)
Высота спинки ротора (мм)
Маrнитная !Индукция в спинке ро-
тора (Тл)
ШИРlИна зубца в наиболее узком
.месте (мм)
Маrнитная индукция в наиболее
узком месте зубца (Тл)
Среднее зубцовое деление ротора
(мм)
Средняя ширина каТУШI{И обмотки
(мм)
Средняя длина лобовой части ка-
тушки обмотки (мм) z
при .и 1(::::;750 в
при и к >750 в
Средняя длина витка обмотки (мм)
Вылет лобовой части обмоткЙ (мм):
при и н :::;;750 в
при и к >750 В
148
h' П2 ....... по табл. 9..20
h' С2 по (9-67)
В' С2 по (9-68)
t 2 . по (9-69)
В'З2mах по табл. 9-19
Ь' 32min по (9-83)
Ь' п2 по (9-84)
h ' ---- (h' П2 hиz------hИ2 hm2 hс) /2 (9-105)
Ь'==Ь'П2........2Ьи2 Ьс (9-106),
h CT1 Ь СТ , SCT по приложению 2
Обычно С2==1; при SCT 100 ,мм 2 можно
принять С2==2, 3 и 4
hп 2hст+hи + h и2 + hпi2+h с
Ь п2 ==Ь ст +2Ь и2 +Ь с
h C2 по (9-67)
В С2 П (9-68)
(9..107)
(9-108)
ЬЗ2min по (9 90)
ВЗ2mах по (9-91)
t CP2 ==1t (DИ2 hП2) /Z2
(9 1 09)
(9-110)
ь с P2==t с Р2УП.СР2
lЛ 2== 1,2Ь 2 +h п2 +50
1 л 2== 1 ,2Ь р2 +h п2 + 70
[СР2 . 2 (l2+ l Л2)
(9-111)
(9..112)
(9-113 )
( 9..114 )
(9-115)
lB2==Q,3b cP2 + (h п2 /2) + 25
lВ 2== 0'3ЬСР2+(hП2/2) +35
.
Здесь Уп. сР2 средний шаr секции по пазам, равной полусумме шаrов
с передней и с задней стороны; hc и Ьс==О,З для h 5 мм, а hc и Ь с ==О,35 М'М
для h 400 мм.
Пример расчета машины
5. Обмотка фаэноrо ротора.
"-
Для фазноrо ротора выбраны прямоуrольные полузакрытые
пазы.
Двухслойная, волновая обмот.ка ИЗ медных из0лированны1x
стержней прямоуrольноrо сечения, количество па раллельных вет..
вей а2== 1; количество эффективных проводников в пазу N п2 ==2.
Последqва- Условные Дв'иrатель N2 2
Te.7JbHOCTb обозначения ИСТОЧНИК
расчета
132 w, ( 9..161 ) 6 :4-,5 == 27
133 Уп," 9 9..6 3. 4,5 ---- 1/2 == 13
134 ' . 9..6 3-4,5 + 1/2 == 14
у И2
135 у" 9-6 3.4'5........ 1/2 == 13
11.
136 k P2 (9..9) 0,5/[4,5 sin «60/(4,5.2)] == 0,95
137 Р2 9..6 0,96
138 k Y1 (9..12) sin (0,96.900), == 0,998
139 kобl (9..13) 0,956 . О , 998 == О t 954
140 k TR (9..102) 68 - О , 886/ (27 - О , 954) == 2 , 33
141 Е 2 , В (9..103) 0,98-380/2,33 == 160
)42 .. U к , В (9..104) JfЗ: 160 == 277
143 h' И2' мм табл. 9..20 45,5
144 . h' С2' мм (9..67) О ,38 - 420 , 2 45,5..... (2/3) 40 == 87 ,5
145 В' С2' ТЛ (9..68) 0-,0277.106/(2.0,95.230.87,5) == 0,724
146 't 2' мм (9..69) - 420 , 2/81 == 16, 3 .
147 В' з2 тах' Тл -табл. 9..19 1,9
148 Ь' з2 min' мм ( 9..83) 16,3.0,875/(1,9-0,95) == 7,9
149 Ь' П2' мм (9 8 [n (420'2....... 2-45,5) /81]........ 7,9 == 4,87
150 h', м ( 9..1 О ) ( 45 , 5----4 , 5 ...... 2 , 5....... 1 , О ---- О , 3) ,1 2 == 18, 6
151 Ь', мм (9..106) 4 , 87 1 , 6 ...... О , 3 == 2, 97
152 h CT ' ММ приложение 2 18,0
153 Ь СТ , мм то же 3,28
154 SCT' мм 2 58, 56 \
»
155 h п2 , мм (9 1 07) 2, 18 + 4,5 + 2,5 + 1, О + о ,3 == 44
156 Ь П2 , мм (9 lQ8) 3,28 + 1 ,6 + 0,3 == 5, 18
157 h c ," , мм ( 9..67) 0,38.420,2 44,3 (2/3J40 == 88,7
158 ВС2' Тл ( 9 68) О ,0277 · 106/ (2 · О ,95 .230 .8 , 7) == О , 715
159 Ь з2 Пlin' мм (9-:90) [1t (420'2..... 2 - 44 , 3) /81] ---- 5, 18 == 7 , 7
160 8З21nах' т Л (9..91 ) 16,3.0,875 == 1 , 95
7,7.0,95
161 t cp2 , мм (9..109) n {420,2.....44,3)/81 == 14,58
162 Ь СР2 , мм (9 110) . 14 , 58. 13 , 5 == 197
163 l л 2 , мм (9 111) 1,2.197 + 44,3 + 50 == 330,7
164 ICP2' мм ( lI3) 2 (230 + 330 , 7) == 1121
165 '182' мм (9 114) 0,3.197 + 44,3/2 + 25 == 106,2
9-7. Расчет М аrНитНой цепи
Основные положения. В электрических машинах с симметрич-
ной маrнитной цепью, а к таким машинам. относятся асинхрон- .
ные двиrатели, можно оrраничиться расчетом МДС на полюс.
149
Маrнитная цепь асинхронно:rо двиrателя: состоит из следую..
.. щих пяти однородных участков, ооединенных последовательно:
воздушный зазор между ротором и статором, зубцы статора, зуб..
цы ротора, спинка статора, спинка ротора. При расчете маrнит"
Horo напряжения каждоrо участк.а принимают, что маrнитная ин-
ду.кция на участке р.аспределен-а равномерно. u
Расчет маrнитной цепи электродвиrателя производят в такои
последовательности. Для каждоrо участка определяют ero пло..
щадь поперечноrо \сечения, маrнитную индукцию, напряженность
поля, среднюю длину пути маrнитноrо потока, МДС участка, сум..
марную мдс.
В отличие от машин синхронных и постоянноrо тока расчет
суммарной МДС у асинхронных двиrателей проводят тол 'ко для
номинальноrо режима работы. Расчет маrнитной цепи ведут по
основной волне маrнитноrо поля; в соответствии .с этим ,Маrнит"
ная индукция в воздушном зазоре В б является в расчете ампли"
тудой основной волны. .
НасыщеНlие маrнитной цепи вызывает уплощение кривой поля;
соответственно при повышенной индукции маrнитное сопротивле..
ние зубцов по. середине полюсноrо деления больше, чем по кра-
ям. Учет уплощения производят в соотве'flСТВИИ с 125] и [29] .
Для облеrчения расчета в приложениях 8 10 приведены таблицы
намаrничивания H==f(B) для зубцов статора и ротора, вычислен-
ные с учетом уплощения поля; эти таблицы используют при рас..
чете маrнитноrо. напряжения участка зубцов. При расчете Mar..
нитной цепи условно принимают среднюю длину пути маrнитноrо
потока в спинке статора или ротора; в действительности длина
этих путей различна маКСИl\лальная по краям полюсно о деле-
ния и минимальная посередине. Соответственно неравномерно
распределяется индукция.
Для упрощения расчета в приложениях 11 13 приведены таб..
лицы намаrничивания Н ==' (В) дЛЯ спинки статора и ротора, вы..
численные 'с учетом синусоидальноrо распределения индукции
вдоль силовой линии; эти таблицы ИСПОiJIЬЗУЮТ при расчете Mar..
нитноrо напряжения спинки статора и ротора.
Основное сопротивление маrнитной 'цепи асинхронноrо двиrа..
теля сосредоточено в воздушном зазоре между ротором истато"
ром. Это опротивление увеличивается дополнительно из..за зуб..
чатоrо строения статора и ротора; увеличение ero учитывается
соответствующим поправочным коэффициентом, который больше
единицы. При наличии радиальных вентиляционных каналов в
сердечнике статора или ротора часть маrнитноrо потока проходит
через каналы, снижая маrнитное сопротивление воздушноrо за..
зора; это уменьшение учитывается коэффициентом, который мень..
ше единицы.
При маrнитной индукции в зубцах c:raTopa или ротора .в
::::; 1,8 . Тл принимают, что маrнитный поток проходит только ч;
рез зубцы, а напряженность маrнитноrо поля Н определяют со..
0тветственно по кривым для зубцов (см. приложения 8 10). При
150
В> 1,8 Тл часть маrнитноrо потока, проходящая через пазы, сни"
жает действительную маrнитную индукцию в зубцах. Это сниже..
нне учитывается коэффициентами k з , зависящими от соотношения
площадей рассматриваемых поперечных сече. ий зубца и паза, а
для определения Н с целью упрощения вычислений пользуются
кривыми для зубц'ов по приложениям 14 16, рассчитанными для
разных значений k з *. ,
У зубцов трапецеидальноrо поперечноrо сечения (прямоуrоль..
ные открытые или полуоткрытые пазы, верхняя часть бутылочных
пазов ротора) кривая распределения напряженности поля Н по
высоте зубца близка к параболе. Если В зmах >1,8 Тл, то при рас..
чете маrнитноrо наПРЯ)l{ения ,зубцов наПРЯ)l{енность поля опре..
деляют по индукции в трех расчетных сечениях ЗУQца 'МИНlималь..
ном, среднем и максимальном; среднее значение Н при этом рас-
считывают по ф'ормуле СИМПlсона (9..136). Если Взmах I,8 Тл, то
с достаточной точностью можно определять Н по индукции в од..
ном сечении зубца, расположенном На расстоянии 1/3 ero высоты
(от окружности, соответ.ствующей диаметру D 1 ). ·
у зубцов равнове икоrо поперечноrо сечения (трапецеидаль-
ные пазы статора, овальные закрытые и полузакрытые пазы ро..
тора, ижняя часть бутылочных закрытых пцзов ротора) напря-
женность поля определ ют по 'индукции в сечении 1/3 высоты
зубца; при вз 1,8 Тл по приложениям 8 10, а при з> 1,8 Тл-----
по приложениям 14 '16 с учетом коэфф'ициента k3 (В З1 и В з2 0пре..
делены в 9..4 9..6).
Маrнитную ,цепь рассчитывают в такой последовательности.
МДС для воздушноrо зазора
То же, при совпадающих каналах
на статоре и ;на роторе "
Общий коэффициент воздушноrо за-
зора
МДС дЛЯ воздушноrо зазора (А) p == O,80k Ba.l03 (9..121)
Здесь при открытых пазах в (9..116) и (9-117) вместо Ь Ш1 и Ь Ш2 следует
подставить соответственно Ь П1 и Ь п2 . При отсутствии радиальных каналов (на
статоре или на роторе) следует принимать k K == 1, lп......... длина пакета.
Коэффициент, учитывающий увели-
чение маrнитноrо сопротивления воз-
душноrо зазора . вследствие зубча:-
Toro строения статора
То же, с учетом ротора
Коэффициент, учитывающий умень-
шение маrнитноrо . сопротивления
Боздушноrо зазора при наличии ра-
диальных каналов на статоре или
на роторе
k a1 ==: 1 + Ь Ш1 / (t 1 Ь Ш1 + 50t 1/ Ь Ш1 )
(9-116)
k a2 === 1 + Ь ш2 /(t 2 ---- Ь Ш2 + 50t 2 /Ь ш2 )
(9..117)
kк==I 3б/{lп+3б (1 +lп/1к)] (9-118)
'I,5д
k K === 1 1 п + 1,50 (1 + lп/ lK)
k == k lk 2kK:
(9..119)
(9..120)
* При наличии в сердечниках статора и ротора радиальных вентиляционных
каналов значения коэффициента k з , определяемые по приведенным ниже форму-
лам, следует умножить на отношение 11/ (11----nК11Кl).
151
МДС для зубцов при трапецеидальных полуз крытых пазах статора (рис. 9-7)
При ВЗl I,8 Тл:
напряженность 'м'аrНИтноrо поля
П р/и В з J > 1,8 Т л:
зубцовое деление на 1/3 высоты зуб- t1(J/з)== (Dl + (2/З)h П1 )/Zl
ца (мм)
коэффициент зубцов
на'пряженность маrнитноrо
( А/см)
Средняя длина пути маrнитноrо по LЗl hПl
тока (м'м)
МДС дЛЯ зубцов (А)
поля
Н З1 (А/см) из /Приложений 8 10
k З (1/з)==t1(IIЗ)/ (Ь з1 k с )
Н З1 из 'Приложений 14 16
F З 1 ==О , lН ЗILЗl'
(9-122)
(9-123)
(9 124)
(9 125)
МДС для зубцов при прямоуrольных открытых и полуоткрытых пазах статора
(рис. 9-9)
При ВЗJmах:::;;I,8 Тл:
зубцовое деление на 1/3 высоты ,зуб
ца ·
ширина зубца (мм)
маrн.итная ИНДУКЦlИя на 1/3 высоты
зубца (Тл)
напряженность маrнитноrо поля в
зубцах
При ВЗlmах> 1,8 Тл:
зубцовое деление статора (мм): по
диаметру D 1 ; в минимальном сече-
нии убца
в максимальном сечении зубца
Ширина зубца (мм):
в наиболее узкой части
в наиболее широкой части
в средней части
МаrНlитная инду,кция зубца
(Т л) :
в наиболее узкой части
в наиболее ШИРОКОЙ части
в средней' части
Коэф'фиц;иент зубцов:
в наиболее узкой 'Части
в наиболее широкой части *
в средней- части *
Напряженность маrнитноrо
(А/см) :
в наlиболее' узкой части
статора ,
поля
.)
в наиболее широкой части
в средней части
Среднее значение напряженности
м аrнитноrо поля в зубцах (А/см)
152
t1(1I3) (мм) i10 (9-122)
Ь З 1(НЗ) == t1(l;З) ЬПl
В з1 (1/3) === t I В а /(Ь зl (l/з)k с )
(9 126)
(9-127)
Н З1 (А/см) из приложений 8 10 .
t 1 по (9-22):
, It't 1ш iп по (9 46)
t 1шах ==3t (D 1 1+2h п ) /Zl
Ьз1,miп по (9-58)
ЬЗlшах==tl,mаХ ЬПl
ЬЗJСР===(ЬЗIшiП + ЬЗlшах) /2
В31шах ........ по (9-59)
В 31 тln == tlВ /(Ьзl maxkc}
В з1ср == t lB / (b31Cpkc)
kЗlшах===(tlШiП/ (Ь з1 ,шi п k с ) ] 1
k З1m iп== [t 1шах / (b31maxkc)] 1
k з1ср =:::' (kЗlшах + k з1m iп) /2
(9-128)
(9 129)
(9-130)
(9- 131)
(9..132)
(9-133)
(9-134)
(9- 135)
Н з1 ,шах==f (ВЗlmах., kЗlmах) из прило
жений 14 16
НЗlшiп==f(ВЗlшiп, kЗJ,Шin) из .приложе..
ний 8 l.o или 14 16
Н з1 ,ср==f (В з1ср , k з10р ) из приложений
8 10 ИЛIИ 14 16
Н :H (H Зlmах +4Н ЗlIСР+Н Зlmin) /6
(9-136)
Средняя длина пути (ММ) маrнитно-
ro потока
МДС дЛЯ зубцов (А)
L 31 по (9..124)
F Зll по (9-125)
МДС для зубцов при овальных полузакрытых и закрытых пазах ротора
(рис. 9----1 О й, б) .
коэффициеIU' зубцов
иапряженность маrнитноrо
(А/см)
Средняя длина пут.и маrнитноrо по.. Lз2==hП2----0,2r2 (9..139)
тока (мм)
МДС дЛЯ зубцов (А) Fз 2 О,lНз2L32 (9..140)
МДС дЛЯ зубцов при бутылочных закрытых пазах ротора (рис. 9-10, 8)
Средняя ширина верхней часТIИ ba.B 3t(DB2 2h2 h)/Z2 b (9..14 )
зубца (ММ)
Маrнитная индукция в среднем се-
чении верхней 'части зубца (Тл);
обычно менее 1,8 Т л .
Напряженность 'маrнитноrо поля в
верхней час1lИ зубца (А/см)
Средняя длина пути маrнитноrо 'по-
тока (мм)
АДС дЛЯ верхней части зубца (А)
N\аrнитная индукция в нижней ча-
сти зубца (Тл)
При В з .В2::::;1,8 Тл:
напряженность поля (А/см) в .ниж..
ней части зубца
При В з .В2> 1,8 Тл:
коэффициент зубцов
напряженность маrНlитноrо
(А/см) в нижнеЙ части зубца
Средняя длина пути маrнитноrо по- Lз.В ! 1 +hl +O,8r2
тока в нижнеЙ части зубца (мм)
МДС дЛЯ .нижней части зубца (А) Fз.В2==О,lНЗ.В2Lз.В2
IvlДС для зубцов ротора (А) Fз Fз.В2+Fз.В2
МДС ДJlЯ зубцов при прямоуrольных пазах ротора
При Вз I,8 Тл:
напряженнос.ть маrнитноrо поля
(А/см)
При В З2 > 1,8 Тл:
зубцовое де.пение на 1/3 высоты
зубца (мм)
поля
зубцо.вое деление на Ifз высоты зуб-
ца (мм)
поля
При ВЗ2mах 1,8 Тл:
зубцовое деление на 1 /3 BЫCOT зуб-
ца (ММ)
ширина зу ца на ljз высоты (мм)
Н З2 из лриложений 8 10
4 .
t 2o is)==1t (пB2 "3 h n2 ) / Z2
(9-137)
k З2 (l/s)=={t 2 (l/З)/ (Ь з2 kс) ] 1
Н З2 из /приложений 14 16
(9-138)
В З . В2 == .!2 В Ъ/ (Ь з . R2 k C) (9..142)
На.В2 из приложений 8 10
L э . в2 ==h 2 +h (9..143)
F З.В'2==О, lН З.В2L З . В2 (9..144 )
В З . Н2 == t2ВЪ/(Ь3.Н2kс) (9-145)
Н з . В2 из ПРИЛО)l{ений 8----10
[ 4 ,
t н2 (1/3) == D И2 ---- з1h1I2-"""""
. (h 2 + h) ] I ZI
(9-146)
k.. И (1/з)== [t И2 (l/З)/ (Ь з .в 2 k с )] 1
Н з . В2 ИЗ приложений 14 16
(9-!47)
(9..148)
(9..149)
(9-150)
(рис. 9.......11)
4 -
t 20 / S )==::;1t (DВ2 з h п2 ) /Z2
ь З2( 1/ З)== t 2 ( 1 i З) Ь п2
(9-151) ..
(9-152)
153
,
маrнитная ИНДУКlI.ИЯ в зубцах (Тл)
напряженность маrНlИтноrо поля
(А/см)
При ВЗ2mах> 1,8 Тл:
зубцовое деление ротора (мм)
эубцовое деление ротора в М.ини
мальном сечении зубца (мм)
ширина зубца (мм):
в наиболее узкой части
в наиболее шире кой части
в средней части
маrнитная ИНДУКЦИЯ в зубцах pOTO
ра (Тл): в наиболее узкой части
в наиболее ШИРОКОl';'l ч:аСТIИ
в средней части
коэффициент зубцов
в наиболее узкой части
в наиболее широкой части *
в средней части *
напряженность маrнитноrО поля
(А/см) :
в наиболее узкой части
в наиболее широкой части
в средней части
среднее значение напряженности
маrнитноrо поля в зубцах (А/см)
Средняя длина пути маrнитноrо 1]0
тока (мм)
МДС дЛЯ зубцов (А)
МДС для спинки статора
Напряженность маrнитноrо поля
(А/см) :
при 2р==2 и В с1 ::::;1,4 Тл, а также
при 2p 4
при 2р==2 и ВСl> 1,4 Т.п
Средняя длcr-rна пути маrнитноrо по'
тока (мм)
МДС ДЛЯ спинки статора (А)
.
МДС ДЛИ спинки ротора
Напряженность маrнитноrо поля
(А/см) :
при 2 р== 2
при 2p 4
средняя длина пути маrнитноrо по-
то.ка (мм):
при 2р==2
, при 2p 4
154
В з2 (1'3) == t 2 B lJ / (Ь 32 (1/3) kc)
Н з2 из приложений 8 1 О
t 2 по (9 69)
t 2m in ==зt (DВ2 2hП2) /Z2
ЬЗ2miп==t2miП ЬП2
ЬЗ2mах==t2 ЬП2
Ь з2ср ===( Ь з2m iп +Ь з2mа .х) /2
ВЗ2mах по (9 91)
В з2 min == t 2В'6/ (Ь 32 maxkc)
В з2ср == t 2 B'6/ (b32Cpkc)
kЗ2mах ===1[ t2miп/ (ЬЗ2miпkс) 1
kЗ2miп=='[t2/ (ЬЗ2mахkс)] 1
k з2ср == (kЗ2mах+kЗ2miП) /2
I
(9 153)
"
(9 154)
(9-155)
(9-156)
(9-157)
(9..158)
(9..159)
(9 160)
(9-161)
(9 162)
..
из приложений 14 16
НЗ2miп==f (ВЗ2miП, k з2m iп) из приложе..
ний 8 10 или 14 16
НЗ2ср==f(ВЗ2СР, k з2ср ) из приложений
8 10 или 14 16
Н З2 == (НЗ2mах +4Н з2ср +НЗ2mlП) /6
L з2 ==h П2
F З2==0, 1 Н З2LЗ2
нсl из приложений 11 1.3
(9 163)
(9 164)
(9 165)
н с 1 из прилож'ений 5 7; при этом
значение B C1 , выбранное из табл. 9-13,
уменьшают на 0,4 Тл
LCl==:rt(DBl hcl)/(4p) (9-166)
Р с1 ===0,IН CI L C}.
н С2 из \Приложений 11 13;
Н С2 из приложений 5 7
(9-167)
L C2 == h C2 + 2J K2 /3 (9..168)
L C2 ==,. ( D 2 + h C2 + : d K 2 ) -1 (4 р)
(9..169)
МДС для спинки ротора (А)
Параметры маrнитной цепи
Суммарная. МДС маrнитной цепи на
один полюс (А)
Коэффициент насыщения маrнит ой
цепи
На,маrничивающий ток (А)
То же, в относительных единицах
ЭДС холостоrо хода (В)
r лавное ИНДУКТ,И'вное сопротивление
(Ом)
То же, в относительных единицах
F r2==0, 1 Н C2LC2
(9-170)
Рт. == РО + Р 31 + Р32 + Р С1 + Р С2 (9 171)
k Hac == Fr,/ F о
(9 172)
(9..173)
(9-174)
(9 175)
(9-176)
(9 177)'
[м == 2,22Fr.р/(mlU'1kоб1)
I *==IM/Il'
Е==kПU 1
ХМ ' Е/1 м
xM*==xMI1/U 1
примерыI расчета машин
6. Расчет маrнитной цепи
"
Последова-
тельность
расчета
Условные
обозначения
Источник
Двиrатель .N2 1
Дви raTeJТb
166 k Ъ1 (9..116) 3,5 5,5
1 + 13,3 3,5+5 х 1 + 18, 4 5; 5+5. 0,9 Х
1 1 === 1 ,2
Х 0,35.13,3/3,5 Х 18,4/5,5
==1,21
167 k 2 ( 9..117) 1+ 1 ,5 1 ,5
14 1 ,5+5 Х 1 + 16 , 3 1 ,5+ 5 . О ,9 Х
. 1 1
Х О, 35 . 14/ 1 , 5 Х
16,3;1,5
== 1,052 == 1 ,024
16.8 kK 9 9 7 1 , О 10i 1 ,О
169 k ъ (9..120) 1 , 21 . 1 , 052. 1 , 0== 1 , 27 1 ,2. 1 ,024. 1 , 0=== 1 , 23
170 Ро' А (9..121) 0,8.0,35.1,27)( 0,8.0,9.1,23.0',875Х
171 . ХО,9.10 3 ==320 Х.I0 3 ==775
t 1 (1/3)' мм (9..122) 1t (153+2.18,5/3) /36== 7t (422+2.38/3) /72==
172 ==14,4 ==19,5
k3 (1/3) (9 123) 14,4/(6,67.0,97) 2,23
173 Н з1 , А/см приложе .. 15,2
ние 14
174 Ь з1 (1jз)' мм ( 9.. 126) 19 , 5 9,5:::::: 1 О
175 831 (1/3)' Тл (9 127) 18,4.0,875j(0,9 S X
. ХI0)===1,69
176 Н з1 ,. А/см приложе 18,4
иие 9
177 L з1 , мм (9 124) 18,5 38
178 F з1 , А ( 9.. 125) О, 1 . 15,2. 18,5==28, 1 О , 1 . 18, 4 . 38 === 70
179 Н З2 , А/см приложе.. 11 ,5
Нйе 8
180 L з2 , мм (9..139) 25,5 0,2.1==25,3
181 F 32' А ( 9.. 140) . о 1 . 11 f 5 . 25 , 3== 29
182 t 2 min' мм (9..154) (420.2 2.44,3)/81==
==12,9
155
Продолжение
Последова." Ус лозные I;tвиrатель Н!!. 1 Двиrатель М2 2
тельность обозначения Источник
расчета
183 Ь з2 mln' мм (9..155) 12,9.......;5, 18==7 , 7
184 Ь э2 mах'" мм (9..156) 16 , 3----5 , 1 В == 11 , 1
185 Ь з2ср , мм (9..157) ... (7,71r 1l ,l)j2==9,4
186 В з2 mах' Тл (9..91) 16,3.0,875/(7,7)(
хо , 95) === 1 ,95
187 Вз2miп' Тл (9..152) 16,3.0,875/(11,1)(
ХО, 95) -== 1 ,35
188 В з2ср , Тл ('9..159) 16,3.0,875/(9,4)(
Х О , 95) == 1 . 6
189 k з2 щах . (9..160) [12'9/(7,7.0,95)]----
----1 ==0 , 76
190 Н 32 mах, прнложе.. 45
А/см ине 15
191 Н з2 l11in, приложе.. 8
А/см ние9
192 Н з2ср , А/см То же 14,5 .
193 Н З2 , А/см (9..163) (45+4.14,5+8) 18,5
6
194 L з2 , ММ ( 9.. 164 ) 44,3
195 F з2 , А (9..165) 0,1.18,5.44,3==82
196 Нс!, А/см приложе- 9,4
иие 11
197 Н с1 , А/см приложе.. 10,9
ние 12
198 Lc t' ММ ( 9.. 166) п (233 21 , 4) / ( 4 . 2) === ft (590 46) / (4. 3) ==
== 83, 1 == 142
199 р с1 !} А (9..167) 0,1.9,4.83,1==78 О, 1 . 1 0,9. 142== 15.5
200 Н с2 , А/см приложе .. 0,7
ине 5
201 Н с2 , А/см приложе .. 0,795
иие 6
202 L c2 , мм (9.. 169) 1t (54+ 32 , 4) / ( 4 · 2) == п (140+88, 7+4Х
==33, 9 Х 4 О/ 3 )/(4.3)==73,8
203 Р с2 , А (9..170) O,I.0,7.33,9 2,4 0,1.0,795.73,8==5,9
204 Fr" А (9-171) 320+28,1+29+78+ 775+70+82+155+
+2,4==457.5 +5,9==-1088
205 k Hac (9..172) 457,5/320==1,43 1088/775=== I ,4
206 1м, А (9..173 ) 2,22.457,5.2 5,6 2 ,22 . 1088. 3 -
3 . 68 . О , 886 === 40, 1
3 . 126 · О , 96
207 Iм*, о. е. (9..174) 5,6/15,2==0,37 40,1/171,5==0,234
208 Е, В (9 175) 0,97.220==213 0,98.380==372,4
209 I' ОМ (9..176) 213/5,6==38 372 , 4/40 , 1 == 9, 3
210 Хм *, о. е. (9..177) 38.15,2/220==2,63 9,3.171,5/380==4,2
9..8. Активные и индуктивные сопротивления обмоток
Основные положения. Определение активных и. индуктивных
сопротивлений статора и ротора ----- параметров схемы замещения
асинхронной машины ----- необходимо для расчета режима х. х., но..
156
минальнЫХ параметров, рабочих и пусковых характери-стик, а
также построения KpyroBbIx диаrрамм.
Активные сопротивления рассчитывают для температ..,УРЫ O UC!
а при определении потерь их приводят К стандартнои рабочеи
температуре по [ОСТ 183 74, как указано в Э 4..2, путем умно..
жения их на коэффициент тт.
При расчете индуктивных сопротивлений поле рассеяния ус..
ловно разбивают на три ,составляющие: пазовое, диффер нциаль"
ное и лобовых частей обмоТlОК. Для каждой составляющей опре..
Дe.JIяют маrнитную' проводимость (Лп; Ад; Ал); СУММИРУЮТ эти
проводимости и по ним рассчитывают.. индуктивное сопротивление.
Проводимость пазовоrо рассеяния зависит от формы и разме..
ров паза. В двух.слойных обмотках с укороченным шаrом в неко"
торых пазах располаrаются катушки или стержни, :принадлежа...
щие разным фазам, вследствие чеrо потокосцепление такой об-
мотки уменьшается. Это явление учитывается введением в расчет-
ные формулы коэффициентов k(31 и k' (31, зависящих от 1. .
Проводимость дифференциальноrо рассеяния обу.словлена
ВЫ-СШИМИ rармоническими. Высшие rармоники поля статора нава..
дят токи в обмотке ротора; демпфирующую реакцию этих токов
учитывают только при короткозамкнутом роторе. Скос пазов
уменьшает демпфирующую реакцию токов.
Проводимость рас еяния лобовых частей обмотки зависит от
оличе,ства пазов на полюс и фазу, длины лобовой части катуш"
ки и от укорочения шаrа обмотки.
При ПУСК асинхронных двиrателей с короткозамкнутым ро..
тором, имеющим rлубоки пазы или двойную клетку, в том числе
и в виде бутылочноrо паза, возникает явление вытеснения тока
в обмотке ротора, которое приводит к увеличению активноrо и
уменьшению индуктивноrо сопротивления этой обмотки.
Кроме Toro, при пуске, а также в реЖI1мах работы от S== 1 до
smax (соответствующем М тах ) следует учитывать явление пасы..
Щения путей потоков рассеяния, которое зависит от величины то..
ков, протекающих в пазах, и уменьшает индуктивные сопротив"
ления статора и ротора. Таким образом, разным режимам работы
двиrателя ----- номинальному, пусковому и при М тах соответству-
ют различные значения ,'2, Хl И х'2.
В настоящем разделе приведены формулы для определения ак"
тивНых и индуктивных сопротивлений обмоток при температуре
20 ос и без учета влияния явлений' вытеснения тока в обмотке
,
KOpoTKo aMKHYToro ротора и насыщения пуТей потоков рассеяния
статора и ротора. .
Активные и индуктивные сопротивления обмотки статора в от..
носительных единицах ('1*, Xl.) можно определить по разным
формулам, но результат должен быть одинаков. Э им проверяет"
ся правильнасть определения '1 и Хl. o правильности расчета Xl2
f'дожно .примерно судить по отношению Xl/x''{2==O,7-+-1,О.
Сопротивление обмотки статора. Расчет сопротивления об мот..
ки ,статора проводят в такой последоватеJ}:ЬНОСТИ.
\
v
157
Активное сопротивление обмотки
фазы при 20 ос (Ом)
Tq. же (о. е.)
Проверка правильности определения
'1* . е.)
Коэффициенты, учитываЮЩlИе укоро-
чецие шаrа
при Рl===0,65+-1,0
при 1 <0,65
Коэффициент проводимости рассея-
ния:
для трапецеидальноrо полузакрыто-
ro паза (рис. 9 7)
для прямоуrольноrо полуоткрытоrо
паза (рис. 9-9)
для прямоуrольноrо OTKpblToro паза
(рис. 9-9)
Коэффмциент, учитывающий влия-
ние открытия пазов статора на про-
. водимость диф'ференциальноrо рас-
сеяния
Коэффициент проводимосТIИ диффе-
ренциальноrо рассеяния
Полюсное деление (мм)
Коэффициент проводимосm рассея-
ния лобовых частей обмотки
Коэффициент проводимости рассея-
ния обмотки статора
. Индуктивное сопротивление обмот-
ки фазы статора (Ом)
ИНДУlктивное сопротивле.НlИе обмот-
ки фазы статора (о. е.)
Проверка правильности определения
Хl * (о. е.)
rlr==WllCP11 (PM20alCS. 103)
(9-178)
rl*==rl I IIU IJ (9-179)
r 1 *===:rr.D 1, ( А 1 J 1 ) 1 С Р 11 ( 114. 1 04 т 1 U 1 11)
(9-180)
kf}1 ==0, 0,6 1
kr, '1 === 0,2 + 0,8 1
kf}I==0,2+0,85 1
kr,'I===I,l 1
(9-181 )
(9-1 2)
(9-183)
(9 184 )
\
h 1 ( 3hK1
Л П1 == 3Ь k 1 + ь + 2Ь +
2 2 Ш1
+ h ш1 +!1 ) k ,
Ь Ш1 Ь 2 1
h з h 1 h3 ( 3hKl
Л П1 ==; 4Ь П1 +. 3Ь П1 k 1 + Ь П1 + 2Ь Ш1 +
h h )
+..J!!!+.....!.. k
/ . Ь ш 1 Ь П 1 ' 1
h 3 h 1 ........ h з
л п1 ==w+ 3Ь k Q +
П1 Пl 1
+ ( hKl + h Ш1 + h g ) k'
Ь П1 1
k Ш1 == 1---- [0,О33Ь 2 ш1 / (t 1m i n б)]
(9.. 185)
(9-183)
(9- 187)
(9 188)
АДl ==0,9 (t 1m i n k О бl) 2kРlkШlkДl/ (бk )
(9 189)
(9-190)
(9.. 191 )
T==:rr.Dl1 (2р)
А Л1 == 0,34 1 (f-J1'1........ 0,64 'tl)
I
Лl==Л п ll+ЛДl +ЛЛl
х 1 === 1 ,58! 111,w21Лl! (pq 11 08)
?,1 *===х 1111 и 1
(9-192)
(9-193)
(9-194)
Хl*=={),39 (DIA 1.) 2l 1 л'1 . 1 0 7 1 (тl U111ZI)
(9-195)
Здесь РМ20==57 СМ/МКМ удельная электрическая проводи..
мость меди при 20 0 С; h K1 , h 2 , hз размеры частей обмоток и паза
(рис. 9-7 и 9-9), определяемые по табл. 9-21; размер обмотки
h 1 ===hПl hml hНl h2 h4; k P1 коэффициент, учитывающий демп"
фирующую реакцию токов, наведенных в обмотке короткозамкну..
158
Таблица 9 21
Форма паза [. Высаты, мм
сТатора h h K1 h!1, h a , h4.
Полузакрытая 50 132 . О 7 О
,
160 250 1 , О 0,6 0,4
280 315 . 3,0 0,4
А
ПОЛУОТI{рытая и 280 355 3,0 1 ,9 1 ,0
открытая 400 450 3,5 2,55 5,0
;
Таблица 9 22
k при следующих значениях Z2 / Р
Рl
ql 20 25 30 35 .1 . 40
10 15 .......
2 0,99 0,95
0,94 0,87
0,98 0,93 0,88 0,85
3 0,92 0,87 0,84 0,78
4 0,90 0,84 -0,80 0,77
0,81 0,77 0,75 0,72
0,75 0,72 0,70
5 0,69 0,67 0,65
о 0,7 0,66 0,62
0,62 0,60 0,58
8 0,53 0,51
0,47 I 0,46
При м е ч а н и я: 1. В числителе приведены значения k.I>l при скосе паЗ0В Ь с ==t2
8 В знаменателе при отсутствии скоса паЗ0В. 2. Для значений Z2/P, ОТJ1нчающнхся от при..
веденных в. таблице и для дробных Ql, коэффициент следует определять ннтерполяцией.
т а б л и ц а 9.. 23
Коэффициент k 1 Коэффициент k д 1
. Д
двухслойная обмотка двухслойная обмотка
однослойная с укороченным шаrом од нослоfi ная с укороченным шаl'О
ql обмотка с для ротора ql об:\ютка с для ротора
диаметра ль- диа)fетраль-
ным шаrом КОРОТ ко- Фазноrо НbIM шаrоМ КОРОТ ко- фа з ноrо
замкнутоrо замкиутоrо
1 ,5 0,045 0,470 4 0,0089 0,0062 0,0062
2 0,0285 0,0235 0,0235 5 0,0065 0,0043 0,0043
2,5 0,0170 0,0180 6 0,0052 0,0030 0,0030-
3 0,0141 0,0111 9,0111 8 0,0021 0,0021
159
Toro ротора высшими rармониками поля статора (для двиrателеи
с фазным ротором k p1 == 1; для двиrателей с корот озамкнутым
ротором значения k p1 приведены в табло 9..22); k д l,----- коэффициент
дифференциальноrо рассеяния статора, равный отношению суммы
ЭДС, наведенных В IСШИМИ rармониками поля статора, к :::ЭДС,
наведенной первой rармоникой Toro же поля; k Д1 определяют по
табл. 9..23.
kCJ<
0,95
0,9
0,85
B
О 0,25 0,5 0,75
Рис. 9..16. Зависимость
k Д2
.... 0,1
О}О7
0,05
О,ОЗ
О}О2
0,01
О, О О 7
0,005
#
0,003
0,002 2 I.J.
t q2
1,00 1,25 ',50 1.75 (Хек
kси==f(а си )
Рис. 9-17. Зависимость k д2 ==f(q2) для KOpOTKO
замкнутоrq ротора
Сопротивление обмотки короткозаМКНУТ,оrо ротора соваль..
ными полузакрытыми и закрытыми пазами. Расчет сопротивле
пия обмотки ротора проводят в такой последовательности.
Активное сопротивление стержня rCT==IJ(Pa 20SCT .103) (9.-196)
кле.тки tПРИ 20 ос (Ом)
Коэффициент приведения тока коль"
ца 'к току стержня
Сопротивление короткоэамыкающих
колец, приведенное к току стержня
при 20 ос (Ом)
Центральный уrол скоса пазов аси==2рt 1 РСК1/ D l
(paд)
Коэффициент скоса пазов ротора
Коэффициент приведения сопроти/В-
ления обмотки ротора к обмотке
статора
Активное сопротивлеНlJlе об 10Т,КИ
,
ротора при 20 ос, приведенное к об..
мотке статора (Ом)
Активное с противление обмотки ро-
тора при 20 ос, приведенное к об..
мотке статора (о. е.)
.
Ток стержня ротора _ для рабочеrо
р.ежима (А)
160
k ПР F=2siп (1tP/Z2) (9..197)
при t 2 / (2р) ;;;::6: k пр2 ==21tР/Z2 (9..198)
rил==21tD ил . ср / (Ра 20Z2Sипk2ПР210З)
(9-199)
(9..200)
k СИ по рис. 9..16
k ....... 4т 1 ( W 1 k С б 1 ) 2
Прl Z - k
2 СК
(9..201)
r'2==k ПР1 (rот+rкл)
(9-202)
" 2*==,' 2/1/ и 1
(9 203)
1 2w 1 k о бt Р 2 (0,2 + 0,8 cos <р.') 103
2 U "
l Z 2 COSf
(9..204 )
Здесь Ра 20 удельная электрическая ПрОВОДИМQСТЪ алюминия при 20 ос
[при использовании для заливки беличьей клетки ротора алюминия А5 (обычно
применяемый) Ра 20==27 См/мкм, при использовании аЛЮМИНlИевоrо сплава
AI(rM12-4 (для асинхронных двиrаreлей с повыше.нным скольжением) ра 2(F=
=== 15 С'м/мкм].
Сопротивление обмотки короткозамкну
Toro ротора с бутылочными закрытыми па
зами. На рис. 9..18 приведена схема заме..
щения ротора с бутылочными пазами.
Обычно такие роторы выполняют без скоса
пазов. Высота верхней части бутылочноrо
паза h::::;15 мм; вытеснение тока при пуске
двиrателя в этой части паза можно не учи..
тывать. Для НИжней части паза расчет про..
водят так же, как для овальноrо паза с за..
u ( б Рис. 9-18. Схема замеще-
менои индексов до авления в индексе ния ротора с бутылоqны
буквы «н:.). ми пазами
11 ,'1255
КОЭффИДlИент про.водимости рассея..
ния: "
для овальноrо ПО"Т'Iузакрытоrо паза
ротора (рис. 9-10,а)
для овальноrо закрытоrо паза
(рис. 9 10,6)
Количество пазов ротора на полюс
и фазу
Коэффициент дифференциальноrо
рассеяния ротора
КОЭффИЦlИе.нт проводимости диффе-
ренциальноrо рассеяния
Коэффициент лроводимости расс€я-
ния короткоэамыкающих колец ли-
той клетки
Относ.ительный скос пазов ротора, в
доля:х эубцовоrо деления ротора
Коэффициент проводимос'ЛИ рассея-
ния окоса пазов
Коэффициент проводимости рассея..
ния обмотки ротора
Индуктивное сопротивление обмот"
ки ротора (Ом)
Индуктивное сопротивление обмот-
ки ротора, приведенное к обмотке
статора (Ом)
Индуктивное ,сопротивл ние обмот-
ки ротора, ПРiИведенное к обмотке
статора (о. е.)
Проверка правильности определе-
ния Х'2
h ш2 + h 1 + 0,8, 2 ( 1 ,21 ) 2
Л +
ПI Ь Ш2 6'1 \ 2S CT
Ь Ш2
+ О, 66 4 ' (9..205)
'1
h 2 h 1 + 0,8'2
Л П1 === 1, 12 ............ / 103 + 6 х
2 '1
( п, 1 ) . Ь Ю2
Х 1 2;ст I + 0,66 4, 1 + 0,3 .
(9..206 )
qF=Z2/ (2p m l) (9-8а)
k. Д 2== f (q2) по рис. 9 17
Л Д ! == 0,9t 2 (Z2/ 6 Р)2k д ,,/(оk ь )
2,9D кл . ср 1 2,З5D кл . ср
ЛI(JI == 1 k l g h + 1
Z2 2 пр! кл кл
PCK PCHtlltJ
(9..201)
K === t2 2СК2/(9,5Вkьkнас)
(9..208) .
(9-209)
(9..210)
(9- 2 f 1 )
(9-212)
(9-213)
Л2==л'п2 + л'Д2+ Ан JI +tAC к
Х:t==7,9fl12Л2.10 9'
х'2==k ПР1 Х 2
х' 2ft== X',} I/U 1
(9-214)
Xl./X'2 ,7+1,0
(9-215)
ro/S
rH/s
'8i s
161
.
Расчет сопротивления обмотки ротора проводят й таКQЙ.после-
довательности.
Индуктивное реЗУJlьтирующе со-
противл.ение (Ом)
Активное приведенное результирую-
щее сопротивленне - ротора (о. е.)
Индуктивное 'пр.иведенное резулъти- . х'2* по
рующее сопротивление обмоТКIИ - ро.. ".
тора (о. е.)
162
Активное сопротивление\верхней ча-
сти стержня при 20 ос (Ом)
Сопротивление корот.козамыкающих
колец, привещенное к току стержня,
при 20 ос .
АктИ!вное сопротивление верхней ча..
сти стержня, [Jриведенное к' статору,
при 20 ос (Ом)
Активное содротивление нижней ча..
сти стержня при 20 ОС. (Ом)
Активное сопротивление нижней ча..-
С1'И стержня, при'веденное к стато-
ру, прм 20 ос (Ом)
Активное сопротивление KOpOTKO'ia..
мыкающих колец (общей цепи р.о..
тора), "'риведенное к статору, п'ри
20 ос (Ом) - .
Активное результирующее сопротив-
ление ротора, при .20 0 С (Ом) .
Коэффмциент проводимост рассея..
ния ни ней части клетки
Сум арный ток (А) верхней и ЮIЖ-
ней частей стержня I
'Коэффициент 'Проводимости рассея-
ния взаимной индукции нижнеrо и
BepXHero пазов
Коэффи:циент IПРОВОДИМОС:ТИ диффе-
ренциальноrd рассеяния
Коэффициент проводимосm: рассея..
кия КОРТКОЗ8мыкающих колец
Коэффициент проводимости рассея-
ния общей цепи ротора
Приведенныii коэффициент проводи-
мости рассеяния" нижней части
клетки
Приведенный коэффициент проводи..
мости рассеяния общей цепи ротора
Индуктивное сопротивление нижней
части клетки, приведенное к стато"
ру (Ом)
Инду.к'ЛИвное сопрqтивление общей
цепи ротора, приведенное к статору
(Ом)
'c-r.в==l2! (ра: 2oSCT.B 103)
'ил (Ом) по (9-199)
(9-216)
r' ст.в==k пр1 ' СТ.В
(9-217)
'с 'J' .B==l21 (р а 2(18 с Т.В 10 З )
(9"218)
(9..219)
" ст. в kПРl'СТ.В
r' о==k пР1 'КJI
(9-220)
. " "
,_ , + СТ. R СТ. в'
, 2 == , о " + "
СТ. В с'т . Н
(9 221 )
ЛаН == [ Ьl + 0,8" ( 1---- пr 1 1 ) 2+
6, 1 2S CT . H
Ь ] ' Ь.......О,18
+ 0,66.--- 4'1 + 2Ь
12 по (9-2П4)
лв.в==I,12h21()З/1
+ (h+0,Ib)/{2b) + 1,09
(9- 222)
(9-223)
Лд2 по (9 207)
Анп по (9-208)
о==лв.в +ЛД2+ЛК 11
(9-224)
(9-225J
. Л'2В==Л2вl2Z1k20 бl (lt z 2)
Л'20== о12Z1k20 61 (ll Z 2)
(9..226)
(9-227)
х' К ----х l Л ' 2В/Лl
х' ХlЛ'20/Лll
(9-228)
, , + ' ( .... SСТ.П ) 2
Ха==Хо Хн 8 + 8
СТ . Н С i' . В
,'2* по (9..203)
(9-229)
(9-214)
Сопротивление обмотки КО,роткозамкиутоrо ротора с прямо-
уrольными открытыми азами и CBapHO "леткой. Расчет сопро-
.' тивлений обмотки ротора с прямоуrольными открытыми пазами
и сварной клеткой проводят аналоrично расчету для ротора с
'овальными пазами, но со следую.щими особенностями. При опре
делении активноrо сопротивления стержня клетки необходимо в
(9 196) добавить слаrаемое, учитывающее сопротивление лобовых
частей ст ржня (Ом)
r СТ.Л == (lCT 12) / (pa2oS СТ · 103) ,
е
(9 230)
а также принять проводимость алюминиевых стержней при 20 С
равной 30; поэтому в (9 196) в знаменателе следует подставить
Ра20 === 30.
Как правцло, двиrатели с прямоуrольными открытыми .пазами
ротора и со сварной клеткой выполняются без скоса пазов; по
этому kCK==O И л'СК==О. Коэффициент проводимости рассеяния
.пря;моуrольноrо OTKpbIToro паза
л'П2== (hn2 hm2) f (3Ь п2 ) +h m2 /Ь п2 .
(9 231 )
Коэффициент проводимости рассеяния к-ороткозамыкающих
u
колец сварнои клетки.
2,9D кл . ср 2, 35D кл . ср
А.хл =-= Z2l k2пр 19 hкп + lкл · (9-232)
Сопротивлеflие обмотки фаэноrо ротора. Расчет сопротивления.
<?бмотки ротора проводят в такой последовательности. .
Активное сопротивление обмотки фа
зы при 20 ос (Ом)
Коэффициент приведения обмотки po
тора к обмотке статора
Активное сопротивление обмотки фа-
зы ротора, приведенное к обмотке
статора (Ом)
Активное сопротивление обмотки фа
зы ротора, приведенное к обмотке
статора (о. е.)
Коэффициенты, учитывающие YKOpO"
чение шаrа
Коэффициент провод.иМОСМ расеея...
пия паза
Коэффициент, учитывающий влияние
.открытия пазов ротора .на проводи
мость дифференциальноrо рассеяния
К6 ффИIЩент проводимости диффе-
ренци альноrо рассеяния .
JJ*
r2===w2ICP2! (PM20SCT a 2. 108)
(9-233)
(9-234)
(9-235 )
kпр;::::t( WlkO 61/ (w2ko б2)]2
I k
r 2== пр r 2
,'2* [10 (9-203)
k l........ по (9 181) или (9 183), а k' '1 ----по
(9 182) или (9 184)
h3 h 1 ........ h3 '1 ( h2
Л И 2 :t.:: 4Ь П2 + 3Ь П2 ik 1 + Ь П2 +
+ 3h K2 + huJ2 ) k' (9..236)
Ь иt + 2Ь Ш2 Ь Ш ! .
kШF= (I O,033b2m!l)/(tt3) ( :2З7)
J- Д1 =д ,9t2 (q2kоб2)2kmlkд!1( k J (9 2З8)
'--
163:
Полюсное деление (мм)
Коэффициент проводимоет-И рассея-
ния лобооых частей обмотки
Коэффициент прово.димости рассея-
ния обмотки
Индук вное сопротивление обмотки
фазы ротора (Ом)
Индуктивное приведенное СOlПротив-
ление обмотки фазы .р/отора (Ом)
Индуктивное лриведенное сопро-
тивление обмотки фазы ротора
(о. е.) _
Проверка правильности определе-
ния х' 2
Т 2 :л;DВ2/1(2р )
ЛЛ2 === 0,34 2 (lЛ2 0, 64 8't2)
8
(9 239)
(9..240)
(9-241 )
(9-242)
(9 243)
Л2==Л П 2+ Л Дz+ Л Л2
Х2==1 ,58fll2W22 / (PQ2. 108)
х' :r== k ПР Х 2
х'2* IПО (9-214)
Xl/X'2 0,7+1,0
(9 215)
Здесь h 1 , h z , h з , h K2 , h m2 , Ь п2 , Ь Ш2 размеры частей обмоток и паза, обо
значенные на рис. 9 15. Указания по !Выбору размеров h K2 , h m2 , b mz , Ь п2 , Ь СТ
приведены в Э 9-6; aapalMeTpbl h 2 ==1, 1 MtM, h4 hз 1,6 .ММ (при U K 750 В),
h 2 == 1,7 мм, h,==h3==2,9 ММ (при , и> 750 В); размер обмотки h 1 ==hП2 hm2
hK2 h2 h4; k Д2 IКОЭффlИциент диффер1енциаJIьноrо рассея,ния, определенный
цо рис. 9-19.
Сопротивления обмоток преобразованной ,схемы замещения
двиrателя (с вынесенным на зажимы намаrничивающим конту"
ром). Для расчета различ..
ных режимов работы асин..
xpoHHoro двиrателя удобцее
пользоваться схемой заме..
щения двиrателя с BЫHeceH
ным на зажимы намаrни"
чивающим контуром. При
этом сопротивления обмоток
I I
двиrателя '1, Хl, r 2, х 2,
... определенные для Т об..
разной схемы замещения, должны быть преобразованы пу..
тем умножения на некоторые комплексные коэффициенты [28].
Кроме Toro, активные сопротивления статора и ротора должны
быть умножены на коэффициент m т ( см. ' 4 1), т. е. приведены к
расчетной рабочей температуре, соответствующей классу HarpeBo"
стойкости примененных изоляционных материалов и обмоточных
ПРОВОДОБ.
Введем следующие понятия: коэффициент рассеяния статора
kД2'fо J
'l r=tj f + 1
J J JI lJ. 4,5 5 5,5 q?
Рис. 9 19. Зависимость k д2 -===f (q2) для фаз
иоrо ротора
'tl ::='Хl/ Х М;
(9..244 )
коэффициент сопротивления статора
"-
Рl ==rlmTI (Xl +Х М ).
Тоrда ,преобразованные сопротивления обмоток
" 1 == т т , 1; х' 1 === Х 1 (1 + 'tt) (1 + 'lРl! Х 1 ); } (9-246)
,;' == mTr' 2 (1 + 'С 1 )2( 1 + р2 1 ); X ' == х; (1 + 'С 1 )2 (1 + р2 1 ). .
164
(9..24э)
I(оrда Рl 0,1 (а такие случаи встречаются достаточно часто).
можно пользоваться упрощенными формулами .
" 1 == m т , 1; х' 1 == Х 1 (1 + '1:1); }
, , , ( 1 + ) 2. , , , ( 1 + ., ) 2 (9- 24 7 J
r 2 == тт' 2 '1:1' 'Х 2 == Х 2 ,,'1:1'
Значение коэффициента '{l позволяет определить необходи
мость повторноrо расчета маrнитной цепи; это требуется при KO
эффициенте насыщения kHac 1,7 И '{l 0,05. Тоrда определяют
ЭДС х. Х. (В)
Ео == U 1 /[(1 + '1:1) V 1 + р2 1 ]. (9-248)
Если Ео из (9..248) отличается от E==k H U 1 из (9..175) более
чем на 30/0, то повторяют расчет маrнитной цепи по (9..116)
(9..177) при маrнитных ИН'дукциях В б , В З1 , В З2 , Вс! И В С2 , изменен..
ных пропорционально отношению Ео/Е.
Примерld расчета машин
7. А ктивные и I ив,цуктивные сопротивления об Моток
,
fЗJI 4>,
f-o ::а 4>
oU ro :I:D"
Of-o tQCI:S ИСТОЧНИ К Двиrатель N2
4>:I:4> O:I: 1 Двиrатель N2 2
r:::,.QD" J:;('I)tJ;:
и C) C) ==
04>CI:S
t::foA O:I:
211 Ом 126.648 68.1094
, l' (9..178) 57.1.2.1,368.103 57'3.2.5,667.10'
== .0,524 == 0,0384
212 '1*' о. е. (9..179) 0,524.15,2/220==0,036 0,0384.171,5/380==0,0173
213 '1*' о. е. (9..180) те 153 (239'5,56) 648 7t422 (528.5,04) 1094
114. 104. 3 . 22О. 15, 2 == 114'104.3.380.171,5
== О, 036 ===0,0173
214 размеры рис. 9.. 7, Ь 2 == 7,07; Ь Ш1 == 3,5;
паза Э 9..4 h ш1 ==0,5; h Kt ==0,7;
статора, табл. 9..21 h 2 ==0,6; h п1 ==18,5;
мм h 1 == 18 , 5----0 , 5----0 , 7
215 k 1 ----о, 6 0== 16,7
(9..181) 1 ,0
216 k' 1 (9-182) 1,0
217 л. П1 (9..185) 16,7
3 · 7 ,07 1 +
.
(3-0,7 0,5
+ 7,07+'2.3 5 + 3,5 +
0,6 )
+ 7,07 · 1 == 1, 16
218 размеры рис. 9..9 / Ь п1 ===9,5; Ь Ш1 ==5 ,.5;
Iiаза 9..4 h ш1 ==1 , о; h K1 ==3\, о;
стаТора, табл. 9..21 h 2 == 1 ,9; h. == 1 , о; '1 38 ;
мм hl==38 1 3 1, 9 1--==
==31 , 1
165
п родолженuе
!ie 16 Двиrатель 1'11 2
J= . ИСТО'1JП1К Двиraте.пь Н2 1
.ID" 1IC 8t
C) E
!
/
:219 k.. (9..181 ) 0,4 +0 ,6. О, 75==0 , 85
220 k' ,1 (9-182) 0,21r O ,8.0,75==O,8
1 31,1----1
.221 1 ... (9-186) 4.9,5 + 3.9,5 0,85+
( 3.3 1
+ 9,5+2.5,5 + 5,5 +
1.9)
+ 9,5 .0,8==1,55
22 k" l табл,. 9..23 0,0141 0,0062
:223 k Ш1 (9..188) 1........ 0,033.3,58 O, 91 1---- [ 0 033.5,52 0,94
.... 13,3.0,35 18,8.0,9
:224 k p1 табл. 9..2 0,91
(9-189) 0,9 (13 ,3.0, 96)2 Х О ,9 (18., 8 · О ,886) 2><
J25 Л Jl1 . -цr ....... ....,
><0,91.0,91.0,0141 )(1.0,94.0,OO62 ' 1,31
О , 35. 1 ,27 3,85
........... 0,9.1,23
226 , мм (9..190) . п153/4== 120 '1t422 /6 == 221
А Л1 (9..191) 3 4
227 0,34, 115 (209 0,64X 0,34 225 (322 0, 64)( .
ь
Х 1 · 120) === 1 , 17 )(0,75.220)==1,3
228 ;\. (9..192) 1 , 16 + 3 , 85+ 1, 17==6 , 18 1 ,55+ 1 ,31 + 1 ,3==4 , 16
29 Х l' 011 (9-193) I ,58.50. 115. 126- Х 1,58. 50 .22 (68)2 Х
2 . 3. 108 3.4.108
,
Х6, 18==1 ,4 Х4, 16==0,285
230 XI*' о. е. (9..194) . 1,49.15,2/220 0,1 0,285. 171,5/380==0, 13
l231 %1*' о. е. (9..195) О , 39 (153.239) 2 · 115 Х О ,::S9 (422. 528) 2 · 225
3 . 220 . 15 , 2 . 36 3.380.177,5.72 Х
)(6, 18.10 7==0, 1 )(4, 16.10 7==0, 13
:232 'СТ; ОМ (9-196) . 115/(27.95,9.103)==
==4 ,44. 1 О 6
2ЗЗ k ПР2 (9..198) 21t.2/34==0,37
'кл. Ом (9-199) 2 . 121 ,7
.!34 27.34.326.0,372.103
==-1 ,87. 10 5
З5 C&CIC, рад "(9..200) 4.13,3/153==0,35
!36 ' k CK рис. .9..16 0,996
t
..... .. J.. C26'0,96)2 5206
,З7 . kп р 1 (9..201)
34 О , 996 ------
166
,..
Продо.//,жеНUI
A CV, I I
tnf-<= ;:QcV
OU :дtr'
I::(°cv CX)cvD;! ИСТОЧНИК ДВИI"атель Ng 1 Двиrате.п. Nt 2
:gtJ' O:I:=
т=
I=:a:: u и
8cv!
t::r< O
238 ,'2, Ом (9 202) 5206 (4,44+ 1,87) Х
Х 10 5=::0,328
239 r' 2*, о. е, (9 203) 0,3?8 15,21220==O,O227
2. 126. О, 96 . 7 t 5 (О, 2 +
240 (9-204) +0,8 . 0,86) . 103. -=:
12' А 220.34.0,87.0,86 !!Iii8
==288
241 (9..205) 0,75 20,8 O,8.! Х е!!!!8-
;\п. 1:5 + 6.2.9
( 2 92, ) I
Х 1...... 2.95.9 +
1,5 1,95
+0 , 66 ...... 4.2, 9
242 q. (9-8а) 34/4.3==2,8 ...
243 k Д2 рис.9..17 О, 012 ""-'""4
244 Л д . . (9..207) О ,9. 14 (34/6. 2) 2 · О, 012
0,35.1,27 ......
==-2,73
245 Лкл (9..208) . 2,9.121,7 --
34.115 .0,372 Х
2 , 35 . 121 , 7
Х 1 g 30 , 6+ 10 , 65 ......0,436
246 CК2 (9..209) 13,3 ........
1 .14===0, 95
247 Лек (9..210) 14 , О · 9521 2,1
9,5.0,35 1,27.1,43
248 ;\2 19..211) , 1,95+2,73+0,436+ ......
+2==1,2
249 Х 2 , ОМ (9..212) 1,9.50.115.7,2.IO == .......
== о , 32 . 1 О
250 х' 2, Ом (9..213) 5206.0,32'10 3==1,67 ...
251 , (9..214) ......
х 2*' о. е. 1,67.15,2/220==0,115
252 х 1 /х' 2, (9..215) 1,48/1,67=::0,886
о. е.
253 r 2 , Ом (9..233) 27. 112 Vc(57.58.56.1X
Х оз)==о,ОО
254 krJ.p (9.. 34) .; (68.0.886 )' 5 41 .
27. О, 954 ,
167
ПродолжеНUR
.
1.1 4).
°t ca
:1ifo- gJ ИСТОЧНИК Двиrатель N2 1 Двиrатель j...; 2
8:;.c1>
88:; 8:;(t)
t:: ClJca '8 ;
fo-Q.
255 " 2' Ом (9..235) 5,47.0,009==0,049
256 , (9..203) 0,049.171,5/380==0,022
, 2*' о.е.
257 k 2. (9..181) 0,4 0,6.0,962==0,977
258 k' 2 ( 9 .. 1 82 ) 0,2 1r O,8.0,962==0,97
259 разме ры рис. 9..15 h 2 ==1,1 мм; Ь ш2 ==1,5 мм;
паза табл. 9..21 h,== 1,6 мм; Ь п2 ==5, 18 мм;
ротора, h K2 ==3, О мм; hШI 1 мм;
мм h 1 ==44, з 1 3, o
1,1 1,6==З7,6
260 Л И2 (9..236) 1,6 37 ,6 1,6
4.5,18+ 3.5,18 х
С' I
ХО,977+ 5,18 +
3,3 1 )
+5,18+2.1,5 +1] Х
хо, 97==4, 28
261 k Ш1 (9..237) 1..... 0,033.1,52 .......:0 , 995
16,3.0,9
262 k Д2 рис. 9..19 0,0051
О , 9 . 16 , 3 (4, 5Х
263 Л да (9..238) ><0,954)20,995.0,0051
0,9.1,21
==0,9
264 , мм (9..239) n420,2/6==220
265 ЛЛ2 (9..240) 4,5
О , 34 230 (330, 7 o , 64 Х
. ХО,96З.220)==1,3
266 "-2 (9..241 ) 4,28+0,9+ 1',3==6,48
2tJ7 Ха,. Ом (9..242) 1,58.50.230.272
З. 4,5. 108 6,48==
==0 ,064
268 , Ом (9..243) 5,47.0,064==0,35
х 2'
269 х'2*,о.е. (9..214) 0,35.171,5/380==0,16
270 х 1/ х' 2 (9..215) 0,27/0,35==0,77
271 't 1 (9..244) 1 ,49/38===0.04 0,285/9,.1==0,03
272 Рl (9..245) 0,524.1,22 (1,49+38)== О ,0384 . 1 , 38/ (О ,285 t
==0,016 +9,3) ==0 ,0055
273 " l' Ом (9..246) 1,22.0,524==0,64 1,38.0,0384==0,053
274 " о (9..246) 1 ,49 (1 + о ,04) == 1 ,55 0,285 (1+0,03)==0,294
х l' М
275 r" " Ом (9..246) 1 ,22 . О , 328 (1 + о ,04) 2 == 1 ,38. 0,049 (1 +0,03) 2==
==0 , 43 ==0,07
276 х' , Ом (9..246) 1 , 67 (1 + о , 04) 2 == 1 , 8 0,35 (1 +0,03)2==0,37
2'
При м е ч а н и е. Пересчет маrнитной цепи не требуется, так как k c<I,7, а 1<O,05.
на
168
9-9. Режимы холостоrо хода и номинальный
Для режима х. х. должны быть определены ток и потери, а
также коэффициент мощности.
Маrнитные потери в зубцах статора (Вт)
РЗl == 1,7 Рl/50 (, 1/50) r, В2ЗlсртЗi. (9 249)
При подстановке в (9-249) значений Рl/50 и IP дЛЯ разных ма..
рок стали при 'l ==50 [ц можно получить: для стали 2013
РЗl == 4,4В2ЗlсртЗl; (9 250)
РЗl == 3,ОВ2ЗlсртЗl-; (9-251)
Р З1 == 2,7 В2Зlсртзt. (9-252)
Если при определении МДС дЛЯ прямоуrольных эткрытых
или полуоткрытых пазов статора ВЗlmах \,8 Тл, что не потребо--
вало определения в з1ер , то следует рассчитать в з1ср , пользуясь
(9-128) (9-130) и (9-132).
Маrнитные потери в спинке статора (Вт)
Р е1 == 1,7 Pl/50(fl/50)f3B2clmel,
для стали 2312
для стали 2411
1
(9-253)
rде тС1 масса спинки статора.
При подстановке в (9-253) значений Рl/50 и Р для разных ма..
рок стали при /1 ===50 [ц можно получить:, для стали 2013
Реl ==4,4В2 с1 т Сl;
для стали
2312
2411
Р е1 . 3В2С1теl;
-'7
(9 254)
(9-255)
(9- 256)
для стали
р (';1 === 2,7 В2 С1 тс 1.
Если Pl O,I, то при расчете режимов Х" х. и номинальноrо, а
также при расчете рабочих характеристик можно считать р21 о.
Расчет режима Х. х. проводят В такой последовательности.
Реаlктивная составляющая тока ста.. 1 e.p==U 1 f[x m (1 +Тl) (1'+р2 1 )] (9 257)
тора при синхронном вращении (А)
Электрические потери в обмотке Pe.Ml==mI12e,pr'l (1 +р2 1 ) (9-258)
статора при синхронном вращенни
(Вт)
Расчетная масса стали зубцов ста- mЗl==7,8Z1ЬЗlhПll1kе .10 6
тора при тр.апецеидальных пазах
(Kr)
То же при прямоуrольных пазах
Маrнитные потери iВ зубцах статора
(Вт)
Масса стали ООинки статора (Kr)
.. аrнитные [Jlотери в спинке статора
(Вт)
Суммарные маrнитные потери в c p-
деЧНIfке ста тора, включающие доба-
вочные потери в стали (Вт)
(9-259)
тЗl==7,8Z1ЬЗlерhПll1kQ · 1 O 6
РЗ11 по (9-250), по (9..251)
(9-252)
те 1== 7,8зt (DB1 he 1) he Illkc . 1 O 6
(9-260)
или по
(9-261)
Реl по (9-254), по (9..255) или по
(9-256)
РсУ. "'" Р З1 [ 1 + 2. ( (k& 1)2 ]+
+ р С1 (9..262) .
169
Механические потери (Вт) при сте-
пени защиты и Iрадиальной системе
вентиляции; IP23, способе охлаж-
дения ICOl: без радиальных венти-
яционных каналов
rC раДИ8JIЬИЫМiИ вентиляционными ка-
jJ:злами
То же, при степени защиты IP44,
способе охлаждения IC0141
То же, при степ ни защиты IP44,
способе охлаждения IC0151
Актив'пая составляющая тока х. х.
(А)
'Ток х. .х. (А)
}f(оэффиnиент мощности при х. х.
р ш t :;:: k мx (п 1 / 1000)2 ([) 1/ 1ОО )!
k их ==5,5 при 2р==2;
k.x==6,5 при 2p (9-263)
Р МХ t == (п к + 1'1) (п 1 /1000)2 (D 1 /100)3
(9..264 )
р мх J: k MX (пl/ 1ООО )2 (D и1 /1ОО)4 (9..265)
k MX == 1,3 (1----D и1 /1 000) при 2р==2;
k Mx ==I,O при 2p
Р мх J: =а (пх + 11) (п 1 /1000)2 (D/I00)3 +
+ (n 1 / 1000)2 (O,6D H1 /100)4 (9..266)
Ioa == (Ре.М. + Pc'J: + Р мх )/(т.и 1 ) (9..267)
10 == У /20а + J2c.p ,
cos <ро==I оа/I о
(9-268)
(9-269)
Параметры номинальноrо режима работы и рабочие характе..
ристики MorYT быть получены аналитически и по круrовой диаr..
рамме. В последнее время в связи с широким использованием
ЭВМ большее применение находят аналитические способы. Пред..
"'/
х,
X
У2."
..
V/
Рис. 9-20. Преобраэованная схема
вамещения асинхронноrо двиrателя с
Эl(Вивалентным сопротивлением Rи
лаrаемая методика аналитическоrо расчета разработана проф.
Т. r. Сорок,еро'м' [28, 29]. На рис. 9..20 приведена преобразован"
ная схема замещения асинхронноrо двиrателя с эквивалентным
.сопротивлением
,R н === ," 2 ( 1 / s-----1 ) .
(9..270)
Расчет параметров номинальноrо ре)ки а работы про водят в
.
такая последоват.ельности.
Активное СОПРО'NIвление К. з. (Ом) ,и==r'1+ r "2
И - ' + "
вдуктивное сопротивление к. З. ХК==Х 1 Х 2
(Ом)
ПOЩlое сопротивление К. з. (Ом) ZK == " '.к + x'
.70
(9-271)
(9-272)
(9-273)
ДобаВОЧFJые потери при номиналь-
ной на.rрузке (Вт)
Механическая мощность двиrателя
(Вт)
Э,J{вивалентное С9противл еНiИе схемы
замещения (Ом)
Полное сопротивление схемы заме-
щения (Ом)
Проверка праВИЛЬRОСТИ расчетов. Rп
и Z8 (OM I)
Скольжение (о. е.)
Активная составляющая тока ста-
тора пр.и синхронном вращении (А)
Ток ротора (А)
Ток статора (А):
акmвная составляющая
реаlктИ!Вная составляющая
фазный
Коэффициент мощности
Линейная наrpузка статора (А/см)
Плотность тока в оБМ1отке статора
( А/мм2)
Линейная HarpysKa ротора (А/см)
,
Ток в стерЖне короткозамквутоrо
ротора (А)
ПЛОТНОСТЬ, тока в стержне коротко..
заlмкнутоrо ротора (А/мм 2 )
ТОК В 'короткозамыкающем . кольце
(А)
Ток в верхней части СТЕ}рЖНЯ рото.
ра с бутылочными пазами (А)
То Же, в нижней части
Ток (фазный) фазноrо ротора (А)
Плотность тока в оБМОТJ(е фаЗRоrо
ротора (А/мм2) .
Электрические потери в обмотке ста':
тора и po opa (Вт) соответственно
Рд==О,005Р2' 103/1)' .
P'2f==P2. 1 0 3 +P,.x+P..
R и == т 1 U 2 t /(2P' ,) 'K + i
V ( т и . ) I ....
1 t ' 1> ,
+ 2Р' '- 'к . ......, к
Zи :=: V (R H + (к)' + хlк
R 8/ Z28===P'J/ (ml U 2 t )
88==1/(1 +Rп/r",,)
/е.а == (Ре.м! + P C r.)/(т 1 UJ
(&
(9-2741
,( -2751
(9-270а)
.. '
: , (9 27f;)
(9-277j
" '(9-278]
g.. 279)
1" U I/ZИ (9-280)
" ( RB +'к I pl. + ;
/ а t == / еа + / 2 %. I + р' t '
1 ) 9
+ H 1 + pl. ( -281'
1 1:::L /" ( хк I p1t
рl == о.р =т I %в ., + рl. .....
R и + " к 2р t )
Z и 1 + pll
/1 == У/ 2 а1 + II p1
COS <р== 1 а 1/ J 1 .
Аl==10/1NП1/(аltд
/1 по (9-39)
- ,
(9-282)
(9-283)
(9-284)
(9-285)
А 2 == At I " 2 (1 + '1:.) УI + рl.kобl/(/.Х
. .
Х k об2 k сt<) (9-286)
Для JКороткозамквутоro ротора kоБF=
==1 .
/c:r == /'" 2 2т l W t k обl (1 + .)X
х Jll + p2t/(ZtkCK)
/ CT==/CT/SCT
J иll ==/ ст/k ПР2
'] С....В==! c'I'{I r' ./(1'. +!' .)]
......
1 ст.а==/ C'l'{r'./ (r'. +" .)]
/2 =- /"1 (w .k о бl (1 + ) х
х v 1 + P'IJ/(w.ko&) .-
/p=J,/ (CtSc...fJt)
р 11 l-тjJ2 1 r I
P.t.==тl/21/2rl/f .
(9-281)
(9-288)
(9-289)
(9-290)
(9-291)
(9-29 )
(9-293)
(9-294)
(9-295)
171
Суммарные потери в электродвиrа
теле (Вт)
Подводимая МОЩНОСТЬ (Вт)
Коэффициент полезноrо действия
( % )
Подводимая мощность (Вт)
Правильность вычислений (с точ
НОСТЬЮ дО окруrлений) по (9 299) и
по (9 297) подтверждается их ра-
венством
Мощность Р2 по (9-300) должна со-
ответственность заданной в 9.2
РЕ с= P H + РМ2 + РсЕ + PMv.. + Р д
(9 296)
(9..297)
(9..298)
Р! == Р".10 3 + Рт,
yj ::::: (1 ..... Р Е/ р 1) 100
р 1 == т 1 1 а 1 U 11
(9 299)
Р 2 == т t / 1 U 1 100 co "
(9..300)
Пр.меры расчета машин
8. Режимы холостоrо хода и номинальный
I
,.Q
O '"
8::(gf4 Условные Исroчиик
&1 6) о бозначеНRЯ Двиrатель .N2 1 Двиrатель NIl 2
t::;J8:1'
()а::()
04)
t:...
277 J c . P ' А (9..257) 220/138,4 (1 0,04)]== 380/9,3 (1+0,03)==-
==5,57 ==39, 7
278 Р c.MI' Вт (9 258) 3.5,572.0,64==59,57 3.39,72.0,053 250,6
219 тЗ1' Kr (9..259) 7,8.36.6,67.18,5.115)(
)(0,97. 10 ==3,87
280 Р з1 , Вт (9 250) 4, 4. 1 , 852 · 3 , 9 == 58 , 6
281 t lтах' ММ ( 9 ..128) п (422+2.38) /72==21 ,7
282 Ь 31 тах' мм ( 9 .. 129) 21 , 7 9 ,5== 12, 2
283 Ь З1 ср, мм (9..130) (9,3 12,2)/2==10,75
284 В З1СР , Тл (9 132) 18,4.0,875/(10,75)(
)(0,95) == 1 ,58
285 тЗ1' Kr (9...260) 7,8'72.10,75.38.225)(
)(0,95.10 6:::=49
286 Р 31' Вт (9 251 ) ........ 3. 1 ,582. 49===367
287 т с1 , Kr (9 261 ) 7 ,81t (233 21 ,4) 21 ,4Х 7 , 81t (590 46) 46. 225Х
Х 1 15. О , 97 . 1 О 6:;=: 12 , 4 )(0, 95 .10 6:== 131
288 Ре l' Вт (9 254) 4,4.1,652.12,4==148,5
289 Р Сl , Вт (9..255) 3.1,552.131==944
290 РеЕ' Вт ' (9..262) 58,6 [1 + 367 [1 +
+ 2 V 13 ,3 ( 1 , 27 1) 2/ 1 О J + +2 у 18,4 (1,23 1)2/10]+
+ 148 , 5 == 243, 6 +944==1537
291 р мх1:' Вт (9..265) 1. (1500/ 1000) 2 Х
>< (233/100)4==66,3
292 Р мxt' B (9-263) 6 , 5 (1000/ 1000) s Х
)«(422/100)8==488
J оа, А (9..267) (59,57 +243,6+66,3) (250,6+ 1537 +488)
293 3.220 3.380 ==
\
== О , 56 ===2, О
294 [о, А (9 2 8) V 0,562+5,572 == 5,6 V 22+39,72==39, 75
295 cos ,О (9 269) 0,56/5,6==0, 1 2/39,75===0,05
112
" ,
,.Q
IIOfo<
УСJlOвиые
t::: ,.Q 4) обоэнаqеиия Источкик
u=;:r'
,.94)
\.-4fo<p.
296
297
298
2 9
300
301
302
303
304
305
- 306
307
З08
309
310
'к, Ом
Хк, ОМ
Zf(, ОМ
р Д, ВТ
р' 2' Вт
RH' Ом
ZH' ОМ
проверка,
OM 1
SH' о. е.
[с. а , А
1"2, А
[а l' А
[Рl' А
11' А
cos,
(9 271)
(9 272)
(9..273)
(9..274)
(9..275)
(9..270а)
(9..276)
(9..277)
(9..278)
(9-279)
(9..280)
(9..281 )
(9..2с2)
(9..283)
(9 284)
ДВIa'8тель М2 I
ПродОllжение
Дви rатель Н2 2
0,64+0,43=== 1 ,07
1 ,55 + 1 ,8===3, 35
.У" 1,072+3,352=::3,52
0,005.7,5.10'/0,87==43
7 ,5. 101+66, 3+43==
===7610
3.2202
2 . 761 О ---- 1 , 07 +
/ ( 3' 2202 -+ , / ( 3. 3802 .....
+ V 2.7610 + V 2.161350
.. I ,07У З,522==16,17 .. o, 123 Y ,6751==2,24
0,053 +:0,07==0, 123
o,294 O,37==0,664
V 0,1232+0,6642==0,675
0,005.160.103/0,93==860
160.103+488+8БQ
:=:: 161 350
3.3802
2. 161 350 ---- о, 123 +
У(16,17+1,07)2+З,35 2 ::== V (2,24+0,123)2+0,6642==
== 17,56 ===2,45
..
16, 17 2 , 24
17,56' == 0,0524; 2,45' == 0,373;
7610 161 350
3.2202 == 0,0524 3. 380! :::: 0,373
1
1 + 16,17/0,43 == 0,026
(59,57+243,6)/(3.220)==
==0,46
220/ 17 , 56--== 12 , 5
0,46+
. ( 16,17+ 1,07 +
+ 12, 5 17 , 56
3,35 )
+ 17, 56 2 . О, 016 == 12, 8
( 3,35
5,57+12,5 17 ,56
16, 1 7......1 , 07
17,56 .2Х
ХО,О16 }=о7 ,61
}f12,82 7,612==14,9
12,8/14,9==0,86
1
1+2,24/0,07 0,03
(250,6 1537)/(3.380)==
===1,57
380/2,45:..=:155
1,57+
( 2,24+0, 123
+155 2,45 -f
0,664 ) .
+ 2, 45 2. О ,0055 === 151
( 0,664
39',7+155 2,45
2,24 0,,123 Q
2,45 x
ХО,О055 }==80.2
Jf1512 80.22==171
151/171 0,88
173
Продолжение
.
..Q :;
oE-c
I:(UCI:I
C1) O f-o
t:::=a>
U.t:I:r
oJ:::U
a>CI:I
f-oo.
Условные
о означения
ИСТОЧНИК
Двиrатель .N'!! 1
Двиrатель М!! 2
(9 285) 10.14,9.21 10.171.17 === 527
311 Ар А/см 1.13,3 == 235 3.18,4
312 ' J l' А/мм2 (9 39) 14,9/(2.1.368.1) 5 5 171/(2.5,667.3)==5,03
(9 286) 12,5. (1+0,04) 0,96 155 (1+0,03) 0,866 ---
313 А 2 , А/см 235 14 , 9. 1 . О , 996 == 527 171 . О , 954 . 1 ===
===-197,6 ==457
314. 1 СТ' А (9 287) 2.3.126.0,96.1,04
12 5 34.0,996
:::с 279
315 J CT ' А/мм2 (9 288) 279/95,9==2,9
'316
J кл, А (9 289) 279/0,37==754
68. О , 886
317 12' А (9 292) 15527.0,954 (1+0,04)==
1 ==377
318 J 2 , А/мм2 (9 29З) 377/(1.58,56.1)==6,44
319 Р м 1 ВТ (9 294) 3.14,92.0,64==426 3.1712-0,053==4649
320 РМ2'1 ! (9 295) 3.12,52.0,43==202 3.1552.0,07==5045
321 Р r.' Вт (9 296) 426+202+243,6+66,4+ 46491r5045 1537+488
+43==981 +860==12580
222 Р l' ВТ (9 297) 7,5. IОЗ 1r 981 ==8480 160.102+12580===172600
323 yj , 0/0 (9 298) (1 981/8480) 100==88,4 (1 12580/ 172600) 100==
==92 , 7
324 11рове рка
р l' Вт (9..299) 3.12,8.220==8450 3. 151 · 380=== 172 140
(9 300) . 8,8,4 . 92,7
Р2' '. Вт 3. 14, 9 . 220 100 О, 86 ==-- 3.171.380 100 .0,88==
==7500 ==160000
9..10. I(руrовая диаrрамма и рабочие характеристики
Рабочими характеристиками называют зависимости 11; 11;
cos ер s, . f (E! ). Они MOrY:r. быть рассчитаны аналитически или
определены по круrовой диаrрамме. Даже если рабочие характе-
ристики определяют аналитически, то построение ,круrовой диаr-
раммы желательно, так как она' дает наrлядное представление
/ об особеJ:! ОСТ Х спроектирова ноrо ДВF!rателя.
Расчет и построение круrово'й диаrраммы 'проводят в такой
последователрности (рис. 9..21). Выбцрают масштаб тока СI та..
171
ким, чтобы диаметр рабочеrо Kpyra диаrраммы был в пределах
200 300 ММ. Определяют диаметр рабочеrо Kpyra (мм) .
Da =r: и 1/ (СIХК). (9'..301)
Определяют масштаб мощности (KBT/MM)
ср==тl U1Сl. 10 3. (9..302)
От начала прямоуrольных координат (точка , 01) вдоль оси
абсцисс ОТКJlадывают (в масштабе тока): отрезок 0102" р&вный
1 С.Р (9..257), по ,оси ординат ----- отрезок 010з, равный 1 с.а' (9..279).
Конец вектора тока, построенноrо по этим составляющим, дает
точку О. Из этой точки проводят прямую, параллельную оси
абсцисс. На ней от ладывают отрезок ОБ == 100 ММ: ИЗ точки В
, проводят перпендикуляр к оси абцисс и На нем откладывают
отр-езки (мм)
ВС==2Рl.100; ВЕ ==r'l. 100/х к ; ВР ===r K .l ОО/ХК.
Через точки О и С проводят линию, на которой откладывают
отрезок OD, равный диаметру рабочеrо Kpyra Da. На диам тре
OD строят окружность fv1
круrовой диаrраммы. Че.. а)
рез О и Е проводят пря- N
мую до пересечения с ок-
ружностью в точке а; эта
точка соответствует сколь..
жению s== 09. Прямая
оа ----- линия электромаr..
нитных моментов или
мощностей. Через точку ...
О и F проводят прямую
до пересечения с окруж"
ностью - В точке К; эта
точка соответствует s==
==1. Прямая ОК являет..
ся линией механических
мощностей Р'2. ДЛЯ по- .
строения' вспомоrатель-'
ной окружности, облеr..
чающей определение
cos <р, ИЗ точки 01 ра-
диусом 100 мм ПРОБО-
дится четверть окружности. Для определения на к,руrовой
. а u
диаrрамме точки, соответствующеи номинальнои мощности, сле-
дует найти на окружности токов точКу А, расстояние от КОторой
ДО линии механических мощностей по линии AA 1 , перпендикуляр-
ной диаметру OD, равно Р'2 '[по (9..275)] (в масштабе мощно-
оСти Ср). ..
<\
Коэффициент мощности можно определить следую'Щим обра-
зом: продлить вектор тока статора (для эаданноrо значения 'от-
даваемой мощности) до пересечения со вспомоrателыiой окруж-
175
(9..303)
D
N
Рис. 9..21. KpyroBble диаrраммы:
а двиrателSl Nt 1; б двиrателя JVg 2
ностью В точке L; из точки L провести линию, параллелыiую оси
абсцисс, до пересечения оси ординат в точке N; 01резок
0lN/IOO (мм) дает значение cos <р.
Для определения отрезка, соответствующеrо максимальному
моменту (без учета явлений насыщения путей потоков рассеяния
и без учета явления вытеснения тока), необходимо выполнить
следующие построения. Из центра круrовой ди rраммы (середи
на отрезка OD) провести линию, перпендикулярную линии MO
ментов 00, до пересечения с окружностью в точке М. Из этой
точки опустить перпендикуляр к линии диаметров до пересечения
с линией моментов в точке M 1 . Отрезок ММ 1 (в масштабе мощ
ности) определяет величину максимзльноrо момента.
Рабочие характеристики MorYT быть рассчитаны и построены
также с помощью круrовой диаrраммы. Покажем определение
т а б л и Ц а. 9 24
Условные
обозначения
Отдаваемая мощность в долях от номина..ТIьной P'J
Источник
I О, 7 5Р 2 I Р 'J
1 , 25Р 'J
O, 25P 'J
О, 5Р 2
Результаты расчета рабочих характерис1Ик двиrателя J{g 1
Р 2' кВт задание 1 ,875 3, 75 5,625 7,5
Р д , Вт (9 274) 12 22 33 43
р' 2' Вт (9 275) 1950 3840 5720 7610
R H , Ом (9 270a) 72 35,3 22,6 16,17
ZH' ОМ (9 276) 73,2 36,6 23,9 17,56
s, о. е. (9 278) 0,006 0,012 0,019 0,026
1" 2' А ( 9 280 ) 3 6 9 , 2 12 , 5
lаl' А (9 281) 3,75 6,5 9,6 12,8
- 1 р l' A (9 282) 5 , 6 5 , 9 6 , 5 7 , 61
11' А (9 283) 6,1 8,7 11 ,5 14,3
cos, (9 284) 0,55 0,74 0,83 0,86
Р м l' Вт (9 294) 85 147 257 426
РМ2' Вт (9 295) 12 46 120 202
Pr., В1 (9 296) 420 525 720 981
Р l' Вт (9 297) 2295 4275 6345 8480
"1), % (9 298) 81,7 87,7 88,7 88,4
Результаты расчета рабочих характеристик двиrателя Н! 2
Р 2 , кВт задание 40 80 120 160
Р д , ВТ (9 274) 215 430 645 860
Р' 2' Вт (9 275) 40700 80 920 121 100 161 350
R H , Ом (9 270a) 10,36 5,02 3,2 2,24
ZH' ОМ (9 276) 10,5 5,18 3,4 2,45
S, О. е. (9 278) 0,007 0,014 0,024 0,03
J" 2' А (9 280) 36,2 73,4 111,8 155
lal' А (9..281) 37,5 74,3 109,5 151
I p1 , А (9 282) 40,9 47,5 59,2 80,2
11' А (9 283) 55,5 88,2 124,5 171
cos<p (9 284) 0,68. 0,84 0,87 0,88
РМl' Вт (9 294) 490 1 240 2460 4649
РМ2' Вт (9 295) 275 1 130 2625 5045
Pr., Вт (9 296) 2780 4600 7530 12580
Р l' Вт (2 297) 42780 84600 127500 172600
, % (9-298) 93,5 94,5 94 92,7
176
9,375
55
9500
12, 1
13,6
0,035
16,2
16,3
9, 1
18,7
0,87
675
347
1387
10760
87,1
200
1075
201 600
1,64
1,88
0,047
202
191,5-
106,7
219
0,86
7630
8570
19 070
219 10(}
91,3
искомых параметров 11; cos:<p; 1') и s по круrовой диаrрамме для
одной точки рабочей характеристики, соответствующей номиналь-
ному .значению Р2 и Р'2 (точка А на рис. 9-21). Ток статора 11
определяется отрезком 01 А , ток ротора ]'2 ----- отрезком ОА, B
масштабе тока CI. ДЛЯ определения cos <р необходимо продлить
вектор тока 11 (отрезок 01 А ) дО пересечения с вспомоrательнои
окружностью cos ер в точке L, провести из точки L линию парал-
лельно оси абсцисс до пересечения оси ординат в точке lV. Значе-
ние отрезка 01N (мм), деленное на 100, соответствует искомому
cos ер. Подводимая мощность Р 1 равна длине перпендикуляра А Т
к оси абсцисс (в масштабе мощности Ср). По полученным из КРУ"
rовой диаrраммы значениям ]1; ]'2 и Рl определяют Р М1 ; РМ2; Р-т,
и 1) по формулам (9..294) (9..298). СКОЛЬiкение
5 ==Р:м.2/ (Р'2+ Р М2)-
(9..304 )
Аналоrичные расчеты выполняют для друrих значений мощ,,
ностей, равных 0,25Р2; 0,5Р2; 0,75Р 2 ; 1,25Р 2 , определяя вначале на
круrовой диаrрамме точки, соответствующие этим значениям
мощностей (ан-алоrично нахождению точки А).
Для аналитическоrо расчета рабочих характерист"ик можно-
воспользоваться формулами, применяемыми для определения но-
минальных значений 11, 1), cos ер и s при номинальном значении
Р2. По этим формулам можно рассчитать интересующие нас па..
раметры для пяти значений Р2 (0,25Р2; 0,5Р2; 0,75Р 2 ; 1,ОР2 И
1,25Р 2 ) И построить рабочие характеристики (в формулы вместо
Р2 необходимо подставить соответствующие долевые значения Р2) о-
При расчете Р д по (9..274) условно принимают значение КПД
дЛЯ долевых значений Р2 равным 1)' при номинальном значении
Р20 Результаты расчетов целесообразно свести по. форме
табл. 9..24.
"римеры расчета машин
9. Круrоdая диаrраммз и рабочие х р ктеристики
, '
п
оследова- Услозные J ИСТОЧНИК
тельность обознач е- Двиrатель N2 1 Двиrатель .1'J'g 2
расчета ния I
325 С1, А/мм (9-301) 220, (200 300)3,35== 380/(200 30)0,664==
Э 9-10 ===0,328+0,218 ==2 , 86+ 1 ,91
принимаем с 1 ==0,3 прftнимаем с 1 ==2, О
326 D а, 'мм (9-301) 220;(0,3.3,35)==219 380/ (2.0,664)==286
327 Ср, (9-302) 3.220.0'3.10 3==0,2 3 . 380 . 2. I О 3 == 2 , 3
кВт jMM
328 J c . P ' мм 9..10 5,56/0,3==18,7 39,7/2==19,5
329 Ic.a, мм 99..10 О , 46/ о, 3== 1 , 5 1 ,57 I 2 ==0 , 68
330 ВС, мм (9-303) 2.0 016.100==3 2 2. 0,0055. 100== 1; BC O:
, ,
3.31 . ВЕ, мм (9-303) 0,64.100/3,35==19,1 0,053.100;0,664==8,0
332 ВР, мм (9-303) 1 ,07. 100/3,35===32 О, 123. 100/ о, 664== 18 , 5
12 3255
177
Примеры построения рабочих характеристик; рассчитанных
.:аналитически, приве,цены на рис. 9..22. При построен-ии характе..
ристик необходимо ИМ€1'ь в виду, что 'при Р2 r::::= о; /1 ===/0; cos <р===
== cos <ро; 11 === о; s === 80 . (индекс «О» соответствует х. х.) .
KpyroBbIe диаrраммы для двиrателей NQ 1 и NQ 2 построены
-на рис. 9..21, а, б. Расчет рабочих характеристик аналитическим
методом сведен в табл. 9..24..
C;Z)
5,0.8. ;1 1 ,А
0,1 20
oj
5,0.8. :/1, А
0,1 200
С05,/; 'lJ,o.e..
1,0
СО5 ер; 11,0,8.
1,0
О, 05 10
о
100
200 Р2, кВт
. .0,075 f 5
0,5
о,О2S 5
0/25 0,025 50 ..
о
о ..
2,5
о
5
7,5 Р2' кВт
Рис. 9-22. Рабочие характеристики:
а.... двнrатепJl НI 1; б.... двиrатепя НI -2
0,75
0,5
0,25
По данным таблицы построены рабочие хаРrактеристики ДВI:I"
ателя N 1 Ha рис. 9..22, й, двиrателя NQ 2 на рис. 9..22, б.
9..11. Максимальный момент
..
МаксимальныЙ момент асинхронноrо двиrателя должен быть
яе менее предписанноrо rOCT 19523 74 или 9362 68. При н.а-
rрузках, соответствующих моментам, близким к максимальному,
токи статора и ротора обычно в два с половиной три раза
<больше, чем при номинальной наrрузке. При таких токах насту"
пает насыщение путей потоков рассеяния, вызывающее уменьше..
Rие.индуктивных сопротивлений статора и ротора и учитываемое
при определении максимальноrо момента. Вытеснением тока в
-обмотке ротора при определении максимальноrо момента можно
пренебречь, так как при критическом скольжении частота в рото..
ре невелика. -
Для расчета максимальноrо момента можно воспользоваться
.схемой замещения, приведенной на рис. 9..20, но при этом сопро-
тивление RH заменить на сопротивление .RM' а индуктивные сопро..
тивления определить с учетом насыщения соответствующеrо на..
rрузкам при максимальном . моменте.
!78
Для учета насыщения путей ПОТОКОВ рассеяния все рассчитан...
ные маrнитные проводимости статора и ротора (Ап, Ад и Ал) под--
разделяют на две части. К пер в о й относятся все ПрОБОДИМОСТИ,.
зави;сящие от насыщения, т. е. переменные часть проводимо--
'СТИ пазовоrо рассеяния (рассеяния клиновой части и шлица па-
ЗОВ статора и'" ротора, мостиков закрытых пазов ротора),' прово...
димости дифференциальноrо рассеяния статора и ротора. Ко-
в т о рой части ----- все проводимости, не завися.щие от насыщ ния,.
т. е. постоянные О'ставшаяся часть проводимости пазовоrо рас..
сеяния, ПрОБОДИМОСТИ рассеяния лобовых 'частей обмоток статора
и фазноrо ротора, ПРОБОДИМОСТИ рассеяния. короткозамыкающих
колец и проводимость рассеяни скоса пазов. .
Расчет максимальноrо Mo eHTa проводят в такой последова....
тельности.
Для бутылочноrо закрытоrо паза
ротора:
преобраЗОВ8нное инду:кти.вное сопро- хll о==Х' 0(1 +1'1) 2
тивление общей цепи ротора, при
веденное !к статору (Ом)
преобразованное индуктивное со- Х" В==Х' В (1 +1'1) 2
противление вижней части клетки
ротора (Ом)
индуктивное сопротивление рассея- хпер==х'lДlпеР/ЛI+х"OЛtuе./'Л"о
ния .двиrателя, зависящее от насы-
щения (Ом)
12*
Переменная часть коэффициента ста-
тора л'Пl при:
трапецеидальном полузакрытом пазе
прямоуrольном ПОЛУО'Dкрытом пазе
прямоуrоль ом OТК!Pы o пазе
Составляющая коэффициента про-
водимости рассеяния статора, за.ви-
сящая от насыщения
Переменная часть tкоэффициента po
тор а л'П2 при:
овальном полуза.крытом пазе
овальном закрытом пазе
бутылочном закрытом пазе'
прямоуrольном открытом пазе
нрямоуrольном полузакрытом пазе
"Gоставляющая ко ффициента про-
80ДИМОСТИ рассеяния ротора, зави
сящая от насыщения
Индуктивное сопротивление рассея-
ния двиrателя (при любой форме
пазов статора и ротора, кроме бу-
тылочной), зависящее OT насыщения
(Ом) :
не зависящее от насыщения
i\Пlпер == (3h K1 /(b 2 + Ь Ш1 ) + hш./ЬшJ k' в.
(9-ЗО5}
i\ПIП Р'::: (3h K1 / (Ь П . + 2Ь ш1 ) '+ h ш1 /Ь шl ) k')
(9-306)
ЛПlпер == (hк. + h ш1 ) k' rp/Ь П1 (9.307)
лlпер ----л Пll)1ер л..l (9-30В),
ЛП2пер ==h шJЬШ2 (9-309}
ЛП2пер==l,12/1t.IОЗ/J. (9-310)-
л'П2пер==Лв.а.пер==l,12h..IО 3 /1. (9 311),
ЛП2пер==h ш 2lЬ п ! (9 312)
ЛП2пер == {3h К2 /(Ь П2 + 2Ь ш2 )+h ш2 1 Ь ш2 )k' :}
(9-313)-
пеР ---- ЛП2пеР+ЛAl (9-314).
Хпер Х ' 1/"lпеР/').,1 + х" 2Аа вер/А.
(9- J5)1
хпост==х' 1 (лl----лl.кер) /l.+х" .('At----
л'2пер)/'Jv" (9-316).
(9-317)
(9-318)
(9..319)
179<
-инду,ктивное сопротивление раосея
1-IИЯ двиrателя, не зависящее от на-
.'Сыщения (Ом)
Ток р<1>тора, соответствующий MaK
оимальному моменту, при любои
'форме пазов -статора, при открытых
:или полузакрытых пазах ротора
.(А)
10 же, при закрытых овальных И..Т'lИ
бутылочных пазах ротора
Полное сопротивление схемы заме
щения (Ом):
при ма,ксимальном моменте
при бесконечно большом ско 1J?же
-НИИ (s>oo)
Эквивалентное сопротивление CXel'4bI
замещения при максимальном мо-
менте (Ом)
Кратность максимальноrо момента
Л 1 ---- л lпер Л20 ---- Л211ер +
Х - ,\/,,' + Х " о
JIOCT-. .IV 1 '\ '\
1 20
+ ,, ( SCT. Н ) 2
Х и S'CT.B + SСТ.П
1 , , .......
М2 ----
(9..320)
и 1
.---
у 2 [(r'i +. (Х пост + 0,ОВ25Х пер )2 +
-+
+r' 1 (Хпост + 0,0825х пер )]
1,24. 10 З аl [r' t + {ХПОСТ + \
2N ,2 ( 5 2 --+
пl [, 1 + Хвост + 0,082 Х пер ) +
+ О, 0825х пер )] Х пер
..... +r' 1 (Х ПОСТ + 0,О825х пер )] (9..321)
I f'
M2
и !
У2 [r' + (X OCT + 0,25Х пер )2+
+- .
+r' 1 (Х пост + 0,25 Х пер )]
1,24. 10 З да l [r f 1 + 2 (ХВОСТ +
..... 2
/ 2N П1 [r f 1 + (ХПОС + 0,25Х пер )2+
+ О, 25Xnер)] Х пер
-4 , О 2 (9..322)
+ r 1 (Х пост + , 5х пер )]
zM==U 1 !I"M2
Z<X) == 0,5 (y-" + 2z ,'п
RM==Zoo +r'l
(9-323 )
(9..324 )
(9-325)
М тах т 1 U 2 1 (I S'H)
Ми 2RM P 2.103
sM==r" 2/ Zoo
(9..326)
(9-327)
Скольжение при МЗJКсимальном мо-
менте (о. е.)
Пример расчета СМ. стр. 181-----182.
...
* 9-12. Начальный пусковой ток и начальный пусковой момент
Пусковые свойства асинхронных двиrателей с короткозамкну..
1'ым ротором характеризуются значениями начальных nycKoBoro
тока и момента (rOCT 19523 74 или 9362-----68) . При определе..
вии пусковых тока и момента необходимо учитывать два ЯВьТIения,
происходящие в двиrателях с короткозамкнутым ротором, при
пуске вытеснение тока в пазах короткозамкнутой обмотки ро..
180
:с
:s:: ::с
а а.>
са :Е
::Е Q
:Е
t :а
::с
CJ ..с
«s
рое са
=
и CJ
::Е
:1: RS
t:
f'-
.
.....
00
t:\':)
..
о
..... 11
LO t'-
.. .. .....
о .....
со
If 11 00
00 t'- I
..
C'I ... Q) ..... 00 r.D
О 00 .. со f'..
:zl ... о . f'.. ...
........----.-. r.D
J
А 11 .....f )) ..
о f'..
4J о') c't:)
.+ c't:) , ... 11
«s О ...
f,., ... + о
== ..... +
Ia 1.с + ..... <х) +
t::( ..... r.D
.. 1.с
1.с 1.с .. t--- .. .. .....
.. .. c\t со 00
о ......
t:\':) c\t О ...
+ ... c\t ..... r.D
c't:) c't:) + I
1.с ..
/ .. I t:\':) 00 со
о') ...... .....
... ..
............... LO
о')
..
с>
...
о) .....
c\t со 11
..
о 00 t:\':)
.. c\t
11 ......
11 м ......
.-.01 I ..
..... .qc c"f:) t'-
........----.-. ..... 1.с t:\':) .....
и:1 .. .. .. c\t ..... ...
о c"f:) ... t-..
.Q О cf,) 11 11 11 "" 00
а::
4J + LO 1.с c't:) 00 ...
Е- I 00 ... t ......
tO ..
f,., ... ..... .. ..... +
:s: LO c't:) "'" C"I +/
Ia .. + 1.с +
t::( c"f:) 1'-
t--- о") .. 1.с =:I
.. "'1 О ......
О + .. о ..
о (,C) 00
c't:) t'-... I
о 1.с ..
... LO 00 r.D
t'-... ... ......
............... ..... ...
/ со
\с
1.с
...
.....
......... ,..... ,..... ......... ,.... ...--.. .......... ..........
::s: 1.с со 00 о') ct:) 1..Q r.D
:t: О О О О ..... ...... ..... .....
::r cf,) cf,) t:\':) c't:) cf,) c't:) c"f:) м
о I t I I I I I I
Е- о') о') о") о') ф о') о') о')
()
........ ......." '-"' ......... ......" ......... ......... ........
о:
р. Q. Р. с.. Q. ре О О
::-=4> с1) CI) CI) Q) Q)
IQcr ):1 s:c . 1:1
O«S ... ... ... 01 C\I 4N Р. Е-
a:::I: -=- = t< Q) ()
u(t1 .< t< t< r< -= о
O =
'8 х
m «s
оиЕ- "" u) со 00 о') о
I:(OQ) t--
CI)::-=:JI cf,) CQ c't:) c't:) ct:) c"f:)
a::.Q() c't:) c't:) c't:) c't:) CQ cf,) c"f:) cf,)
ur:::ca
oQ)Q.
t::E-
181
':::3
i
I 'c:t4
+ + + 11
tC
........ ..--.. """" tC .
l'- f'.. l'- ..
00 ......... о
c't:)
90 .. .. в
о о t--- ..
......., . f LC
tCu; LO ..
C'I.1 <:) со fJ cf) '"
.. 00 tC .....
;; o + 00 о LC .. ..
c't:) с> . .. <:) ........ о
.. 0'0 LO .. 00 с> " c't:) с> 11
с> .........
е:; о о 11 о
++ .. + .. I LO .. .
с:> о о) <:) <:)
е t'-- 1"-- C'I.1 + 00- , со ..
0000 00 .. 00
а о .. .... о-
c't:) c't:) ct:) .......... с> .... . ""'"
.. . 00 с> + '-'" 1с r--.
<:) .. \о О
......, с:::> о) с> c't:) 00 00 с
+':"" ... 00 .. c't:) ("1) 10 ..
О + о <:) + 10 .. С
01 c't) .. ......., .. c't:) <:)
C't:)11) C\J О . "'. <:) .
1.Сс:::> О c"f:) ("1) c't:) C't:)
1Q +
о .. .... с> 10 \.Q
"'0 О О
е.+ ..
с> .. с>
...... <:)
.. +
. .... l'-
.....
.
1
I ,
I i C'I .
..
+ 00
+ ll)
LO
C\J ...... + C\J fJ ..
"'"
........ ........ с.о <::>
о) 00 I 1 n
..
.. ('t)
t .. ..
..-4 <о
.... ..... ..... C\I ff
. ......., 1.0 00 .q. .
1.(,)..0 со ..
- C'I 00 ..... со C'I ..... 00
C\I 00 .. .. .. ....
+ .. ("1) о .......... ..
000 с> .... .
.Q ...0 .. , . LO " fI <::> с)
J:;: о .. <::> fXJ I <:) ..... "
со
... +0 .. + .......... со .. . . J.Q
«s О со <:) C\J <:) LO
f,., О 0)+ Q) 00 .. .. 00 .. I .. ..
00 ". <:>
i .. '=> l'- to-..
O) .... 10 +
.. .... + .. .... .
.. " ..... . .......... ("1) .......,
.... ,. 1.с ......., 1.с о) О . 10 .
......., .... ("1) &1 .. .. ..
......-.. .. + .. + C'I ("1) О
+ о с) ..... .
со . C\J .. C\J
C'I ,. о) ..q. о .q. ("1)
о о с.о со
+ .... .. + со ..
с:::> ... о
о о
....... ....-с +
..
....I
I t 4
8IIt ,...... .....--. .........
111 .... to-.
::а - G'OJ "'1
c'f:) ('1,) «1 CQ ('t) ("1)
f-o . I I . , I
(J (j) о) о) о) Q) о)
:s: ......-.. ......, ......., ......, '-" .....,
D:! .. .
< ::r . ::r.:
4)
:а 1) О О О .
i::r .. ......... Q) .
0«1 C\I N R .. х о
t::: ::s ..
и ('1) ... :е :а ё . ..
" сс:' о :а
о ..... .. CI)
- -
* «s
.... lt.) со
C) CJIj '
r::: U \ ct)
U cu !
r-
182
тора и насыщение путей
потоков рассеяния в зуб.. 'Р"
цах статора и ротора. <р'
Вследствие вытеснения ЧJ
тока увеличивается '"2
" .
и уменьшается х 2, а в 2,4
результате наСЫIЦения
уменьшаются Х'l и х" 2,
'поэтому расчет пусково.. . 1,6
то режима следует на-
чинать с определения
;вктивных И индуктив" q,8
ных сопротивлений, со-,
ответствуюIЦИХ этому: О
режиму. Последователь-
ность расчета такая:
определяют ,'" 2 И Х'/2 С
учетом вытеснения тока, затем учитывают влияния, насыщени
на уменьшение х'l и Х"2, раздел я индуктивное сопротивление
'К. 3. при пуске на постоянную и переменную части.
Степень вытеснения тока в стержнях клетки ротора характе..
u а
ризуется - приведеннои высотои сrер жня:
е == O,002h cT УЬ СТ ! Ь П2 У27/т т у 8fl'
ер'
" ф
0,8
0,5
0,4-
0,2
о
0,8 1,6 2,ц. J,2 ,o
Рис .9..23. Зависимости q> и 11>===/ ( )
-'"
(9-328)
:rде 8 скольжение. -
Для литой алюминиевой клетки Ь СТ === Ь П2 , тоrда
O,0735h CT 11 8JmT'
Высота стержня (мм): при полузакрытых пазах
h CT == hП2 hШ2;
при 1==50 rц
(9..329)
(9..330)
при закрытых пазах
h CT ==hП2-----h2-----hm2. (9..331)
Активные и индуктивные сопротивления, соответствующ е
IIIУСКОВОМУ -режиму, определяют в такой последовательности.
Овальный ПОJlУЗ КРЫТЫЙ или закрытый паз ротора
Высота стержня клетки ротора (мм) . h CT по (9-330) или по (9..331)
'Приведенная высота .стержня рота.. s 'ПО (9..329)
ра
1\оэффици€нт <р <Р== ! (6), по .рис. 9-23
;Расчетная rлубина пр-оникновения hp==h crr / (1 +'<р)
'Тока в стержень (мм)
Ширина стержня на расчетной rлу- 2 (, 1..... (2)
бине проникновения тока (мм): при Ь р == 2,. ....... h 1 (h p ---- 't)
rl hp:::;;rl+hl .
'при h p <'l
Площадь п переч оrо сечения стерж-
'ня при раочеТНQИ rлубине проник-
Rовения тока (мм 2 ) при 'l P
'I+hl
(9-332)
(9 333)
Ь р == 2 V,2 1 ......... (, 1 ........ h p ) 2 (9-334)
t; ( fb )
2 \ Р
sp == Т' 1 + '1 + т (hp........, 1 (9..335)
183
при h p <'1
Коэффициент вытеснения тока
Активное сопротивление стерJКНЯ
клеТIКИ JПрИ 20 ос дЛЯ пусковоrо ре-
жима (Ом)
Активное сопротивление обмотки
ротора при 20 ос, приведенное к об-
мотке статора (для пусковоro ре-
жима) (Ом)
Коэффициент 'Ф
Коэффициент проводимости рассея-
ния паза ротора (IПрИ пус.ке): для
оваЛЬ!lоrо 1I10лузакрытоrо паза
для овальноrо закрытоrо паза
Коэффициент проводимости рассея-
ния обмотки ротора при пуске
Индуктивное ,сопр отивление рассея-
Hия двиrателя, заВисящее и не за-
в исящее от насыu(ения (Ом)
Активное сопротивление к. з. при
пуске (Ом)
Sp == [, t(V Ь 2 р + 5,33h2p....... Ь р ) + b p hp]/2
(9..336)
kB.T==SCT/Sp (9-337)
,ст.п==,стk в . т (9-338)
,'2n==k пр 1 (, С т .п+' R л)
(9 339}.
'Ф==J (s) по рис. 9 23
h Ш2 [ ht + 0,8'2 ( п,2} ) 2
Л П1П == ь----+ 6, I +
ш2 t \ СТ
+ о, 66 :;; ] ф (9-340)1
'1 1 } С) h2,.I0З + 0 3 + [ ht + O,8r 2 X
I\П2П ,,,,, 1 ' 6
I 2 , 1
( пr2 ) 2 ]
Х 1...... 2sc + О, 66 Ь ш2 /4r t Ф (9..341)'
ЛZ П ==ЛП2П +.лД2+ ЛИЛ +Лси
(9 342)
Л 1пер Л 2пер
Х пер === Х' 1 Л + х" 2 '}
1 1\2П
(9..343)
Л t ......... i\lпер ' Л2П' Л 2п ер
Х пост == х' 1 Л t + х" 2 ЛIП
(9-344)
r к .п==,'1+,'2птт (1 +'1'1)2(1+PI)2 (9 345)
./"
Прямоуrольный открытый паз ротора 'и сварная алюминиевая
клетка. Сопротивления обмоток определяют как для ротора с
овальными пазами со следующими изменениями.
Коэффициент вытеснения тока
k B . T === 1 +'(1) (l2 nKlJ:\) /[2.
(9-346)
Коэффициент проводимости рассеяния прямоуrольноrо откры"
Toro паза ротора
ЛП2П==Ф (hП2 hШ2) / (3 I Ь П2 ) +h ш2 /,Ь п2 .
(9..347)
Для определения коэффициента в (9..328) следует подста
вить Ь ст /Ь п2 ==О,9 и ,\,ал==30 См/мкм (вместо ,\,ал==27 См/мкм),
при этом числовой коэффициент получается равным 0,735, что
позволяет пользоваться формулой (9..329).
184
Бутылочный закрытый паз ротора
Высота стержня (мм) hст==hП2 h2
fIри,веденная высота стержня ро- по (9 329)
тора
Коэффициенты q> и 'Ф по рис. 9-23
Расчетная rлубина проникновения hр.и==h ст (l+<p) h
тока в нижнtoю часть стержня
(мм)
Ширина нижней ,части стержня на 2 (r'l + (2)
расчетной rлубине проникновения Ь р . н == 2, 1..... h 1 (h p . H ....... '1) (9 350)
тока (мм) IПри 'I P.B l +hl
при h p . B <'l
Площадь поперечноrо сечения ниж-
ней части стержня при расчетной
rлубине ПРОНИlкновения тока (MIM 2 )
при 'I P.B 'I+hJ
при h Р . И <'1
Коэффициент вытеснения тока в
нижней части стержня
А:ктивное сonротивление нижней ча-
cTи стержня, приведенное к статору
(Ом)
Активное результирующее сопротив-
ление при 2.0 ос (Ом)
Коэффициент
Коэффициент проводимости рассея-
'ния нижней части клетки
Приведенный коэффициент прово-
димости ра,ссеяния нижней части
клетки
Индуктивное оопротивление нижней
части клет:ки, приведенное к стато-
ру (Ом)
Расчетная rлубина прони'Кновения
тока в нижний стержень (для рас-
чета х) (мм)
Ширина нижнеrо стержня на рас.:
четной r луб ине проникновения тока
(для расчета х) (мм) при 'l hхи
'I+hl
при h ХИ <'1
Площадь ,поперечноrо сечения ниж-
Hero стержня при расчетной rлуби-
не проникновения тока (мм 2 ) при
'I XBQ"I+h
при h XB <'1
Составляющая 'коэффициента прово-
димости рассеяния ротора, завися-
щая от на'Сыщения
(9-348)
(9-349)
Ь р . и == 2 Jf ,11 (, 1 ---- hp)2
Sp.H2 == ; ,21 + (, 1 + Ь .И ) (h p . R , 1)
(9 352)
Sp. н :о=:
, 1 (У" Ь 2 р . н + 5,33h2p.H bp.H+bp.Hhp.H)
2
(9 351 )
'-
==
ks.т.и==sс т.и/Sр.и
(9..353)
(9-354 )
(9-355)
, , k
r ст.в.п==r СТ.И в.т.и
"2П==" 0+" ст.в" ст.в.п/ (r' ст.в +
+r' ст.н.п) " (9-35.6)
'1>" 4 (hП2 h2) $ h] / (hП2 hr--h)
(9 357)
, [ hl + 0,8'2 ( 1 7;,2. ) 2 +
IH. n O.....J 6, 2 S
1 СТ.Н
/
+ 0,66 ....... Ь/ (4' 1)] ф" + (h + О, 18)/(2Ь)
(9..358)
'А'2в.п== и.пI2Z1k о б/ (1IZ2) (9-359) ,
х' и.П==Хl / 2и.п/л'1 (9 360)
hхи==(hп h2)$ h (9-361)
2 (, 1 ....... ,?)
Ь ХН == 2, 1 h (h XH , 1) (9-362)
1
Ь ХН == 2 V ,2 i ---- (, 1 h XH ) 2 (9-363)
'" ( Ьхн ) '
SXH ==т ,21+ (1+2 (hXH rl)
(9-364 )
SXR == '1 (У Ь 2 хн + 5t33h2 H Ь хн h хи )/2
(9-365 )
пер по (9 314)
185
Преобразованное индуктивное со-
проти ление общей цепи ротора,
приведенное к статору (Ом)
Преобразованное индуктивное сопро-
тивление нижней части клетки ро-
тора (Ом) .
ИндуктИ!Вное сопротивление рассея-
ния двиrателя z зависящее от насы-
щения (Ом)
Индуктивное сопротивление рассея-
ния двиrателя, не зависящее от на-
сыщения (Ом).,
Активное сопротивление К. з. при
пуске (Ом)
х"о по (9-3J7)
х" в.п===х' п.п (1+'&1) 2
(9-36Q)
Хпер по (9-319)
1 ---- Л lпер
.х пост == х' 1 А 1 + х', о
+ х', ( S ХН ) 2
Н.П SXH + SCT.B
'К.П по (9-345)
"'20 Л 2 пер +
Л 2О
(9..367)
Начальные ПУСКОВЫ,е ток и момент определяют
в такой последовательности
ТОК ротора при пуске для двиrа-
телей с ОТlКpытыми И полузакрыты-
ми пазами короткозамкнутоrо рото-
ра и с .любой формой пазов статора
(А)
То же, для двнrателей с заlf{рЫ Ы-
ми пазами ротора
Полное сопротивление схемы за.ме-'
щения при пуске (Ic учетом явлений
вытеснения OKa и насыщения пу-
теЙ lПотоков рассеяния) (Ом)
Индуктивное сопротивление схемы
замещения при пуске (Ом)
АКТИJВная и реактивная аоставляю-
щие тока статора при пуске (А)
. Фазный ток статора при пуске (А)'
Кратность начальноrо пусковоrо тока
А/Ктивное ,сопротивление ротора при
пуске, приведенное к статору, при
расчетной рабочей reмпера туре и
r-образной схеме замещения (Ом)
Кратность начальноrо пусковоrо мо-
мента
186
2
и
1" ·
112 :с: V,2 K . n +(.4IOCT + О,О825Хпер)2
1 ,24.10 3 Ва 1 Xnер (ХПОС!"f.+ О,0825х пер )
N П1 [r 2 к.п + (Х пост + о,О825Х пер )2]
(9..368)
и
1" 1
пI == V,2 к . п + (Х пост + О,25Х пер )2
1 ,24. 10ЗоаlХпер (Х посr + О,2р.х;пер)
N П1 [r 2 к . п + (Xnocr + о,25Х пер )2] ,
(9..369)
Zк.п==:'U 11[" п2 (9-370)
%к.п == v z2 .п ---- ,2 к . п
(9..371 )
/ п. а 1 == 1 с. а + /" п2 ( r к. n Р: I +
Zк.п р 1
+ Хк.п 2РI )
zк.п 1 + р21
(9..372)
( ХК 1 ---.. р21
/П,Р. == /с.р + [" П2 ZK :: 1 + р2.
rК.П 2р! )
ZК.П 1 + р21
/Пl == V /2 П . а1 + /2 П . Р1
1 Пll] 1
r"2п===,'2п т т (1 +'t'I) 2 (1 +р2.)
(9..373)
(9..374)
(9-375)
{9-З76I
м
.....1!. ....: т 1 ]" r" 2П (1 ---- SИ) / (Р 2' 1 О) 3(9..377)
Ми
...
. Примеры расчета машин
11. НаIJальный пусковой ток и начальный пусковой моменl'
После дова т ель- Условные-
НОСТЬ расчета обозначения
352
353
354
;355
356
347
348
349
350
351
357
358
359
360
361
362
'363
364
365
366
367
368
369
370
h CT ' ММ
Е
,
h p , мм
Ь р , мм
Sp' мм 2
kb.-r
'ст.П' Ом
" 2П' ОМ
Ф
Л1I2П
Л2П
)Спер' Ом
XnОСТ' Ом
'к.п, Ом
[" П2' А
ZK.т Ом
"'к.п, ом
/п.аl' А
/п,Рl' А
[Пl' А
/ Пl/ / l' О. е.
" О
r 2П' М
Мп/М н
Источник
(9-330)
(9..329)
рис. 9..23
(9..332)
(9..333)
( 9..835)
(9..337)
( 9.. 338)
( 9..339)
рис. 9..23
(9..340)
(9'..342 )
(9..343)
(9..344)
(9 345)
(9..368 )
(9..370)
(9..371 )
(9..372)
(9..373)
(9..374)
(9..375)
(9..376)
(9..377)
Двиrатель Ne 1
25,5 ...... 0,75 == 24,75
О ,0735 . 24, 75 V 1/1 ,22 == 1 ,65
0,4
24,75/(1 + 0,4) == 17 ;1--
2(2,9......1) ·
2 .2,9 ..... 20,8 ( 17 , 7 ---- 2,9) == 3, 1
п
""22,92 + (2,9 + 3, 1/2 (17,7 ---- 2,9) == 79,Об
95,9/79,06 == 1,21
4,44. 10 5. 1,21 == 5,33.10---5
5206 (5,33 + 1 ,85) :-10 5 == 0,374
. О , 82
О , 75 [ 20 , 8 + О, 8. 1 ( 1 2,92 ) 2+
1,5 1r ' 6.2,9 2.95,9
1 ,5 ]
'- + о , 66 4.2,9 О ,82 == 1,69
1,69 + 2,73 + 0,436 + 2,1 == 6,87
4, 14 3 ,23
1 ,55 6, 18 + 1 , 8 6 , 87 7:: 1, 88
6, 18 ---- 4 , 14 6 , 87 3 , 23
1 , 55 6, 18 + 1 , 8 6 , 87 == 1,47
О ,64 + 0,374 . 1 ,22 (1 + 0,04) 2 == 1, 14
220/У" 1,142+(1,47 + 0,0825.1,88)2
1,24.103.0,35.1.1,88(1,47+0,0825.1,88)
21 [1,142 + (1,41 + 0,0825.1,88)2] -
. == 95, 2
220/95,2 == 2,3
V 2,32 1,142 == 2,0
( 1,14 2,0 )
О ,46 + 95,2 2, 3 + 2, 3 2 . О , О 16 == 50, 3
( '2 1,14 )
.5,57 + 95,2 2,3 2,3 2.0,016 == 86. .9
V 50,33 + 86,92 == 100,4
100,4/ 14, 9 == 6, 7
0,374.1,22.1,042 z= 0,49
3.95,22.0,49 (1 ........ 0,026)
7,5. 103 == 1, 7
-
181
9-13. Тепловой и вентиляционный расчеты
Тепловой расчет асинхронноrо двиrателя. Проводим ero по
упрощенной методике, изложенной в 5-3.
При выполнении тепловоrо расчета необходимо учитывать
следующее. 1. Потери в обмотках вычисляют при сопротивлени"
ях, приведенных к максимальной допускаемой температуре; для
этоrо сопротивление, определенное при 200 С, умножают на КОЭф"
т б л и а 9..25 фициент т' т (см. 5..1} в соот..
а Ц ветствии с выбранным классом
Коэффициент k для двиrате- наrревостойкости изоляции.
пей со степенью защиты
2. При тепловом расчете об..
мотки статора учитывают, что
воздуху внутри двиrателя пере-
O,20 O,22 0,80 O,84 дается только часть UOTepb вак..
O,18 0,19 0,76 0,78 тивной части cTaTQpa (ЭТа доля
О, 16 0, 17 О, 72 0, 74 . потерь равна коэффициенту k из
табл. 9..25}: остальные потери
передаются непосредственно че-
рез станину наружному охлаждающему воздуху.
\.
3. Для обмоток, не имеющих изоляцию катушек в лобовых
частях, первое слаrаемое в (9..394), а также Аt и . Л1 в (9-395) не-
обходимо считать равными нулю.
4. При определении по (9..400) среднеrо превышения темпера..
туры воздуха внутри машины At B у асинхронных двиrателей со
степенью защиты IP23 принимают, что воздух внутри двиrателя
наrревается всеми выделяемыми потерями (за, исключением части
потерь в статоре, передаваемых через станину), а у двиrателей
со степенью защиты IP44 и способом охлаждения 1<::0141, кроме
Toro, за исключением потерь на трение о воздух наружноrо
вентилятора, составляющие примерно 0,9 Р мх ;:'.
Обмотка статора. Тепловой расчет для определения превыше-
ния температуры обмотки статора проводят в такой последо а..
тельности.
Количество
полюсов 2р
IP44
IP23
2; 4
6' 8
,
10; 12
Потери в оБМО'N<е статора при мак- р' Мl==т1121m' Tr'I
симальной допускаемой температуре
(Вт)
(9 378)
Условная внутренняя пов,ерхность SПI==1tD I l I
охлаждения а,ктивной части статора
(мм 2 )
(9-379)
У,словяыЙ периметр поперечноrо се- П 1:=::2h П1 +Ь 1 + Ь 2
чения (М:М) : трапецеидальноrо по..
лузакрытоrо паза
прямоуrольноrо полуоткрытоrо и от.. П lc::2 (h п 1 +Ь п1 )
KpblToro пазов
(9-380)
(9..381 )
Условная поверхность ОХ.Jf.аждения
(мм 2 ): пазов S..Пl==Z l П 111
(9 382)
(9-383)
.лобовых частей обмотки SJll==4лD 1 l В1
188
двиr телей без охлаждающих ребер
на станине
. двиrателей с охлаждающими ребра..
ми на станине
Удельный тепловой поток от потерь
в активной части' обмотки и от по..
терь в стали, отнесенных к внутрен-
ней поверхности охлаждения актив-
ной части статора (Вт/мм2) _
То же, от потерь Б акти.вной части
обмотки, отнесенных к поверхности
охлаждения пазов
То же, от потерь в лобовых частях
обмотки, отнесенных к поверхности
охлаждения лоБOlВЫХ частей об
мотки
Окружная окорость ротора (м/с)
Превыmение температуры внутрен-
ней Iповерхности активной 'Части
статора над температурой воздуха
ВНУ'r.ри ма,шины (ОС)
Перепад температуры в изоляции
паза и катушек из круrлых ПрОВО-
дав (ОС)' .
То ж.е в изоляции паза и жестких
катушек или полукатушек
Превышение теМtпературы наружной
поверхности лобовых частей обмот"
ки над теМlIIературой воздуха внут-
ри двиrателя (ОС)
Перепад температуры в изоляции
лобовых \частей катушек из руrлых
ПрОБОДОВ (ОС)
То же, из жестких катушек или по-
ЛУ'ка ту,шек
Среднее превышение температуры
обмотки над те.мпературой воздуха
внутри двиrателя (ОС)
Потери в д,виrателе со степенью за-
щиты IP23, передаваемые воздуху
внутри двиrателя, (Вт)
8 иаm ==пD И1 (11,+21 B1 )
(9-384)'
SMam.p== (пD и1 +8n р h р ) (11 +21 в1 )
(9..385)
РП1==k (р' ),f.121 1 /I CP1 +Рс r.) /SПl
(9-386}
РИ.Пl== (р' IiIl2l 1 !lcPl) /Sи.Пl
(9..387))
р п 1. == (р' м 121 JI 1/1 с р 1 ) / S п 1
(9-388)5
VF=,:rr,DИ2nl/60 000
(9-389)
f1t П1 ==РПl/ а l
(9-390}.
tи.Пl==Ри.Пl [Ь и1 /ЛsRВ + (Ь 1 +
+Ь 2 )/(16л'ЭRВ)]
(9-391 }
/1 t и. п 1 ==р и. п 1 Ь и I/ Л 8 R В
(9-392)
f1t п1 ==РЛl/ а l
(9..393 }i
/1t и . п l===Р JI l ' [Ь И ..JII/Л8КВ +
+h п1 / (12Л'ЭRВ)]
(9-394}
/1t.. п l ---- Р .JIl (Ь И . .JIl/Л8R В)
(9..395).
21.
f:1t' 1 == ( tПl+ tи.иl)...........+
1epl
21.пl
+ ( tЛI + tИ.ЛI) ...............
1CPl
(9-396)
, ( ' 211 ) , 2l Л1
Р I == k Р Мl ......... +.Р сЕ + Р Мl ---------+
lCPI 1QPl
+ Р'М2 + Р мхЕ + Р д '(9..397)
189
Среднее превышение температуры
воздуха внутри двиrателя над тем-
пературой наружноrо воздуха без
охлаждающих ребер на 4 станине
или с ребрами (ОС)
Среднее превышение температуры
оБМОТ1I{И над теМ1пературой наруж-
1i,oro воздуха (ОС)
Здесь Пр и h p количество и высота охлаждающих ребер станины по'
данным 3-1 о; k из табл. 9-25; аl коэффициент т плоотдачи повеРХНОСТ!f
<статора определяют из рис. 9-24; ав коэффициент подоrрева воздуха нахо-
дят по рис. 9-25; Ь И1 односторонняя толщ на изоляции в пазу статора (ПрИ
То же, для IP44
а)сх( 10 Вт!(мн2. 2рао)
25
20
15
500 700MM
с выше
D н1
10
5 10 20 30 40 50
8) rx,'10 f ВТ/(мм2.зра8)
20 ..
. 1.5
.10
Р ' ( ' 211 )
Е == k Р Мl + Pct +
1 СР1
, f2l Л1
+ р Мl[ + Р'М2 + O,IPмxt + Рд
СРl
(9..398)
f:1t в == Р' tl ( Sмаш(J.в) ; }
I1t B == Р' ЕI (Sмаш.р(J.в)
(9..399)
Atl At'l#tB
(9-400)
5) tX,.10 f ВТI (мм2 .epafJ)
20
15
10
20
<:::,f.
':)
-(.\
5Da 7DО мМ
Dtll::сБы188
15
10
.50 "112, М/С 5 10. 20 30 4D 50. БО 'll2,M/C
е СХ( {O- ВТ/(ММ2. едаВ)
20 .
15 15
10 10
5 5
О зо 112, м/с о 10 20 30 40 50 V2,M/c
Рис. . 9..24. Средние значения аl == f (V2) : .
(1...... нспопнение по 'защите. IP44, способ охпаждеввя' ICOI41, и 660 В, 2р==2; б...... то же..
ЧТО а, но 2Р"4, 6, 8, 10, 12; 8.... IP44, IC0151, и..6000 В, 2р=-4, 6, 8, 10, 12; е IP23. lСОl,
и 660 В, 2р=-2; о..... '1'0 же, что в а, во 2р"4, 6, 8, 10, 12; е --- IP23, ICOI, U==БООО В,
2Р"4. 6, 8, 10, 12
190
а)
O:8'J{} f Вт/(мм 2 'араи)
Lf
2
J
J
2
1
) 5 10 20 ЗО ч.о
8; rx8"0 f 8Т/(мм2,врао)
150
50
ЗА V2,M!fJ
100
150
10 0 t"i м
б "
G b\\1Je
\) '" \
50
lDD
д о 10 20 30 40
Ха 'IO f 8т/(мм2. араВ)
200
50
50 'V2, м/а 5 10 20 ЗО чD 50 qO V2, M/f1
. е) X8'10 8r/(MM2'epalJ)
200
10О
100
150
150
50 50
О 10 20 ЗО и2' м/с а 10 20 ЗО чО. 50 1J z ,M/O
Рис. 9 25. Средние 'значения йв === f «('2) : .
а исполнение по ащите IP 4, способ охпажденвя ICOI41, и<660 В, 2р"2; б то же,.
что а, но 2р==4, 6, 8, 10, 12; в IP44, ICOI51, U=-БООО В, 2р..4, 6, 8, 10, 12; е IP23, ICOl v
U 660 В, 2р==2; д.... то же, что е, но 2р.. 4, 6, 8, 10, 12; е.... IP23, IC01, и..6000 В;-
2р" 4, 6,,8, 10, 12
полуоткрытых и OTKPblTbIX пазах Ь И1 == (Ь п1 ----,N ш Ь) /2, при полузакры'fЫХ Ь иr
в Э 9 4; Ь ИJ11 односторонняя толщина изоляции катушек в лобовой частlf
(см. приложения 27 30); лзив==16.10 5 ВТ!(lмм.rрад) экgивалентный коэф.с<"
фициент '!еплопроводности изоляции в пазу, , 5
включающий воздушные прослойки; л'зив эк лэкв-l0 , BT/(MMozpao)
вивалентный коэффициент теплопроводности 150 .
внутренней изоляции катушки, зависящий от
отношения диаметров изолированноrо и неизо
лированноrо провода d/ d' (рис. 9 26).
Обмотка фазноrо ротора. Тепловой
расчет для определения превышения
температуры фаэноrо ротора проводят
u
В такои последовательности.
75
125
100
50. .
Рис. 9 26. Средние знцчения л' 8НJI ==! (d!d')
25
015 0)6 О} 7 о)в од 1)0
d/d; 0.8
191
llотери 8 обмотке ротора при мак- P'MF=тl(I"2)2т'Tr"2
,симальной допускаемой темпера ту-
ре (Вт)
Условная наружная поверхность ox Sп z===- п,D в J2
.лаждения активноЙ части ротора
( мм 2 )
условныIй периметр поперечноrо ce П F= 2 (h п2 +Ь п2 )
чения полуоткрытоrо паза (ММ)
.Условная поверхность охлаждения SИ.П2===Z2П212
пазов. и ло овых частей обмотки, S 1IF=43tDB B2
(м м 2 )
Удельный тепловой поток от потерь
в активной части обмотки ротора
,отнесенных к наружной поверхности РП2==Р' M2(2l 2 /1 cP2 ) /SП2
охлаЖlдения ak-тивноЙ: части ротора
(Вт/мм 2 )
То же, отнесенных )( поверхности Ри.П2==Р' М2 (21 2 /1 cp2 ) ;SИ.Jl2
охла>кдения пазов
10 же, от потерь в лобовых частях РЛ2==Р' М2(21n2/1сР2)/SЛ2
обмотки ротора, OTHec HHЫX к по:-.,
верхности охлаждения лоБOlВЫХ ча....
,стей обмотки
Превышение температуры наружной ,tпF=РП2/а2
поверхности активной части ротора
Haд теМlI1ературой воздуха внутри
машины (ОС)
llерепад температуры в изоляции tи.П2 Ри.п2ЬИ2/ЛЭRВ
:проводов 'и пазов C C)
Превышение температуры наружной tЛ2==Р1t2/а,.
поверхности лобовых частей обмот
ки над температурой воздуха внут-
ри двиrателя (ОС)
Перепад температуры в изоляции dtи.Л2 Р1I2Ь..1I2/Л8КВ
'проводов И катушек лобовых частей
обмотки (ОС) .
'Среднее превышение температуры I1t'?J== (Аt п2 +Аt и . п 2) 2 пCP2+
-обмотки: над температурой воздуха + (l1tЛ2+Аtи.Л2) 21 n 2/ICP2
внутри двиrателя
над температурой наружноrо возду- I1t2 ==J1 t'2+l1tB
-:ха соответственно (ОС)
Здесь а2 КОЭффlИциент теiПЛОО1Щачи поверх-кости ротора (рис. 9-27); Ь И2
односторонняя толщина изоляции в пазу ротора (э 9-4); Ь и . Л2 односторонняя
ТОЛЩlИна изоляции Ka тушек в лобовой части (см. приложеаие 22).
(9 40 1)
(9-402)
(9-403)
(9-404)
(9-405)
(9 406)
(9-407)
(9-408)
(9-409)
\
(9-410)
(9-411)
(9-412)
(9-413)
(9-414)
Вентиляционный расчет асинхронных двиrателей с радиальной
вентиляцией. Рассчитывают двиrатели со степенью защиты IP23
и со способом охлаждения ICOl, а также двиrатели со степенью
защиты IP44 и способом охлаждения IC0141 в соответствии с изло..
женным в -5 6. Расход воздуха V' в, обеспечиваемый вентиляци"
онным устройством, должен быть не менее необходимоrо расхода
воздуха V B . При этом следу'ет УЧИТЫВ::lТЬ, что эмпирические фор
мулы для расчета V'B и Н двиrаТelлей со степенью защиты IP44
и способом охлажДения IC0141 действительны лишь при условии
реализации в конструкции машины рекомендаций rл. 3 в части
диаметра наружноrо вентилятора, длины и количества ero ло
паток. .
Вентиляционный расчет двиrателей проводят в такой последо..
вательности.
192
; а) rx2'fO в тj(мм 2 , zpиlJ)
ба
40
зо
50
20 О 10 20
б) z'lo f Вт/(мм 2 'вра8}
20
JO 4-0
'lJ 2 , м/с
15
в) oc2'IO f Вт /IМNЧ.ри8;
15
10
lО
5
10
30
'+0 50
VZ, м/с
. 5 О 10 15 2О
z) tXz' fq Bтj(MM2 poa)
20
1\:
,.\.11;'
'l.\I"
25 j'(} ..;5
1;-'2' /1-'" I С
20
15
5 20 ЗО '+0 50 Ба
11'2' М/ С
РиСе 9-27.. Средние значения Q2==f(V2)
а исполнение по защите IP44, способ
Dхлаждения ICOI41, D и1 ==380+660 мм, и
660 В; б IP4 , IC0141, D и1 ==661+990 мм,
и==6000 'В; в --- IР2З, ICOl, D Иl ==380+660 В;
и<660 В; е IP23, ICOl, D и1 ==661+990 мм,
и ==6000 В
охлаждения
,
IC01
Двиrатели со степенью защиты IP23 и способом
(радиальная система вентиляции)
Необходимый расход воздуха (м 3 /с) V B [10 (5-28)
Коэффициент, зависящий от часто-
rbI вращения nl Kl 'IO (5-40)
Расход воздуха, который может
быть обеспечен радиальной вентиля..
цией (мЗ/с) _ v' в по (5-39)
НаП9Р воздуха,' развиваемый при
радиальной вентиляции (Па)
Двиrатели со степенью защиты
Наружный д:иа етр корпуса (мм)
Коэффициент, учитывающий изме..-,
н ние теплоотдачи по длине корпу-
са двиrателя К 2 по (5-43)
Необходимый расход воздуха (мЗ/с) V в по (5-42)
Расход воздуха, IКОТОРЫЙ может
быть обеспечен наружным вентиля-
тором (мЗ/с)
Напор воздуха, развиваемый на-
ружным вентилятором (Па) Н по (5-45}
В результа;е расчета следует убедиться, что удовлетворяетс
неравенство V в> V B . Иначе потребуется изменить элементы кон-
струкции двиrател-я с целью увеличения' V' в до определенноrо зна-
чения.
I3 3255
н по (5-41)
1 Р44 и способом охлаждения 1 СО 141
ОНОРП по (1-27) и рис. 1-3
V' в по (5-44)
193
Последо-
вательность
расчета
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
194
При меры расчета машин
12. Тепловой и вентиляционный расчеты
Условные I
обозначения I1С10.НИК
р' Мl' ВТ
SП1' мм 2
П l' ММ
ПI'
Sи.Пl, мм!
SП1' мм 2
hp' мм
пр
Sмаш.р, мм 2
Sмаш.р' мм 2
РПlt BTjMM2
Ри. ПI'
ВТ /мм 2
Вт
РЛI' мм!
и 2 , м/с
f:.t n1 , о С
f:.t и . Пt ос
(9..378)
(9..379)
(9 380)
( 9 .. 381 )
(9..382)
(9..383)
3'" 10
3..10
(9..385)
(9..384)
Двиrатель N'2 1
Тепловой расчет
3. 14,92. 1,4. 0,524 :=:: 489
п. 153. 115 :=:: О, 55. 1 05
2.18,5 + 99 + 7,07 54
36 . 54. 115 :=:: 2,2. 105
4п. 153.62,65 == 1,2.105
0,6 ;фr 132 2 == 23
0,6.,rтз2:=:: 8,2
Принимвем пр == 12
(п.233 + 8.12.23) Х
)((II5 1r 2.62,65) " 7.105
Q.21( 4892 + 243,6)
(9..386) 0,55.105
=== 1,6. 1 o 3
2. 115
489 648
(9..387) 2,2.10 i === O,8.10 3
2.209
489 648
(9 388) 1.2. 105 == 2,6. ю......а
.152,3.1500 2
60000 == 1
1 , 6. 1 o 3
1 О , 4. 1 o i == 15,4,
( 0,25
( 9.. 391 ) О, 8. 1 o 3 16. 1 о...... i +
рис. 9..26 (9,9 + 7,07) )
+ 16.130.10 i == 1,9
(9..389)
(9..390)
рис. 9..24
Двиrатель .N2 2
3. 172. 1 , 48 . О , 0384 :=::
== 4985.
п.422.225 == 3. 105
2 (38 + 9,5) == 95
72.95. 225 === 15,4. 105
4.п.422. 116==6,2. 105
п.590 (225 + 2.116)==
==.8,5.105
( 2.225
0,77 4985 1094 +
3. 105
+1537 )
-+ ==9,2.10 3
.2 · 225
4985 1094 '
15,4 . 105 :; 1,3. 1 o 3
2.322
4985 1094
6,2. 105 == 4, 7 .10 3
п.420,2.1000
60 000 ;::: 22
9,2 .10 3
12.10 5 ==.76,7
-+
Продолжение
Лоследова- Условные
тельНОСТЬ обозначения Источивк Двиrатель N!! 1 Двиrатель N!! 2
расчета
I
387 Ь и , мм 9 13 9 , 5 1. 3 ,35 ==3,1
2
3, 1
388 Аtи.лl.С (9-392) 1,3.10 3 16.10 5
==25 ,2
389 /).t JI l' · с (9..-393) 2,6.10 3 /(10,4.10 5)== 4, 7 .10 3 /( 12. 10....5)==
== 25 :=: 39
з 18,5
390 /).t и . л1 , .с (9..394) 2,6 .10 12. 130. 10 ' ......
==7,1
0,6
391 /).i и . л1 , .с (9-395) 4, 7 .10 3 16. 10 5 .......
== 17,6
2..115 2.225
( 15,4 + 1 ,9) 648 + (76,7 + 25,2) 1094 +
392 ht' l' ос (9-396) + (39 + 17,6) Х
2.209
+ (25+7, 1) 648 26,8 2.322
Х 1094==75,2
( 2.115
0,21 489 648 +
393 р' Е' ВТ (9-398) ) 2.209
+ 243,6 + 489 648 +
табл. 9..25
+ 215 + о , 1 · 66,3 +
+ 43 :=: 668
( 2.225
0,77 4985 1094 +
394 р' Е' ВТ (9-397) + 1537) + 4985Х
табл. 9..25
2.322
Х 1094 + 5227 +
+ 488 + 860 == 12 270
395 /),t в, о С (9..399) 668/ (7. 105. 2,55. 10 5) == 12270/( 8,5.105 Х
рис. 9..25 == 37 , 4 ХI07 .10 5) == 13,5
396 /),t J' еС (9..400) 26,8 + 37,4 == 64,2 75,2 + 13,5 :=:. 88,7
397 Р' М2' ВТ (9..401) 3.12,52.1,4.0,328 == 215 3. 1552. 1,48.0,049 ==
== 5227
398 SП2' мм! (9-402) , 7;.420,2.230 == 3.105
13* 195
Последова-
тельность
расчета
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
,
411
412
413
196
Условные
обозначения
П 2J ММ
Sи.П2, мм 2
SЛ2' мм 2
РП2' Вт/мм2
Источник
Двиrатель Т\!!! 1
(9..403)
(9..404)
(9-405)
(9..406)
РИ.Л2,8т/мм 2 (9..407)
РЛ2' Вт /мм 2 (9..408)
Д! П2, ос (9..409)
рис. 9..27
f:.t И . nl ос (9..410)
tЛ2' ос (9..411)
дt и . л2 , ее (9..412)
t' о С
2'
дt 2' о С
V B , м 3 /с
k 1
V'Bt М 3 /С.
(9..413)
(9..414)
ВеНТИЛЯЦИОННЫЙ ра.счет
(5..28)
(5..40)
(5..39)
п РОdолженuе
Двнrатель Н!! 2
2 (44,3 + 5,18) == 100
81.100.230 == 19.105
4п · 420,2. J 06,2 ==
== 5,6.105
2 · ЗО
5227 1121"
3. 105
==7,1./10 3
2.230
5227 1121
19. 105 == 1, I . 1 o 3
2.330,2
5227 1121
5,6. 105 == 6 .10 3
7, 1 · 1 0 3 / ( 12,3 Х
Х 10 5) == 57,7
1 , 1 . 1 0 3 . I ,6/ (16 Х
Х 10 5) == 11
6. 1 o з / ( 12,3. 1 o 5) ==
== 48,8
6. 10 3. О, 22
16 . 1 O ' == 8,25
2.230
( 57 , 7 + 1 1) 1 121 +
+ (48,8 + 8,25) Х
2.330,2
Х 1121 ==61,8
61,8 + 13,5 == 75,3
12 270
1100 . 2. 13, 5 == О , 4 1
3, 5 ;;- ( 1000/1000) 3 Х
Х (О + 100) / 100 ==
== 3,5
3 , 5 (420, 2/100) 2 Х
Х 10 2 == 0,62
/
Продолжение
Последова- Условные Двиrатель N2 2
тельНОСТЬ обозна чения . Источник Двиrатель N2 1
расчета
414 Н, Па (5 41 ) 7,85 (1000/1000)2 Х
X(420,2/100)2 == 140
415 D корп , мм (1 27) 2 (132 6) == 252
416 k 2 (5-43) 2,2 -v- (1500/1000)3X
.Х V 252/ 1.00 4,78
417 \'в; м 3 / с (5 42) 4,78.668/1100'2.37, 4
0,04
С 5ОО ) С 52 ) 3
418 \" м 3 / С (5 44) 0,6 1000 100 Х
в,
Х 10---2 ::::;: О, 144
(1500 2 (252 2
419 Н, Па (5 45) 12,3 , 1000 ) 100 )
175, 7
9..14. Масса двиrателя и динамический момент инерции ротора
Важными техническими показателями асинхронноrо двиrателя
.являются ero масса и динамический момент инерции ротора. 'Зна-
чение последнеrо необходимо для расчета времени разrона или
остановки электродвиrателя. Ero точное значение может быть
определено расчетом динамических моментов инерции отдельных
деталей ротора. Приближенное значение динамическоrо момента
инерции короткозамкнутоrо ротора (Kr. м 2 )
Jи;д== (O,55 O,65)D4H2l2.10 12.
(9-415)
Для фазнqrо ротора значение динамическоrо момента инер-
ции, определенное по (9 415), должно быть увеличено на 50/0.
До разработки чертежей на двиr'!тель определение ero мас-
сы можно ВЫПОлнить по приближенным формулам в такой после-
цовательности.
Nlacca изолированных проводов об-
мотки статора (Kr):
при круrлом поперечном сечении
т М1 ==: [7,55 + 1,35 (Jf /d)2] Zl Х
N П1
Х 2 1 С р 1 С s. 10---6 (9-416)
197
при прямоуrольном поперечном се..
чении
Масса алюминия КОРО1\козам.кнуто-
ro ротора с литой или сварной клет..
кой (Kr)
Масса неизолированных проводов
обмотки фазноrа ротора (Kr)
Масса стали сердечников статора и
ротора (Kr)
Масса изоляции статора (Kr):
при трапецеидальных полузакрытых
пазах
при пря-моуrольных полуот,крытых и
открытых пазах
Масса изоляци.и фазноrо pOTOp
(Kr)
Масса КОНСТРУКЦИОННЫХ материалов
двиrателя 'со степенью защиты IP44
( Kr): .
h 200 мм, станина и щиты из алю
миниевоrо сплава, ротор коротко-
заМIКНУТЫЙ;
400 мм, станина и щиты чуrун-
ные, ротор I{ороткозамкнутый;
то же, ротор фазный;
h;:::400 мм, сварное исполнение с
распределенным трубчатым охлади-
телем, ротор I{ороткозамкнутый;
ТО же, ротор фазный
Масса КОНСТРУКЦИОННЫХ материалов
Двиrателя со степенью защиты IP23
( Kr) :
h::::;250 'ММ' станина и щиты чуrун-
ные, ротор корот,козамкнутый;
h 355 мм, сварное исполнение, ро..
тор короткозамкнутыи;
То же, ротор фазный;
h;:::400 -ММ, станина и щиты чуrун-
ные, ротор кор,откозамкнутыЙ;
198
тю ==- (7,55 + 1,35 S; ) Zl Х
N
Х П l l ' 10 6
2 CPI CS '
rпаJI2==2,7'[Z2sстl2+2лDкл.ср Х
Хs Rл + 1,IN JI (lJI lRJI)hЛЬJI].10 6
(9-418)
m M 2==8,9z 2 (N П2/2) lCP2S. 1 0 6 (9-419)
(9..417)
те:!: == 7,81 1 k e [0'785 (D2 иt D2 2 )
't;d 2 K 2 ]
z I S Пl Z2" S П2 ..... 4 п К1 . I 0 8 (9..420)
тИl== 1,35(ll +20) (2h П1 +
+3Ь п ) Ь И1 Z 1 .1 O 6
т И l == 1,35z l [(11+20) (2Ь и1 h п1 .+
+2h и1 Ь п1 ) +lJIl (2Ьи.ЛlhПl+
+hи.JIlЬПl.)] .10 6
mИ2== 1 ,35zl (l2+ 2 0) (2Ь и2 h П2 +
+h и2 Ь п2 )+lП2 (2Ь и . л2hпz+
+hи.JI Ьп2)] .10 6
(9-421 )
. (9-422)
(9 423)
т и == [(0,21+0,28) D 2 Bl l 1 +
+ (2,2+3) DЗ В1 ] . 1 0 6 ,
(9-424)
mR==I[ (0,55 0, 75) D 2 B1 l 1 + (2,3-+-
-+-3,I)D3 B1 ] .10 6 (9 425)
ти==[ (0,55+0,75) D 2 B1 l 1 + (2,8-+-
+3,8)D3 B1 ] .10 6 (9 426)
т к === (1,8...;.--2,5) D2Hll1.10......e + (130+
+ 170) D i3 .10 3 (9..427)
т к == (1,8 ...;.-- 2,5) D 2 H1 1 1 . 10 5 +
+ (150 + 210) D i3.10""3 (9..428)
т к ==4 (0,9+1,2)D 2 B1 l 1 + (1,8+2,5) Х
Х D3 B1 ] .1 0 6 . (9 429)
т к == [(0,9+1,2) D2Hll1.10 3 +
+(10 -+- 15)D '16.10---3 (9..430)
т к ::,= (0,9 + 1,2) D2Hll1.10 5 + (12-+-
-+- ]6) D .10 3 (9..431)
т к ::::: (1,9...;-.2,5) D 2 и1 l 1 . 10 6 +
+ (13+17) D i6.10 3
(9..432)
То же, ротор фазный
т к == (1,9 + 2,5) D2Hl11.10 6 +
+ (14 + 19) D '16. 1 0 3 (9..433)
т дв =: т H + 1JlаЛ2 + т ct + т И1 + т к
(9..434 )
Масса двиrателя с короткозамкну-
тым ротором (Kr)
То же, с фазным ротором
mдв==mМl+ m М2+ m СЕ +
+mИl +ти mR
(9-435)
Здесь S ' (а+L\и) (Ь + и); Ь п ==0,5 (Ь 1 +Ь 2 ) средняя ширина паза; Ь И1 "
2Ь И1 ИЗ 9-4; 2Ь И2 !из Э 9 6; 2Ь и . л 1 и 2Ь и . Л2 двусторонняя толщина изо..
ляции по ширине в лобовой части обмотки статора из приложений 28 и 30,
а фазноrо ротора из приложения 22; h И1 из Э 9 4; h И2 из Э 9-6, h И . Л1 и
h и . л2 двусторонняя толщина изоляции по высоте лобовой части обмотки
статора; hИ.Лl==2Ьи.Лl; hИ.Л2==2Ьи.Л2; N л, lJI, h л из Э 3-4; SПl п SП2 для ПОЛУ-
закрытых пазов из Э 9 4 и 9 5, а для прямоуrольных пазов полуоткрытой и
открытой формы SПl==Ь п1 hПl; SП ЬП2hП2'
Для сравнения основных технических показателей спроекти-
рованных электродвиrателей с показателями аналоrичных оте..
чественных электродвиrателей MO)l{HO воспользоваться данными о
массе, динамическом 110менте инерции, энерrетических и друrих
показателях этих. электродвиrателей, приведенными в каталоrах.
Кроме Toro, может быть произведена общая оценка техничес-
Koro уровня спроектированных двиrателей по обобщенному пока-
зателю Э, который рассчитывают в соответствии с материалами
r л. 7.
Примеры расчета машин
13. Масса двиrателя и динамический момент инерции ротора
.
Последова- Усло.... НbIe
тельность обозначения истоqник Двиrатель N2 I Двиrа тель .N2 2
расчета
420
т ы1 , Kr
(9..416)
[7,55+ 1,35X
( 1,405 2 ] 21
Х 1 ,32 ) 36 T
648.2. 1 ,368'10 6==
==6,1
(9..417)
[7,55+ 1,35X
(1,8+0,15)
Х 5,667 Х
(3,25+0,15) ]
Х 1 72 Х
17
ХтI094.2.5,667Х
Х 10 6 69,6
421
т M1 , Kr
199
п родолже н,ие
Последова- Условные .
тельность оБОзначения Источник Двиrатель N2 r Двиrатель N2 2
расчета
2, 7 [34. 95, 9. 115 +
422 т а Л2 , Kr (9 418) + 2 '121,7.326 +
+ 1, 1 - 11 (44
---- 10,65) 26.3] 10---6 == ........
== 1, 77
423 т м2 , Kr (9 419) 8,9.81 (2/2) 1121.58,5 6 Х
........
Х 10---6 == 47,3
7, 8 · 115. о, 97 [о, 785 Х 7,8.225.0,95 Х
424 mcf,' Kr (9 420) Х (2332 ---- 542) ><[O,785/5902 1402)
....... 36 · 137,6 ---- 34 Х
Х 95,5 ........ О] 1 0 6 :z:::: 72 (38. 9,5)
== 27 , 9 ........ 81 (44,3.5.18)----
7t.40 2 .,
..... 4 12 J .10 8 == 33
1,35 (115 + 20) (2 Х
425 tпИl' Kr (9 421 ) Х 18,5 + . 8,5) 0,25Х
----
Х 36.10---6 == 0,1
1,35.72 [(225+20) (2,2Х
426 m и l' Kr (9 422) Х 38 + 4,5'9,5) + 322Х
Х (0,6.38 + 0,6-9,5) Х
, Х 1 0 6 == 3,9
1 ,35 . 81 [(230 + 20) Х
427 пZ И 2, К' (9 423) ---- Х (1,6.44,3+4,5.5,18)+
+ 330,7 {1.44,3 +
(0,6 . 2332. 115 + + 1.5, 18)] 10 6 == 4,4
428 т к , Kr (9 425) + 2,5'2333) 10---6 ==
----
, == 35, 4
429 тк., Kr (9-431) 1,0.5902.225.10 6 +
+ 13-5901,6.10 3 == 431
430 т дв , Kr (9 434) 6, 1 + 1, 77 + 27,9 +
+ О, 1 + 35,4 == 71 , 3
431 т дв , Kr (9 435) ........ 69,6 + 47,3 + 330 +
0,65. 152, 34. 115 Х + 3,9 + 4,4 + 431 == 886
432 J и _ д, Kr · м 2 (9 415) 1,05 (0,65.420,24. 230Х
Х 10---' 2 == 0,04 XI0---12) == 4,9
200
.
о
9..15. Расчет надежности обмотки статора
в rл. 6 было показано, что надежность асинхронны* двиrате..
лей рассматриваемоrо диапазона мощностей определяется в ос..
HOBHOl\{ надежностью обмотки статора. Для асинхронных двиrа-
телей со сыпной обмоткой разработан отраслевой стандарт
ОСТ 16.0.800.821 81 для расчета надежности обмотки статора.
В 6..3 были рассмотрены две математические модел и, которые
MorYT быть использованы при расчете надежности обмотки. Вто-
рая из рассмотренных моделей послужила основой
ОСТ 16.0.800.821 81. Методика расчета, изложенная в этом
ОСТе, требует применения ЭВМ, что не всеrда возможно, поэто..
МУ авторами ОСТа на базе полной методики расчета была разра..
ботана УПРОII енная. Поrрешность расчетов по упрощенной мето-
дике не превышает 200/0 при значениях вероятности безотказной
работы обмотки Р;;:::'0,7. .
В упрощенную методику расчета введено понятие элементар..
Horo участка длиной 4л. Величина 4л определяется из условия
равенства вероятности отказа в месте дефекта на одном из ка..
сающихся витков при учете всех возможных расстояний до де..
фекта на друrом витке (с учетом вероятности ero появления) и
вероятности отказа в одном из касающихся витков с учетом де..
фектов на друrом витке только в пределах [эл. При этом счита-
ют, что все дефекты на расстоянии,. меньшем или равном [эл,
совпадают. Для проведения расчетов по упрощенной l\fетодике
необходимы данные, полученные из предыдущих расчетов. Ряд
исходных данных должен быть получен экспериментально на ис..
пользуемых обмоточных проводах и изоляционных материалах,
примененных для корпусной и межфазной иgоляции. Методы по..
лучения этих экспериментальных данных описаны в приложени..
ях к упомянутому отраслевому стандарту. При отсутствии экспе..
риментальных данных можно воспользоваться рекомендуемыми
усредненными значениями параметров.
На ОСНQвании теоремы умножения вероятность безотказной
работы обl\fОТКИ
Роб == Р м.вР пр м:ф,
(9-436)
rде PM.B' Рп, Рм.ф соответственно вероятности безотказной рабо..
ты меж:витковой, корпусной и ме фазовой изоляции.
Мноrочисленные расчетные и экспериментальные данные пока..
зывают, что вероятность безотказноЙ работы корпусной и межфа..
зовой изоляции значите.]JЬНО выше, чем у межвитковой; для
L'== 10 000 ч имеем РпРм.ф 0,999, а для 't'==20 000 ч РпРм.ф 0,995.
ПОЭТОl\1У при выполнении расчетов надежности всыпной обмотки
мо}кно оrраничиться расчетом надежности меЖБИТКОВОЙ изоля..
ЦИИ, выполнив затем корректировку результат<?в расчета. В соот"
ветствии с изложенным рассмотрим упрощенную методику расче..
u а
та надежности межвитковои изоляции асинхронных двиrателеи
со всыпной обмоткой.
201 -
Наименование пара:\fетРов
и ИХ условаые обозначения
Выбор величины пара метра
Наработка, для которой определяется
вероятноС1ь безотказной работы Роб,
"С, ч
Вероятность наличия хотя бы одноrо дe
фекта изоляции провода длиной 100 мм
после укладки обмотки ql
Периметр свободной площади слоя об
мотки П, мм
Коэффициент, характер зующий каче..
ство пропитки, k пр
Длина образца провода lобр' мм
Среднее значение U l' кВ И С'Реднее
квадратичное отклонение фазных ком..
мутационных перенапряжений аи , кВ
. 1
Длина элементальноrо участка lэл, мм
Средняя допус тимая темпера тура об..
мотки .t, ос ее среднее квадра rичное
отклонение ат, ос
Максимально допустимая температура
для данноrо класса наrревостойкости
изоляции t o , ее
Среднее значение напряжения перекры-
тия по поверхности изоляции пр оме-
жутка толщиной, равной двусторонней
ТОЛЩYlне изоляции U z (кВ), и среднее
квадратичное отклонение ro а u ' кВ
z
Частота включений электродвиrателя
fвкл
Коэффчциенты ура внения, определяю..
щие скорость роста дефектности вит-
ковой изоляции
Задается в ТЗ (ТУ); по rOCT 19523 74
1: == 104 Ч при Роб == О, 9
При отсутс твии экспериментальных дан-
ных Ql==O, 1+0,35
Для Р,вухслойной обмотки П == Ь 1 + Ь 2 +
+ h п 1;
для однослойной П == Ь 1 + Ь 2 + 2h П1
При отсутствИи экспериментальных дан..
ных k пр == 0,370,7
Можно принять lобр == 100 мм
При отсутствии экспериментальных дан..
ных U 1 == 1,3 + 1,6 кВ; а и 1 ==0,3+0,4 кВ
Принимают lэл == О, 11+0, 12 мм
.
Для класса В 1== 120 ос; для F t 140 GC;
дЛЯ Н7 == 165 ОС; а7 == 5 ос '
'Для класса В 70==130 ос; для F 10 ==
== 155 ос; для Н t o == 180 еС
Принимают U z == (0,8+1) кВ
а u == (0,2+0,3) кВ
z
Принимается по ОСТ 16.0.510.037 78 в
завнсимости от предполаrаемой rpуппы экс"
плуатации. Для нормальнойrруппы эксплуа..
тации t вкл == .(2+ 1 О) ч 1
При отсутствии экспериментальных да нных
можно принять:
Св==(О, 1+0,2) .10 6 1/(мм о ч)
а в == (0,04+0,08) вC 1
При м е q а н и е. Для вьmолнения расчетов необходимы таКже следующие исходные данные
(см. rл. 9): kсл---количество С'лоев обмотки; N с == N Пlс1kслl --- количеств) злемента,РНЫХ витков в сеК-
ции: А пр == d' d.... двусторонняя толщина провода с;' k п : 21: йl: lCP1; d'.
Расчет надежности всыпных обмоток статора асинхронноrо
двиrателя производится в такой последоваrельности.
Дефектность витковой изоляции до Ло== In (1 ql) kпр/l о бр (9-437)
начала экоплуатации электродвиrа-
теля (MM l)
Вероятность плотноrо касания со- Q == 0,93 V k п (9-438)
седних витко'в
Количество пронодников, находя- Nвар===Пq/d'
щихся В наружном слое секции (по
периметру секции)
ВО внутреннем слое секции Nви==Nс Nва.р
202
(9-439)
(9-440)
Доля пар соседних элементарных
витков, принадлежащих к OДH MY
эффективному
Общая длина пар соседних витков
в обмотке (мм)
Количество последовательно соеди-
ненных секций в фазе
Среднее значение и среднее кgадра
тичное отклонение величин фазных
коммутационных перенапряжений на
секции (кВ)
. Номинальное фазное напряжение,
приходящееся на >секцию ('I{B)
Вероятность отказа витковой изо-
ляции при воздейётвии одноrо им-
пульса [Jеренапряжения и при усло-
вии, что на касающихся ВИ1\ках Име-
ются совпадающие дефекты
Скорость роста дефектности вит,ко-
вой изоляции (MM I)
Вероятность возникновения корот-
Koro замыкания витковой изоляции
на длине касающихся ВИТКОВ в те-
чение времени 't
Вероятность отказа межвит,ковой
изоляции в течение времени т
Вероятность беЗО'I'казноЙ 'работы
межвитковой изоляции в течение
в'ремени 1;'
Вероятность безотказной работы об-
мот,ки 'статора Роб за время т (для
't 1 О 000 ч имеем Р п Рм.ф==О,999;
для т==20 000 ч ---- Рп Р м.ф==0,995)
Р П [ 1 (1 с 1 ) 3] Х
х( 2Nсл:с )
L==(l Рп) (NBap+l,5NBB
1 ,5) kc JIlcpzl
nc-;::=zlkc л/ (6а})
и с== (] I/nc
t:I == а.... / п с
U и 1
С
и с == Y2UI10 3/пc
(9 441 )
(9-442)'
(9-443)'
( 9..444 )
(9 445)
(9 446)
3 (7. 1 o зи С ...... О, 154. 1 o зи С
qz ::::: , В,
p I
(9 447)
I ( k U с ...... U z )
rде B== S F у. 2 2 k(k
k t:I ---- о ___
О и с U z
---- 1) 2 dk ---- интеrрлл (СМ. приложение 40;
пользова ться интерполяцией); k ---- край-
ность коммутационных перенапряжений
Н в == Св ехр [О, ОО14 fвкл + ав(Т........ t; +
+ О,5а в а 2 т )] (9 448)
Р 1 == 2l 2 эл qqzfвкл [А 2 0 'С + А.Нв'С. +
+ 2и 'С 3 ]
QM.B == 1 ........ (1 ...... Р I)L/l эл
PM.B==l QM.B
РОб по (9-436)
При мер расчета см. стр. 204
(9 449)
(9 450)
(9-451 )
9..16. Применение ЭВМ дЛЯ электромаrнитных расчетов
u
И расчетных исследовании
Выполнение электромаrнитных и друrих расчетов электродви-
rателей «ручным» счетом целесообразно лишь на первом этапе
учебноrо процесса, при котором студент познает методику про
ектирования. На да.пьнейших этапах обучения и особенно при
дипломном проектировании целесообразно проводить расчеты и
исследования с применением ЭВМ. В настоящем параrрафе при-
о
ведена для примера проrрамма проведения таких исслеДовании
203
При мер расчета машины
14. Расчет наде»-..носtи всъmlJОЙ обмотки статора
Исходные данные для расчета
Обо3Ц8чение Велиqина пара:\fетра Обозначение Величина параметра
параметра параметра
1: 1 О 000 ч t o 130 о С
ql 0,2 [lz О , 9 кВ
П 9,9 7,07.2.18,5==54 мм a 0,25 KB
U Z
fвкл 4 ч..... 1
k np 0,5 С Н О, 15. 1 0 6 1/ (мм. ч)
lоб р 100 мм ан О ,05 OC l
и 1 1 , 4 кВ k сл 1
а--- О , 35 кВ N c 21 . 2/ 1 ==42
и 1
1 э.'1 0,11 мм .6 пр 1 ,405 1, 32 0,085 мм
t 120 о С d 1 , 32 мм
а--- 50 С с 2
t
Zl 36 k п . 0,73
ах 1 lCPl 648 ММ
d' 1,405 мм Zl 36
После до- Условные. .
вательНОсть обозначеи.ия ИСТОЧНИК Двиrатель N2 1
расчета
433 Л О ' MM l (9 437) lп (1 0,2)
100 O,5 O,00116
434 q (9 438) о, 93 V О, 73 ==0 , 79
435 N Hap ( 9 439) 54.0,79/1,405==30
436 N BH (9 440) 42 30==12
437 РП (9-441 ) [ 2 1 1 42
l (1 ""42)3 2.42 2 ==0,036
438 L, мм (9 442) (1 0,036Y (30+1,5.12 1,5) 1.648.36==1,04'105
439 п с (9..443) , 36.1/(6.1)==6
440 U с ' кВ (9 444) 1,4/6==0,23
441 аи, кВ (9 445) 0,35/6==0,058
с
442 и с , кВ (9 446) У2" 220. 10 3 /6==0,052
443 В приложение Для и с ==0,23 кВ; а u ==0,058 кВ; U z ==0,9 кВ;
40 С
"- аи ==0,25 кВ определяем В==.6, 58. 10 5
z
444 (9..447) 3 (7.10 З.О,052 0, 154.10 3.0,23)
qz F 0,085 6,58)(
XI0 5==0, 76.10,6
445 Н В (9..448) О, 15.10 6 ехр [0,0014.4+0,06 (120 130
+O,5.0,06.52)===0,087.10 6
446 Р! (9..449) 2. о, 112. о, 79. О, 76. 10 6. 4 "[0,001162. 10 ooo
+0 ,00116. О ,087. 1 0 6 . 1 О 0002+
447 QM.B (9 450) +( [0,087 . 10 6] 2;3). 100003] == 1 ,5. 10 8
1 (1 1,5.10 9) 1,04.106;0,11===0,015
448 Р М . В ( 9..451 ) 1 0,015==0,985
449 Роб (9 436) 0,985.0,999==0,984
450 Сравнение Роб с задан.. О, 984 >0,9
ным (по rOCT 15523 74)
204
на одном исполнении асинхронных двиrателеи (пазы статора
трапецеидальные, обмотка однослойная, ротор короткозамкну-'
tый). Алrоритм проrраммы базируется на расчетных формулах
нас оящей rлавы.. Vp9 pa!vfM предусматр вает ВОЗl\IО ОСТЬ
в-а рьирования предварительно выбираемых параметров: линейной
наrрузки статора А'I, индукции в воздушном зазоре В'б, воздуш..
Horo зазора б, индукции в зубцах ротора В'32, индукции В зуб..
цах статора В'31 и количества пазов на полюс и фазу Ql. Для
варьирования перечисленных параметров предусмотрен ручной
ввод. .
Описание nporpaMMbI *. Проrрамма написана на языке Р L/l,
отлажена с использованием компилятора с PL/l уровня Р, рабо..
тающеrо под управлением операционной систем:ы ОС ЕС на ЭВМ
единой серии. Приводимые примеры рассчитаны на операЦИОННУIО
систему ОС ЕС. В. таб{l. 9-26 приведены условные обозначения па..
раметров, использованных в расчете, и их идентификаторы в
тексте проrраммы.
Для работы проrраммы необходимо задать исходные данные,
которые наносят на перфокарты (одну или несколько) в произ..
вольном порядке с соблюдением следующих правил:
1. Каждая величина исходных данных задается' в форме
I1дентификатор===число. При записи числа в качестве разделите..
ля целой и дробной части используется точка.
2,. Отдельные величины разделяются запятыми и произволь..
ным количеством пробелов. После последней величины ставится
точка с запятой,
3. Должны быть заданы все необходимые величины. Перечис-
лим их с указанием наименований, принятоrо обозначения, еди..
ницы измерения и идентификатора: номинальная отдаваемая
мощность Р 2 (кВт) Р2; частота сети 4 f ([ц) Р; номинальное
фазное напряжение и 1 (В) Ul; синхронная частота вращения
пl .(об/мин) Nl; количество полюсов 2р (штук) 2Р; высота оси
вращения h (мм) Н. .
При использовании пррrраммы имеется воз ожность анализи..
ровать влияние некоторых параметров на результат расчета.
С этой целью в процессе, работы используется ручной ввод; за..
даются отклонения в процентах исследуемых параметров от вы..
численноrо. в процессе раБотыI значения (как исключение, пара..
метр ql задается абсолютным ;значением).
Форма задания параметров для ручноrо ввода такая же, как
для исходных данных. Если ручной ввод' отсутствует, то вслед за
исходными данными необходимо ставить точку с запятой. Далее
перечисляются возможные параметры для ручноrо в-вода с указа..
нием ИХ условноrо обозначения, диапазона изменений, единиц
(проценты или абсолютное значение) и идентификатора: А'I, про..
центы, 25-+-25, ОАl#; В'б, проценты, 25-+-25,OBDLT#; б,
проценты, 50-+--50, O#DL Т; В'31, проценты, 25-+--25, O#BZ1;
8'32, проценты, 25-+-25, .OBZ2; ql, абсолютное значение, допу..
,
* Проrрамма COCTaB eHa инженером Л. О. Fольдберzом.
. 205
Т а б л и ц а 9 26
Условные I ИденТ'IJ- Услозиые Идентифи. условныe I Идеити. Условные Иденти:ри-
обозначе- фm<атор обозначе- катор обо3наче. фикатор обозначе- катор
ния иия иия . Ния
А' 1 rAI # а O #B , O#FI 1м. 1М2
й 1 Аl С С а 31 GZI# lcp ICR
А 1 О#Аl cos " COS F #: а с . аСl loa IOA
а O#ALF cos ,О COS FO hp HR 12 12
а ек 0# cos, COSF h Н [о 10
ALFCK
(А 1 ! l)ДОП AIJl D И1 ОНl Ь К НК /с.а ICA
D 1 01 h 2 Н2 1" 12##
2
А 2 0tt: A2 DI{2 ОН2 hc не lal IAl
B1J1 8DL Т# I О * OL Т hc1 НСl lpl I 1
В ъ BDLT D 2 02 hи1 liPl [ст ICT
В С1 BCl d" О## h Ш1 НСНl Iкл IKL
831 O#BZl d О hп. НР2 1" IP2##
'. .1
Ь 31 BZl d' О# h C2 НС2 Iп,р1 IP l
Ь с Ве D кл . ер DI\LCP h Ш2 НСН2 11 Jl
Ь 1 Вl O#DZ h l Нl J CT2 JCT2
Ь Ш2 8СН2 Е Е h кл HKL k и КН
Ь Ш1 ВСНl f F Н 31 HZl ' КПD#
Ь п вр ф' O# F # I 3. HZ2 k'обt К081#
Ь 2 В2 Ф O#F Нс! О#НСl k 1 Кl
Ь СР1 ВСРl Р Ъ FO # DL Т Нс. О#НС2 k. К2
В С2 0#8С2 Р'I FZ2 h CT НСТ kc КС
Ь 32 BZ2 Р С1 O#FCl /п.. IPl k p1 KPl
ВСК О#'ВСК Р'I PZl I п . аt IPAI k Об1 ков}
Ь р BR Р С2 О # FC2 /' , IM2## k' КП#
М2 п
eK2 О#ВСК2 Р! FSM {. 1 1 k п КП
k ы КО# Л 2 О #LM2 1м 1М k5 К5
DLTI Q2
КО# ЛПlпер 0# q2 и 1 Ul
.k 2 LMPIPE '1 1
DLT2 v V
k ъ КО# А1пер O#LMIPER '2 2 W 1 Wl
DLT
k иас КНАС . ЛИI Пер 0# '1* RIZ w' Wl#
1
LMP2PER
k Ш1 КСНl Л 2пер X1Vl
0# LM2PE проверка '.. хм
k Д1 KDl Л п2п 0#LMP2P '1* RIZO Хм* X1\1Z
k ПР2 .KPR2 Л2п 0#LM2P 'ст RCT %1 Хl
206
п родод:жен,uе
Усло'Зные Идентифи- у словныe I ИдеRТИфИ Условные ИДентифи Условные Иден1'И-
обозначе- катор обо:че- катор обозначе- катор обозна .. фикатор
НИЛ . ния чения
k CK кск ЛКЛ 0# проверка Р 2 ' t Тl
1
k ПР1 KPRl LMKL Р 2 Р20 t ep тср
k Д2 KD2 Л СК 0# Ф O#PSI ( 2 Т2
"fl KPD LMCK ql Ql '1:1 О :f:I: Т 1
k B . Т КВТ мтах/м н мммн RKL 't О#Т
'кл
k[ 1(IP МТ RIP "ж* XIZ
п т., '1В
k M KMP' N П1 NPl '2П R2P проверка "1*
п
k Mx КМХ N'Пl NPl # "2 R2# "1* XIZ0
k' 1(0#8# п 1 Nl
, R2Z# "2 Х2
, 2*
l' 1 Ll# Р. Р2 Rl# х/
" I Х2#
11 Ll 2р 2
#2Р
," R2## х' 2* X2Z#
Л t O#LMl р' 2
.P:f:f: ...
RK ..
12 L2 . 'к х" 2 Х2##
РЭl PZl R и O# H
lЛl LLl Рс. РС} хк ХК
lepl LCRl Р С.М! PCMl Рl O#=Rl "пер XPER
lBI LBl РеЕ PCSM sи SI
lкл LKL , SPl# Х пост XPOST
Р 'Мх, РМХ SПI
L 32 LZ2 'Р PD SPl "к.п ХКР
L C1 O#LCl Д SПl
Р'2 Р2# х' 1 Хl#
L C2 SКЛ SKL
0#LC2 Р М1 Р 1\111
Л П1 0# SCT SCT УПI УРl
Р М2 РМ2
LMPl Рт. PSM SИ2 SP2 Zt ZI
А Д1 О#: Р 1 Рl SПр SPR Z2 Z2
LMDl
. Л Л1 0# проверка Р 1 S' , SP1## ZH ZH
Пl
\
LMLl s S ZK ZK
.
А П2 О#: Р 1 Р1О 8 н ' SH ZM ZM
LMP2 SM SM ZOO Z8
Л Д2 0# Р 2 Р2
LMD2 sp SR ZК.П ZKP
стимые значения: для 2р==2 значения ql==4; 6; для 2р==4 значе..
ния ql===2; 3; 4; для 2р==6 значения qI===2; 3; для 2р==8 значе-
ния ql == 1,5; 2.
Идентификатор ------ OQl.
При ручном вводе следует иметь в виду, что произведение па..
раметров А'I и В'б остается постоянным, вычисленным проrрам-
, 207
мой без учета ручноrо ввода. Поэтому изменение любоrо из этих
двух параметро приводит к изменению друrоrо ДЛЯ ,сохранения
неизменным их произведения. Одновременное задание вручную
этих величин считается ошибкой. ".
Алrоритм расчета построен таким образом, что для обнаруже..
ния возможных ошибок производится ряд проверок. Эти провер..
ки заключаются в сравнении ()тдельных величин, вычисляеlVIЫХ
двумя разнь и способами, I oTopbJe должны дать примерно оди..
наковый результат. В предлаrаемой проrрамме проверке подвер..
rаются значения величин Хl*, '1*, Рl И Р2. Зцачения сравниваются
с определенной точностью, стандартно принимаемой равной 2 о/о,
но которую, при желании, можно изменить" для каждой из вели..
чин в отдельности. В случае несовпадения результатов проверки
для какой либо величиныI проrрамма печатает соответсrвующее
сообщение и заканчивает работу. .
Форма задания точности соответствует форме задания исход..
ных данных. Необходимые идентификаторы для задания 'точно..
сти: для Хl* EPSX; дЛЯ '1* EPSR; дЛЯ Рl EPSPl; для'
Р2 EPSP2. '
Точность проверок.задается при составлении задания для за..
пуска проrраммы в поле PAR.l\1. оператора ЕХЕС на шаrе выпол"
нения проrраммы. Если точность принимается стандартная, поле
Р ARM опускается.
Результатом работы проrраммы ЯВJlяется листинr с напечатан..
выми значениями точности проверок расчета, исходных данных,
ручноrо ввода, сообщениями об ошибках или нормальном завер..
шении расчета и со всеми вычисленными значениями необх.о"
димых параметров. Значения печатаются в виде идентифика..
тор число. *'
Рассмотрим два лримера заданий на запуск проrраммы, на..
несенной на перфокарты.
Пример 1. Ввод исходных данных с" перфокарт. Ручной ввод отсутствует.
Точность проверок стандартная.
11 EXAMPLEl JOB (з,1), 'ИВАНОВ', REGION==If25f25K
11 ЕХЕС PLILFCLG, PARM. LKED==LET
11 SYSIN DD *
проrрамма на перфокартах
I ОО. SYSIN DD *
#2р==4, Р2==7,5, F==5Q5, Ul ==22Q5, Н== 153, Nl1 == 15Q50;
Пример 2. Ввол исходных данных с перфокарт. Два параметра задаются
с помощью ручноrо ввода. Задается также точность проверок для Х 1* И Р2,
равная соответственно 0,5 IИ 30/0.
11 EXAMPLE2 JOB (3, 1), 'ИВАНОВ', REGION == lf25f25K
1) ЕХЕС PLILFCLG, PARM. LKED==LET,
PARM. GO=='EPSX==.5, EPSP2==3; I
11 SYSIN DD *
про;rpамма на перфо,ка.ртах *
11 ОО. SYSIN DD *
* 2р==4, Ul==22Q5, Nl==15Q5.<25, Р2;:7.5,
F==5Q5, Н==153;
OQ1==4, O#DL T 4;
208
Текст nporpSМMK
pROF& RRoc(PAR") OPTI0NS(HAIN} REORDER;
DCL pARH CHARC1e') VARt
. ( ЕР S )( , ЕР S R 1 ЕР S Р 1 . ЕР S Р f .1 N I Т (2. J ;
OF PARK =" ТНЕН СЕТ STRINGCpAR"J DATA(EPSX,EPSR,EPSP1tEP!P2il
рит РАСЕ ЕDJт('ОТНОСИ1ЕпЬНWЕ поrРЕblНОсТИ ПРОВЕРОК ВЫЧИСЛЕНИЙ (8 X1',
, Х 1 Z "," J ЕР s. Х t ' R t Z - , . ЕР S R t ' Р t - , t ЕР s Р 1 , t Р 2. .. , I Е, S Р 2 i
(Xr ,ltA,SKIP(2).(4)(Alr(4.1)IX( )J2i
oaL ,-.2Р(4) FIXED BIN(15) STAT1C INIT(2s4,6,8),
; - t< 1 ( 4) f L.O А Т D Е t S Т А Т t с IN 1 Т ,С. 93 t 1 t 1, s) ,
j K2(4) FLOAT DEc.srATID tNI1(1,1,111.21,
.wAL(4) STATle INrТ(t 1,З,2) fIXEO 8tH,
, e [(4) ЗТАТIС INITt(2Jl.6 ,1.511t2}1
f OBli(4) sTATIC INIТt.79,fЗ).94"
..WK2(4J STATYO lNIT(.,t..68,(2J.72J.
..WK3(4) SТАТIС INIt (4,5.),з),. -
, H(11) FIXEO BrN STATic INrT(51, 6163 111e',gell. t
112'i 3 2'16el\
j DH1[1f) frXED BXN зтАТIС INIT'86,96'1S811 2Ii39tiS7t
175,!97,23'12851а
."ВР (18) STATtc lNIT((S).2t(4}.2S,.41;
. - .'0 L Т ( " . 1 f ) S т А Т 1 С 1 N 1 Т ( . 2 5 t ..:5 I (3)..' S 1 t , 4 S , t S t . 6 t . 8 ,
{6) .25. (2) .3..35,.51 (2) !(6} .25t.3).3,, 'lt45» t
i Ql(4,1') sТЛТIС lNIТ'(9)4,6,(4)2J(5)з, .(7)2,t'13t
. ( 7 J 1. S t ('3) 2.1 t
, ... w к 1 ( 4 J 1 (1 ) S т. А Т 1 <: 1 N 1 ! с l' ) . 4,9 , (7) , 5 е 1 (3) ( (:5 ) . 4 . ("7) . :1 в) ) ,
,.Р2(161 STA11C lNIТ(.12,.t 8 ,.2S).з 7 ..ss.-7St1.t.1,S4
2.213,4,5.'17,5,11,15118",.
j KPD'l4Ii6] STATic INiT(a62t.66t,69't72..7St.76t ' .
.81, . 8) , . 8 ) -. в 6 , .. 87 1 .88 , (2) . 89 . , 9 1 .59 1 . 6'3 t ,6 S . .6&.
.. 7 1 , _ 73 , , 16 t . 78 , , 6 f 82). 8 4 t . в s , . 87. ) .. в 8 t . 89 t .(9 t
(2).56t.6%t.6SI,68,.7).73 7St.78t.8f.811.аЗ.,85,
. 8 7 \ .. в в 1 . 9 t ('3) . 5 6 1 _ 6 1 . i 6 5 J , 6 8 .. 7 1 , . 7 4 , t 7 6 I , 7 9 . 11 8 .
.82,.84t.86,.88,.89). .
. .. с о S F' ( 4 t 16) S т А Т I С 1 N i т { " 71 , . 74 5., . ., 6 S , . 79 1 . 8 5 I · е J t t а 3 ..
&8)".84Ss.8Ss.86,.87t.875,.88t.86S) 89',t66t.69.
.11,,735,.755,.17,.79,.8,.82,.83..84,-85,.86,.87.
. 8 е J .89 $ 15).711.73,. 75 t . 77 s « .., 9 , , 8 , .. 82 t а 83 1 . 84 1 . В 6 ,
. 86 5 . . 8 7 S , (7 ) . 6 8 i . 7 J . 7 2 , .} 4 I .. 7 6, ! · 7 7 1 . 7 9 t . 8 t ,
lIiJ2,.82S),
.-Аl'(61 STATIC lNIТlf.'12'Зt J1t -
.-КDt 6) STAT C JNrii.e49,.a18 i.a141t. ,89,6.5E j. 0S21
'.Zl(4) fIXED BIN STATIC INIУf24,з6,48,54) t
.-Z2(4.41 PIXED BIN SrATIC lNIT(19,13) 6,16t34.38, 6,
28.28,51,51,28,28.44.44) t
t.SCH1(4t1e1 STAfIC lNiT((2) «(3)1.8t2,3.3,(2)3.5,4 t 4)1
(2) {(3) .8,2. (2)2.7,3t:J. (2 ,.6').
i Z2P[8t ЗТАТIС lNlТI7,9 , 9. J ЗЗ,З,ftJ14.17'19;28)t
, -1(р 1 ( 18) S т д т I С 1 N 1 Т ( 1 . , f , 1 , 1 , I 99 , . 975 , · 96 , (2) . , 5 f
l.' 1.1 t t J .98 f .96 , . 9 t " 921 .92 I 1 i е 1 t (2) t 99 , .97 , .. 94, -
.91t.69,.8 .(4)r9S,.91t.88'f8St.78, (8).68);
OCL {KPb'JCOSf#1KOB1*,At# Alj\BDL1#1 BPLt#. 1tK21Ql, Q1}
'eCK INtT(j1, #PLT, .DLT,Q2, *8.Z1tBCtHC,HCHl.
е с н 1 , 8 Р ! J( Р 'i# 1 N 1 Т ( . 7 2 Е 0) t О I D IF , S , к 5 , ,. е z 2. t В Z 2 , Н С Н , 8 С Н r
p2,F,Ul,HT ]NIT(t.22), .B JNIT(f)tK ;8* tNtT(1E0J,
НК lNIT(.7E'>IH2 INIT(.6E0JJKC lNlr(,97E )j STATIC ПЕС
fLOATt .. ,,'
( н 1 , # 2 Р. t L j i Z 1, L 2 t 2 2 . Д J t N Р t ,С t W j) F 1 Х Е О В 1'N ( 1 5) S т А Т 1 С t
(н.ОН1) FIXEO BIN(31) STATJC,
(WWW.www1,Pl INIT{ .14JS926' 6r,),
14.......3255
20Yi.
#Al, #ALf, #ALFCK, 1J1t ,A2tBOLT,BZI,BI,82,BCPl, jSC2,ecf.
8Z1,BZ2,BR, ;BCK2tCOSF,COSFO,DH2,01102,D##,DKLCF, 'O2,E, F#, ,
F tI D L Т , F Z 2 , 11 F С I ,F Z 1 , #J F С2 , F S м , ## F f , С Z t fJ , С С 1 , HR . Н С 1 ? Н Р 1 , Н Р 2
не 2 , Н 1 , Н К L t Н Z 1 , Н Z 2 , # Н С 1 , U 1# Н С 2 , не Т , 1 Р 1 , 1 Р А 1 , 1 "'2 О#, 1 1 , 1;:; .
IMZ,ICP,10A,12,10,ICA. I2#, IA1,[Rl,JCT,JKL,IP2'#,IPR1,
J1,JCT2,KH,KP1,KCB1.KP,K ,OLT1,K #D T2,K -DLT,KHAC. CH1.
KDJ,KPA2tKCK,KPRl.KD2,KPD,K8T,KIP,K P, MX'Ll , .LM1,LL\.
L С Р t ,L В 1 , L К L , L Z 2 , , L. С 1 , . I С 2 , ti tJ L М Р t , 11 l М О 1 . tJ L t1 L 1 , ;; L м Р 2 , ## L М О 2 .
LMKLtQ.LMCK. tLM2, #LHPIPER' 'LMtPER, LMP2PER, LH2PER.
#LHPZPt #LM2P,MMMH.NPtf,P#,PZ1,PC1.PC"1,PCSH,PHX,PD,
P2"PM1,PM2,PsHtP1,P2 ,P.l ,U_PSI,Rt,P2,R1Z,R1Z ,RCTtRKL.
А Р,81р,R2"R2Z;,R1J,R2'-tRК, #RМ,RZРW#,RСТР.R2Р',RКР, ;RH. #R1,sII
SP1#,SPJtSKL,SCTtSP2.SpR,SPl##,SH,SM;SR,T1,TCPtT2, Tl.
V, PT,WI#,XH XMZ,XltX17.,X17 ,X2,X2"X2Z#,X2'O.XK,XPERt
XPOST,XKPt 1#,YPj,ZH,7K,ZM,Z8,ZKP) FLOAT DEC(16)j
,. ЧТfНИЕ ИСХОДНЫХ ЛАННЫ ' ./
GET OATA(P2,F,U1,N1.tl2P,H);
РиТ sKIP(3) Eorr ('исходнЫе 4АННЫЕ'1 ()(2Ф) ,А),
Р U т S к т р (2) Е О ] Т ( , м о ШНО С Т Ь.. ' , р 2 , ' 4 А С Т С Т А , , F , ' н А ПР Я)I{ Е Н И Е" , .
Ul, 'чАСТОТ Д ВРАUJfНИЯ.' .N.l, ,чисt1Q ПОI1ЮСОВ"', "2Р.
'ВЫСОТА ОСИ ',Н) (x(I ) ,A.F(5,2) ,Х(В) ,A , F(4) ,)(8) ,A,F(4t,
St<IP,A,FtS) .Х(8) .A,F(2) ,)«8) .д,F(З));
ОПРЕllЕIlЕНИЕ ТАБI1ИЧНЫХ ДАННЫХ =F(H,2P,P2) */
ON ERRPR СОТО IIIIIN.
00 lWl l те 4 WHILE(#2p =' #2P(IW1»;
Е N о' ; N F L А С :: 1; r f 1 W 1 > 4 Т Н Е N С О Т О Е R R 1 ;
К 1 =. к 1 ( 1.." 1 ,. к 2 = --- к 2 ( 1 w 1 ); А 1 = 11 .. Д 1 ( I W 1 ); ВС [:::' -ее 1 ( 1 W 1 ) ;
KoBt#=#--КОВtИ(IWl); W 2=#"tlK2(IWI); WK3=*"WKJCIwt) i
О О 1 W 2:; 1 ТО. 1" W н 1 L Е ( 1- ... = #.. Н ( 1 W 2 ) } ;
Е N D i НУ L А С:; 2; 1, f r w 2 > 10 Т н Е N G О Т О f R R 1 ;
OJiI=. OH1(IW2) i BP:#"EB(IW2); /*1,.«18*/
#QLт=Д" ОDLт(rWl'IW2); Ql=, Qt,IW1,JW2)i WM1='-W 1(IWl,I 1';
00 Iw3=1 ТО 16 WHILE(F,"':#"p2([w 3 tl;
ENO; NFLAC=3; tF lW3>16 THfN сотО ERRt;
KPOtl:t#-КРQq (1 Wl, 1 W3); ('OSF,f=#"COSF (1 W L, lW3);.
1. ручной ввоа */
ON ENOFILE(SYSIN) сОТС CQNT;
р u т s к 1 Р ( 3 ) Е D 1 Т ( , Р. У 4 Н О й в в о 11 ') (Х ( 2 0) , А , S 1 Р , Х. ( 1 ) ) ;
Alp, BOLTP, Ql. Q OLT. #AZ1, BZ2=0;
СЕТ DATA( AINI 8DLT#. al. #DLTI #BZ1, B22) СОРУ;
PUT SKIP EOll«(KaHEU FуЧНоrо ВВОДА')()((Ift),д);
NFLAG=4; IF U #DLT>501. tHHlnLT<..5 0 T [N сОТО ERRti
,DLT=t#DlT*(lE0+ #DLT*lE 2) ,
JF al>0 THEN
ПО; NFLAC=5; ,
, о о М1 1 t О 1 0 ,",Н I L F ( А В S ( Q 1 4 Q j ( t W i t М 1 ) ) > 1. Е .. )} ;
END; lF "t>1" THEN сОТО ERR1; Ql=UG1;
ENO; . '
проло rЕНИЕ ТАБпИЧНblХ вblЧИс ЕНИЙ I
00 IWs=1 ТО 6 WHrLE(AES(Q, ,"Ql*(IW5»)>1E 3);
Ено;
KD1;# KD1{lW5). 1*114*/ .
01=OH1*wK2 WK3;1*2.1 .T:PI.Dl/j2Pt /*2'*1
CAlL OSN91;I*KH?3 t /
P#=KH*P2/COSF#/KPD *lE3; 1*11*/
ZI:j*#2P*Ql, l t7*/
OH2:Dl 2* DLT, 1*20*/
XW1=.23E0; lr Н< i T FN X 1=t9E"2;
D2cXW1*DH1; 1*21*/
'*
)f.Jr;
/.
00 IW4=1 то 4 WHILEtZ1"='''ZI ()W41 J i
ENO; 22=, Z2(IW1.1W4>i '*23.1
Q2:Z2*!E0/(3E8-N2Р)i 1*23./
'ALF:60E0/G 1; 1. В :rF дЛУСдХ- 24 ./
KOBl.KP1=SE t,Ql/SIND( #ALF/2E0), ,. 25,2'.,
YPt=Zl*1EJ/*2P; 1* 26*/
Il=P2*lE3'(3E0.Ul.KPO .COSF4) 1*36.1
Tl=PI.01/Z1; 1-з9*/
J И#В71=1.8 Е0; NFLAC=6; 1F ABS( .BZ1»25 THEN сото ERRI;
#B71= ;BZ1.(lE0. #BZJ*lE2); /*4 */
8Z2=1. 7E0 ; NFLAG=7; IF A8S( BZ2»25 ТНЕН СОТО ERR1i
BZ2=BZ2*(IE0+ BZ2*lE-2)i '*74*,
Bc.HC=1E Jt /*42.'
HCH1=SE 1; 1*46*/
BCH1=O BCH1fJW1,IW2); /*47./
KS:1E0i IF '2Р;2 ТнЕН K5=78E w 2; '.62+1
.ALFCK='2P.PI.n'BCK/2;; /.,24./
CALL DSN RP1;.I.Al'IBCLT*,A,J1t P2,KD2.wCK.1
NFLAG=8; IF A1' =0 & 8DLt. = ТНЕН 00; FUT SKIP ЕОlТ(
ИЗ ВЕпичин Al# и BtlT. ПрИнинАЕТСЯ ВО е ИНАНИЕ't
ТОI1ЬКО At*") (x(t0),A,A); BDLT#=0i ENO;
IF A8S( A1'J>25 Ae5( BDlT'»25 THEN GQ10 ERRli
XW1=Alt#*BDLT,;
A1'=Al.*(lE0+ A1N*lE:2); ВDLт#=вDLТ*.СIЕ0+ еDL1*.lЕ-2);
IF. Al =0 THEN Al = Wl BOLT'; ElSE BDtr,=XW1/Al#; ,. 7.8*1
HC2=WKl*DH2 HP2, /.71.1 .
XW1=Z2 / #2P*2i
00 lW6=1 То 8 WHILE (АВS(ХWI j Z2r(IW6»)>JЕ З)i
END; P1=_ I(Pl(IW5,lW6);. 1*113111/
L1_;8.62E7.P /(Dt .2.N1*Al.*BDL1'.KOBJ*); /.12*1
L2,L1:L1'+5E 1; lF Ll>Je T EN DQ; LI=L1;/5+5E ti
Ll,L2=5*lt; ЕND;t lЗ,22*1
111:
;LHl=L1/Dl; 1*14*/
#F#=ВDLТ#*D1.Ll *2Е-6i, р; /*2е./
Wl#=K *Ul/(222E .KoBI* #F#.F }*SEtj 1*29*1
Npt,=wl#.Al/#2P/QI*2E0:/*31.'
NP1=NPl.+5E t;'.J2./
Wl=NP1*f2P*gt/(AI+A1);/*33*1
.F #F#.Wl'/Wl; 1.34.1
BDLT;BOLT#. 1*/Wt;I*35./
Al=lE1*NP1*Zl*Jt/(PI*DI.A1);I*'7*1
eZl=Tl*BDLT/KC/ BZ1;/.41*i
HCt= #F*lE6/(2E0*KC*Ll.BC1) ;1*43*/
рi=(ОНt D1)/2Е НС1;'ж44*/
Bt:PI*(OI+HP1+HPt J /ZI-вZI;/*45*1
B2 (PI*(Dt HCH1 HCH1 B&Hl) 71*BZ1)/CZI pl} /*49 /
SP1=(81+B2)/2E0 'HP1 HCH1 (B2 8CH1)/2E") ,/*50*'
SPtп=«Bl.S2)/2E0 6C)*tHPt HCH HC fB2 eCHJ)/2E ) ;/.51*1
SI=BP.fHPt+HP1+Bt"'82) ;1*5'1../
SPR=Bl/2E + 75l .B2;1*53*/ .
SPi .=SP1# S1 SPR;I.54f/
V=KP#.SPl##/NP1;,.,6*1
C=V/l. 7 7E0; /*57 I
D.. D##=SQRT (V/O) ; 1.58./ .
CALl DS GRP2;/ PtS '9 /
KP:NP1*C.Q#*.2/Sp N;/t60*/
Jt=ll/(C*S*Al) ;/.61./
XWf= jAl*Jl/(KS.A1Jt); IF XW1> J.lSe0 THEN
00; Ll'=Llt+XW1i СОТО IT ; fNQ;I*64 1
I
,.,
ТеР:: Р 1 * (О 1 + Н Р 1 J I Z 1 ; 1* 4 s *,-
BCP1=TCP*VP1i/*66*1 -
LL1:(1.16E0 +7E-2*j2Р)*ВСР1+1SЕ,f/*67.'
LCP1=2E *(L1+LLi) /*68*1
WK4=.19E0i wK5=le-1i lF IW2:18 THEN ОО; WK4=.t2E ;
WKs:.1SE0,ENDi LBI?BCP1*rwK4.wKS*.2P/2Et)t1Eli/*69*1
'BC2= 'F*1e61(2EI*KCjL2.HC2)i/.72*1
T2=PI*OH2/Z21/*7 *1
jBZ2=T2/B22iBDLT/Kai/*7S*/
HCH= E i; ВСи=t2Е=t;l*i6,7j.,
82 р = (Р 1 * (ЬН2 - НР2" Н Р 2 J... z 2 '" H#812 J /2Е' I (Z '" Р r '.; 1*78./
81р:(Рl*(ОН2 ИСН) Z2* '8Z2)/(2Е0.(Z2 Рl1);1.79*,
Ht;HP2 HCH R1P R2P;/*80.1. .
SCT.SP2=PI/2*(R1P**2+R2 P **21+H1*(R1P+R2P);I*S1*/-
SKL=.4E0*Z2*SCT/ 2P;I*32*1 -
HKL=1LSE 2.HP2i/*83*1
LKL=SKL/H L;/*84*/
PKlCP=DH2 HKL;/*eS. 1
K #DLTl=IE0+BCHfIITl EcH1+5E0. #DLT*T1/8CHlf;/*86*'
KQ#DLT2=lE +BCH '(T2 8c 5E0* #DLT*T2/BCH .;/*81./
Q DLT=KQNUlTl.K #DLT2;1.8R.1
f #DLT=8E2* bDLT* DLT.K DLt;I.*89*1
CALL OSNCRPJ; 1.90, Z.95.98 HZltHZ2, *HCl, 'HC2.1
.. f Z 1 ::..1 Е 1* Н Z I * HP 1 ; I * 9 1 * 1
l22=HP2 2E 1.R2Pli 93.1
FZ2=lE-1.HZ2*LZ2 ;/.94.1
#Lci=PI/2E0*(DHl HCl)/'2P:/*96*1
FС1=IЕ t* _НС1- LСt :/*97 /
IF #2Р=2 THEW "#LC2=HC2; ElSE ,LC2=PI*(02+HC2)/2E /'2P;I.9q*1
#FC2= #HC2 #LC2*1E 1;/.100*/
FS"=F DLТ+fZl.FZ2 -FС1+ 'FС2;/*101./
КНАС= F St1/r: *UL т ;"/*1 2.1
IN=2.22E0*FSM.#2P/6E /w1LKqBl / 1@3./
IM1=IH/11;/.t04*1
E=KH*ut;I*105*/ X M =E/IN;I*Jt6./ XMZ=XH*,J/Ut;/*107*1
Rt:wl*LCPI/tS7E3.Al*C*S) ;/*i08.1 R1Z=Rl.It/Uli/*109+1
RIZ =PI*Ol. #AJ.Jt*LCPJ/(342E4.U1*11) ;/ 110./
lf двS(R\Z R1Z }>ЕРSR*R1Z.'Е 2 THEN СОТО E A2;
LMPL=Hl/JE0/B2 Jf .HK/(B2+BCA1+8CHlr+HCHL/8CHt+H2/B2 1/*11i.1
KCHJ=tE0 3.3E 2*eCHl/tTJ. fDLT) ;/*112*/
'LMDj=9E 1*(Tl.KOB1)*(J1*K08L).KP1*KcHI*KD1/ #CLT/K 'DLTi/.l1S 1
11 L н L 1 = 3 . 4 Е t * Q 11 L1 · ( L L 1 6 . 4 f t * . в ... tJ Т); / * 116. I .
'LM1= #LMP1+ LHD1 tLMLt;I*117./
Xl=t.58E 8.F*L1.Wl. J/(#2P*QlJ. 'LM1*2E ;/*tI8*/
Xlz=Xt*Il/uti/.lt9./
x1z =i.3E B*Dl. _Al.Dl. Af*Ll. 'lH1/(Ut.lj*ZI) ;/*120./
lF ABS(X1Z X1Z"»EPSX$ 1Z 'E 2 1НЕМ OTO ER 3i
hCT=L2/27E3/SCT;/.1 2 i*1 .
kPR2=2E *SIN (P(.'2 P /22/2E0) ;/.122*/
RKL:PI*DKLCP/(t3 5E'.Z2*SKL.KPR2.KPR2) ;/*123+/
PRt=12E0/Z2*(wt.ko81/ CK)**2;/*126.1
R2 =KPR1*(RCT+RKL);/*1,1.1
R2Z,=R2'*II/Ul.I-12S*/
12=4E2*Wl.KOB1.P2*(lE0+4E *COS ,)/KPD'/cOS ,/Ut/Z2;1*129./
LНР2:НСН/ВСН+(Нl+8Е 1*R2Р)/6 0/R1Р.(lЕ0 рI-R1Р.*2/2Е e/SCTt*.1 ,
6.6E 1 8CH/ [0/R8P;I.130*1
'L"D2=.9E0.T2*KD2/ 'DLT/K .DwT*(Z2/3E0/'2P)«*2i/.f)2. I
" tll М К L = 2 · 3 Е ,. D К L еР/ z 2 I L 2 I t< р R 2 / t< Р А 2 '" L О С (0 ,( 2 . 3 S Е " * о к L еР I
(HKL+tKLJ) ;/.113-/
Jft#BCK2= 'BCi<*Tt/T2 i 1. j з"\*1 .. ..
'LMCK=T2* '8CK2'9.SE0i .DLT/K jDLT/KHAC;I*13S.1
j L М2 = t# L Н Р 2 ... tt I t. м.. 02 + . L Н К L... tt 11 L tf С t( ; 1.. 13 6 .1
Х2=79Е-1И*F .L1* 'LH2;1*137*1
Х2и:кРR1*Х2 /*138.1
X2Z#=X2'*I1/UljJ*t3 *1
bTI=XI/XHiJ*140.1
.RI=Rl.HT/(Xl+XH);1*141*'
Rl;=HT*Rl;/*142*1
Хld=Хl*(1ЕI+ 'Тl)*(JЕ'+Rl- ,АI/Х1};1*143*' .
R2 ,=HT*R2'*{lE ...U,Tl)*.2*{tE jR1* q 1 ;1*144.1
.X2d,=A2#,IMT/R2,.X2#;1.14St, _
CZilS=7.8E 6*Zl*BZt*HP1*L'I*KC;/*1 4 6*, .
CC1=7.8E0*PI*(DHJ HCl)*HC1*Ll*KC.tE 6;1.147.1
PZI=4.4Em* 'BZ1.*2*CZJ,;/*t48.1
PCI=4. 4E 0*6Cl*6Ct.C C1 ;/f149.1
tC U1/(XH*(1E0+ .T1'.11E0+ Rl.*2J);I*)50.1
Рем f =зЕ0. 1 еР. I CP*R 1 ,. ( I E0+ HtR 1 *.2) ; /* 15t+/.
PCSM;PZt.(1E0+ E0 SQRT(Tt/iEl*(K #DLT tE0)..2)J+PCli/.152./
КМХ=lЕ0; IF _2Р=2 THEN KMX=I.3E0*(lEe OHI/1EJ);
PH : MX.N1**2*DH1*.4*JF 14;/.J53.1
IОА:(РСНl+РСSМ+РНХ)/3 й/U1;/.154*1.
10'= S Q R Т ( I О А * * 2 + I еР. * 2 ) ; /.. 1'.) 5 * I
COSFO=IOA/I0i/.156*/
RK=Rtn+R2'd;I*157*'
XK Xl#.X2#'; 1*158.1 2K=SQRT(RK.R +XX.XK) /*1S9*/
PO=5E *P2/KPO#i/.160.1 .
P2#=P2.1E3+PHX.PO;I*16j*/ .'
# R Н = 1 . 5 Е 0 . u 1 . U 1/ Р 2 # .. R К... S Q R Т ( ( 1 . 5 е 0 * u 1. U J I Р 2,' .... RW ) * .- . z к.. z к ) ; /. 162..1
ZH=5QRT(XK.XK.(abRH.RK\..2, /*16)*1 ·
SH=1E0/ (lEe+ #RH/R2"ts, : /. 164*1
1 С А;: ( Р с н 1 .р С S N ) I (, Е*,* L. J ) ; / . t 65", I
12..=Ul/ZH;/ 166.1
IRf=IсР+I2#..(ХК/ZН*(tЕе 'Rl**2'/(tЕ0. 'Яt..2).' #RН+RK)/Z"*
2 Е (л * 11 R 1/ ( 1 Е 0 + '" R 1 * * '2 ) ) ; / .. f '.7 */ .' .
IAt;lCA.12.,.,( ,RH.RM)/ZH*(IEM 'R!*.2)/(tE0+ OR1.*2)-ХК/2н.
Е tJ * # R 1 / , 1 Е 0+ tf - R 1 181 * 2) ) ; 1.. 167 * /
It;SQRT(lAl..2+1Ra .2);1.168./
COSF=1 l/11;1*16'*'
'AI=lEI.Il*NP1/A1/T1;/*176*'
Jt=11/ C/S/ A1;/.171./ ..
a#A2= fA1/(L/KCK.12#'.C1E0. Tl). OB1*SQRT(IE0+ 'Rl.*2 ).1*172.1
ICT=12##.6E *wt*K0811Z2/KCK*tiE + Tl)*SQRT(IED. OR1** 2);/.17).1
JCT2=ICT/SCT;/*174.1 IKL=ICT/KPR2:/*17S.1
P I=3E0*II**2*R1#;1.176*/ PH2=3E0$12d#..1.R2_';'*{77*/
PSM=PM1+PM2 PCSM+PMX+PO;/.tZB*/ Рl=Р2*IЕ3+Р5М;/*179*/
KPO=(lE0 PSM/P1'.1E2;1.1S0.1 '
.Pl =3E0.IA1.Ul;/.181./ JF ABS(PI PJ »Pl.EPSPt.lE 2'HEN соТо eRR4;
P2 =3E .[\.Ut*KPO.1E 2.COSf;/18I128.1
'F ABS(P2.1E3 P2 »P.2.fPSP1.1E1 TWE сотО 6RRS;
#LМРIРЕR ('ЕИ.НКI(е2+2Е0*еСНIJ+НСНl/Вс I}*кd'В';1.183 .i
#LH1PER; iLMP1PER .L"D1;1.184*1
#LMP2PER HCH/8CH;/.185.1
OLM2PER= .LMP2PER+ 'L"02;1*186*/
ХРЕR=Х1..Ь.LNIРЕR/ -LМJ+Х2d#. ilН2РЕR/ ШМ2 /.t8 *1
XPOST=Xj'.( fLMl .LHtrER)/ ;LM'.X2*o.( ,LH2 #L"2PER'/Q.LK2, 1*188.,
Www=хРОSТ.в 25E 2.XPER;WWWt=R2w**2+wWw.*2+Rl'*WWW;
IM2;#=Ut/SQRT(2E0-WWWI) 6.2e2. 'DLT.A1.XP R*(Ri. +wwW+ WI)/NPl/W wl;
1*189*1 ZM=UI/IM1 .;/.j9 ./ .
Z8=fSQRT(Rl'**2+2E *ZM.*2) Rl.*.2).5E 1;1.19t./
'RH=Z8+Rl'i/*192*1
ММНН=1.5Е 3*Ul* 2*(tE0 SH)/ *RN/P2;1.19J.1 SM=R2'f/ze,/*194.1
HCT=HP2 HCH;J*t95*1 'DZ=6.65E 2.HCT ;1*196.1
CALL DSNCRP i 1* #rI, OPSI 191'204*1
HR HCT/'1E NfJ);I*f98*/
Tf HR<R1P T"EN eR:2E .SQRT(RIP*.2 (R1P R)*.2);
Е L S Е 8 R=R IР + R 1Р -2 Ем..С R J р... R 2 Р ) . (HR R 1 Р) /Н 2 i 1. t 99.1
IF HRcRtP ТНЕН '
SR=(RIP.[S RT(8R*.2+'.33Ee*HR.*2) 8R)+BR.HR)/2E0;
EtSE sR=РI/2Е'.RiР** +(RIР+8R/2е0).(НR-RtР) ;1*200*1
KBT=SCT/SRi/*2,1 1 RCTp=RCT*KBT;I*202*1
R2р,=кРR1$СRСТрtRКLJi/*2И3*1
'LНР2Р=НСН/ВСН+";Р8I.(.66Е0-вСН/ ( /RJР+(Нl .8ЕФ.R2)1R1P/6F'-
(IE'-РI*Ri Р ..2/2Е0iSСТ)._2) ./*2ИS*1
.LH2P= 'LHP2P+ NLMD2+ 'L" + 'L"CK;I*206./
XPER=X1'* ILHIPER/ 'LM1+X2*#. 'LM2PER/ #LM1p /.207*1
ироgТ=Х1'.(U'LНt. *LН1РЕR / #LНI+Х2#'*( 'LМ2р ,LН2РЕR )/d,LM2P;I*2'8*1
www=xPOST .8%5E 2*XPER: WWWt=RKP**2+wWW.*2;
IP2.*=U1/SiRT(WWWj) 1,24E3. OOLT*Al.XPER*WWW/NP1/WWW1; 1.210.1
% К р = u 1/1 р 2 11 * ; 1.-2 J 1 .. / х к р = S Q R Т ( Z к р * . % ... R К Р · ,. 2) ; / 2 L 2 . 1
WWW=1E'+ 'R1.-2; WWW1;(lEB .R1*.2)/WWW.
IPA1=lCA+IP2H#*(RKP/ZKP.wwWt+XKP/ZKP.2E . .Rl/WWM) ;1*213.1
IРЯ1=IСР.IР2"*(ХКР/ZКР*W Wt RкР/ZКF*2Е . .R,/WWW) ;1*214*1
IpJ=SQRT(IPA1..2+lpRI *2) ;1.215.1 KIP=tpt/Jli/*216.1
R 2 Р ,lt: = R 2Р'.1 . 22 Е (8.* ( 1 Е 0 + t:I т, i * .2* W WW ; 1.2 1 7 t 1
"P=3E-3*IP2.#-.2 R2P.. . )f0 SH)/P2;1*2t6.1
1* пЕ. Ч А Т Ь *' /
PUr SKtP ЕDlТ('РДСчЕТ ЗАкончЕН"(АJ ;tIJIIN: CAL PRINT.
RETURN; ,,/
ERR2.; РиТ SKIP EDlf( ,*****.* НЕСРАВНЕНИЕ R11 Н RI2 ') (А); CALL PRINT;
RETURN;
ERR3: рит SI<IP EDITl'.,*.*.. НЕСРАвнеНИЕ X1Z и )(tZ ')(A); CALL PRJNrt
RETURN;
ERR4; PUT SKIP EDITt ,*.***** НЕСРАRнЕНИЕ PL И pt ,) СА); CALL PRINr.
RETURNi
ERRS: PUT SKIP EDIT"..***Ifc* 'НЕСРАВНЕНИЕ Р2 И p2 ') (А); C LL PRINT.
ЯЕТURNi
ERR1:; DCL EMSC! CHAR(61) tN11('ОWИБКА в ЗАдАНИИ nAPA ETPA ИСХОАНblХ АА
ННЫХ или Ручuоrо BBOAA ')sTATIC,
[не CHARC131 STATl(,
PICHSG(B) CHAR(1) sTATIC lNIT( '#2Р', 'Н'. 'Р2', ' ,DLT'.. 'в1',
'BZ1', '822' t 'д1# иЛ t. BDL Т# ); .
ЕМ С = Р I С" S с ( N f L "С) ;. Р U т . 5 К 1 Р ( 2) Е О 1 т (Е М 5 С 1 , Е н С) (Х ( 1 е) t А . А J ;
R Е. Т U R N i
QSNCRPt: PROC;
В о L Т * = 5 . 3 .3 2 6 Е - 1 + О Н 1 tr 4 . 2 1 J Е ) -.О Н 1 . D н 1 .. , . 8 4 0 6 Е 5 + D Н 1 . . :) .
2.81Э2Е--в;
DCL IW,КF1СЗ,4) fLCAT ОЕС: STATIC lNl'T(,2J215E0..11724E0,
6.S694E-5, 1.32s8Е 7 2.1937Е0,147638f t. 4.7664Е 4.
9.7483Е 1s 3.З765f 1,1:1197Е 1, 4,964Е 5.6.3985Е 8J;
IF t2P-2 THEN lW=3;fLSE IF 12 Р =4 THEN IW=2;ELSE IW=t; .
HP2=KFt(JW,1) Kft(rW,2)*DH1+ Ft(IW,3)*CH1.DHt.KF\(lW!4).
DH1**,j...
КD2=IЕ 1/02-*2.0t6Е0; .
KCK;1.0d02Ee+ ALrCK.'.2517E ) _ALFCK.*2.4.6?7E 2+ NALfCK.+$.
2.331E--:S;
A1,= 7.3 43E1+DHL*J,3621E0 OH1**2.1r254IE 2 DH1*.3.
1.7275Е..5;
A1Jl=9Q9.44E0+DHl*4 556Е0 DН1.*2.9f0sв4Е 3+DН1.*'*2.427Е-7;
END DSNGRP1;
DSNGRP4; PROC;
#Fr= 1.5432E0+ ,DZ*(5.6798E0 DZ*(8. 17E 'DZ.(S.5S99F"
иDZ.(1.9059 0 #DZ.(},3S92E 1 ,DZ*{2.7441E 2 fOZ.
6.828 3 E 4) ) ) ) ) ) ;
#РSI:l.0011Е0+ #DZ.( 1.3762Е-l+ .DZ*(4.72з2Е 2+ 'DZ.( 6,1933E 1
+ ;DZ*(3.0675Е 1+ #DZ*( 7.Зв01Е 2 ,DZ*(8.6766Е З-
UDZ*З,9742Е 4»)))) ;
END QSNGRP4;
DSNCRP2 PROC;
D=,,3.3756Е 2+DtJ*«(.0444Е +D#*(1.9191Е...t+Dt:.(1,,422Е.1-.D tJ.
3.25QE 2)J' ;
S= 8.9161E 2+Df*(6.5959E 1t.D#.( 1.1476E +D#*(2.0S95E0+ ,
O *( 5. 596E' I+D *( 7. 49E 1+D *(6.3 96E 1 D#*1 3518E.i
))))));
END OSNGRP2i
QSN91: PRVC; .
DCL KF3(5.2J FLOAT.:QEC SjATIC INIТ(.9106;7,3Е.з..9156,
4 . 8 Е 3,. 9586 . 1 . .3 2 Е 2 . .9424 t . е 2 2 4 , . 9 148 , . 0332) ;
IF t#2P 2 THEN .
IF Р2<.9Е0 THE I=1;ELSE 1=2;
ELSE lF '2P: THEN [=3;
1 F Ь2Р--6 THEN 1:4; J F #.f1P;8 THEN 1 =s i
к н =К F 3 ( 1 , 1 ) ... KF 3 ( 1 .2) * L О G 10 ,р 2) ;
END DSN9ti .
.GRP3SJ: PRDCtPARH,PB};
DCL (PARHt WW(S) ,РВ) ОЕС(16).
(WINT(S> rNIT(3.8,3,Z,2.6,1.6,l), I
BHt4(,3> INIТ(4,S5,2.9Е.,з.4.5S) I
H14 1(6,2) lNlT(f.8,1.8.1.9.t.911t2,?el.1.1.2.1.
.
2.7,2.22.2.3'2.32312' ,2&406,2.45.2.449)I
Н 14 2. (8 t 2) 1 N 1 Т ( i . д, 1 .8, 1 · 9 , \.9 t 1 ,2 .2 ." 1.2. 1 .2. 1 j ,
2.2,2.23t ,2.з.2.JJ4,2.4,2.416,2.42.2. з6),
H14 3(7,2) l N IТ(I.8,t.8.1.9.J.92З,2,2.в2.2.1.2,11S.
2.2,2 24.2.1.2.34t2. ,2.432) ,
Н 14 4 (7,2) 1 N 1 , t 1 .8. t .8 .1.9 . 1.92з,2 ,2.033 12. 1 t 2. 13 t
2 . 2 , 2 . 24 , 2 . 3 t 2 . J 5 . 2 . 4 . 2 . 47) ,
н 1 4 .. 5 ( 7 , 2 ) 1 N 1 t ( 1 . 8 . J . 8 . J · 9 . 1 . 9:5 5 , 2 , 2 .033 t 2 . 1 . 2 . i .3 ,
2.2.2.26.2.з,2.366,2.3S.2.416)SТАТIСi
О о 1 = 1 Т О 3 W н 1 L E {Р А R 11 < W 1 14 Т ( 1 + 1 ) ); Е N С ;
CALL LINE(H14 1,P8,wW(1)};
CALL LINE(HL4 2.PB,WW(2»;
CALL LINE(H14 ',PB.WWf31};
CALL LINE(Hi4 4,P8.WW(4»),
, С А L L L 1 E ( Н. 4 5 , Ре w w ( 5 j J ;
WW(I)=BH14(1)+BH14(2)*E P(8H14(3J.WW(I»);
ww ( 1 + 1 ) : 8 Н 14 ( 1 ) + В Н 1 4 С 2 ) ... F Х Р J В н 1'4 ( 3 ) * W W ( I + 1 ) ) ;
PARM=WW( I)+(WW(1+1) Ww(r)/(wlNT(I+I).WINT(I))*
(PB WINT(I»)i
EWD CRP3Sti
DSNCRP3,; PROC;
DCL (WT1.WKZ> FLOAT ОЕС( t6J.
С2 FIXED BIN INjT(2);
1. HZ1. H Z2 *1
IF t20BZ1<=1.6E0 THEN CALL H68'--St#"11(С2.tt#8Z.1,НZ1).
ELSE 00; WTJ=PI/Zt*(Dt+HP1*2E'13E.Ji WKZ=NT1/BZ1/KCi
CALl CRPJSl(Wt<1, #8Z1)i'
HZ1=WKZ;
[НО;
lF BZ2<.:.1.8Ee THEN CA'-:L H8B...Sj....11(C2tBZ2,HZ2);
ELSE 00. WTJ=pI/Z2*(DH2 HP2*4E0/3E ) WKZ WT1/ #BZ2/KC;
CALL GRP)St'WKZ, Z2}; H12 WKZ;
ENO; .
1* #HClt _HCZ=r(eC1, #eC2) I
IF '2P 28 8Сl>I.4ЕФ.ТНЕN '2=1 ELSE С2=';
CALt H88. S' lt(C2IeCl, #HCl,i
J F . 2 Р .. 2 Т НЕ N с 2 = J i Е L S F С 2:.: j i
CALL hbat"5;-1t(С2t #8С2, 'НС2);
END oSNCRP3;
LJNE: PROC(A,X,Y1;
DCL A(*t*J fLOAT ОЕс,
(х.у) ОЕС(16);
lXt=LBOUNO(A 11); HXf=HROUNDlA ,1); LX2=LBOUND{A,2);
00 J=l ТО HXt LX1 1 WHr E(X>A(LX1+'tlX2»i
Е ND ; -
y:(A(LXl+J aLX2+1) A(LXt+J 1 tLX2+1))/
(A(LX1+J, X2)MA(LX1+J"1,LX2»).(X-A(LX1+J-!1LX2))+'
A(LX1+ ""1,\.X2+t) i
ЕЫD LINE; ·
HB8# 5#"11: PROC(IPiX.Y),
"'OCL ()(,у) DEC(t6)i
DCL tB5r9,2)JNJT(-86,.8Q68,1.f'!о2,J 102S,f.4,1.2948S.
1.6,1.6054,1.8.t.8023.2.t.99.,2.2,2.2,74t,.4,2 397)t
88 (9 ,2) [Н 1 Т ( ,4, .0137. .5. .5, : 6, . 722,. &, .96 t 1,1 t 10,.
1.2,1.246,1.4,1.4,1.6,1.56).1 8.i.e) ,
Bl1(11,2)JNIT(.44,.t65,.46,.4S8t. 6 '.S4S..8.i.06,
ltl 194t1.2,1.29t1 4.1.4;1.6tt,548)..8.1.166.2t2t
2t 08 I 2 .. 088) ,
в н 5 ( )) 1 N I Т ( . 77"3 ,-4 , в 8 Е.. 4 t 6 . 5" 7:2) ,
ВН8(З) lN(T(I.131,.105,2. 7 2J,
ВН1Jf3]JNIТ(.5S,4 59 З,4.73) SТАТIС fLoAT ЮЕС;
lF {Р=1 THfN 00; CALl LINE(BS, ,Y); I I
Y BHS( 1) +ВН5 (2) *ЕХР евН5 (Э) .У); ENO;
ELSE IF lP 2 'HEN ос; CAlL.L1NE(B8,X,Y};
"-
Y 8 8(1)+BH6(2) EXP(BH6(3'*Y}; ENQi
ELSE 00; cALL L1NE(811,X,Y);
У;; е н 11 ( 1 ) :+- ВН 11 (2) * Е Х Р r в н 11 (з) * у) ( ЕМ Q f
END НВ8# 5t1-1L;
FRIRT: PRoc;
PUT РАСЕ ЕDJТ('РЕзупЫАТ 8wчиспЕНИй'){Х I '0),А);
р u т s r Р (3) О А Т А ( # Д L r", , д L f С t< . # А J . ## 2 , ,B , IJ В С К , # В et< t 1(.8 О i .
BZt' #Bz2, #OLT. #DZ, #F, #F,, ,FC11 #FC2, #flt .HC1 #HC2t #LCt.
.. L с , ti L М С К , # L N О 1 . " 1# L t1 D 2 , # L М К L t # l М L 1 1 1# L нР 1 t. tl1' L "Р 2 Р Е R . fI L t1 Р 2 t
*lHP2P' PLHP2PERt #L tt #LHJPfR;b,LM2t #LM2Pt Lh2PER, 'PSI' #RH.
пRМ, .Яt, #Тt .ТltАIАt,Дlf,А1Jt,S ВСIВСН)&СНt\вСР11ВС1,BOLT,SDLT,.
8P.BR,BZttBZ2.el.82.C:COSF_COSF#,CCSFO,D,D"Dnf,OH1.D 2,
ОКLСР.DltD2,Е,r -DLТ,rSН,Fl1, Z2tСС1,Gzt.,НС,НСНtНСН1,HeTt.
C 1 ,Н С 2 , НК , HKL I Н Р 1 . Н Р 2 , Н R . Н Z 1 . Н Z 2 . Н 1 , Н 2 t 1 А 1 , 1 С А , 1 еР t 1 С Т , J К L t
1 t1 ,1М Z t 1 М 2 fi , , I О t 1 O , I Р Д 1 t r р R 1 1 1 Р 1 . 1 Р 2 , # 1 1 R 1 1 1 1. 1 2 J
J2##tJCT2,Jl,K #8'.K #CLT,K #DLTltKU,DLT2; BT, C.KCHtlKCK,KDt.
KD2.KH,KHACtKIPJK"P, "XtKOA11KOB1#,KP' P I PDt '
PD#,KPRI. PR2.K'I,K1,K2,K5tLBt,LCPl LKL,LLL,LZ2,llt
Lt#.L2.MMHH,HT,NP1 NPI"P*,PCHL,PCSNIPCt,PC,PMX,PMltPH2,
р s м , р z 1 1 Р t , Р 1 , р 2 , Р 2 t4 I Р 2 , Q 1 , А 2 , R С Т , R С Т Р , R К t R К L. t R К Р . R 1 .'R tI , R 1 р .
R1ZtR1Z IR2IR2*,R2'#1R2P,R2P#.A2P##IR21*,S,SCTtSHtSltSKL,SH.SPRt
sPt,SP1 ,SP1"lSP2)SR,TCP,Tl,T2.VtWltWt',XK,XKP'X 1XHZс ·
Х 1 , Х J. # ) Х t Z. 1 Х 1 Z )t 2 , Х 2 N , )( 2 t.t # ) Х 2 Z # I У Р 1 t Z Н , Z к I Z К р , z м t Z 1 .
Z2.Z8) ;
ЕНD PRl"fj ЕNO P'OF;
rлава 10
РАСЧЕТ МАШИН постоянноrо ТОКА
10..1. Единые серии машин постоянноrо тока
Общие сведен'ия. Двиrатели постоянноrо тока применяют в
электроприводах, требующих широ оrо, плавноrо и экономично..
ro реrулирования частоты вращения, высоких переrрузочных пус-
ковых и тормозных моментов, rлавным образом в металлообра..
батывающих станках, бумаrоделательных машинах, в текстильной,
резиновой, полиrрафической промышленности, вспомоrатедьных
механизмах металлурrической промышленности и др.
Конструкция двиrателей постоянноrо тока сложнее истои"
мость их выше, чем асинхронных двиrателей, однако блаrодаря
указанным свойствам удельный вес их в общем выпуске электри",
ческих машин не снижается, а наоборот, имеет тенденцию к по.
вышению. Особенно эта тенденция проявляется в течение послед-
них десятилетий в связи с развитием и широким внедрением ав..
томатизированноrо привода, а также с освоением тиристорных
устройств, создающих возможность питания двиrателей постоян..
Horo тока от сети переменноrо тока. Вместе с тем раЗlЗитие ста..
тических преобразователей влечет за собой соответствующее со..
кращение выпуска reHepaTopoB постоянноrо тока. Разработанная
в СССР и внедренная в производство взамен устаревшей серии П
новая единая серия подразделяется на два основных ряда: серию
2П с h==90+315 мм (мощностью до 200 кВт при 1500 об/мин) и
серию П2 с h==355+630 мм (мощностью свыше 200 кВт).
Серия 2". Серия охватывает с ледующие исполнения по степе-
ни защиты от внешних воздействий и по способу охлаждения:
защищенное исполнение (IP22) с самовентиляцией (ICOl) при
h==90+315 -мм; защищенное исполнение (IP22) снезависимой
вентиляцией от пристроенноrо электровентилятора (IC06) при
h== 132+200 мм; закрытое. исполнение (IP44) с наружным обду..
ВОМ от пристроенноrо электровентилятора (IC0641) при
h== 132+200 мм; закрытое исполнение (IP44) с естественным ох..
лаждением (IC0041) при h===90+200 мм.
Двиrател/и со степенью защиты IP22 допускают реrулирова..
ние частоты вращения ослаблением поля rлавных полюсов вверх
от номинальной (при постоянной мощности на валу) в пределах
от 1; 1,15 до 1: 4 в зависимости от величины типоразмера и но..
минальной частоты вращения. Двиrатели с независимой вентиля..
циеЙ,допускают реrулирование частоты вращения вниз от номи"
нальной до трех оборотов в минуту при постоянном моменте вра..
щения на валу; у остальных двиrателей при реrулировании
частоты вращения вниз момент вращения должен снижаться во
избежание недопустимоrо превыIIенияя температуры.
Двиrатели имеют массивную станину, допускают работу при
питании от статических преобразователей. В зависимости от схе..
мы выпрямления номинальная мощность и диапазон реrулирова..
ния частоты вращения MorYT снижаться. Двиrатели изrотовляют
'I
217
на номинальные напряжения: 110 и 220 В (при мощности до
7,5 кВт), 220 и .440 В (при мощности более 7,5 кВт), reHepaTo-
ры на 115, 230 В (при мощности до 7,5 кВт), 230, 460 В (при
мощности более 7,5 кВт).
Машины со степенью защиты IP22 при 1h==90-+--200 мм выпол"
няются С изоляцией класса наrр востойкости В; все остальные
машины с изоляцией класса F. Общие технические условия на
машины серии 2П реrламентированы rOCT 20529 75.
Серия "2. Двиrатели этой серии защищенноrо исполнения
(IP23) с независи:мым охлаждением, осуществляеl\IЫМ пристроен..
ным зависимым (ICI3) или независимым (ICI7) УСТРОЙСТВQМ, а
rеиераторы защищенноrо исполнения (IP23) с самовентиляциеи
(IC01) или с независимым охлаждением ICI3.
Двиrатели допускают реrулирование частоты вращения ослаб..
лением поля rлавных полюсов вверх от номинальной (при посто-
янной мощности на валу) в пределах от 1 : 1,1 до 1 : 5, в зависимо..
сти от величины типоразмера и номинальной частоты вращения,
и вниз от номинальной (при постоянном моменте вращения на
валу). Двиrатели имеют два исполнения: с массивной или шихто-
ванной станиной; последняя обеспечивает работу двиrателеи без
снижения номинальной мощности при питании от статических
преобразователей. Машины этоЙ серии предназначены для рабо..
ты в относительно тяжелых условиях при бо ьших переrрузоч..
ных, пусковых и тормозных моментах, поэтому выполняются с
компенсационной обмоткой.
Двиrатели изrотовляются на номинальные напряжения: 440 В
(при мощности до 500 кВт включительно), 600 В (при большей
мощности); reHepaTopbI на номинальные напряжения: 460 В (до
500 кВт включительно), на 660 В (при большей мощности).
Машины выполняют с изоляцией класса наrревостойкости F.
Технические условия на двиrатели серии П2 реl'ламентированы
rOCT 23437 79.
Серия п. Наряду с новой единой . серией частично изrотовля-
ются машины серии П мощностью от 0,3 до 200 кВт с высотами
оси вращения h== 112-7-400 мм. .Б се'рии П предусмотрены сле-
дующие исполнения по степени защиты и способу охла}l{дения:
защищенное испо'лнение (IP22) с самовентиляцией (ICOl) при .
h== 112--;-..400 мм; закрытое исполнение (IP44) с наружным обду-
вом от вентилятора, расположенноrо на валу дв rателя (ICOI41)
при h== 112+ 160 мм; закрытое исполнение (IP44) с пристроен-
ным воздухо-воздушным охладителем (ICOI61) при
h== 180+400 мм; закрытое исполнение (IP44) с естественным ох-
лаждением (IC0041) при h=== 112--;-..280 мм.
rенераторы исполняются защищенными (IP22) с самовенти"
ляцией (IC01) при h===140-+-400 мм.
Двиrатели выполняются на номинальные напряжения: 110 В
(при мощности до 55 кВт включительно), 220 В (во всем диапа-
зоне мощностей) и 440 В (при мощности 1,5 кВт и выше); reHe-
раторы на номинальные напряжения: 115 В (при мощности до
218
90 кВт включительно), 230 В (во всем диапазоне мощностей) и
460 В (при мощности 2,8 кВт и выше). Машины со степенью за..
Iдиты IP22 выполняются с изоляцией класса наrревостойкости В
(при h===112 225 мм); остальные машины-----с классом F'. Стани-
ны в машинах серии П монолитные.
10-2. Исходные данные для проектирования
Для проектирования машцн постоянноrо тока должны быть
заданы следующие исходные данные: 1. Назначение ----- двиrатель
или reHepaTop. 2. Номинальный режим работы по [ОСТ 183-----74.
3. Номинальная отдаваемая мощность по rOCT 12139-----74. 4. Но..
минальное напряжение' по rOCT 21128-----75. 5. Номинальная
частота вращения по [ОСТ 10683-----73. 6. Предел реrулирования
частоты вращения двиrателя вверх от номинальной ослаблением
поля rлавных полюсов. 7. Предел реrулирования частоты враще..
ния двиrателя вниз от' номинальной изменением напряжения на
якоре. 8. Кратковременная переrрузка по току по rOCT 183-----74.
9. РОД возбуждения. 10. Напряжение независимоrо возбуждения.
11. Наличие или отсутствие компенсационной обмотки.
12. Источник и условия питания (для двиrателей). 13. Степень
защиты от внешних воздействий по СТ СЭВ 247-----76. 14. Способ
охлаждения по rOCT 20459 75. 15. Исполнение по способу мон..
тажа по СТ СЭВ 246-----76. 16. Климатические условия и катеrория
размещения по rOC.T 15150-----69 и 15543-----70. 17. Форма выступаю..
щеrо конца вала. 18. Способ соединения с приводимым механиз-
мом (для двиrателя) или приводным двиrателем (для reHepaTO"
ра) .
Кроме Toro, дополнительными общими требованиями являются:
применение высоты оси вращения по rOCT 13267-----73, установоч-
но-присоединительных размеров по rOCT 18709-----73 или 20839-----75;
обеспечение показателей надежности и долrовечности по rOCT
20529-----75. \
Содержание предписаний перечисленных стандартов приве-
дено в 1..2.- Во всем HeoroBopeHHoM в исходных данных машины
должны удовлетворять требованиям rOCT 183-----74.
Примеры расчета машин
1. Исходные данньrе для проектирования
Наименование заданных параметров Il их YC.TIOBHbIe обозначения
Двиrатель N2 1 Двиrатель Н22
tIоминальный режим работы
Номинальная отдаваемая мощность Р 2' кВт
Номинальное напряжение и, В
Номинальная частота вращения 11, об/мин
Предел реrулирования частоты враrцения вверх от HO
минальной ослаблением поля rлавных полюсов п ,
тах
об/мин
Продолжительный (S 1)
5,5 75
220 220
1500 1000
3000 2000
219
п родолжен,uе
Наименование заданных параметров и их условные обозначения
ДВИfатель N2 1 Двиrатель N!! 2
То же, вниз от номинальной изменением напряжения
на якоре п miп , об/мин
KpaTK BpeMeHHaq переrрузка по току Imax/IH
Род возбуждения
500 300
I1сточник И условия питания
1,5 1;5
Параллельное со стабили
зирующей последователь-
ной обмоткой
Тиристорные преобразова '
тели с коэффициентом
пульсации не более 1,1
IP44 IP22
lC0141 lCO( ;'
IMIOOI IMI001
У4 У4
Цилиндриче ская
Упруrая муфта
Степень защиты от внеп:них воздействий
Способ охлаждения
I1с r полнение по способу rv:онтажа
Климатические условия и катеrория раЗl\;ещения
Форма выступающеrо концз Вала
Способ соединения ё приводимым механизмом
Дополнительные общие требования: показатели надежыости и
долrовечности средний срок службы не менее 12 лет; средний
ресурс не менее 30 000 ч; средний ресурс подшипников не
менее 12 000 ч; вероятность безотказноЙ работы при доверитель..
ной вероятности 0,8 и наработке 2000 ч 0,9.
10..3. Маrнитная цепь машины.
Размеры, конфиrурация, материал
r лавные размеры. Проектиров ние .машйн' постоянноrо тока
начинается с определения rлавных размеров: наружноrо диамет..
р,," якоря D H2 И длины сердечника якоря 12. В rл. 1 было указано,
что предельно допускаемая величина DHlmax зависит от высоты
оси вращения h." Если заданием на проектирование значе..
иие /1, не реrламентировано, . то ero - предварительно вы..
бир ают из табл. } О..} , 10..2, данные которых соответствуют су..
ществующему в СССР и за рубе>ком среднему уровню привязки
мощностей к h двиrателей с разными степенями защиты и спосо..
бами охлаждения; для reHepaTopoB снижают мощности, указан..
ные в таблицах, на IO 25 'o (больший процент снижения для
меньших мощностей).
В этих таблицах приведены так)ке значения враI.цающеrо
момента на валу М 2 .
Предельно допускаемый наружный диаметр DHlmax м:ожет
быть определен, в зависимости от значения h, по (1..27) и (1..29)
при монолитной станине и по (1..27) и (1..28) при шихтованной.
Для определения одноrо из rлавных размеров наружноrо
диаl\tlетра сердечника якоря D H2 можно воспользоваться зави..
симостью D H2 ===f{D ni ), приведенной на рис. 10..1, с учетом различ..
Horo количества rлавных полюсов 2р и наличия компенсационной
обмотки. При }t< 112 мм обычно применяют 2р==2, а при
220
Т а б л 11 Ц а 10..)
Ра (кВт) при различных 3Н8чеИИЯХ п, об/мин М 2 (Н. М)
h, ММ при
3000 2200 1500 1000 750 600 1500 об/мин.
Двиrатели исполнения по защите IP22 со спосо50М охлаждения ICOl
80 0,75 0,55 0,37 0,18 0,12 0,09 2,35
1, 1 0,75 0,55 0,25 0,18 0,12 3,5
90 0,37 0,25 0,18
1 ,5 1 , 1 0,75 0,55 0,37 0,25 4,8
100 2,2 1,5 1 , 1 , 7,0
3,0 2,2 1,5 0,75 0,55 0,37 9,5
112 4,0 3,0 2,2 1 , 1 0,75 0,55 14
5,5 4,0 3,0 1 ,5 1 , 1 0,75 19
132 7,5 5,5 4,0 2,2 1,5 1 , 1 25,5
11 7,5 5,5 3,0 2,2 1,5 35
160 15 11 7,5 4,0 3,0 2,2 47,5
]8,5 15 11 5,5 4,0 3,0 70
22 J8,5 7,5 5,5 4,0
180 30 22 15 ..-.... 95, 5..
37 30 18,5 11 7,5 5,5 118
200 45 37 22 - 15 1-40
55 45 30 18,5 11 7,5 190
225 15 11
75 55 37 22 18,5 15 235
90 75 45 30 22 18,5 285
250 90 55 37 30 22 350
110 75 45 37 30 475
280 132 90 55 45 575
280 160 . 110 75 55 37 700
315 132 840
160 90 45 1020
200 110 75 55 1270
ДвиrаТeJIИ ИСПОJlнения по защите IP44 со способом охлаждения JC0141
Во 0,55 0,37 0,25 0,18 0,12 1 ,5
0,75 0,55 0,37 0,25 0,18 2,35
90 1 , 1 0,75 0,55 0,37 0,25 3,5
1 ,5 1 , 1 0,75 0,55 0,37 4,8
112 2,2 1,5 1 , 1 0,75 0,55 7,0
3,0 2,2 1 ,5 J , 1 0,75 9,5
1 2 4,0 3,0 2,2 1 ,5 1 , 1 14
5,5 4,0 3,0 2,2 1 ,5 19
160 7,5 5,5 4,0 3,0 2,2 25,5
11 7,5 5,5 4,0 3,0 35
18О 15 11 7,5 5,5 4,0 47,Б.
18,5 15 11 7,5 5,5 70
200 22 18,5
30 22 15 11 7,5 95,5
- Двиrатели исполнеНИJJ по защите IP44 со способом охлаждения JCOO41
80 0,37 0,25 0,18 0,12 0,09 1,15-
0,55 0,37 0,25 . 0,18 0,12 1,5
90 0,75 0,55 0,37 0,25 0,18 2,35
1 , 1 0,75 0,55 0,37 а,25 3,5
112 1 ,5 1 , 1 0,75 0,55 0,37 4,8
2,2 1 ,5 1 , 1 - 0,75 0,55 7,0
22t
1500
п родолженuе
1 М2 (Н. м)
при
600 1500 об/мин
Ь,ММ
3000
2200
Р2 (КВТ) при различных значениях n, об/мин
1000
750
,
lЗ2 3,0 2,2 1 ,5 1 , 1 0,75 9,5
4,0 3,0 2,2 1 ,5 1 , 1 14
160 5,5 4,0 3,0 2,2 1 ,5 19
7,5 5,5 4,0 3,0 2,2 ........ 25,5
180 11 7,5 5,5 4,0 3,0 ........ 35
15 11 7,5 I 5,5 4,0 ........ 47,5
200 ........ ......... .....
18,5 15 11 7,5 5,5 ........ 70
..
h (ММ) при
т а б л и Ц а 10..2
Р2 (КВТ) для следующих частот вращения, об/мнн
М!! (Н.м) при чаСто-
тах вращения,
о /мик
м
оно.литнoI! I шихтован- 1500 1250 1000 800 630 500 400 315 250 200 800 500
станине ной стани-
не
ДвиrатеJlН исполнения IP22 (или IP23) и IP44 со способом охлаждения
IC17 или IC37
400 350 200 160 110 1315
200 160 110 1910
200 160 110 2100
200 160 110 3055
450 400 500 400 315 250 132 ---- 2985
500 400 315 250 200 160 132 3820
500 400 315 250 200 160 132 ---- 4775
400 315 250 200 160 ---- 6015
500 450 500 ---- ---- ---- ---- 5970
500 400 315 250 200 ---- 7640
500 400 315 250 200 9550
h 112 мм 2р==4. Компенсационную обмотку используют в
машинах с h 355 мм, работающих, как правило, в более тяже..
лых условиях: высоких пусковых, тор-
мозных и переrрузочных моментов и
широких. диапазонов реrулирования
частоты вращения путем ослабления
поля.
Для удобства выбора диа fетров
D П1 и DВ!J при заданной или выбран..
u u
нои стандартноя высоте оси враще..
ния h в та л. 10..3 приведены пре..
дельно допускаемые значения Dп!mах
И Dн2mах для h==80-+-500 мм. Здесь
же указаны допуски на штамповку
L\пrт, а также ширина резаных лент и
стандартной рулонной стали, из кото..
рых штампуются листы сердечника
якоря. При Dн2 457 мм (что соответ"
ствует h:::;400 мм) листы якоря штам..
D H2J I1M
БОО
500
400
аОD
140
200
100
70
100 200 300 ЧСО БОО IJ H11 ММ
Рис. 10-1. Средние значения
D и2 ==f(D и1 ) :
1 ...... 2р==2; 2 2p 4 (без компенса
ционноR обмотки); 3 --- 2р==4 (с
компенсационной обмоткой)
222
..
пуют из резаной ленты, которая по соrласованию сторон может
поставляться различной ширины, не превышающей 500 мм. При
DH2>457 мм листы якоря штампуют из рулонной стали стан--
дартной ширины, указанной в Э 2 3. Данные табл. 10..3 соответ..
u u
ствуют выполнению машин с монолитнои станинои; при шихто--
ванной станине размеры D П1 и D п2 , определяемые по (1..28) и
рис. 10..1, соответственно отличаются от данных табл. 10..3.
т а б л и ц а 1 0 3
Высота, мм
Диа етр, мм
Ширина (ММ) при одноряд-
ной штамповке
2р шТ' мм
h
h 1
DHlmax пН2mах
резаных
лент
рулонной
стали
80 4 152 73 2 4 77
90 5 170 82 2 4 86
100 5 190 93 2 4 97
112 5 214 109 4 5 114
132 6 252 130 4 5 135
160 6 308 160 4 6 166
180 7 346 181 4 7 188
200 7 386 202 4 7 209
225 7 436 230 4 7 237
250 8 484 258 4 7 265
280 8 544 290 4 7 297
315 9 612 330 4 7 337
355 9 692 398 4 8 406
400 10 780 457 4 8 465
450 11 878 522 ( 8 530
500 11 978 592 4 8 600
При проектировании части серии (двух машин и более на oд
ном ,диаметре) для облеrчения производства необходимо унифи
цировать основные размеры и 1<онфиrурацию маrнитопровода
машины в ero поперечном сечении ----- диаметры D пI , D H2 , внутрен--
ний диаметр станины D 1 , ВНУ'Iренний диаметр листов якоря D 2 ,.
наружный диаметр коллектора D K , конфиrурацию и размеры лис..
тов rлавных и добавочных полюсов, а при полузакрытых пазах
якоря также количество и размеры пазов якоря, количество и
размеры коллекторных пластин. _
Расчетную мощность Р' определяют для двиrателеЙ по (1..25) ,_
а для reHepaTopoB по (1..26). Для двиrателей значение коэффи"
циента k H в (1..25) прин.имают из рис. 10..2. Для reHepaTopoB
вместо k п подставляют в (]..26) значение (2-----k Н ).
Значение коэффициента k T в (1..25) для двиrателей с парал..
лельным и смешанным возбуждением принимают из рис. 10..3. Для
reHepaTopoB с параллельным возбуждением вместо k T подставля..
ют в (1..26) величину 2-----k Т . Для машин (двиrателей и reHepaTo"
ров) с независимым или последовательным возбуждением k T == 1.
223
Предварительное значение кпд 11' для двиrателей и reHepa-
торов может быть принято на уровне средних энерrетических по..
казателей выпускаемы,Х машин (рис. 10..4). Учитывая, что зна че..
иие 1}' предварительное, уточняемое в . дальнейших расчетах,
можно пренебречь влиянием на ero величину класса наrревостой
кости изоляции, а следовательно, допускаемых электромаrнитных
иаrрузок. I
Для определения BToporo r.павноrо размера длины сердеч..
ника якоря вначале по (1 32) находят расчетную длину сер..
дечника ['2. При этом задаются предварительным значением
а) k r :
1,0
0,95
0,94
0,92
I II
2 5 10 20 50 100 200, ыJ!l ШОО
Р2' х.Вт
5 10 20 50 100 200 500 1000
Р2,КВТ
98
0,95
0,94
0,92
0,90
100 200 500 1000 ад 2 5 10 20 50 100 200 5ОО J:JO[]
Р2' к 8т б) k r Р2' кВт
ЗОООоо/мин 1,0
15от
750 е,98
500
95
0,94
а) k H
1,0
0,9
8
1),7
D,Б f 2
о) 5
1 а "
}
.0,9
0,8
0,70,5 2
8) k"
1,0
0,9
0,8
о,7(),5 1 2
5 10 20 50 100 200 500 1000
Р2' кВт
Рис. 10-2. Средние значения k и ==f(Р2)
для двиrателей:
.а --- исполнение по защите IP22; способ
ОХJIэждения ICOl; б --:- исполнение по 9a
щите IP44; способ охлаждения ICOI41;
8 --- исполнение по защите IP44; способ
охлаждения IC0041
224
2 5 10 20 50 100 200 500 1000
Р2' кВт
Рис. 10-3. Средние значения k T ==
==f(P2} для двиrателей:
а --- исполнение по защите IP22; способ
охлаждения ICOl; б --- исполнение по за-
щите IP44; способ охлаждения IC0141; в
исполнение по защите IP44; способ охлаж-
дения IC0041
электромаrнитных наrрузок А'2 и B' , а также расчетным коэф-
фициентом полюсной дуrи - а'.
Qыбор значений .А'2 и В'б зависит от ряда факторов, в том
числе от формы пазов и вида обмотки якоря. При DH2 202 мм
а) 1]: о. е.
lJ,9Б
0,92
0,88
О.8ч
0,80
[), 75
0,72
0,68
0,64-
0,60
0,55 а5 t z
lj) ,
I 7]; е.е.
0,90
0,82
0,74-
0,66
0,58
0,50
0,2 0,5
fJ 'п'
'"о.е.
0,90
0,82
О,7ч
[),ББ
0,58 0,2 0,5 J 2
5 10 20 50!ОО 200 50[} 1000
pZJ KBr
2 5 10 20 50!ОО
Р2.! кНт
5 10 20 50
, кВт
Рис. 10-4. Средние зна чения
===f(P2):
а нсполнение по защите IP22;
охлаждения ICOl; б исполнение
щите IP44; способ охлаждения
в НСПОJlнепие по защите IP44;
охлаждения lСОО41
f)'==
способ
по за
1 СО 141 ;
способ
а) A , А/см
500
чОО
зоа
200
100 о
о) ?О IOО 200 300 чаО 500 БОа
88' Тл Д Н2 , мм
1,0
О,9
0,8
7
О,6
0,5
2.00 300 400 500 БОО
.DItZ' ММ
Рис. 10-5. Средние эна чениЯ А 2 ' ==
==f(DB2} (а) и Ва'==f(D и2 ) (6) при
классе наrревостойкости изоляции Р:
1 --- исполнение по защите IP22, способ
охлаждения IC01, полузакрытые пазы як'Э
ря, частота вращения 1500 об/мин, число
rлавных полюсов 2р==2; 2 то же, что J.
но 2р==4; 3 IP22, IC01, открытые пазы,
1500 об/мин, 2р==4: 4 IP44) IC0141, полу
закрытые пазы, 1500 об/мин, 2р==2; 5 то
же, что 4, но 2р==4; 6 IP44, IC0041, полу
закрытые пазы, 1500 об/мин, 2р==2; 7 то
же, что 6, но 2p 4; 8 IP22 или IP44
IС17 или IC;37, полузакрытые пазы, в(е'
частоты вращения, 2р==4; 9 то же, что 8,
но открытые пазы
(что соответствует h
200 мм) применяют полу..
закрытые овальные пазы со
всыпной обмоткой якоря из
проводов круrлоrо попереч-
Horo сеч€ния. При D и2 >202 мм
якорь имеет Открытые прямо..
уrольные пазы с обмоткой, выполняемой жесткими секциями из
I1роводов прямоуrольноrо поперечноrо сечения. ПреИМУ,щества и
недостатки этих двух видов исполнений указаны в Э 9..4.
На рис. 10..5 приведены средние значения А'2 и В'б, а на
рис. 1 0..6 а'.
15-----3255
225
Для машин со способами охлаждения
IC01, IC0141 и IC0041 значения А' 2 и В/б
соответствуют исполнению с изоляцией
класса наrревостойкости F и с частотой
вращения 1500 об/мин. При изоляции
классов наrревостойкос.ти В и Н, а так..
же при частотах вращения, отличающих..
ся от 1500 об/мин, принимаемое из
рис. 10..5 значение А' 2 умножают на ко..
эффициенты k 1 и k 4 , а В/ () на коэффи"
циенты k 2 и ks, rде поправочные коэф"
'200 ЗDО чОО БОD фициенты k 1 и k 2 (таб.л. 10..4) учитыва
IJ H21 мм ют влияние на принимаемые электро"
Рис. 10-6. Средние значения маrнитные наrрузки изменения допу-
a/ f(DB2) cKaeMoro превышения температуры об..
моток при классах наrревостойкости
изоляц.ии В и Н, а k4 и k5 (табл. 10..5) влияние изменения эф..
фекта охлаждения обмоток при друrих частотах вращения.
Для машин со способами охлаждения IC17 и IC37 значения
А'-2 и В/б (рис. 10-5) также соответствуют изоляции класса иаrре..
.
ос'
0,67
0,65
О,6З
0,61
0,59
7О
т а б л и ц а 10..4
Поправочные коэффициенты при Хлассе наrревостойкQCТИ
в н
Коэффициент
1 Р22: ICOl 1 Р44 ; 1 Р44 ; 1]:>22; ICOl 1 Р44 ; 1 Р44 ;
IP22; IC17 IC0141 1 СО041 IP22; IC17 1 СО 141 IC0041
IP44; IС3? 1 Р44; IC37
k 1 (для А' 2) 0,91 , 0,87 0,83 1 , 1 1 , J5 1,2
k 2 (для в' о) 0,97 0,97 0,97 1,04 . 1,04 1,04
k з (для !' п, !' д) 0,91 0,87 0,83 1 , 1 1 , 15 1,2
Таблица 10..5
Степень защиты, спо Диаметр D H 2' Коэффициенты k.., k5 И k6 при частоте
Ко ффициент вращения, оо/мин
с05 охлаждения мм
3000 J 2200 , 1000 I 750 I 500
k4 (для А' 2) IP22; ICOl 80 120 1 , 15 1,09 0,92 0,88 0,82
Свыше 1,03 1 ,07 0,94 0,91 0,87
120 220
С выше 0,96 1,02 0,98 0,95 0,92
220 360
IP44; ICO 141 80 120 0,86 0,95 1,03 1,04 1,05
IC0041 Свыше 0,77 0,92 1,05 1,07 1,08
120 220
k5 (для в,о) IP22; ICO I 80 360 1 ,03 1,02 0,94 0,91 0,87
IP44; ICO 141 80 220 1,06 1,04 0,96 0,93 0,9
1 С 0041
k6 (для !' п' IP22; ICO 1 80 360 1 ,21 1, 13 0,88 0,81 0,74
J'д) IP44; ICO 141 80 220 1 , 17 1,09 0,92 0,88 0,8
1 СО041
226 .
востойкости F; при изоляции классов В и Н значение А' 2 умно..
жают на коэффициент k 1 , а В/б на коэффициент k 2 . Частота
вращения при этих способах охлаждения практически не влияет
на эффект вентиляции и. соответственно на принимаемые электро"
маrнитные наrрузки.
Электромаrнитные наrруэки двиrате.лей со степенью защиты
IP22 и способом охла дения от пристроенноrо электровентилято"
ра IC06 принимают, как при способе охлаждения ICI7. ДЛЯ дви"
rателей со степенью защиты IP44 и СПОGOбом охлаждения от при..
CTpoeHHoro электровентилят':)ра IC0641 электромаrнитные наrруз..
ки вне зависимости от частоты вращения' MorYT\ быть приняты '>
такими же, как у двиrателей со способом охлаждения IC0141 при
n=== 1500 об/мин. Отношение
л=== [/2/DH1J. (10..1)
целесообразно выбираr[ь таким, чтобы оно приближалось к Лmах,
указанному на рис. 10..7, но не превышало ero. Если л выходит
за пределы Лmах, ТО, как указано в Э 1..3, необходимо перейти на
друrую, большую стандартную высоту оси вращения и п<)вторить
расчет rлавных размеров и л.
При проектировании части серии с двумя или тремя длинами
сердечника якоря на одном диаметре, значение л машины боль..
шей мощности должно приближаться к Лmах, НО не превышать
ero: значение л, м:ашины меньшей мощности не реrламентируется.
В отдельных случаях, например у тихоходных .l\1ашин, значе..
I1ие Лmах может быть увеличено в сравнении с данными рис. 10-7,
но с соответствующей проверкой механической жесткости и проч..
ности вала,_ а также коммутационных параметров машины.
Питание двиrателей постоянноrо
тока осуществляется в настоящее вре..
мя rлавным образом от тиристорных Лтах
преобразователей. В то время как у re.. 1)5
нераторов п стоянноrо тока пульсация
напряжения мала и на работе двиrа..
телей практически не отражается, при
питании от тиристорных преобразова-
телей в кривых напряжения и тока
возникают значительные переменные
составляющие, которые ухудщаюr по..
тенциальные условия на коллекторе и
коммутацию двиrателей, особеннr) .при Рис. 10 7. Значения Лmах==
реrулировании частоты вращения пу.. ==f(D п2 )
тем ослабления поля rлавных полю..
сов; пуль'сации увеличивают также
маrнитные потери в стали и HarpeB двиrателей [27].
Уровень указанных осложнений работы двиrателей u зависи;-
от качества ВЫПРЯ Iления, которое определяется фор мои кривои
ВЫПРЯ?\IIленноrо напряжения и характеризуется коэффициентом
пульсации, представляющим обой отношенце амплитуды первой
rармонической к среднему зн!вчению выпрямленноrо напряжения.
а5* 227
1,3
1,1
О,9 70 100
2ОО ЗDй 40[1500 Боа
JJ H2 , мм
Для уменьшения пульсаций у двиrателей с h 315 мм обычно
нрименяют питание от трехфазной мостовой схемы баз сrлажи..
вающих фильтров. Особенно неблаrоприятно влияют пульсации
напряжения и тока на работу двиrателей большой мощности с
h 355 l\1M, поэтому у таких двиrателей осуществляют питание
от 6.. или 12..фазных выпрямителей, а также сrлаживающие
фильтры. При указанных схемах питания может быть обеспечен
коэффициент пульсации, не превышающий 1,1.
Чтобы улучшить работу двиrателей, питае]vIЫХ пульсирующим
напряжением, используют шихтованные станины, однако при этом
несколько усло)княется конструкция двиrателеи и увеличивается
трудоемкость их изrотовления.
При проектировании двиrателей с монолитной станиной, ПИ"
таемых от тиристорных преобразователей с коэффициеI1ТОМ пуль..
сации более 1,1, значения AI 2 по рис. 10..5, а следует снижать на
1 О О/о, а В' б пор И с. 1 О.. 5, б ----- н а 5 О/О .
Сердечник якоря. Сердечник собирают из отдельных отштам..
пованных листов толщиной 0,5 мм, покрытых изоляционным ла..
ком для уменьшения потерь в стали от вихревых токов. Для сер..
u
дечников рекомендуются следующие марки холоднокатанои изо..
тропной электротехнической стали:
Высота оси вращения, ММ . . . . 80----200 225----315 355----500
Марка стали . . . .. . . . . .. 2013 2312 2411
Коэффициент заполнения сердечника якоря сталью k c ==0,95.
При сборке сердечника размеры пазов в штампе и в 'свету не
совпадают из..за смещения листов друr относительно друrа. При..
пуски на сборку сердечника, приведенные в табл. 10..6, больше в
случае штамповки отдельным (пазным) штампом, применяемым
при из.rотовлении небо'льших партий машин; при массовом иэrо..
товлении используют комплектный (компаундный) штамп.
т а б л и ц а 10..6
Припуск на сборку сердечника по ши- Припуск на сбориу сердечника ПО вы..
ВЫсота оси враще- рине паза Ь с (мм) для штампов соте паза h с (ММ) дЛЯ штампоз
IШЯ h, мм
компаундный .. I
пазный
компаундный
пазныА
80 132
160---- 200
225----3]5
35 500
О, 1
0,2
0,3
0,35
0,15
0,25
0,35
0,4
0,3
0,3
0,35
0,35
u Для повышения устойчивости работы реrулируемых двиrате..
леи при низких частотах вращения, а также для снижения Mar..
Нитноrо шума машин делают скос пазов в сердечнике. Скос мо"
жет быть в предела.х от 1/2 до 1 зубцовоrо деления.
При l2' 350 мм конструктивная длина сердечника якоря
[2 ==l2' С окруrлением до ближайшеrо целоrо числа (при длине
менее 100) или до ближайшеrо числа; KpaTHoro пяти (при длине
100 350 мм). При [2'>350 мм для лучшения охлаждения в сер..
228
дечнике якоря целесообразно применение радиальных вентиляци
онных каналов (рис. lO 8). В этом случае значение 12 определя
ется по (1 34) с окруrлением до ближайшеrо числа, KpaTHoro пя
ти. Количество вентиляционных каналов n К 2 определяется длиной
одноrо пакета сердечника якоря, выбираемой в пределах 55-----
75 мм; длина вентиляционноrо канала l К2 == 10 мм. Следует учесть,
что при окруrлении 12 соответственно изменяется расчетная дли
на сердечника 12'.
Эффективная длина сердечника якоря (мм) при отсутствии pa
диальных каналов
lЗф2 == kc l .'2;
при наличии радиальных каналов
1Эф2 ==kc (12----- п К2 1К2) .
(1 O 2)
( 1 О З)
t z
L K2
Рис. 10 8. Сердечник якоря с ради-
а.7]ЬНЫМИ вентиляционными каналами
Рис. 10 9. Лист якоря с аксиальными
вентиляционными каналами
С целью улучшения охлаждения, а также для уменьшения
массы и динамическоrо момента инерции якоря в сердечниках
якорей машин с h==225+500 мм предусматривают каналы в кол
лекторе, а также круrлые аксиальные вентиляционные каналы в
сердечнике якоря (рис. 10 9) в соответствии с данными, приведен
ными ниже (N ----- количество рядов):
h, ММ. . .
N . . . . .
n К2 . . . . .
d K2 , ММ. . . .
. 225 250 280 315 355 400 450 500
1 122 2 222
. . 17 19 21 23 26 30 34 38
. . 15 16 18 20 23 26 29 32
у машин с h 200 мм аксиальные каналы обычно не предусмат
ривают из за' повышения при этом маrнитной индукции в спинке
якоря и затруднения с размещением каналов в коллекторе.
. Предварительное значение BHYTpeHHero диаметра листов яко
ря D 2 определяют из рис. 1 o 10. При выполнении механическоrо
расчета вала на проrиб диаметр D 2 при необходимости может
быть изменен. .
Сердечники rлавных ПО ЮСОВ. Сердечники собирают из штам
пованных листов анизотропной холоднокатаной электротехнической
стали # марки 3411 толщиной 1 мм; коэффициент заполнения cep
229
дечника сталью k c ===O,98. Указанная
марка стали, обладающая повышенной
маrнитной проницаемостью вдоль про..
ката, снижает маrнитное напряжение
ПОЛЮС9В, но только если при штам..
повке ось листа полюса совпадает с на..
правлением проката. В этом случае
поперек проката, а следовательно по..
перек полюса, сталь будет обладать
значительно меньшей маrнитной про..
одимостью, поэтому уменьшается раз..
маrничивающее действие реакции яко..
ря. Одновременно уменьшается Mar..
нитный поток рассеяния между rлав"
500 п н2 , ММ ными И добавочными полюсами, что
улучшает коммутацию. Листы не име..
значения
ют из олирующеrо покрытия, так ка!{
сердечники полюсов не подверrаются
периодическому перемаrничиванию.
Количество rлавных полюсов 2р
влияет на технико..экономические
показатели машины. При увеличении 2р уменьшается ток,
приходящийся на щеточный бракет, что при .неизменной ширине
щеток уменьшает длину коллектора, .лобовых частей обмотки яко..
ря, а следовательно, и всей машины. Увеличение 2р уменьшает
площадь поперечноrо сечения станины, что при неизменной ее
ДЛине снижает толщ-ину станины- и массу машины. Вместе с тем
увеличение 2р повышает максимальное напряжение между коллек..
торными пластинами, уменьшает р.асстояние между r.павными и
добавочными полюсами, в результате чеrо понижаются допусти..
мое значение а' и коэффициент использования машины. Увеличе"
ние 2р также повышает трудоемкость изrотовления. машины.
В соответствии с опытом электромашиностроения, учитываю..
щим указанные противоречивые требования, целесообразно при..
менять 2р===2 для машин с h===80 100 мм и 2р====4 для машин
с h === 112 500 мм.
Форма наконечника полюса определяется видом выбранноrо
воздушноrо зазора между rлС:1ВНЫМИ полюсами и якорем. У не..
компенсированных машин для уменьшения размаrничивающеrо
действия реакции якоря и понижения уровня маrнитноrо шума
машин применяют эксцентричный зазор, при котором центры
радиусов якоря и полюсной дуrи не совпадают (рис. 10..11), при
этом зазор 6' имеет наименьшее значение' под середи'ной полюса,
постепенно увеличиваясь к ero краям. У компенсированной ма..
шины нет необходимости в устройстве эксцентричноrо зазора, так
как МДС компенсационной обмотки направлена против мдс 9б..
М\JТКИ якоря и.нейтрализует ее; у таких машин при меняют кон..
центричный зазор .(рис. 1 o 12), одинаковый по всей ширине по..
люсноrо наконечника.
п 2 , мм
150
/00
r
50
'!
о
250
Рис. uk 1 О. Средние
D 2 ==f (D п2 ):
1 .... полузакрытые _ пазы якоря;
2р==2; 2 то же, что 1, но 2р== 4:
3 --- открытые пазы якоря, 2р==4
230 .
J
б==О,75б' +О,2&б".
COOTBeTCTBeHHO б'==бjl,5; 6"==2б.
Длина сердечника полюеа lп==l2; высоту полюса h n рассчиты"
вают по (10..15), после определения размеров станины, причем
высота полюса должна быIьь достатоуной для размещения обмот
Для размещения компенсационной обмот"
ки в штампуемых листах полюса предусма..
тривают прямоуrольные пазы. _
Выбирают величину воздушноrо. зазора б
с учетом противоречивых, требований, так как
при увеличении воздушноrо зазора повыша..
ются ero маrнитное напряжение, МДС и по..
тери обмотки возбуждения, но уменьшается
размаrничивающее действие реакции я оря и
улучшается устой.ч.ивость коростной характе..
ристики двиrателя. На рис. 10..13 приведены
средние значения \ б== f (D H2 ) , при меняемые на
практике.
При применении эксцентричноrо зазора
целесообразно выбирать с5" ==3б', rде б', 6"-----
высота зазора у оси и у края полюса соответ-
СТВеНно. Принимаемый для расчета маrнит-
ной цепи по рис., 10..13 эквивалентный зазор
(мм)
(10..4 )
Рис. 10-11. Лист rлав-
Horo полюса неком..
пенсированной маши..
ны с эксцентричным
заsором
О;мм
4
..
j , ,
r
Ь п 2
1
0,8
0,5
0,570 100
200 ЗОD чоо 50060!]
. ' п н2 ,ММ
"
Рис. 10 12. Лист rлавноrо полюса ма-
шины с компенсационной обмоткой, с
концентричным зазором
Рис. 10-13.' Средние значения 6==
== f (D и2 )
ки возБУ)l{дения; после расчета обмотки возбуждения и вычерчи-
вания эскиза междуполюсноrо окна с расположением катушек h п
может измениться.
Расчетная ширина полюсной дуrи (мм)
Ь r I
Н.П ===а '(,
rде полюсное деление 't определяют по (1..19).,
(10..5)
231
Действительная ширина полюсной дуrи унекомпенсированной
машины с эксцентричным зазором
ь b '.
Н.П ----- П.п,
(1 O 6)
I У компенсированной машины с концентричным зазором
Ь н . п Ь н . п ' -----26. (1 o 7)
Предварительное значение маrнитноrо потока в воздушном за
зоре (Вб)
Ф '== В ' Ь [' . 10 6
(j Н.п 2 .
Эффективная длина сердечника полюса (мм)
lэф.п === kc lп.
Ширина сердечника полюс:! (мм)
Ь п '== аФ' · 106/ (lэф.п8' п) , (1 o 1 О)
rде а коэффициент маrнитноrо .рассеяния rлавных полюсов
(при 2р===2а 1,15, а при 2р==4 (J' 1,2); В'п предваритель
ная маrнитная индукция в сердечнике полюса, Тл:
(1 O 8)
I (10 9)
ИСIlолнение машины . . '. .
Маfнитная индукция в' П' т л
IP22; IP22;
ICOl ICl7
1 , 6 1 , 7
IP44; IP44 ;
IC37 - IC0141
1 , 4 1 , 5
IP44 ;
IC0041
1 , З5 1 ,45
LПирина уступа полюса, предназначенная для упора обмотки
возбуждения при ее креплении, Ь п '== (О,07+0,14)Ь п .
Площадь поперечноrо сечения наконечника «а ----- а» у машин
без компенсационной обмотки должна быть. такой, чтобы маrнит"
ная индукция в этом сечении не превышала 0,86 В п '. Исходя из
этоrо, принимают в сечении «а а» высоту (мм)
h' н.п=== (Ьн.п Ьп) 8' б/ (1,67 В' п). (10 11)
Сердечники добавочных полюсов. Сердечники собирают из
штампованных листов анизотропной электротехнической стали
3411 толщиной 1 мм, коэффициент заполнения сердечника сталью
kc == 0,98. Преимущества применения этой стали, а также особен..
насти штамповки такие же, как у rлавных полюсов. Листы сер..
дечника не имеют изолирующеrо покрытия. В машинах с 2р==2
применяют один добавочный полюс (2рд == 1), а с 2р ==4 ----- четыре
(2Рд==4) .
Длина наконечника [н.д добавочноrо полюса равна .12. Сердеч..
ники полюсов шихтуются либо поперек оси (рис. 1 0..14,а), либо
вдоль оси машины (рис. '10..14,6), в зависимости от Toro, с какой
стороны целесообразно образовать . выступы для упора катушек
при их креплении; размер выступа 5 8 мм. .
Jt машин с h==355+500 мм сердечники полюсов собирают из
штампованных листов Т..образной формы (рис. 10..14,8), которая
усиливает прочность крепления полюса к станине и одновре..
менно снижает маrнитную индукцию в наиболее насыщенном
участке полюса.
232
Предварительное значение ширины сердечника добавочноrо
полюса Ь' д принимают по рис. 10..15.
Величину воздушноrо зазора 6 д выбирают с учетом противо"
речивых требований. Повышение воздушноrо зазора увеличивает
Л1ДС и потери обмотки добавочных полюсов, а также коэффи"
циент рассеяния маrнитноrо потока добавочных полюсов, НО
вместе с тем уменьшает мдс, необходимую для проведения это..
ro ма.rнитноrо потока через стальные участки маrнитной цепи, со..
u
деиствуя осуществлению прямоли..
нейной зависимости эдс Е н от тока
наrрузки (см. Э 10..12). На рис. 10..16
вриведены cpeДНJIe значения б д ===
о)
а)
д)
I
Ьд'ММ
50
40
ЗО
20
Ь д
L A
. Ь д
10
70 100
r
, r
.,
200 J 00 400 БDО
JJ Hz , ММ
Рис. 10..15. Средние значения
Ь д ' === f (D и2 ) :
I ...... 2р=-2, половинное число доба.
80ЧНЫХ пс...'lюсоВ (2pд 1); 2---2р==4.
пОлное число добавочных полюсов
(2Рд==4); 3 TO же---машина с
компенсационной обмоткой
Рис. 10-14. Лист добавочноrо полюса с
шихтовкой поперек (а) и вдоль (6) осч
машины, а также Т-образноЙ формы (в)
о;, мм
12
10
8
7
Б
5
4
J
2
hCpMM
80
БО
50
40
30
20
1
7О fOО
10
70 100 200 ЗОО 4005О05ОО
пН2' мм
Рис. 10-17. Средние значения h C1 ===
==! (п В2 )
200 ЗОй '+005йй 7DО
i H2 , мм
Рис. 1 o 16. Средние значения fJ д ' ===
==' (п В2 )
== f (D и2 ), применяемые на практике. При расчете коммутацион"
ных параметров в 10..12 значения б д MorYT уточняться. Высоту
добавочноrо полюса h д рассчитывают по (10..16).
Станина. Монолитные станины выполняют из Ст3. В маши-
нах с h==355+500 мм MorYT применяться для УЛУЧlIIения комму..
тации станины, шихтованные из штампованных листов электро-
технической стали 2312 тОлщиной 1 мм, коэффициент заполнения
сердечника сталью kc == 0,98.
233
Примеры расчета
2. Маrнитная цепь машины. Размеры, конфиrурация, материал
cVoд
f-o Условные
t::(
CI):I: обоз наче- ИСТОЧНИК Двиrатель N2 1 Двиrате,'IЬ N2 2
r:::oдcu
<Jr:::3 ння
CU
Е-Р-
r лавные размеры
1 h, мм табл. 10 1 160
2 h, мм табл. 10..1 "f 280
3 D.корт мм ( 1.. 27) , 2 160 6) == 308 2 (280 8) == 544
рис. 1..3
4 D и1 , ММ ( 1..29), 308 544
табл. 10..3
5 D и2 , M рис. 1 o 1 , 160 290
табл. 10..3
6 k и рис. 10..2 0,915 0,94
7 k T рис. 10 3 0,978 0,99
8 YJ', о. е. рис. 10..4 0,82 0,905
9 р', Вт ( 1..25) 0,915.0,978.5500 == 6002 0,94.0,99.75000
0,82 0,905 == 77 122
Принимаем изоляцию
10 А' 2' А/см рис. 10..5,
а, табл.
10..5
В' '6' Тл рис. 10..5,
6, табл.
10..5
рис. 10..6
(1..32)
0,62 0,653
6 , 1 · 101 . 6002 6, 1 · ] 07 · 77 122
1602.1500.165.0,615.0,62 == 2902.1000.395.0,72.0,653 ==
== 152 == 301
152/160==0,95' 301/290==.1.04
1 , 34 ... . 1 , 2
Сердечни к якоря
Принимаем для сердечника якоря: сталь 2013, ТОЛlЦина 0,5 ММ, листы сердеч..
ника якоря лакированные; форма пазов для двиrателя 2 1 полузакрытая овальная,
для двиrателя Н2 2 открытая рямоуrольная; род обмотки для двиrателя N2 1
двухслойная всыпная, для двиrателя Н2 2 двухслойная из жестких секций; скос
пазов для двиrателя .N2 1 на 1/2 зубцовоrо деления, для двиrателя .N'2 2 на 1 зуб
цовое деление.
16 kc
17 Ь с , мм
18 h c ' мм
19 12' мм
20 lЭф2' мм
21 - п к 2
22 d K2 , мм
23 D 2 , мм
11
12
13
0.'
l' 2 ' ММ
14
15
л
Л mаХ
класса наrревостойкости F
165 0,98.403==395
0,615
0,94.0,765==0,72
(10..1)
рис. 10 7
10..3 О , 95 О , 95
табл. 10..6 0,2 0,3
то же 0,3
10..3 155 300
(10 2) 0,95.155==147,2 0,95.300==285
10..3 21
10 3 18
рис. 10 10 50 90
Сердечник rлавных полюсов .
Принимаем для сердечников rлавных полюсов сталь 3411, толщина 1 мм, листы
сердечников полюсов неизолированные; компенсационная обмотка не требуется; вид
воздушноrо зазора между rлавными полюсами и якорем эксцентричный.
24 kc 10..3 О , 98 О , 98
25 2р 10..3 4 4
26 а, мм рис. 10..13 1,6 2,7
234
п родолженuе
I
.l1
t", Условные
4) O f-- обозначе- Источник Двиrатель Ng J Двиrатель Ng 2
:I:4)
(,)oд::r t<
O' C) ния
4)'"
f-oo..
.
27 о', мм (1 0 4) 1 , 6/ 1 , 5== 1 ,07 2, 7 / 1 , 5== 1 , 8
28 о' , мм ( 1 0 4 ) 2.1,6===3,2 2.2,7==5,4
,
29 lп, мм Э 1 0 3 155 300
30 1:, мм ( 1 19) '1t. 160/4== 125,6 '1t.290/4===227,6
31 Ь' н.п, ММ ( 1 0 5) 0,62.125,6==77".9 0,653.228==148,9
32 Ь н . п , -ММ ( 1 0 6) 78 149
33 В' п' Т л Э 10 3 1,45 1,65
34 ф' Вб 1 0 8) 0,615.77, 9.155.10 6== О , 2. 148, 9 . 300. 1 o 6 ==
,
==7,43. 10 3 ==32, 16. 10 3
35 lэф. п, ММ ( 1 0 9) О , 98. 155== 151 , 9 0,98.300==294
36 Ь п , мм (10 10) 1 ,2 . 7 , 43. 1 о з . 1 , 2 . 32, 16. 1 о з
0,98.155'1,45 .106==40 0,98.300.1,65 .106==80
37 Ь' П' мм 9 1 о з о, 1 . 40==4 O,O8.80 6,5
38 h' Н.П' ММ ( 1 o 11 ) (77 ,9 40) 0,615 == 9,63 (148,9 80)0,72 ,
1 , 67 . 1 ,45 1 , 67 . 1 , 65 == 17, 95
t::
Сердечники добавочных полюсов
Принима ем для. сердечников добавочных полюсов сталь марки 3411 ТОJlЩИНОЙ
l мм, ЛИС1Ы сердечников полюсов нrИЗ0лированные.
39 kc Э 1 0 3 О , 98 О , 98
40 2рд Э 10 3 4 4
41 [Н.Д' мм Э 10..3 155 300
42 lд, мм Э 10 3 155 2.5==145 300
43 Ь' д, ММ рис. 10 15 19 35
44 о' д, мм рис. 10 t6 3.3 5,4
Станина
Принимаем монолитную с танину из стали ма рки Ст3.
45 [1' мм Э 10..3 155+0.65.125,6 235
46 В'Сl' Тл Э 10..3 1,15
1 , 2. 7 , 43. 1 о з
47 h C1 ' мм (10..12) 2.235.1,15 106==17
48 h C1 ' ММ рис. 10 17 19
1 , 2 . 7 , 43. 1 о з
2 (155+40) 17 106==1,345
1 ,7
49
50
В с . п , Тл
(10 13)
Э 1 О.. 3
В
с. П.доп,
Т.п
D 1 , мм
51
52
( 1 o 14 )
(10-15)
( 10-16).
308 2 .17==274
274 4. 1 ,6 160
2 == 53,8
2 74 4.3,3 160
2 == 50,4
h п , мм
53
h д, мм
3001rO,65.227,6 450
1,25
1 , 2. 32, 16 . 1 о з
2.450.1,25 106==34
37
1 , 2 . 32, 16. 1 о з
2 (300+80) 34 106== 1,493
1 ,7
544 2 .34==476
476 4.2,7 290
2 === 87 ,6
476 4.5,4 290
2 == 82, 2
235
На длину станины II влияет выбранная форма подшипниковых
щитов rлубокие, мелкие или плоские. Минимальная длина
станины должна быть такой, чтобы станина перекрывала лобо..
вые части катушек rлавных и добавочных полюсов, а также со..
единения компенсационной обмотки.
При 2р==2 длина станины [1 l2+0,5't, при 2р===4 длина ста..
нины ll l2+0,65't; высота станины (мм)
hСl==аФ'.106/(2kсllВ'Сl); (10..12)
kc== 1 для монолитной станины; В' сl ----- предварительная Mar..
нитная индукция в станине, Тл:
Исполнение машины . . . . . .
IP22; IP22; 1 Р44;
ICOI ICl7 IC37
1 , 2 1 , 3
IP44;
1 СО 141
1,1 1,2
IP44;
1 СО041
1 1,1
Маrнитная индукция В' Сl' Тл.
Для шихтованных станин значение В С1 может быть увеличено
ДО 1,5 Тл.
Для проверки приемлемости полученноrо значения h C1 на
рис. 10..17 приведены средние значения h c1 , применяемые на
практике. Маrнитная индукция в месте распространения маrнит"
Horo потока в станине при входе ero в rлавный полюс
Bc.n аФ'. 106/ [2 (lп+Ь п ) h c1 ] .
Если значение В С . п > 1,7 Тл, то h C1 увеличивают.
Внутренний диаметр монолитн9Й станины или шихтованноrо
сердечника станины (мм)
D 1 ===D иl -----2h С1 .
Высота rлавноrо и добавочноrо полюсов (мм)
h п == (Dl 4б-----DН2) /2;
h д === (Dl-----4бд DН2) /2,
( 10..13)
( 1 0..14 )
( 10..15 )
( 10..16)
rде 46 или 4б д учитывает кроме двух воздушных зазоров необхо..
димость расположения стальных прокладок между станиной и
полюсами, предназначенных для. реrулирования воздушноrо за..
зора; в машинах большой мощности (h 355 мм) эти прокладки .
между станиной и добавочными полюсами MorYT выполняться
из немаrнитноrо материала, например из латуни.
10..4. Обмотка якоря
Основные положения. Якорь выполняет в машине постоянноrо
тока важную роль при передаче и преобразовании энерrии в ма..
шине, поэтому определение параметров обмотки якоря требует
особой внимательности. Неудачный выбор параметров может от..
разиться на всех дальнейших этапах расчета и на технико"эко..
номических показателях машины.
Расчет обмотки охватывает следующие основные этапы: опре..
деление количества п?раллельных ветвей и типа обмотки якоря;
'определение количества пазов, витков и коллекторных пластин,
236
шаrов обмотки, количества и шаrа уравнительных соединений;
расчет размеров пазов и проводов обмотки; определение сопро
тивления обмотки и Длины вылета лобовой части обмотки; про
верКа уровня удельной тепловой напряженности обмотки от
электрических потерь в обмотке.
Типы обмоток. Предварительное значение тока (А) якоря
у двиrателей
12 . kTP 2/ ( f) U) ;
(10 17)
у reHepaTopoB
12=== (2 kT) Р 2 / и, -( 1 o 1'8)
rде Р 2 номинальная OTдaBaeMa мощность, Вт.
Тип обмотки якоря, определяемый количеством rлавных по
люсов 2р и током якоря /2, приним.ают по табл. 10 7.
т а б л и ц а 1 o 7
Тип обмотки
КоличеСТЗ0
полюсов 2р
Ток 1 2, А
Простая петлевая
Простая волновая
Простая петлевая или ляrушечья
вухходовая петлевая или ляrушечья
'2
4
4
4
До 700
Свыше 400 до 1600
Свыше 1300
При выборе петлевой или ля.rушечьей обмотки следует учи
тывать, что для быстроходных машин (окружная скорость якоря
v2>40 м/с) и для машин, работающих с высокими переrрузками
(/тах//н>2), более целесообразно применение ляrушечьей, а для
остальных машин петлевой обмотки. Окружная скорость яко
ря (м/с)
.
v 2 === nD и2 n/60 000.
( 1 o 19 )
Основные свойства разных типов обмотки якоря, в том числе
условия симметрии, количество параллельных ветвей 2а, коли
чество секций, расположенных по ширине паза N ш , количество
пазов якоря Z2 и коллекторных пластин К, обеспечивающих сни
жение пульсаций маrнитноrо потока и улучшенные коммутацион
ные параметры, а также формулы определения шаrов обмотки
подробно освещены в [14, 15]. Все рекомендации для машин с
2р==2 и 2р===4 приведены в табл. 10 8.
Рассмотрим некоторые особенности обмоток, которые следует
учитывать при проектировании машин. Простая петлевая обмотка
выполняется равносекционной. Уравнительные соединения перво
ro рода располаrают по одному на один или два паза якоря.
Площадь поперечноrо сечения уравнителей составляет около 300/0
площади поперечноrо сечения эффективноrо ПрОВОДника. У машин
237
cu
"-
4<
.
%
t:J
238
t H
1::)
:
t::::»
с\)
I
tJ::
ru
Q.)
I
t;'
C
r---
fl
11
....
р.
.....
.....
11
...
......
"
11
:J:
11
t:J:: .....
o...
о
;;
11
t:t.
О
f-t
O
11
о е
::а<:
:::е . ..
Q)
=< 11
U
Q)
:а 00 . ...
E-t......
11
Q)
.;;
СУ) 11
a..
00:;-
....... 1I
IQ..
C>
'f'8'4
.
u «s
ts:: :с:
а.. s-
:s:
::r
Ql
().
О
::с-
l:J;t
СЧ5
о...
tI::
1%1.
t::.
f-o
0).
=
.
Е-о
....
, .
':j;.
...
Рис. 1 o 18 (продолжение):
6 ...... простая волновая равносекционная: 2р==4; 2а==2; z== 13; К ==34; N ш ==3; У П ==3; Уl ==9;
Y r , ==у== 19; У2== 10
. С 2р===2 надобность в уравнительных соединениях отпадает.
На рис. 10-18,a приведена развернутая схема равносекционной
простой петлевой обмотки с уменьшенным числом пазов и кол
лекторных пластин.
Двухходовая петлевая обмотка, выполняемая двукратнозамк
'путой, ступенчатой (д я улучшения коммутационных парамет
ров), имеет уравнительные соединения как первоrо, так и BToporo
рода. Число уравнительных соединений первоrо рода должно
быть не менее одноrо на две три коллекторные пластины. COOT
u
ношение площадеи поперечноrо сечения уравнительных соедине
пий и эффективных проводников такое же, как у простой петле
вой обмотки.
Простая волновая обмотка обычно'выполняется равносекциои
ной; у машин с h;;?::355 мм для улучшения коммутации применя..
ют ступенчатую обмотку. .Б отдельных случаях используют He
симметричную равносеКЦИОJIНУЮ обмотку с «мертвой» секцией,
которая не присоединяется к коллектору. Такое исполнение в Ma
шинах мощ остью до 100 кВт и при К> 100 не ухудшает, KOMMY
тации. На рис. 10 18,б приведена для примера развернутая cxe
ма равносекционной простой волновой обмотки с уменьшенным
числом пазов и кqллекторных пластин.
Ляrушечья обмотка имеет одинаковое число параллельных
ветвей в составляющих ее петл вой и волновой обмотках, поэтому
239
00 i
I W
О о..
.....
I
::r 9""f Q..
о..
= ""
\о
"" ..... f: t:
f--4 +1 9""f ... 1+ 1+
I I
:l
f"'4 9""f
а а
о
..... 115
t: t:I 1+ t: с.> :s: i а
.. /+pt
a 1
(I)
4>
::f
11
......
...... ..... ..... '1:: 1+
+1 +1 +1 i+ 1+ 1+
1\ Н 4> В
. о
tiI
..... .с.>(,) t:r с.> U E-t с.> (J 1+
I ,+ :s:: 1+; 1+;
I ::r :1:4,) ::r
4> Q.) ::с Q.)
........... CIJ c\t
w O :>.. O = O .............
............. f-4 :>.. .............. w
cq<1.> U w E-t W4)
::r g. U ::r
t::
';<:.3 cV5..o 10 .. 1.с 1.0 1.0
. .. . ..
с\? c't:) ('t) ..
(1) ") I 4> . I I
O::CO о . U ts:: . (J = 4)
Q,. Q.) \о = \о ::s::
....... ::с ::со) о :1: 0(1)00 04>00 <1.>0
E-tts::E-t::r ::с E-t Poo ::c O :ж:: :;:1:
<1.> (1)4> Q)
::r :s: ::r:r: =r t:( ::с о O ::r:
t:: =
Q,.
.......
cq
4> . Q) I I .
О f-4Q) О I()ts:: c.> ts:: f-t
::с 4>0 :1: \о = ca = 4> 4>
E-t :;:1: E-t " 8.. 4> О О 04> 00 tr О
4> 4> t:(0 = РоО :1: 4> :1:
:r:: ::r q: о t:::t::c о ::r:
J::: =
CI,) <1.> . , Q)
о о E-t 4> E-t 4> О
:с :1: <1.> ::с
E-t E-t ::r о о E-t
4> CI,) 4> :1: <1.> :1: <1.>
::r ::r :r:: :r::
t'-J
4> 4> I I 4>
О О E-t E-tQ) О
:с + ::с 4> <1.> <1.>0 ::с
Е-о ro ::r О ;I; E-t-
4> :<: 4> 4> ::С <1.>
::r ::r 'т"" ::r: ::т
......
00
.qt
Q,.
I I .
о::: <1.> t:J:: Оа:
D:: I =со
E-t t:;:
D:: Q) f-. са <1.> са
са СО о
:s: <1.> ::с t:: ::r 0:1: о t::
::С:1: ::с
foo ;:С
О E-t О D:: Q) r::: о o:: I
<1.> СО
:s:: са t:: о.... Осо D:: I
\о t:: ::r са f-t
=> O ::r ..с:1 ::f ('1')
t:: D:: :::С::: t:::{f-o :::С::: D:: со ::r CO
:s: <1.> О() (1) ::r <1.><1.>Ро
l-ot E-t(J о::: E-t u E-t= 3 С,) tJ:"
и О и О (J<U OD::CO
>< ;:C =
О::С О::С ot:: t..щ.::с",
о.. са o.. o..
r::(g,. са Q) с:: & . D:: ::c<1.>
t::::u J::; о.. о с:4
240
о IQ
r:
а
I 8
си
CI)
g;
:i а
I
::s Е
::а
=
(-о
= f-o<
о
d) «s 111
.2-
g а . ==
==
41 .... i
a (f)
с1) (f) «s
=ts:: "" Q.
g 8. :;.е
fa
>- >- \О.....
' ::a
. eE
... r::
I =.
... (1) I:f
t ::1'(1)
::S::o.
... (1) = CI)
:.s т ::s:: r::
«s f.o t:f ==
rt) о CL)
«s О t:f m
r:: u (1) =
:.s S Со('/)
(1).
с.& :
O :r
t; со CI)
;;
CL) f-' g ;
а:: IQ f-o а::
CI)::s: O
80 :
ё i о j;f
aI Р. Q
а ':a
tJ'1a
сиС: =m
;g = CL) f-o
I
aI (1) 0:0
tr' О О ....
=ts:: и m !I
О" ....\0
g: OCf)
f-o JI а: !.
111 t:; =ts:: i O .а
= i :a
; '""
Id a'D
=:
:a: ·
\ !S= ct!o t:::o
.... t:fш O
«f си t:f с.>
'" с..... :=
...,;;.1 t:: си Р'
:s: I :s::cи eE cu
.. ot t: O
О. .. r:: a::;:
>" ....
....: о: t
==
bi S. ><>< Q
== t1:0: сС::;:
SC ts:::s: t
:s:::z: :s:
Cиd):s:::'
tr.... «s
alaI':S::
cu о.. со lI) ..Q
:a:a ' (,)
::S::= ШtaоCl)
:s .C:Q ь
;g::s::..::E.
..... :а ro '8
:; ..
(1)\0 :а.
ре о =
.-
са
CI)
CIII
lId
..
11
о:
а::
><
tJ:
Ш
Q,)
SE
m
Q.
i
волновую обмотку выполняют мноrоходовой однократнозамкну
той. Площади поперечноrо сечения проводников каждой из об-
моток одинаковые. Проводники располаrают в четыре слоя пDi'
высоте паза: - крайние принадлежат волновой, а средние петле-
вой обмотке. К каждой коллекторной пластине присоединяют че..
тыре эффективных проводника два от петлевой и два от волно
вой обмотки.
При расчете ляrушечьей обмотки целесообразно рассматри-
вать ее как петлевую с двумя параллельными проводами по вы-
соте паза; при этом условия выполнимости, расчет шаrов
CJ
и конструкция изоляции должны соответствовать ляrушечьеи.
обмотке.
Количество витков обмотки и коллекторных пластин. Предва-
рительное количество витков обмотки якоря
w' 2===30k п U/[ (р/а),nФ'].
. (10..20)
Для ляrушечьей обмотки значение ш'2 соответствует числу
витков каждой из с'оставляющих обмоток петлевой и волновой..
Предварительное количество витков в секции для маIПИН с'
полузакрытыми пазами якоря
w' с2 1 ,8ш'2/ D я2 .
( 10..21 )
, . Полученное значение w' с2 может быть целым числом или цe
лым числом с дробью, так как всыпная обмотка из круrлых
проводов допускает разное число витков в секциях, раСПQЛО
женных' в одном пазу. Например, при трех секциях в па,ЗУ
(N m ==3) и числе витков в секциях 4-----5 4 среднее значение
W c 2 ==41/3.
У машин с открытыми пазами якоря и обмоткой из прямо-
уrольных проводов предварительное значение
w' с2 2,3w' 2/ D H2 .
(10..22)
Полученное число окруrляют до ближайшеrо целоrо значения
W c 2.
Предварительное количество пазов якоря
Z'2 == '2/ (N Ш W С 2)'
( 1 О.. 23 )
rде N ш принимают в зависимости от 2р и типа обмотки из
табл. 10..8; z'2----- 0к руrляюТ до ближайшеrо значения Z2, удов-
летворяющеrо условиям той же таблицы.
К15личество коллекторных пластин
к === N ш z 2.
( 10..24)
241
16 3255
При выборе N ш и Z2 следует учитыва ь, что зубцовое деление
по наружному диаметру якоря (мм)
t 2 == nD И2 /Z 2
(10..25)
не должно выходить за пределы:
Высота оси вращения:h,' мм . . . . .
Зу6iI.овое деление t 2' ММ. . . . . . .
80 200 225 315 355 500
1 0 20 15"""""35 18 40
Меньшие значения t 2 соответствуют меньшим h.
Наружный диаметр коллектора связан с наружным диаметром
якоря и конструкцией коллектора (с петушками или без петуш"
ков). Коллекторы без петушков применяют в якорях с полузак..
рытыми пазами в тех случаях, коrда концы проводов обмотки
/ MorYT быть заложены в канавки, вырезерованныыe в пластинах
коллектора. Возможность эта определяется величиной произведе..
ния 2cd, которое не должно превышать 9 мм (здесь с ----- число
элементарных проводов в эффективном проводнике; d ----- диаметр
неизолированноrо провода, мм). При ббльших значениях этоrо
произведения, а также в якорях с открытыми и прямоуrольными
провqдами применяют коллектор с петушками.
Наружный диаметр коллектора при полузакрытых пазах яко..
uя отсутствии петушков на коллекторе (мм)
D K (0,75-----0,8) D H2 ,
(10..26)
ри открытых пазах якоря и наличии петушков на коллектор
(мм)
DK (0,65-----0,7)D H2 .
( 10..27)
Диаметр D K по rOCT 19780-----7 окруrляют до ближайшеrо .
значения предпочтительноrо ряда: 56; 63; 71; 80; 90; 100; 112;
125' 140. 160' 180' 200. 224. 250. 2 8 0 . 3 1 5 . 355 . 400 '
, , , , , , , , , , ,
450; 500 мм.
Коллекторное деление (мм)
t K === 'JtD K / К.
(10..28)
_ Минимально допустимое коллекторное деление tKmfn определя
ется технолоrией изrотов ения коллектора:
Диаметр коллектора D K , мм . . . . . . . . . 56 125 160 280 З15 500
Коллекторное деление t lКmin , ММ. . . . . .. 3,0 3,5 3,8
При значении tK<tKmin уменьшают количество коллекторных
lIластин путем увеличения количества витков секции W c 2, либо
путем перехода на друrой тип обмотки якоря с уменьшенным
242
количеством параллельных вет.. k и
вей. После этоrо должно быть 3
проверено максимальное напря..
жение между соседними коллек..
торными пластинами при Ha
rрузке (В)
2
Uнтах==2рUkи/(а'К).. (10..29)
Коэффициент искажения по..
ля k и равен отношению макси..
мальных значений маrнитной
индукции при нах:рузке и при
К. х. На это отношение влияет
величина и форма воздушноrо
зазора машины, а у двиrателя
rакж диапазон реrулирования
частоты вращения ослаблением
поля rлавных полюсов. Средние значения kи==f (птах/ п н ) двиrа-
телей без компенсационной обмотки, имеющих эксцентричный
зазор, приведены на рис. 10-19. При наличии компенсационной:
обмотки k и . 1.
Значения и ктах
2
J 6 тах /п н
Рис. 10-19. Коэффициент искажениw
поля kи==f(пmах/пп) .для некомпенси
рованных двиrателей с эксцентрич '
ным зазором
не должны превышать приведенных ниже:
h, мм . . . 80 1 00 112 200 225 315 355 500
2р. . . 2 4 4 4
и к тах' В. 100 50 30 25
...
После указанной проверки и ктах уточняют число витков обо&.
мотки якоря
Ш2 == Ш С 2К. (10..30)-
Для ляrушечьей обмотки Ш2 равно количеству витков каждо
из соответствующих обмоток. .
В пазу количество эффективных проводников
N п2 ==2N ш W С 2; (IQ..31)'
ток в пазу (А)-
/ п2'J:. == N П2/ 2/ (2а) ·
(10..32)
Значение /П2'J:. не должно превосходить 1500 А. _
Если Ш2 отличается от ш 2 более чем на 5 о/о, то корректируют
предварительное значение маrнитноrо потока (Вб)
Ф" == ф'w' 2/Ш2
И маrнитной индукции в воздушном зазоре (Тл)
В'' б===В' ()ш' 2/ W2.
Уточненная линейная наrрузка якоря (А/см)
А 2'== 20w 2/ 2/ (nD H2 2a) ( 10..35).
Полученное при расчете значение А 2 не должно отличатьсw
от принятоrо при определении rлавных размеров более чем H
100/0; в ином случае следует применять обмотку якоря с изменен..
ным количеством витков.
16*
( 10..33),
( 1 0..34)
'
243.
Обмотка якоря с овальными полузакрытыми пазами. Полуза-
крытые пазы якоря применяют в основном овальной формы (рис.
10..20). При этом радиусы '1 и '2 принимают такими, чтобы стен..
ки зубцов были параллельны (Ь з2 ==сопst) на протяжении рассто..
яния h 1 . Обеспечиваемое при этом постоянство маrнитной индук"
дИИ В 32 по высоте указанноrо участка зубца уменьшает мдс для
зубцов. П,римерные значения высот пазов h П2 приведены на рис.
Ь ш 2
I h п2 ,Мfv
4О
,
I ЗD
I
I '20
,
Рис. 10-20. Форма и оазмс"
ры п лузакрытоrо овальноrо
паза якоря
10
70 100 200 ЗDО 400 ПJ.l2' ММ
Рис. 10-21. Средние значения
h п2 ===f (D и2 )
10..21. Чем больше принимаемое значение h п2 , тем меньше ЫCOTa
спинки якоря h C2 И соответственно больше маrнитная индукция в
спинке в с2 . Если при проверке расчетом предварительное значе..
иие в с2 ' превысит предел, указанный в табл. 10..9, высоту паза
h п2 , принятую из рис. 10-21, снижают.
Таблица 10..9-
Степень защиты Количество ПОJfЮСОВ
и способ охлаж- 2р
дения
Маrнитная. индуICциЯ В С2 при частоте
перемаrничивакия '==рп/60, rц
IP22; ICO 1
IP44; IC0141
IP44; IC0041
2
4 и более
2
4 и более
2
4 и более
100--..50 менее 50
1,6 1 ,7
1,4 1,45
1,35 1,4
1, 15 1,2
1,25 . 1,3
1,05 1 , 1
\
При м е ч а н и е. Для машин со степенями защиты lP22 и IP44, со способами
охлаждения IC17 и IC3? значение В С2 принимают, КаК для машин со сrепекью защиты
1 Р22 и со способом охлаждеКИSI ICOl.
Расчет размеров зубцовой зоны (зубцов и пазов) якоря начи-
нают с определения ширины зубца Ь З 2, а затем радиусов '1 и '2.
Для контроля определяют значения Ь З2 (мм), соответствующие
вычисленным 'l и '2:
Ь з 2 == 1t (DН2-----2hш2-----2rl) /z2-----2 r l;
Ь 32 == 1t (D Н2 -----2h п2 +2'2) /z2-----2'2.
( 10..36)
(10..37)
244
Значения Ь З2 из этих формул должны быть практически оди..
наковыми и равными Ь 32 из (10..42).
Для обмоток якорей с полузакрытыми пазами у машин с h==
===80+200 мм применяют при изоляции класса наrревостойкости
В провода марки ПЭТВ, класса F-----провода ПЭТ..155, класса Н-----
провода ПЭТ..200 или ПСДКТ. Диаметр проводов выбирают та..
ким, чтобы коэффициент заполнения паза
k п ==N п2 с (d'J 2/S п2 "
не превышал 0,75.
Здесь d' диаметр изолированноrо провода; SП2" ----- площадь
поперечноrо сечения паза, занимаемая обмоткой [см. (10..50)].
Количество элементарных проводов в одном эффек'rивном с вы..
бирают, исходя из Toro, чтобы диаметр провода без изоляции d
не превышал 1,68 мм; 'причина этоrо оrраничения заключается в
затруднении с всыпанием проводов большеrо диаметра в пазы и
в связи с этим в повышении возможности замыкания проводов в
пазах.
Значения k п выше 0,75 не следует применять, так как" при
этом обмотка укладывается B пазы под значительным механцче..
ским воздействием, -способным повредить изоляцию, что может.
повлечь за собой к. .3. витков обмотки или пробой обмотки на кор..
пус. При малых значениях k п (менее 0,65), в связи с увеличением
плотности тока в пазу, увеличивается температура обмотки. Это
может потребовать' удлинения
сердечников статора и ротора. Az J 2 , A2j(CM'MM2)
Кроме Toro, для уплотнения об- JOOO 9
мотки в пазу потребуются утоп- 8
щенные клинья.
Уровень удельной тепловой' 2000
наrрузки якоря от электрических
потерь в обмотке в значительной 1000
мере определяет ожидаемое пре..
вышение температуры обмот"
ки. Как показано в 5..4, этот
уровень характеризуется произ..
ведением линейной наrрузки об..
мотки на плотность тока в про..
водах ----- А 2 ! 2.
У спроектированной обмотки
якоря определяют указанное
произведение и сравнивают ero
со средним допускаемым значе..
нием из рис. 10-22. Для машин
со способами охлаждения ICOl,
IСО141"и IC0041 значения A 2 J 2 на
рисунке соответствуют исполне-
(10..38)
200
300
400
500 600
п Н27 ММ
Рис. 10 22. Средние значения A 2 J 2 ===
==, (п Н2 ) при классе наrревостойкости
изоляции F:
1 исполнение по защите IP22, способ
охлаждения, IC01, полузакрытые пазы яко
ря, частота враЩения 1500 об/мин, число
rлавных ПОЛЮСQВ 2р==2; 2 то же, что 1,
но 2p 4; 3 IP22, ICOl, открытые пазы,
1500 об/мин, 2р==4; 4 IP44, ICOI41, полу
заКрЫТЫе пазы, 1500 об/мин, 2р==2; 5 то
же, что 4, но 2р==4; 6 IP44, IC0041, по
JIузакрытые пазы, 1500 об/мин, 2р==2; 7---
то Же, что 6, но 2р::::::4; 8 IP22 или IP44,
IC17 или IC37, полузакрытые пазы, все
qaCTOTbI вращення, 2Р==4; 9 --- то же, что 8,
но открытые пазы
,
245
ЕИЮ С изоляцией класса наrревостойкости F и с частотой враще-
ния 1500 об/мин. При изоляции классов аrревостойкости В и Н,
а также при частотах вращения, отличающихся от 1500 об /мин,
принимаемое из рисунка значение A 2 J 2 умножают на квадрат
коэффициентов k 1 2 и - k4 2 , rде попраВОЧН IЙ коэффициент ,k 1 (см.
табл. 10 4) учитывает влияние на допускаемую удельную тепло
вую наrрузку изменения допускаемоrо превышения температуры
при классах наrревостойкости изоляции В и Н, а k4 (см. табл.
10-5) ,влияние изменения эффекта охлаждения обмотки при
друrих частотах вращения. У машин со способами охлаждения
IC17 и IC37 значения A 2 J 2 на рисунке также соответствуют изо
ляции класса наrревостойкости F; при классах В и Н принимае
мое значение А 2 ! 2 умножают на квадрат коэффициента k 2 t. Ча..
стота враrцения при этих способах охлаждения практически не
влияет на эффект вентиляции и соответственно на допускаемое
значение А 2 ! 2.
У двиrателей со степенью защиты IP22 и способом охлажде..
иия IC06 допускаемое значение А 2 ! 2 принимают, как при способе
охлаждения ICI7, а у двиrателей со степенью защиты IP44 и спо-
собом охлаждения IC0641, вне зависимости от частоты ращения,
как у двиrателей со способом охлаждения' IC0141 при п===
=== 1500 об/мин.
Если полученный при расчете машины показатель А 2 ! 2 превы"
шает допускаемое значение- более чем на 15 0/0' следует повысить
площадь поперечноrо сечения провода, высоту h П2 и площадь по
перечноrо сечения паза SП2" с учетом Toro, чтобы значение В С2 не
превысило при атом пределов, указанных в табл. 10..9; друrим
способом является удлинение сердечника якоря ----- при этом увели-
чится.маrнитный поток ф' и уменьшится количество,ПРОВОДНИКОВ
в пазу, либо количество пазов якоря.
Сопротивление обмотки якоря прд t==20°C, вычисленное по
(1 0 58) и выраженное по (10..59) в о. е., сопоставляют (для I{OHT..
роля вычислений) со значением, определяемым по формуле
r 2 * == лD н 2 1 ер 2 (А 2 J 2) / ( 114 . 1 04 1 2 и) . ( 1 О.. 39)
Размеры овальных полуза.крытых пазов и проводов, а также
значения сопротивления обмотки яко я определяют в такой по..
следовательности.
Высота паза (мм)
Высота спинки якоря (мм)
Предварительная маrнитная ИНДУК-
цИЯ в спинке якоря (Тл)
То же, допускаемое значение
Предварительная маrнитная индук-
ция в зубцах (Т л)
Ширина зубца (мм)
Высота шлица паза (ММ)
Радиус паза больший (мм)
h П2 из .рис. 1 0 21
h c2 === (DП2 D2) /2 hП2
ф' . 106
В ,
С2
2l Э Ф2 h С2
В С2 из табл. 10 9
В'З2 из табл. 10-10
Ь 32 == t 2 B' '6/ (kc B ' 32)
hm 0,8 v
n(D H2 ---. 2h ш2 ) ---- Z2 b 32
'1 ==
2(Z2 + n)
246
(10-40}
(10-41)
(10 42)
(10..43)
То же, меньший
Ширина зубца (мм)
То же, контрольное значение
Расстояние между центрами радиу-
сов (мм)
Площадь поперечноrо сечения паза
в штампе (мм 2 )
Площадь поперечноrо сечения паза
в свету (мм 2 )
Площадь поперечноrо сечения op
пусной изоляции (мм 2 )
То же, клина и прокладо,к
Площадь поперечноrо сечения паза,
занимаемая обмоткой (мм 2 )
Предварите льный диаметр провода
с ИЗОЛЯllиеЙ (ММ)
Ближайший меньший стандартный
диаметр лровода с изоляцией и без
изоляции (мм)
Уточненный коэффициент заполнения
паза
Площадь поперечноrо сечения про-
вода без изоляции при принятом
диаметре (мм 2 )
Плотность тока в обмотке (А/мм 2 )
Удельная тепловая наrрузка якоря
от потерь в обмотке {АЦ (см. мм2)]
То же, допустимое. значение .
peДHee зубцовое деление якоря
(мм)
Средняя ширина секции обмотки
(мм)
Средняя длина одной лобовой ча-
сти секции (мм) .-
Средняя длина витка обмотки, мм
Сопротивление обмотки при темпе-
ратуре 20 ос (Ом)
То же, в относительных единиц-ах
То же, контрольное значение
Длина вылета лобовой части обмот..
ки, мм
1; (D И2 2h п2 ) 2b32
r 2 == 2 ( Z 2 ____ '1t) ( 1 О - 44 )
Ь З2 ПО (10-36)
Ь З2 по (10-37)
hl==hп hШ2 rl r2 (10 45)
SП2 == 2 (r 2 1 + , 2 '2) + (r 1 + '2)h 1
(10-46)
7t [ ( Ьс ) 2 ( Ьс ) 2 ]
S'П2;:2 'l 2 + '2......2 +
+ (, 1 + '2 b c )hl (10-47)
Sи==Ь и (2лrl+л:r2+2hl) (10-48)
SRJI +SПР 'l
S" П2==S' П2 SИ"""""':SRJI SПР
(10-49)
(1 О-50)
drf == V 0,755" П2/ (N П2С)
(10-51 )
d'/d из приложения 1
k п по (10-38)
S .из приложения 1
l 'F= I 2 / (2acS)
А 2 / 2
(1 О-52)
(10-53) .
A 2 из рис. 10-22
t cp ==1t (DВ2 hП2) /Z2
(1 О-54)
Ьср==tсрУп
(1 О-55)
1 JI 2== (0,7 + 0,4 Р ) Ь с р + 15
. (1 0 56)
1с p 2 (12 + 1112)
w t l CP2
r 2 == 57 (2a)2cS .103
r2.==r2 1 2/ U
'2* по (10-39)
1 в2 === (О, 12+0, 14р) Ь ср +7,5
(1 О-57)
( 10-58)
(1 0 59)
(1 0 60)
.
Здесь Ь и односторонняя толщина корпусной изоляции, .равная 0,35 мм
(при высоте оси вращения машины h==80+112 мм) и 0,5 мм (при h== 132+
+200 мм).
247
Т а б л и Ц а 1 О.. 1 О
Степень защиты
и способ охлаж..
дения
Предварительные значения маrнитной индукции В, 32 (Т л)
при частоте перема, rничивания rц
100 75 50 25 и ниже
1,75 1,85 1,95 2,0
1,5 1,6 1,65 1,7
1,4 I 1,5 1,6 1,65
IP22; ICO 1
IP44; ICO 141
IР44; 1 СО041
При м е ч а н и я: 1 Уточненные при дальнейших расчетах значения В' 32 не
ДО.1ЖНЫ превышать указанные в таблице более чем на 10%.
2. Для машин со степенью защиты IP22 и IP44, са спососом охлаждения IC171-1
IC37 значения В' пр инимают, как для машин Со степенью защиты IP22 и способом
. 32
охлаждения IC01.
Корпусную изоляцию паза для удобства намотки якоря выпу"
скают наружу через шлиц паза, поэтому принимают ширину шли..
ца паза (мм)
b m2 ===,d' +2.Ь и +О,3.
Конструкция изоляции обмотки якоря с овальными полузакры"
тыми пазами приведена в прилож нии 24.
Обмотка якоря с прямоуrопьными открытыми пазами. Досто..
инством прямоуrольных открытых пазов якоря (рис. 10..23) явля"
ется возможность размещения
в них проводов прямоуrоль..
! Horo поперечноrо сечения, что
I значительно повышает коэф"
фициент заполнения пазов
I медью. При прямоуrольных
-<: · ПрОБодах обмотка изrОТОБЛЯ-
ется из жестких формованных
катушек; такая обмотка об..
ладает большей надежностью,
чем всыпная из круrлых про..
водов.
Примерные значения высот
пазов h П2 приведены на
рис. 10..21.
Как и у овальных полузакрытых пазов, определяемое при рас..
чете значение В С2 сравнивают с допускаемыми пределами, указан..
ными в табл. 10..9. При превышении указанных пределов необхо..
димо снизить принятую высоту паза h п2 .
Расчет размеров зубuовой зоны якоря начинают с определения
ШIiРИНЫ зубца в наиболее узком месте; затем раССЧИТ Iвают ши..
рину паза.
Для обмоток якорей с прямоуrольными открытыми пазами у
машин с h==225+315 мм применяют при изоляции класса Harpe..
t,востойкости В прямоуrольные провода марки ПЭТВП, клас а
F провода ПЭТП..155, класса Н ----- провода ПЭТП..200 или
ПСДКТ. У машин с h==355+500 мм используют при изоляции
248
( 10..61 )
t::
..{::
5)
! \
I '
, \
I '
I
а) ЬзzтGХ
\
,
\
,
\
I
I
Ь п 2
Рис. 10..23. Форма и размеры OTKpblToro
прямоуrольноrо паза якоря скреплени"
ем обмотки:
а бандажами; б клиньями
КЛl:! СОВ наrревостойкости В и F прямоуrольные провода марки
ПСД, класса Н ----- марки ПСДК.
Количество ПрОВОДНИКQВ, размещаемых в пазу по высоте,
N s ==2w C 2. При 'W c 2==1 и частоте перемаrничивания f>15 rц эф
фективные проводники подразделяют по высоте на два элементар
ных с целью уменьшения добавочных потерь на вихревые токи в
проводах обмотки якоря; для таких обмоток N s ==4, а количество
элементарных проводов в эффективном с==2.
Для яrушеч ей обмотки высота элементарноrо провода явля"
ется высотой эффективноrо проводника каждой составляющей об..
мотки.
Методика сравнения удельной тепловой наrрузки от электриче
ских потерь в обмотке А 2 ! 2 с допускаемым значением, корректи"
ровка допускаемоrо значения с учетом разных классов HarpeBo"
стойкости и разных частот вращения, а также способы снижения
при необходимости А 2 ! 2 такие же, как для овальных полузакры
тых пазов.
Определение размеров прямоуrольных OTKpЫTЫ пазов и про..
БОДОВ, а также сопротивления обмотки якоря производят в таком
порядке.
"
Предварительная высота паза (мм)
Предварительная маrнитная индук-
ция в наиболее узком месте зубца
(Тл)
Предварительная ширина зубца в
на иболее узком месте при отсутствии
радиальных вентиляционных каналов
(мм)
То же, при наличии радиальных вен-
тИлЯЦИОННЫ4 каналов
в ысота спинки якор я (мм)
Uредварительная маrнитная индукция
в спинке якоря (Тл)
Предварительная IIПJрина паза в
штампе (М:\1)
Допустимая ширина провода с вит-
копой изvляцией (мм)
То же, без изоляции
Ближайшая стандартная ширина про-
вода без изоляции и с изоляцией
(мм)
Допустимая высота провода свитко"
вой изоляцией (мм)
То >ке, без изоляции
Ближайшая стандартная высота про..
вода без изоляции и с изоляцией (мм) I
Площадь поперечноrо сечения прово..
да без изоляции (мм 2 )
Уточненная ширина паза в штампе
(мм)
h' п2 из рис. 10-21
В'З2шах из табл. 10-11
t 2 B' ъ
Ь' ==
з2 mln k В'
с з2 mах
( 10 62)
t 2 l 2 В!.з
Ь' з2 тin ==
lЭф2 В ' з2 max.
h C2 по (10'-40)
ф' . 108
В ,
С2
2l Э ф2 (h C2 2d к2 /З)
Ь' '1t (D И2 ........ 2h' П2) Ь'
П2 == Z з2 mf n
2
а' ДОП== (Ь' П2 2Ьи Ьс) JN m
(10..63) .
(10 64)
( IO 65)
(1 0 6 )
(1 0 67)
а доп == а' доп п
а/ а' из ПРИЛО}l{ений 2 и 3
Ь' до п== (h' П2 hи hб hс) / N в
(10-68)
(10-69)
Ьдоп==Ь' доп п
. Ь jb' из приложений 2 я 3
S из приложения 2
ЬП2==Nmа'+2Ьи+Ьс
(10 70)
249
Уточненная BblcoTa паза в штампе
Плотность тока в обмотке (AjMM 2 )
Удельная теПловая наrрузка якоря
от потерь в обмотке [А2/(см.мм 2 )]
То e, допустимое значение
Среднее эубцовое деление якоря. (мм)
Средняя ширина секции обмотки
(мм)
Средняя длина одной лобовой части
обмотки (мм)
Средняя длина витка обмотки (мм)
Сопротивление обмотки при темпера-
туре 20 0 С, Ом
Т о же, в относительных единицах
То же, контрольное значеНflе
Длина вылета лобовой части обмот-
ки, мм
h П2 , NвЬ'+hи+hб+hс
J2 ПО (10-52)
А2J2 ПО (10 53)
( 1 0- 71 )
A 2 J 2 из рис. 1 0 22
t ep по (10 54)
Ь ер по (10 55}
lл z--------- l ,2Ьер+hп 40
(1 o 72)
lep2 по (10 57)
'2 по (1 0 58)
'2* по (1 0 59)
'2* по (10-39)
h П2
lB2 == О,3Ь ср + 2+20
/
( 10 73)
Здесь 2Ь п и h п общая толщина изоляции в пазу по ero ширине и B:i>ICOTC,
не учитывающая ТОЛIЦIИны ВИТfКовой изоляции И БЫСОТЫ бандажной канавки
из табл. 1 o 12; hб высота бандажной канавки, равная 2 мм при высоте оси
вращения машины h==225 мм, 3 мм при h==250 и 280 мм, 3,5 мм при h==315 мм;
для машин с h===355+500 мм, у 'КОТОРЫХ обмотка крепится клиньями, вместо
hб подставляют сумму высоты клина h R ===4 мм и высоты ШJ1lИца h m === 1 мм;
и двусторонняя толщина изоляции провода; для проводов марок ПЭТВП,
ПЭТП 155 и ПЭТП 200 и==0,15. мм, дЛЯ ПРОБОДОВ марок ПСД, ПСДК и
ПСДКТ дИ определяют из приложения 3; N ш и N B число ПРОБОДОВ по ши-
рине и высоте паза.
т а б л и ц а .1 О 11
Степень
защиты
Сп-:соб
охлаждения
Маrнитная ИНДУКЦИЯ В' з2 тах (Т л) при частоте
nеремаrШiЧИвания,' rц
10З 7r-. 50 25 и ниже
ICOl - 2,0 2, 1 2,2 2,3
IC0141 1, 7 1 ,8 1 ,9 2,0
IC0041 1 ,6 1,7 1,8 1 , 9
IP22
IP44
IP44
При 1\1 е ч а н и е. См. приме!Jания к табл. 10-12.
т а б л и ц а 10 12
Толщина изоляцmr
Высота оси
вра.щения h,
J\f.\1
Класс Harpe
ВQстойgос ти
изоляции
3 4
\
по высоте h и при W C2
2 I 3
2
п о ширине 2Ь и при N ш
5
225 315 В' F' Н 1, 7 1 , 7 1, 7 1, 7 4,8 ,5, 1 5,4
, ,
З55 500 В 2,14 2, 14 2,44 2,54 6,24 6,24
F. Н 2, 1 2, 1 2,3 2,3 5,8 5,8
,
КОНСТРУКЦИЯ изоляции обмотки ЯКОрЯ с прямоуrольными от...
крытыми пазами приведена в приложениях 25 и 26.
250
Примеры расчета машин
3. Обмотка якоря
oдro
Е-
Q)Q)
b
It! ro YCДO HЫe
обозначения
Cl)r--
1=: и
gs
r::'"
истоqник
ДЯИl"атель N!! 1
Дви:rатель N2 2
Тип и mаrи обмотки якоря. Количество витков обмотки, коллекторных
пластин, пазов
54
55
56
I (IO 17) 1 0,978'5500/(0,82.220)== 1 0,99,75000/(0,905,220) '
==29, 8. ==372, 9
волновую обмотку (табл. Ii) 7) из провода ПЭТ 155 (двиrате.пь
.N'2 1) и ПЭТП 155 (двиrатель .N'2 2)
табл. 1 O 8 2 2
30.0,915.220 30.0,94.220
2/1 1500.7,43.10 3== 2/1.IOOO.32,16.10
==271 ==96,5
3 3
1,8.271/160==3,05
12' А
Принимаем
2а.
W'2
N ш
W C2
,
W с2
W C2
Z'"
Z2
К
t 2, ММ
D K , ММ
D K " мм
t K , мм
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68 и к тах ' А
69 и к тах ' А
70 W2
71 N П2
72 1 п2r.' А
73 А 2 , А/см
74 Уп' pea,,1b табл. 10 8
ные пазы
75 Y YK' эле... табл. 1 O 8
ментарные
пазы
Уl, то Же табл. 1 0 8 3.7===21 3.8==24
и2' то Же табл. 10 8 43 21==22 49 24==25
h п2 , мм рис. 1 0 21 25 34
h C2 ' мм (1 О 40) ( 160 50) /2 25==30 (290----90) /2 34===66
Обмотка якоря с овальными полузакрытыми пазами
7 43. 1 o -
2 : 14 7 2 . 30 1 05== О , 841
1 , 15
1 ,65
17,32.0,615/(0,95)(
)( 1 , 65) === 6 , 8
76
77
78
79
80
81
82
83
В' с2, Тл
В('2' Т Л
В' 32' Тл
Ь 32' мм
(1 0 20)
табл. 1 0 8
(10 21)
(1 O 22)
9 IO 4
(1 0 23)
табл. 10 8
( 1 О 24 )
( 1 О 25)
(1 O 26)
( 1 0 27)
(1 0 28)
( 1 О 29)
Э .1 0 4
(10 30)
(10 31)
(1 0 32)
(1 O 35)
( 10 41)
табл. 10 9
та.бл. 1 o 1 о
(10 42)
I
13
271/(3.3)==30,1
29
3.29==87
11: . 160/29== 17 ,32
O,77.160 125
11:. 125/87 ==4 , 51
4 .220 . 1 7
0,62.87 ==27,7
50
3.87==261
2.3.3===J8
18.29,8/2==268
20.261.29,8 54 8
16 r 2 1 ,
, те. и.
29/4----1 /4-== 7
(87----1) /2 43
2,3.96,5/290==0,77
1
96:5/(3.1)==32,2
33
3.33==99
1С' 290/33==27,59
0,69.290:::::::200
1с . 200/99 ===6.34
4 . 220 . 1 7
О , 653 . 9'9 == 23 , 1
30
1 .99===99
2.3.1===6
6.372,4/2== 1117
20.99.372,9 ==405 4
'1t.290.2 '
33/4----1/4==8
(99 1) /2==49
251
оъ
cur-
(-оcu
ro:l"
т Q
O
t::(p..
cu"Q
t::: (-о
ии
00
t:;c
96
97
98
99
100
101
102
103
252
Условные
обозначения
84
r l' мм
5 r 2' ММ
86 Ь
32' ММ
87 Ь
32' :ММ
88 h
l' ММ
89 SП2' мм 2
90 5' П2' !\-1M
91 Sи,. мм 2
92 SКЛ+SПР'
мм 2
93 S', п2, мм 2
94 d'. ММ
95
d;'d', мм
k п
S, мм2
J 2' А/мм2
А 2 / 2 ,
А2 /( СМ/ММ) 2
А 2 ! 2,
А2/{см/мм 2 )
t cp ' ММ
Ь ер , rv 'A
t л!, ММ
ИСТО'.ШИК
( 1 0 43)
( 10 44)
(10 36)
(10 37)
( 10 45)
(10 46)
( 10-47)
(1 0 48)
(10 49)
(1 O 50)
(10 51)
приложе
ине 1
(10-38)
приложе..
ние 1
(1 0 52)
( 1 0 53)
РИС. 1 0 22
( 10 54)
(1 0 55)
(1 0 56)
Двиrатель N2 1
1t (160 2. О, 8) 29. 6,8
2 (29+'1t) .
4,7
'1t (160 2 .25) 29. 6, 8
2 (29 '1t)
2,9
'1t (160 2.0,8 2.4,7)
29
2.4,7==6,73
п ( 160 2 . 25 + 2 .2 , 9)
29
2 2,9==6,73
25 O,8 4, 7 2,9==16,6
:::::
1t
2 (4,72+2,92)+
+ (4,7+2,9) 16== 169, 5
T[(4.7 0;2 )2 +
+(2,9 0;2 )2J+
+ (4,7+2, 9 0,2) 16==
== 1.63 , 9
О ,5 (2'1t. 4 , 7 t-1t . 2 , 9+
+2.16) ===35,3
5.4,7==23,5
163,9 35,3 23,5==105,1
O,75.105,1/(18.2)==.
== 1 , 48
1 J 4/ 1 , 485
18.2.4852/105, 1==0,755
1 , 539
29,8/(2.2.1,539)===4,84
154,8.4,84==749
740
1t (160 25)/29=:: 14,62
14,62.7==102,3
(0,7+0,4.2) 102,3+
+ 15== 168
п родолжен.uе
Двиrатель N2 2
п родолже ние
I
од
«S .
4)'"
fo-IQ)
",cr Условные
JXI() ИСТОЧНИК Двиrатель N2 1 Двиrатель .N2 2
О'" обозначения
t::(CI.
4),.Q
r:::fo-I
gg
t:::z:
104 [ср2, мм 110 57) 2 (155+ 168)==646
105 , 2 , Ом (1 0 58) 261.646
57 . 22.2. 1 ,539. 1 03 o, 24 ----
106 '2*' о. е. ( 1 О .. 59 ) 0,24.29,8/220==0,0325
п . 160.646 .749
107 '2*' о. е. ( 10..39) 114 . 1 04 . 29 , 8 . 220 ----
==0 , 0325
108 1 в2, ММ ( 10..60) (0,12+0,14.2) 102,3+ ----
+7,5==48,4
109 'Ь Ш2 , мм (10..61) 1,485+2.0,5+0,3==2,8 ,- ----
05Мотка ЯКОРЯ с прямоуrольными ОТКРЫТЫМИ пазами
2,2
27,59.0,72/(0,95.2,2)==
==9 , 5
32, 16. 1 О 3
2.285 (66----2. 18/3) Х
Х 106==1,04
1,45
п(290----2.34)
33 9,и==
==11,6
(]1,6----1,7 0,3)/3==3,2
3,2----0' 15== 3,05
3/3, 15
110 В' з2 тах' Тл табл. 10..11
111 Ь' з2 min' мм (10 62)
112 В' С2, ТЛ ( 1 О .. 64 )
113 ВС2' Тл табл. 10 9
114 =Ь'П2' M M (10..65)
115 , мм
а доп,
116 а доп , мм
117 а/а', мм
118 Ь' дои' мм
119
120
ь доп' мм
Ь / Ь', мм
121
S, мм 21
122
123
Ь п2 , ММ
h п2 , ММ
( 10 66)
( 10..67)
приложеиия
2 и 3
( 1 О 68 )
табл. 10..12
( 10 69)
(34 4 , 8----3 ,0----0 ,3) /4===
==6,47
6'47----0,15==6,32
6,3/6,45
приложения
2 и 3
прйложе ..
иие 2
(10..70)
( 10 71)
18,35
3 . 3 , 15+ 1 , 7 + о , 3 11 , 5
4.6,45+4,8+3,0+0 , 3
34
372,9/(2.2. 18,35)==5,Of
405,4.5,08==2060
124 J 2' А/мм2 (10..52)
125 A 2 1 2 , (10..53)
А2 J (см. мм2]
126 А 2 ! 2, рис. 10 22
А2/ (см :мм 2 ) -
2350
253
п родолжен.uе
,
.,Qt\J
1:;f--
'41(1;
Е-о....
"' у слозные ,.
фи
оа обознаqения ИСТОЧНИI{ Двиrатель N!! 1 Двиrатель N!! 2
,Q ,
a:;.f--
, и
Ж
127 t ep ' мм ( 1 О 54 ) (290 34)/33==24, 36
128 Ь ер ', мм ( 10..55) 24,36.8==194,9
129 1 Л2 , ММ ( I О.. 72) 1 ,2. 194,9+34 +40==308
130 lC'J2' ММ (10..57) 2(300 308)==1216
I
99 . 1216
J31 r 2' Ом ( 10..58) 57.22.2.18,35.10 ==
==0,014
132 '2*, О. е. (10..59) 0,014.372,9/220==0,024
1t.290.1216.2060
133 r2*, О. е. (10..39) 114. 104 . 372 , 9 . 220 ==
==0,024
-134 1 В2 , ММ (10.. 73) 0,3.194,9+"34/2+20==95
Общие положения. Поперечная мдс якоря, возникающая при
прохождении тока по обмотке якоря, взаимодействует с мдс об..
10ТКИ возбуждения rлавных полюсов (реакция якоря) деформи"
, руя, а при насыщенной маrнитноЙ цепи также ослабляя поле
rлавных полюсов. Чем больше наrрузка якоря, тем значительнее
уменьшение маrнитноrо потока. В двиrателях с относительно не..
большим падением напряжения в обмотках якорной цепи указан..
ное уменьшение Ф может вызвать неустойчивость скоростной ха..
рактеристики, т. е. повышение частоты вращения при увел чении
наrрузки. На уменьшение Ф также влияет, но в меньшей мере
мдс; создаваемая коммутационными токами в короткозамкнутых
,секциях.
При работе двиrателей в системе автоматическоrо реrулирова..
ния устойчивость скоростной характеристики может быть обеспе..
чена элементами этой системы. У друrих двиrателей размаrничи"
.Бающее деЙствие мдс якоря может быть компенсировано при-
.менением стабилизирующей IfOследовательной обмотки rлавных
lIОЛЮСОВ, однако введени такой обмотки требует в случае ревер..
.са двиrателя переключения выводов _ стабилизирующей' обмотки,
по которой протекает ток якоря. Уменьшению размаrничивающеrо
деЙ'еТВИЯ мдс .содействует применение в м.ашинах эксцентрично-
ro зазора.
При деформации кривой поля также повышается максималь..
ное напряжение между соседними коллеКТОРНЫ IИ пластинами
254
и к шах, В результате чеrо может усилиться искрение на коллекто
ре и возникнуть круrовой orOHb. Наиболее радикальным способ.ом
компенсации LLC якоря и ликвидации предпосылок к орразова
нию KpyroBoro оrня является применение в машинах компенсаци
он ной обмотки, размещаемой в пазах наконечников rлавных по..
люсов. Однако при этом усложняется конструкция машины,и ее
стоимость. Компенсационную обмотку применяют rлавным обра..
зом в машинах с h 355 мм, работающих с большими KpaTKOBpe
менными переrрузками и вши.. I
роком диапазоне реrулирования :I:)
частоты вращения путем изме..
нения тока в обмотках возбул{.. .:
дени rлавных полюсов.
Критерии необходимости при.. g; 4
менения компенсационной об.. ::t:: :::r
мотки. При определении необхо..
димостц применения компенсаци..
онной обмотки учитывают, что
в качестве основных показателей
коммутаЦИОI:IНОЙ надежности ма..
шин постоянноrо тока с тяжелым
Р ежимом работы следует прини... Р
ис.
мать не только среднюю величи-
ну реактивной ЭLLС короткоза-
мкнутой секции и максимальное
напряжение между соседними
коллекторными пластинами, но
так}ке потенциальную напряжен-
ность коллектора в зоне набеrающеrо края полюса. Чем круче
фронт потенциальной кривой в указанной зоне, тем больше веро..
ятность возникновения KpyroBoro оrНЯ. Критерием крутизны явля
ется rрадиент потенциала в зоне набеrающеrо края полюса, име
нуемый фактором коммутационной стойкости.
Как показано в, [3], если для упрощения принять прямолиней..
ное изменение напряжения между соседними коллекторными
пластинами в промежутке между краем полюса и началом ком..
мутационной зоныI (рис. 10 24), то фактор коммутационной стой
кости (В/мм)
. СУ == 1 15 ри (1 + а.'Р 2 ) к п + 1 . (10..74}
tS k , а. , к \ Fп + Fпос , , t ( 2К + N ---- 1 + '" )
u к п ш K
Здесь
t..;)
.
.
t::
t::)
С\).
t:;)
.I::::J
C:t:::J.
I::::J,
ct:;)
- , ' .
с;:::) ,
{."',r;r
\
10-24. К определению факторз
коммутационной стойкости:
1--- потенциап на КОJJлекторе, соответству-
ЮЩИЙ набеrающему краю полюса; 2 по
тенциальная кривая (действительная); 3
ПРИRимаемая потенциальная кривая; 4
щетка '
Кп==0,5[ (l a/) K/2p ,Nm I+V+BH)];
(10..75)
l' количество перекрытых щеткой коллекторных делений; пред
варительно принимаем 1'==N ш .
Поперечная МДС якоря (А)
F 2 == Ш2! 2/ (2р. 2а). (10-76)
В (10-74) подставим значение Р 2 , соответствующее макси
мальной кратковременной переrрузке, а (Fп+F пос ) макси..
255
мальной частоте вращения при реrулировании ослаблением поля
:rлавных полюсов. Значения Fп+F пос при 2р==4 предварительно
можно принять:
I
птах/п н , · · .
Fп+F пос . · ·
. 1,0 1,5 2
. 13D H2 6, 2D H2 4, 5D H2
3
3D H2
4
2 ,2D H2
5
1 ,8DH2
.
Укорочение шаrа обмотки, выраженное количеством
u
'Торных делении,
коллек ..
8к == К/ (2р) -----уl. (1 О.. 77)
Исследование коммутационных параметров построенных элект..
рических машин показало, что для обеспеч@ния высокой стой..
кости против возможноrо возникновения KpyroBoro оrня значение
gK у машин, не подверrающихся тряске, не должно превышать
1,8 В/мм; если gK> 1,8, то необходимо применение компенсацион"
\ной обмотки. Для повышения коммутационной надежности ма..
шин компенсационная обмотка может быть применена и при gK<
< 1 ,8 В/м м. . (\
Устройство И типы обмотки. Компенсационная обмотка соеди..
яяется с обмоткой якоря последовательно .и таким образом, что..
бы МДС обеих обмоток был направлены навстречу друr друrу.
Последовательное соединение>- компенсационной обмотки с обмот"
кой якоря обеспечивает автоматичность компенсации ДC якоря
при изменении наrрузки. Количество проводников компенсацион"
ной обмотки N 1 , приходящееся на полюсную дуrу, определяют,
исходя из Toro, чтобы мдс компенсационной обмотки одноrо по..
,люса Р 1 была равна или близка по величине поперечной МДС об..
мотки якоря P'2, приходящейся на полюсную дуrу; -
F 1 ==N I / 2 /(2 a l) ;
р' 2 == Ь н . п А 2/20,
:rде аl ----- количество
мотки.
Степень компенсации МДС р.' 2 В пределах полюсной дуrи
k K ==р 1/ F 2'. (10..80)'
При k K == 100 % полная компенсация имеет место на протяже..
Iнии полюсной дуrи; за ее пределами остается нескомпенсирован-
ной небольшая часть ,.мдс F 2, Не оказывающая существенноrо
влияния на величину и к шах.
Количество п оводников компенсационной обмотки.одноrо по-
,люса, необходимое для полной компенсации,
N 1 ==2Р 2' аl/ 1 2.
( 1 О.. 78)
(1 О.. 79)
параллельных ветвей компенсационной об..
( 10..81 )
По конструктивным соображениям не всеrда удается выполнить
условие 100 О/о ..ной компенсации. В этих случаях можно несколько
(на + 150/0) отступать от указанноrо условия.
При токе якоря 12> 1000+1500 А применяют стержневую
компенсационную обмотку с прямоуrольными полузакрытыми па-
:256
зами (рис. 1 0..25,а). Проводники обмотки выполняют из медных
u
стержнеи прямоуrольноrо поперечноrо сечения и соединяют меж..
ду собой дуrами посредством пайки; если станина разъемная, ТО
в местах разъема вместо пайки используют болтовые соединения.
Для лучшеrо охлаждения, а также более paBHoMepHoro рас..
пределения мдс Р 1 в полюсном наконечнике, объем тока /Пl'J:. в
пазу оrраничивают 2500 А. ДЛЯ
выполнения этоrо условия мо-
'жет возникнуть необходимость
соединения компенсационной об..
мотки в две параллельные ветви
(al ==2)', а в некоторых слу-
чаях параллельноrо соединения
u
стержнеи, расположенны.х в со-
седних пазах. При ,двух,' парал..
лельных ветвях компенсацион- 5 .,
ной обмотки в каждую BeTBЬ J
должны входить полюсы одно.. N ш ":::l; N 8 ==J
именной полярности. Больше
u
двух параллельных ветвеи при-
менять нецелесообразно, так
как при этом может возникнуть
неравномерное распределение
токов между ветвями.
При необходимости укладки
в пазу ,нескольких проводников в
машинах с 2р==4 и /2 1000 А
u
применяют однослоиные секцион..
ныё компенсационные обмотки,
укладываемые в открытые пазы Рис. 10 25. Стержневая (а) и секци-
(рис. 10..25,6). Такие обмотки онная (6) компен а.ционные обмотки
УДОQНЫ в производстве и оБЛ,ада-
ют большой надежностью из..за сокращения количества паек в не..
сколько десятков раз. При [2<500 А применяют аl=== 1, при 12>
500 А-----аl==2.
Для приближенной оценки правильности вычислительноrо со..
проти ления обмот и '1 следует учитывать, ЧТО'I составляет в
среднем (0,35+0,7) '2.
Стержневая обмотка. Предварительное количество пазов на
полюс
Zt'==N1/N ш , (10..82)
rде N m количество стержней"проводников, расположенных в
пазу рядом. ф
Количество пазов на полюс Zl' окруrляют до ближайшеrо чет..
Horo числа, которое у машин с h==355+500 мм обычно находится
в пределах 6 I2. При этом во избежание вибраций, вызываемых
колебаниями маrнитноrо потока в зазоре, следует при отсутствии
скоса пазов якоря соблюдать условие
Zl=F (O,9+1,1}a'Z2/(2p)-:
17----3255
а)
Nщ=f
"
..:
.
-
-
r
..л;
'"
...... -----
N ш =2
(.:
N ш =2;N в =2
I I
I I
I
.
......
.....
(10..83)
251
При наличии скоса пазов якоря на одно зубцовое деление co
блюдение указанноrо условия не обязательно.
После выбора Zl корректируют значения N 1 и N ш , уrочняют
МДС F 1 , ,k K И TO В пазу
1 nl'J:. === N ш/ 2/ al. (1 O 84)
В зависимости от N ш ниже приведены значения 2Ь и и h и при .
стержневой компенсационной обмотке с изоляцией классов Harpe
востойкости В, Р, Н:-
Количество стержней N ш . . . . .
По ширине паза 2Ь и , мм. . . . . .
Толщина по высоте паза h и , мм .
1 2
. . .1,6 2,5
.1,8 2,6
Конструкция изоляции стержневой компенсационной обмотки
приведена в приложении 34.
Размеры стержней, пазов и соединительных дуr, а также
сопротивление стержневой обмотки определяют в такой последо-
вательности.
Высота шлица полуза рытоrо паза
(мм)
Зубцовое деление в наиболее узком
месте зубцов полюсноrо наконечни
ка (мм)
Коэффициент маrни оrо рассеяния
наконечников rлавных полюсов
IIредварительная маrнитная индукция
в наиболее узком месте зубцов (Т л)
Предварительная ширина зубца в наи
более узком месте (мм)
IIредварительная ширина паза в
штампе (мм)
Общая толщина изоляции в пазу по
ero ширине (мм)
IIрипуск на сборку полюса по шири-
не Iпаза (мм)
IIредварительный меньший размер
стержня (мм)
IIринимаемый ближайший CTaHдapT
ный размер стержня (мм)
IIредварительная площадь поперечно-
ro ,сечения стержня (мм 2 )
IIредварительный больший размер
стержня (мм)
Принимаемый ближайший CTaRДapT
ный размер стержня (мм)
Площадь поперечноrо ёечения стерж-
.ия при принятых размерах (мм 2 )
Уточненная ширина паза в штампе
(мм)
Общая толщина изоляции в пазу по
высоте паза (мм)
258
h m1 ==0,5
(10-851
Ь н . п D H2 + 2 + 2h Ш 1
t 1min == Z 1 D H2 + 23
О'В.П== 1,05
(10 86)
(10-87)
(10-88)
В' Зlmах == 1,7
Ь' t lrnin В з CJ н . п
з1 rnin == k В'
с з1 тах
Ь' Лl == tlmin b' Зlmin
«(;-
(10 89) .
(10-90)
2Ь и 10-5
Ь с ==0,3
(10-91)
(10-92)
а' ст== (Ь' Пl 2Ьи Ь ) /N m
ас т из приложения 2-
S'cT==I 2 /(al J 'CT)
(10-93)
(1 0 94)
b'CT==S'CT /аст J
Ь ст и приложения 2
SCT из приложения 2
Ь П1 == N шас т+2Ь и +Ь с
(10-95)
h и 10-5
v
Припуск на сборку полюса по высо-
те паза (мм)
Уточненная высота' паза в штампе
(мм)
Уточненная плотность тока в стерж-
не (А/мм2)
Уточненная ширица зубца эм наиболее
узком месте (мм)
Уточненная маrнитная индукция в
наиБОЛleе узком месте зубцов (Т л)
Длина стержня (мм)
Предварительный больший размер
соединительной дуrи (мм)
Принимаемый ближайший стандарт-
ный размер дуrи (мм)
Предварительная плотnость тока
в дуrе (AjMM 2 )
I1редварительная ПЛОIЦадь попереч
Horo сечения дуrи (мм 2 )
I1редварительный меньший размер
дуrи "(мм)
Принимаемый ближайший стандарт-
ный размер дуrи (мм)
Площадь поперечноrо сечения дуrи
. при принятых размерах (мм 2 )
Уточненная :плотность тока в дуrе
(AfMM 2 )
Средняя длина дуrи (мм)
Сопротивление стержней компенса-
циoHHoй обмотки пр температуре
20 0 С (Ом)
То же, дуr компенсационной обмотки
Общее сопротивление к,омпенсацион-
ной обмотки при температуре 20 0 С
hc ==0,3
h П1 == Ь С т+hи+hш+h с
1 ст ==12/(a I Sc'f)
(10-96)
(10-97)
(10-98)
(10-99)
ьаlП1ln==tlD11n----ЬПl
Ь' зl rnln
В З1 rnах == В' з1 шах Ь
з1 mln
(10..100)
(10-1 01)
(10-102)
lст==lп+200
Ь' 1I1 lt7bcT
Ь Д1 из ПРИJIожения 2
l' Дl==0,81' с т
( 1 0-1 03)
I (10-104)
(10-105)
S' P.l==12/(al1'.t>
а' Дl ==8' Дl/ Ь Дl
аДl из приложения 2
SДl из приложения 2
1 д 1==12/ (а 1 S Д l)
lСР.Дl == 4,4D B '2j (2р)
2pN 1 [СТ
, СТ == ·
57а 2 1 . 103 SCT
2pN 1 [ср.Дl
, Дl == 57a 2 1 .103 · SДI
'1 ==rст+'Дl
(10-106)
(10-1О7)
(10..108a)
( 10..108б)
(10-108в)
.
Здесь J' СТ Il1редва,рительная iПлотность тока в стержне 5 А/мм2 ПрИ классе
наrревостойкости изоляции В, l' ст==5,6 А/мм2 при классе F и /' ст==6,3 А/мм2
при классе Н. Уточненные ширину и высоту паз.а окруrляют, до ближайшей де-
сятtOй доли (миллиметра. Принимают ШIИ'рину WJllИца паза Ь ш1 ==3 мм.
Секционная обмотка. Предварительное количество витков об..
мотки в пазах, приходящихся на полюс, и пазов
Wl' ===Е IJ.' йl/ 12; (10-109)
Z l' == 2 W l' /tW с 1, ( 1 0-11 О)
rде W c l ----- количество витков в секции (задаются).
Количество пазов на полюсе ZI окруrляют до ближайшеrо чет-
Horo числа, находящеrося, как и у стержневой обмотки, в преде-
лах 6 12, соблюдая при этом услови-е (10-83).
После выбора ZI корректируют значение Wl, уточняют МДС
F 1 ==w 1 1 2 /al, (10..111)
17 * 259
степень компенсации k K по (10..80), а также ток в пазу
lПl ==w ct 1 2 /al. (10..112)
Эффективные ПрОБОДНИКИ при площади поперечноrо сечения
S;;;a:25 мм 2 подразделяют на с элементарных проводов (из усло-
вий удооства производства размеры провода не должны выхо"
дить за пределы 3,28Х8 мм). Размещают провода обычно боль..
u U
шеи сторонои по ширине паза.
Количество витков, лежащих рядом в пазу, N ш == 1 или 2. Ко-
личество витков, расположенных по высоте паза,
N a ==W c l/N m . (10..113)
Плотность тока /1' принимают равной УСТ'.
Конструкция изоляции секционной компенсационной обмотки
приведена в приложении 35.
Размеры проводов и пазов, а также сопротивление секционноц
обмотки определяют в -такой последовательности.
3убцовое деление в наиболее узком
месте- -зубцов полюсноrо, наконечни", .
!Ка (мм)
Предварительная ширина зубца в наи-
более узком месте (мм)
Предварительная ширина паза в
штампе (мм)
Общая толщина изоляции в пазу по
ero ширине (мм)
Предварительный больший размер ro-
, JIoro проводника (мм) .
Принимаемый ближайший стандарт-
ный размер (ММ)
Предварительная площадь поперечно-
ro .сечения проводника (мм 2 }
Предварительныи меньший размер
пров,одника (ММ)
Принимаемый ближайший стандарт-
ный размер (ММ)
Площадь поперечноrо сечения провод..
ника при принятых размерах (мм2)
Уточненная ширина паза в штампе
(мм)
Общая толщина изоляции в пазу по
ero высоте (мм)
(
Высота клина (ММ)
Высота шлица паза (м.м)
Припуск, на сборку полюса по высоте
паза (мм)
Уточненная высота паза в штам-
пе (мм)
Уточненная плотность тока в обмот-
ке (А/мм2)
Уточненная ширина зубца в наиболее
уз1tом месте (ММ)
260
t lm l n ==Ь в . П /Z 1
(10 114)
Ь' з1 mln ---- по ( 10-89)
Ь 1 П1 ..... по (10..90)
2Ь и ..... из табл. 10-13
Ь' == (Ь' Пl 2Ьи----Ьс) /N m
( 1 0-115 )
ь из приложения 2
S'==12/(alc]'I)
( 10-] 16)
( 1 0-117)
a' S' /Ь
а из приложения 2
\.
S ---- из приложения 2
ba 1; N шЬ+2Ь.+Ь с
(10..118)
h. из табл. 10-13
h и == 2,5
h ml ==I,O
hc == 0,3
(10-119)
. (10..120)
( 1 0..121 )
(10-122)
(10..123)
hПl==Nвса+hи+hк+hШl+hо -
/1 ==12/ (al cS )
Ь З1 mln ........ ПО (10..99)
Уточненная маrнитная индукция в ВЗlrnах ---- по (10-100)
наиболее узком месте зубцов (Т л)
Средняя ширина секции (мм) bcp :rtDB2(I a'/2)/(2p)
Длина одной лобовой части вит- lЛl == 1,25Ь ср +h п1 +60
ка (мм) .
Средняя длина витка (мм)
Сопротивление компенсацио.нной об...
мотки при температуре 20 ос (Ом)
Длина вылета лобовой части обмот-
ки (мм)
Здесь ь с ==0,3 мм припуок: на сборку полюса по ширине паза; h и общая
толщина WОJJЯЦИИ в пазу по ero высоте (та.бл. 10 13). Уточненные ширину и
высоту паза окрyrляИ)т до ближайшей десятой ДОЛИ миллиметра.
Таблица 10 13
(10 124)
( 1 0-125)
lCPl==2 (lп+lJll)
2PW1 1 cp!
, 1 == 57a 2 1 cS. 108
lBl== (О,12+0,14р) Ь ср +7,5
(10-126)
(10 127)
il 0 128)
Класс паrpево.. 3наче!lИЯ 2Ь n (мм) (lf>И Знач ения h И (ММ) прИ следytl)ЩИХ N в
следующих N
стойкости ш
изоляции 2 1 ' 3
1 [2
В 2,22 2,78 3,68 4,24 4,8 '
Р, Н 2,5 2,9 3,6 4,0 4,4
10-6. Обмотка добавочных полюсов
Величина МДС катушки добавочноrо полюса Рд. у машин без
компенсационной обмотки определяется с учетом необходимости
скомпенсировать МДС якоря Р 2 В зоне коммутации, а также соз-
ь
дать в этои. зоне поле, достаточное для индуктирования в комму'"
тируемой секции ЭДС вращения Е к , равной и - направленной
встречно к реактивной ЭДС короткозамкнутой секции Ер; соот-
ветственно отношение kA==,F д/Р 2 должно быть более единицы.
Если у машины имеется компенсационная обмотка, то F д MeHЬ
шают на величину МДС компенсационной обмотки Ft.
Для полной компенсаuии ЭДС Ер необходимо, чтобы кривая
ЭДС Е к возможно ближе совпадала по форме с кривой ЭДС Ер,
однако практически достиrнуть этоrо невозможно, так как кривая
ЭДС Ер имеет ступенчатый характер [8]. Поэтому ниже paCCMaT
РJlваются средние за время коммутации значения Ер и Е к . Для
сохранения пропорциональности между Е к и Ер при изменении
наrрузки обмотку добавочных полюсов соединяют с обмоткой
якоря последовательно. у машин с 2p 4 количество добавочных
полюсов 2Рд'==2р; у машин с 2р==2 обычно применяют один доба-
вочный полюс.
При определении количества витков W A обмотки У н компен-
сироваНН IХ машин предварительное значение k' д== 1,4 (при 2р===
==2) и k д==1,25 (при 2p 4); У компенсированных машин k'д==
== (Fд+Fl)/F2 1,3. Полученные в результате расчета значения w,.
окруrляют до ближайшеrо целоrо числа. Унекомпенсированных
261
машин при 12 10 O А катушки добавочных полюсов соединяют
последовательно (aA==l); при 12> 1000 А ----- в две параллельные
rРУПIIЫ (аА==2). Соединение в две параллельные rруппы бывает
также необходимо при малом количестве ви,тков катушки и зна-
чительном ОТКЛ9нении величины k A от рекомендуемой. У компен"
сированных машин катушки добавочных полюсов и компенсаци-
онной обмотки соединяют друr с друrом чередуясь; поэтому у
J ' А/ 2 таких машин число парал-
:д 7 ММ u б б
fi лельных ветвеи о еих о мо"
ток должно быть одинаковым.
Предварительные значения
плотности тока J , в обмотке
принимаемые для определения
поперечноrо сечения провод..
ников, пр ведены на рис. 10..26
для машин с самовентиляци-
JOO I+DJ ей, с частотой вращения I
llH2,Mlvf 1500 об/мин и с изоляцией
класса наrревостойкости Р.
L{ля изоляции класса H rpeBO-
стоfIкости В и Н, а rакже для
друrих частот вращен.ия дан..
вые рис. 10..26 умножают на
по.правочные коэффициенты
k з (см. табл. 10..4) и k6 (см.
табл. 10..5). L{ля м.ашин с не-
зависимой вентиляцией и с
. изоляциеЙ класса наrревостойкости F, вне зависимости ОТ часто..
ты вращеНI1 Я, можно принять J'д==5-----1,8.10 з D н2 А/мм2.; при изо-
ляции классов наrревостойкости В и Н указанное значение J' д
умножа]От на поправочный коэффициент ,k з (см. табл. 10-4).
в зави,симости от площади поперечноrо сечения S выбирают
с целью обеспечения надежности обмIOТКИ, форму и марку провод..
ников, а также род выполнения обмотки, указанные в Т9бл. 10..14.
При изолированных проводниках прямоуrольноrо поперечноrо
сечения для уд.обства намотки катушек размеры выбирают таким
'Образом, чтобы отношение большей стороны к меньшей находи..
лось в пределах 1,4 !J,8.
Чтобы избе{Кать возникновения в неизолированной меди тре..
щин при намотке ее на ребро, радиус закруrления меди (мм)
должен быть больше чем
5
''+-
з
Рис. 1 0 26. Средние значения J.,/ == f (D п2 )
при классе наrревостойкости изоляции F:
1 ..... исполнение по. защите IP22, способ охлаж
дения IC01" 1500 об/мин, полузакрытые пазы
якоря, 2р==2; 2 то же, что 1, RQ 2р....4; 3
IP22, ICOI, 1500 об/мии, открытые пазы, 2р === 4;
4 IP44, ICOI41, 1500 об/мин, полузакрытые
пазы, 2р==2; 5 то же, qi To 4, но 2р==4; 6
lР44, IC0041, 1500 об/мин, полузакрытые пазы,
2р==2; 7 то же, что 6, но 2р"4
,'==0,05Ь 2 / а,
( 10..129)
rде Ь б.ольший размер меди (п'о ширине катушки); а меньший
размер (по высоте катушки).
Предварительный больший размер меди (мм) при D п2 ==1807
ЗОО мм
ь О,О9D Н2 ,
262
(10..130)
Сечение S (мм 2 ) И форма
До 3 {крyrлая)
Свыше 3 8 (крyrлая)
с выше 8 14 (прямо..
yrольная)
Свыше 14 25 (прямо..
yrольная)
СБыше 25
при D H2 >300 мм
Класс
на rpeBoc той-
КОСТИ изоля-
ции
MapKa проводнИJ а
т а б л и ц а 10..1 ..
Род выполнения обмотк и
добавочных полюсов
Мноrослойные по ширине:
и по Бысоте катушки из.
изолированных ПРОБОДОВ Kpyr....
лоrо поперечноrо сечения
/
Мноrослойные по ширине
и по высоте катушки из.
изолированных проводов пря
моуrольноrо поперечноrо се....
чения
о ДНОСЛОЙJIые по ширине-
катушки из неизолированноii
меди, намотанной на УЗК"у1Ql
сторону (на ребро)
( 1 0..131 )
При определении средней длины ВИ'Fка мноrослойной катушки
из изолированных проводов принимаю,Т предварительную ш:ирину
катушки при 2Рд==1
Б
F
Н
fIЭТБ
ПЭТ ..155
{ ПЭТ.. 200
ПСДКТ
ПСД
ПСД
ПСДК
ПЭБП
ПЭТП..155
{ ПЭТП..200
ПСДI<
ПСД
ПСД
псдк
Не и золирова н..
ная шинн( .я
медь
(10..132)
Ь' K.д О, 12D п2 . (10..133)
В дальнейшем, после вычерчивания эскиза расположения об...
моток в междуполюсн'Ом окне, ширина может быть уточнена.
Для приближенной оценки правильности вычисленноrо сопро
тивления обмотки "д следует учитывать, что в среднем у неком...
пенсированных двухполюсных машин ' д == (0,25+0,4) '2, а у четы...
рехполюсных 'д== (0,4+0,65) '2; у компенсированных машин 'д==
=== (0,15+0,25) '2. -
Конструкция изоляции обмотки добавочных ПОЛЮ'GОВ приведе
на в приложениях 3 1, 32, 33.
Параметры обмотки добавочных полюсов определяют в такой
последовательности.
при 2pд 4
в
F
Н
В
F
Н
в
F
Н
В, Р, Н
ь 20..t-0,О25D п2 . .
Ь' K.д 0,27 D и2 ,
Поперечная МДС якоря (А)
IIредварительное количество витков
катушки добавочноrо полюса у не-
компенсированной машины
То же, у компенсированной машины
Р 2 по (10-76)
w' д ==k' дF2llд/ 12
( 1 0-134)
w' fF= (k' дF2 Fl)ад/I2
(10 135}
263
Уточнеиное (окруrленное) количество Wд
витков
Уточненная мдс ,катушки (А) Fд==Wд12/ад
Уточненное отношение МДС неком- k д ==F д /F 2
пенсированной машины
То же, у компенсированной машины
Предварительная плотность тока
в обмотке (А/мм2)
Предварительная площадь попереч..
HOf'O сечения проводника (мм 2 )
Круrлые ИЗ0лирован ы е ПРО ВОДНИКИ
Предварительный диаметр проводни.. d:::::V 4S' /1С
ка без ИЗОЛЯЦИИ (мм)
Принимаемый ближайший стандарт.. d по приложению 1
ный диаметр проводника (мм)
, Площадь поперечноrо сечения при.. S ......... по приложению 1
нятоrо проводника (мм 2 )
Диаметр проводника с изоляцией d' по прило}кению 1
(мм)
Прямоуrольные изолированные ПРОВОДНИКИ
Принимаемые стандартные размеры аХЬ по приложению 2
проводника без изоляции (мм)
Площадь поперечноrо с чения ПРИI:IЯ" S по приложению 2
TOro проводника (мм 2 )
Размеры проводника с изоляцией а' Х Ь' ---- по прило:жению 3
(мм)
НеИЗ0лированные ПРОВОДНИКИ, rHYTble на ребро
Предварительный больший размер по (10-130) ли (10..131)
проводника (мм)
Принимаемый стандартный больший Ь по приложению 2
размер (мм)
Предварительный меньший размер a==S' /Ь
проводника (мм)
. t
Принимаемый меньший 1>азмер про.. а по приложению. 2
водника (мм)
Площадь поперечноrо сечения приня" S по IIриложению 2
Toro проводника (мм 2 )
Радиус закруrления проводника, мм '=== (Ь д +2Ь з +2Ь и ) /2
Минимальный допустимый радиус за.. , по (10 129)
крyrления проводника (мм)
Уточненная плотность тока в обмот.. / д===12/(а д S)
ке (А/мм2)
Предварительная ширина мноrослой.. Ь'Н.Д ---- по (10-132) или (10-133)
ной катушки из изолированных про..
водников (мм) ,
Средняя длина витка мноrослойной [СР.Д ==2 (lд+Ь д )+3t (Ь' R.д+2Ь з +2Ь и )
катушки из изолированных проводни- (10-145)
КОВ (мм)
То же, однослойной катушки из не.. lср.д==2l д +n(Ь д +Ь+2Ь з +2Ь и ) (10..146)
изолированных ПРОБОДНИКОВ, намотан..
ных на ребро
Сопротивление обмотки при темпера-
туре 20 0 С (Ом)
(10-136)
(10-137)
( 1.0..138)
,..,
k д == (Fд+F 1 ) / Р 2 (10 139)
J' д из рис. 1 O 26 с учетом табл. 10..4
и 10-5
S' == 12/ (ад]' д)
(10 140)
( 1 0..141 )
(10-142)
(10-143 )
(10-144)
r д ===
2р д w д [ср.д
57а д S.10 3
(10..147)
264
Здесь 2Ь з двусторонний зазор между изолированным сердечником полю..
са и катушкоЙ, мм; 2Ь и ---- двусторонняя толщина изоляциИ сердеЧНИlка и ка..
тушки и крепления катушки; 2Ь з +2Ь и ===5 мм для машин с высотой оси вра-
щения h==80+200 мм, равна 6 мм ,при h==225+3-15 и равна 7 мм при h== 355+
+500 мм.
При меры расчета машИН
4. Обмотка добавочных полюсов
.
«'..са
cn i-<
С и «,
t::(o...
Q):X:QJ
8:;.а
. gc:i5
......cuсо
......i-oР-
Q) ,
т
5
'8:x:
.иСТОЧНИК
Двиrатель N2 1
Двиrате ль N2 2
135 Р.. А ( 10 76) 261.29,8/(4.2)==972 99.372,9/(4.2)==4614
136 w' ( 1 О 134 ) 1,25.972.1/29,8==40,77 1,25.4614.1/372,9==
д
==15,47
137 W д (10 136) 41 15
138 Р д , А (lO 137) 41.29,8/1==1222 15.372,9/1==5594
139 k д (10 138) 1222/972== 1 ,26 5594/4614== 1,21
140 J'д, рис. 10..26 3,3 0,89.3,8=:3,34
А/мм2 I 372,9/(1 ,34)==111,6
141 S, мм 2 ( 1 О J 40) l39,8/(I.з,3)==9,03
Принимаем в соответствии с табл. 10-14 ПрО80Д ПЭТП 155 (ДЛЯ двиrателя N2 1)
И неИЗ0лированный провод (ддя двиrателя 2 2)
142 аХЬ, мм приложе- 2,З6Х4
ине 2
143 S, мм 2 То же 8,89
144 а'ХЬ' , приложе- 2,51Х 4 ,15
мм иие 3
145 Ь, мм (10 130) 0,09.290::=26,1
146 Ь, мм приложе- 26,3
ние 2
147 а, мм ( 10...142) 111,6/26,3==4,24
148 а, мм приложе- 4,1
ние 2
149 S, мм 2 .. То же 106,97
150 " мм ( 1 О.. 143) (35+6)/2==20,5
151 ", мм ( 1 0..129) 0,05.26,З2/4,1 8,43
152 J 4' А/мм. ( 10-144) 29,8/(1.8,89)==3,35 372,9/(1.106,97)==3,49
153 Ь' К.Д' ММ ( 1 О .. 133) 0,12.160== 19,2
154 lср.д' мм (10 145) 2 (145+ 19) +пJ 19,2 +-
+5)==4
155 lср.д, мм (10 146) 2.300+п (35+26,3+6)==
. ==811
4 ,41 · 404 4.15.811
156 r Д' ОМ (10 147) 57. 12. 8,89. 1 О' 57 . 12 . 106 ,97 . 103
:::0, 13 ==0 , 008
157 r д/ r 2 10..6 О, 1 3 /0 ,24==0 , 54 0,008/0,014==0,57
10..7. Стабилизирующая последовательная обмотка
..
rлавных полюсов двиrателеи
Стабилизир,ующую последовательную обмотку применяют rлав..
ным образом для обеспечения устойчивости скоростной характе-
ристики двиrателей; если устойчивость работы двиrателей обеспе-
265
чивается схемой управления, o стабилизирующую последователь..
ную обмотку не применяют.
Форму, марку и! размеры пр!оводников обмотки с целью со..
кращения сортамента применяемых материалов- обычно унифици"
руют с проводниками обмот(ки добавочных полюсов. В отличие
'от обмотки добавочных полюсов катушки стабилизирующей об..
мотки из изолированных проводников MorYT выполняться не только
мноrослойными, но и однослойными. Радиус закруrления катушек
пз неизолированной меди, rнутой на ребро, должен удовлетворять
условию (10..129). МДС стабилизирующей обмотки на полюс (А)
F пос == (0,1+0, ).P2 (10..148)
Катушки обмотки ооединяют, как правило, последовательно
(а по с==I); в отдельных случаях в две параллельные ветви
!(апос==2), в частности для выдерживания необходимоrо значения
iF пос при малом количестве витков в катушке.
Для определения средней длины витка мноrослойной катуш-
ки из изолированных проводов принимают предварительную ши..
рину катушки (мм): при 2р==2
(10..149)
(10..150)
, В дальнейшем, после вычерчивания эскиза расположения об..
'мотки в междуполюсном окне,. ширина может быть уточнена.
Для приближенной оценки правильности вычисленноrо сопро..
.тивления обмотки 'пос следует учитывать, ЧТQ ,п.ос (0,04--+--0,12)r2.
ПредваритеЛЬН0е КОJТИ,чество витков в катушке
w' пос==Р посапос/ 12. (10..151)
'Полученное значение окруrляют до ближайшеrо целоrо числа'
пос. При унификации размеров проводников стабилизирующей
--обмотки и обмотки добавочных полюсов плотность тока J пос===J д.
Дальнейший расчет обм\отки ведут в такой последовательности.
Уточненное (окруrленное) количеСТВQ Wпое (10-152)
.'Витков
Уточненное значение мдс обмот- Fпое==WпоеI2/апое (10-153)
хи (А)
редняя длина витка мноrослойной lер.пое ==2 (lп+Ь п )+3t (Ь' R.пое+
fК&ТУIIIКИ из изолированных ПрОБОДОВ +2Ь з +2Ь и )
(ММ)
Минимальный допустимый радиус за- " по (10 129) ,
ч<руrления неизолированных ПрОВОД"
ников (мм)
nринимаемый радиус закруrления " r'
(мм)
tСредняя длина витка катуШtКи из не.. lер.пое ==2 (lп+Ь п )+3t (b+2r)
'ИЗОЛИРОВаННЫХ проводников,., rHYTblX
iHa ребро (мм)
опротивление обмотки 'при темпера.. 2pwпос 1 ср.пос.
-,.уре 20 0 С (Ом) 'по с == 57а 2 пос S. 103 (10..157)
Здесь значение суммы 2(Ь з +2Ь и ) такое же, как для катушек добавочных
;полюсов; при r<rl в (10..156) подставляют ,'.
:266
Ь' К.пос 0,3D п2 ;
три 2р==4
Ь' к.пос 0,1 D и2 .
( 10-154 )
(10-155)
(10-156)
ПrИlY.еrы {ac eTa машин
5. СтаБИЛI зирующая посхедоватеЛЬRая оБМОТl<а rлавнъ х полюсов
.......
.
«S..Q ф.
f-o
r:::(u«I
С1)ОЕ-с =«1 Источник Дви rатель N2 1 Двиrатель N2 2
a=::gC1) о:ж:
иа=:Ъ J:: !a
tSC1) U\D
fooo. O;I:
.
Принимаем размеры и марку ПрОБ ода такими же, как и у обмотки
добавочных полюсов
158 F пос, А ( 1 О.. 148) О, 15.972== 146 О, 15 .4614== 692
159 w' пос (10-151) 146.1/29,8==4,9 692.1/372,9==1,86
160 W пос ( 1 О.. 152) 5 2
161. F пос' А ( 1,0.. 153) 5.29,8==149 2.372,9==746
162 Ь' К.пос' ( 1 О.. 150) о, 1 . 160== 16
мм
163 lср.пос' (10..154) 2 (155+40) +11: (16+5)
мм ==456
164 ,', мм ( 1 О.. 129) 0,05.26,32/4,1==8',44
165 " мм ( 1 О .. 155) 10
166 lcp. пос, ( 1 О .. 156) 2 (300+80)+п (26,3+
мм +2.10) ==905
4.5.456 4.2.905
167 r пое, Ом ( 10..157) 57. 12.8,89. 103 57.12.106,97.103
==0,018 ==0,00119
168 r1loe/ r t 10..7 0,018/0,24==0,075 0,00119/0,014==0,085
10..8. Характеристика намаrниq вания машины
Основные положения. Учитывая, что маrнитная цепь машины
постоянноrо тока симметрична, то достаточно рассчитать МДС$)t
при одящуюся на один полюс.
Маrнитная цепь машины состоит из семи однородных участ...
ков, соединенных последовательнtO: воздушный зазор между ЯКО
\ рем и наконечником rлавноrо полюса, зубцы якоря, спинка якоря"
зубцы наконечника rлавноrо полюса (только у компенсированных
машин), сердечник rлавноrо полюс , зазор в стыке rлавноrо по:--
люса и станины (возникающий из..за неплотности прилеrания их
поверхностей), станина. При расчете МДС дЛЯ каждоrо участка
принимают, что маrнитная индукция на участке распределена
равномерно. Для каждоr,о участка определяют площадь попереч--
Horo Iсечения, маrнитную индукцию, н?пряженНlОСТЬ поля, среднюю
длину пути маrНИ1ноrо потока, мдс участка, суммарную МДС sa
приходящуюся на всю маrнитную цепь (на один полюс).
Уточнение значения маrнитноrо потока при номинальном .ре--
жиме работы производится с учетом раСС'Jитанных сопротивлений
обмоток якорной цепи и приведен ых к расчетной рабочей TeM
пер а туре 75 или 115 ОС. .
Основное сопротивление маrнитной цепи машины cocpeДOTO
чепо в воздушном зазоре между якорем и наконечником rлавно.....
ro полюса. Сопротивление воздушноrо зазора увеличивается Д(}q
полнительно из..за зубчатоrо строения якоря и наконечника rлав
26.1
Horo полюса (только у компенсированных машин), бандажных
. канавок сердечника якоря. Это увеличение учитывается соответ"
ствующими поправочными коэффициентами; все они больше еди-
ницы. При наличии радиальных вентиляционных каналов в сердеч--
нике якоря часть маrнитноrо потока проходит через Ka.HaJJbl,
снижая' маrнитное сопротивление воздушноrо зазора; это умень-
шение учитывается коэффициентом, который меньше единицы.
При маrнитной индукции в зубцах якоря ВЗ2 1,8 Тл прини-
мают, что маrнитный поток проходит только через зубцы, а на-
пряженность маrНИТНfоrо поля Н З2 определяют соответственно по
основной характеристике- намаrничивания (см. приложения 5, 6,
7). При 18 з2 > 1,8 Тл часть маrнитноrо потока, проходящеrо через
пазы, снижает деЙствительную маrnитную индукцию в зубцах.'
Это снижение учитывается коэффициентом k з , зависящим от со-
отношения площадей рассматриваемых поперечных сечений зубца
и паза, а для определения Н 32 пользуются кривыми (см. приложе-
ния 17, 18, 19) для разных значений k з *.
у зубцов трапецеидальноrо поперечноrо сечения lпрямоуrоль-
ные открытые пазы) кривая распределения напряженности поля
Н по высоте зубца близка к параболе. При р"асчете МДС дЛЯ
участка зубцов определяют напряженность поля в трех расчетных
сечениях зубца минимальном, среднем и маК!симальном; сред-
ние значения' Н при этом рассчитывают o формуле Симпсона
(10..193). Если ВЗ2mах 1,8 Тл, то практически с достаточной точ-
ностью определяют Н только по одному сечению зубца, располо-
женному на расстоянии 1/з- ero высоты; ошибка при этом незна-
чительна. У зубцов равновеликоrо поперечноrо сечения (овальные
полузакрытые пазы) при В32> 1,8 Тл" напряженность. поля
также определяют по сечению на 1/3 высоты зубца. Маrнитную
u
цепь рассчитывают в следующеи последовательности.
Уточнение маrнитноrо потока
Сопротивление обмоток якорной це-
пи двиrателя, приведенное к стан..
дартной рабочей температуре (Ом)
Уточненная эде при номинальном
режиме р-а боты двиrа теля (В)
Сопротивление обмоток якорной цепи
тенератора, приведенное к стандарт-
ной рабочей температуре (Ом)
Уточненная ЭДС при номинальном
режиме работы reHepaTopa. (В)
Уточненный маrнитный поток (Вб)
т Т '2Е == т т (,. +'1 +'д + '.ос)
( 10.. 158)
Е 2 == и ---- J 2 т T '2E 6И щ
( IQ..159)
( 10..160)
.
т Т '2! == тт(т. +'1 + !Д)
Е. == и + llтТ 2Е + дИ щ
ЗОЕ g
(pja)пw g
(10..161)
ф
( 10-162)
Здесь дV щ ==2 В; (10 160) соответствует reHepaTopy с параллельным или tle-
зависимым возбуждением.
· При наличии в сердечнике якоря радиальных вентиляционных каналов
значения коэффициента k з , определяемые по приведенным ниже формулам, следу..
ет умножить на отношение 12/(I".......nR2IK2).
268
МДС для воздушнarо зазора между якорем и rлавным полюсом
Площадь iIоперечноrо сечения в воз- S == Ь' Н.,.!' 2 (10-163)
душном зазоре (мм 2 )
Уточненная. маrнитная
в воздушном зазоре (Тл)
Коэффициент, учитывающий увеличе- k.. == 1 + ЬШl
ние маrнитноrо сопротивления воз- UI t Ь + 5 t /Ь _ (10-165)
б 1...... Шl u 1 шl
ДУllIноrо зазера вследствие зу чатоrо
строения наконечника rлавgоrо по-
люса
То же, зубчатоrо строения якоря
ka == 1 + Ь Ш2
1. t 2 Ь Ш2 + 5дt 2 /Ь Ш2
То же, бандажных канавок сердеч. - пб1б(hб ---- 0,8d)
ника якоря kб::::l 1 + 1.( д + hб.:..... 0,8d) ____
---- пб1б (hб ---- О, 8d)
3д
k K =:::а 1 ----
1 В2 + 3д( 1 + lП2/lК2)
индукция
Коэффициент, учитывающий уменьше-
ние маrнитноrо СQпротивления BO -
ДУllIноrо зазора при наличии ради-
альных каналов в сердечнике якоря
Общий коэффициент ВОЗДУllIноrо
зазора
МДС дЛЯ ВОЗДУllIноrо зазора (А)
B == Ф.I0 6 /S
( 10-164)
( 10..166)
(10..167)
(10-168) .
k == k lk skrflK
(10-169)
F == о,8аk Въ · 103
( 10-170)
Здесь при OT pЫTЫX пазах вместо Ь m 1 И Ь Ш2 подставлЯIOТ в ( 1 0-165) и
(10-166) ширину пазов Ь П1 и Ь П2 соответственно; nб....... количество бандажных
канавок; 1б и hб ---- длина и высота бандажной канавки; d ---- диаметр маrнитной
бандажной проволоки; при стеклобандажах или при немаrнитной бандажной
проволоке в (10-167) d == о; предварительно, до проведения механическоrо рас-
чета бандажей, принимают nб1б == 0,312, а d == О,5hб. -
M C для зубцов при овальных полузакрытых пазах якоря
Площадь равновеликоrо поперечноrо
сечения зубцов (мм 2 )
Уточненная маrнитная индукция в
зубцах (Т л)
882<: 1,8 Тл
Напряженность tfаrнитноrо поля
(А/см)
832> 1,8 Тл
3убцовое деление на lh высоты зуб-
ца (мм)
Коэффициент зубцов
Напряженность маrнитноrо поля
(А/см)
Средняя длина пути маrнитноrо по-
тока (мм)
МДС д зубцов (А)
S Z., 1
32 2р а Ь Э2 Эф2
ВЗ2==Ф.I08/582
( 1 О.. 171 )
( 10-172)
н з2 ---- из ПРИJlожения 5
t 2 (1/3) """ ,. (D И2 : I h п2 ) / Z. (1O 173)
k з2 (;/s)== [t 2 (118J/Ь э2 k о ]----1 (10-174)
Н 82 ==/(8 82 и k 82 ) из lIриложения 17
IзF=hп 0,2'2
Р. 2 == О, lН 82132
(10-175)
(10..176)
МДС для зубцов при прямоуrольных открытых пазах якоря
Ширина 'Зубца в наиболее узкой чз- ..Ь З2Ш in===1t (DII 2hП2) /Zr-ЬПJ
сти (мм)
( 1 0-177)
269
Площадь JIоперечноrо сечения зубцов
в наиболее узкой части (мм!)
Уточненная маrнитная индукция в
зубцах в наиболее узкой части (Тл)
ВЗ2mах 1,8 ТJI
3убцовое деление на 1/ з высоты зуб.
'ца (мм)
Ширина зубца (мм)
Площадь поперечноrо сечения зуб-
цов (мм 2 )
Маrнитная индукция в зубцах (Т л)
На'пряженность маrнитноrо поля
в зубцах (А/см)
ВЗ2mах> 1,8 ТJI
Ширина зубца в наиболее широкой
части (мм)
То же, в средней части
Площадь поперечноrо сечения зубцов
в наиболее широкой части (мм!) /
То же, в средней части
аrнитная индукция в зубцах в наи-
более широкой части (Тл)
То же, в средней части
Коэффициент зубцов в наиболее
узкой части
То же, в наиболее широкой части
То же, в средней части
Напряженность маrнитноrо поля
в зубцах в наиболее узкой части
(А fCM )
То же в наиболее широкой части
То же, в средней части
Среднее значение напряженности Mar-
нитн?rо поля в зубцах (А/см)
Средняя длина пути маrнитноrо по-
тока (мм)
МДС дЛЯ зубцов (А)
Z2, 1
Sз2 rnin == 2р а. Ь з2 rnin Эф2
ВЗ2mах ==Ф.l 06 /SЗ2 m iП
t2(l';З) по (10-173)
Ь З2 (l'/З) == t2(1/з) Ьп2
Z .
Sз2 (l/3):=: 2; а.'Ь з2 (1/3) lЗф2
В З2 (1/3) == Ф'.1 06/ SЗ20!З)
Н З2 из приложений 6 и 7
qЗ2mах::=: t2 ЬП2
Ь з2ср == (ЬЗ2miП+ЬЗ2mах) /2
SЗ2m ах==Sз2mi п Ь з2m аХ/ Ь З2 m iп
SЗ2СР== (SЗ2min+SЗ2mах) /2
В з2m iп==Ф.I0 6 /SЗ2mах
В з2ср ==Ф.l 06 /SЗ2СР
k п(D И2 2 2) l
з2 rnах Z 2 Ь 32min с
k з2m iп== [t2/(ЬЗ2mахkс)] 1
п(D И2 h п2 ) 1
k з2ср ==
Z2b32Cpkc
НЗ2mах из приложений 18, 19
(10-178) ,
(10 179)
(10-180)
(10 181)
(10 182)
( 1 0-183)
(10-184)
( 1 0-185 )
(10-186)
(10-187)
(10-188)
( 10..190)
(10-191 )
( 10-192)
н з2miп из приложений 6 'и 7 или 18, 19
Н з2с Р из приложений 6 и 7 или 18, 19
Н З2 == (Н32mах+4НЗ2СР+НЗ2miп) /6
(10-193)
132== h П2 (1 o 194)
F З2 по (lO 176)
.....
NI C для СПИНКИ якоря
Площадь поперечноrо сечения спинки SС2==h с2 1 Э Ф2
якоря без аксиальных каналов (мм 2 )
Расчетная площадь JIоперечноI'О сече.. S с2== (hC2 2/3dR2) IЭф2
ния спинки якоря с аксиальными Ка-
налами (мм 2 )
Уточненная маrнитная индукция В с2 ==Ф .10 6 /2S C2
В спинке якоря (Т л)
Напряженность маrнитноrо поля Н с2 из приложений 5, 6 и 7
(А/см)
С р едняя длина П у ти маrнитноrо по.. n ( D + h ) h
l ....... 2 С2 +
тока (мм ) с2
4р 21
270
(10-195}
(10..196)
(10-197)1
( 10..198)
МДС ДЛЯ зубцов наконечника rлавноrо п люса компенсированной машины
Длина дуrи полюспоrо наконечника Ь Ь [ 1 (2 j З)h п1 ] ( 10..200 )
на 1/3 высоты паза (мм) Н.П (1/3) === Н.И L + D H1 + 2а
Площадь поперечноrо сечения зубцов SВl{1!.з)==lвф..п (Ьв.п(1JЗ} Zl Ьпд' (10-201)
на 1/3 'высоты п a a (мм 2 )
Уточненная маrнитная индукция (Тл) ВЗI0)З)===IО'в.пФ.I06/SЗl(I/3)
Напряженность маrнитноrо поля Н Зl из приложения O
(А/см)
Средняя ДЛИна пути маrнитноrо по- [Зl ==h П1
тока (мм)
МДС дЛЯ зубцов (А) F Зl ==О,IН з1 l: н
МДС дЛЯ сердечника rлавноrо полюса
Площадь поперечноrо сечения сердеч.. Sп==Ьпlэф.п
ника полюса (мм 2 )
Уточненная маrнитная
в сердечнике полюса (Тл)
Напряженность маrнитноrо
(А/см)
Средняя длина пути маrнитноrО по.. lс.п==h п
тока у неко пенсированной машины
(мм)
Та же, у компенсированной маши- lС.П == hп hПl
ны (мм) .
МДС дЛЯ сердечника полю.са (А) Fс.п==О,lНпlс.п (10..209)
Если уточненное в (10-206) значение В п превышает В' u: более чем на 1 О 0l» J
ТО следует увеличить Ь п , а если снижено более чем на 1 О °/0. то соответственно
уменьшить Ь П .
МДС дЛЯ зазора в TЫKe между rлавным полюсом и станиной
Эквивалентный .зазор в стыке между б п1 ==2l п 10 +O,.1
rлавным полюсом и станиной (мм)
МДС дЛЯ зазора (А)
F п 1 == 0,8б пI В п 1 03
МД С ДJlЯ станины
Площадь поперечноr сечения стани.. SCl ==hCl1t
ВЫ из МОНOJIитноrо материала (мм 2 )
То же, шихто анной станины SCl ==hClkcll
Уточненная маrнитная индукция в Н Сl ==О'Ф.I06/2S С1
станине (Тл)
aJпряженность маrнитноro поля Н Сl 'из приложений 21 или 6
(А/см)
Средняя длина пути маrнитиоro по.. '1C(D. + h C1 ) h C1
тока (мм) lCI ::::3 4р +2 (10..215)
м.ДС дЛЯ станины (А) FCl==O,IHcllcl (10..216)
Если уточненное значение В с1 в (10..214-)' выше В'Сl более Чем
!На 10%, то следует увеличить h C1 с соответствующим уменьшени'"
ем h п , либо увеличить [1. При .В с1 ниже B'Cl более чем на 10%,
поступают в обратном порядке.' '
\С,уммарная маrнитодвижущая си а маrнитной цепи
E ==P б+F э2 + F С2+ F З1 + F с,п+ F пl +Р сl.
МДС для спинки якоря (А)
F С2==О, H cJc2
индукция
В п ==crФ.I0 6 /S п
поля
н п из приложения 20
( 1 0-199 )
(10-202)
(10-203)
(10-204)
. (10-205)
(10-206)
"
(10..207)
{l0-208)
(10-210)
(10-211)
«( 0-212)
(10..213)
(10-214)
(А)
{10-217J
271
Рис. 10-27. Типовые характеристики
намаrничивания машин Ф/Ф В ==
==f(F>../FtB) при разных коэффици-
ентах насыщения
Коэффициент насыщения маrнитной цепи
kHac===F / (F 6 +F n1 ). (1 O 218)
ДЛЯ построения характеристики намаrничивания машины по
приведенной методике определяют p для 'значений маrнитноrо
потока 50, 75, 90, 110 и 1150/0 Ф, соответствующеrо номинально
му режиму работы.
Расчет характеристики намаrничивания следует излаrать по
форме табл. 10..15 или 10..16. Для приближенной оценки правиль..
насти расчета характеристики ее можно сравнить с типовыми xa
Ф ,/ Фн' о _ _. рактеристиками намаrН I И О ЧИ 2 В 7 ани v
: построенными на рис. для
120 Квас== 1,2; 1,4; 1,6;. 1,8. За I-ООо/ о
/00 на этих характеристиках приня"
80 r bl Фи' p , соответствующие HO
минальному режиму работы.
ба Пример.ы р счета характери..
40 стик намаrничивания см. на
20 стр. 276-----277.
Аналоrично рассчитывается
о 80 100 120 1'+0 Fr/FzHI1o мдс для значений маrнитноrо
потока 0,5; O,7 ; 0,9; 1,1; 1,15Ф,
соответствующеrо номинальному
режиму работы. Результаты рас-
чета характеристики намаrничи"
3
я
R
3
«1 CI)
Ш 8 C' 50 (3,87) 75 (5,80)
Наименование t::= Козффи-
учаСТКа b:: . . циеНТЫ
!:a ",е>са 1
erU -
& 08 и в н р в н р
aa
u =
азор между 1,6 12 074 k a ==I.04 0,32 ---- 426 0,48 ---- 639
карем и rлав..
ым полюсом
убцы якоря 24,4 4499 k з2 (1/3) == 0,87 0,95 2 ] ,3 2,0 5
== 1 , 12 I
пинка якоря 46 4416 ...... 0,44 0,59 3 0,66 0,74 3
ердечник r лав.. 53,8 6076 0==) ,2 0,76 1,0 5 J , 15 2,4 13
oro полюса
азор между 0,13 ---- ...... 0)76 ---- 79 1,15 ---- 119
лавным полю-
ом и стаНИНQЙ
танина 123 3995 0==1,2 0,58 4,7 58 0,87 7,66 94 .
-
Ж' А 573 875
е
.
tt
8.
Поток Ф %
с
с
н
3
r
с
С
F
,
При М е q 8 Н И е. Маrнвтная ИНДУКЦИЯ В в т.п; Н8пряжеlШОС1Ь MarHJlTEOrO пrJ]Я JJ в А/см;
ВЫЧИСJlенноrо в СООТЕетствии с (10-] 73) и (10- 174).
272
; , rJ}
а) . (' Ф.ttJ!Вб
Ф'IO;JВ5
б 30
5 20
2,5 (О
500 1000 1500 2000 Fz,A
JOOJ 4000 Fi, А
Рис. 10 28. Характеристики намаrничивания двиrателя Ng 1 (а) и двиrателя Н!! 2 (б)
вания Ф===f{F1:,) приведены в табл. 10..15)' (для двиrателя М9 1),
B табл. 10..16 (для двиrателя М9 2), a rрафик с характеристикой
намаrничивания на рис. lO..28,a (для двиrателя N2 1) , на
рис. 10..28,6 (для двиrателя N2 2).
т а б л и ц а l О-15
(00.1.0-1)
90(6,97)
JJ Н Р
0,58 ---- 767
1,56 1 ,4 30
0,79 0,87 - 4
1,38 4,7 25
1,38 143
1,04 9.9 122
109J
100 (7,74) 110(8,51) - 115 (8,90)
В Н р В 1'/ Р В Н р
0,64 852 0,70 937 0,74 98G
1,74 47 115 1 ,91 120 29З 2,0 180 439
0,88 0,96 4 0,96 1,05 5 1, О 1 1 , 1 . 6
.
1,53 7,9 43 1,68 18 97 1,76 28 151
1,53 159 1,68 175 1,76 183
1,161Z,1 149 1,28 15,2 187 1,ЗЗ 212
132 1694 J971
мда РвА. Зкачения Н орН В з ,>1,8 ТЛ определены по оряложению 16 с учетом ks2(1/З) =1 , 12.
18........3255
273
, ,
,
1::0 tJ"
t:: <1J
OiJ о О.
:Ж:""" (1)
=0 t:'= 50(15,61)
Наименование r:::x: 0:x::,s I(оэффи-
I:{foo t::(1):,s
участка =::!1 ,.QtJ" циенты
1:{ Q,) ·
E::S CI:IC)CI:I
:х: CI:I .. S'o
t::(::sCI:I
8= О"""С) 1J Н F
r::oCI:I
f-oЕ- t:::x:
ПотоlC Ф О/О
75 (23,42)
В Н Р
..
0,525 1599
,
1,59 31
1,19 3,9 . 8
0,94 2, 1
0,16 1,22 11
........
1 , 19 2,7 24
1, 19 153
0,9.1 8, 1 176
1971
Зазор .
между 2,7 44 61 О k'6 .. 1 ,41 0,35 1066
"Якорем и r ла В..
БЫМ полюсом
Зубцы якоря 14 770 k з2m ,ах == 1,06 2,76
, ==1,3
19 737 k з2 с.р== 0,79 1,35 5
34 ...
==1,0
24 704 kз2miп == 0,63 0,89
=:::70,8
.спинка якоря '94 15 390 0,51 0,77 7
Наконечник CJ н . и ........ .......
rд8виоrо полюса
ердечник rлав- 87,6 23 520 а== 1,2 0,8 1,0 9
иоrо' полюса
Зазор .между 0,16 ........ 0,8 102
.
rлавным полю-
сом и станиной
(:танина 217 15 300 а===1,2 0,61 4,97 108
.
Ft, А 1297
При м е q а н и е. СреДRие знаqениSl наиряжеНI!ОСТИ маrIШТ1tоrо поля Н при R з 2mах> 1 ,8 т л
I
* 10-9. ПараЛJIельная и независимая обмотка rлаВНblХ полюсов
МДС обмотки параллельноrо (или независимоrо) возбуждения
('лавных полюсов F п должна обеспечить создание в воздушном
зазоре маrнитноrо потока Ф, 'вычисленноrо по (10..162). Для этоrо
,ДОЛЖНО быть Рп>Р'1:. на значение Р р2 е. При наличии стабилизирую-
щей последовательной обмотки двиrателя значение F п уменьшают
на мдс F пос . МДС (А) обмотки параллельноrо' (или независимо-
со) возбуждения двиrателя и reHepaTopa COOTBe CTBeHHO
Fи==F +FР2 Fпос;
РП==Р --НРР2.
(10 2191
( 1 O 220)
Определение размаrНИЧ]Iвающеrо действия поперечной мдс
"1IКОрЯ с помощью переходных характеристик довольно трудоем-
кое. Целесообразнее использование для э'Тоrо кривых (рис. 10..29),
построенных по результатам испытания большоtо количества ма-
шин; указанные кривые учитывают как размаrничивающее дейст-
вие МДС якоря, так и мдс короткозамкнутых секций, создавае-
мой коммутационными токами. Из рис. 10..29 может быть опре..
74
Т а б л и ц а 10-16
(00,10-8)
90 (28,11)
В Н Р
0,63 ---- 1919
1,9 170
1,42 11,2 124
1 , 14 3,4
0,91 1,95 18
/
---- ---- ----
1,43 5,6 49
1,43 ---- 184
1 , 1 10,9 237
253'1
100(31,23)
110(34, 35)
115(35, 91)
l!J Н Р В Н F В Н F
I
0,7 ---- 2132 0,77 ---- I 2345 0,805 ---- 2452
2,11 '500 2,32 1040 2,43 1350,
1,58 29 352 1,74 100 821 1,82 140 1090
1,26 4,7 1,39 9,4 1,45 13
1,01 2,46 23 1 , 11 3,1 29 1 , 16 3,6 34
---- ---- ....... ---- ---- ---- ----
1,59 9,7 85 '1,75 25 219 1,83 50 438
1,59 ....... 204 . 1,75 ---- 224 1,83 ---- 235
. I
1,22 13,4 291 1,34 17,6 382 1,4 20,9 454
3087 4020 4703
определены по q:ормуле СИМПCQна (10-192).
делен коэффициент k p2 ===f (Р 2 / Р'2,) при различных значениях Mar Ch
нитной индукции в зубuах. Здесь F'2,-----результирующая мдс; р 2 ------
из (1 О.. 76). При прям&уrольных открытых пазах указанным на
рис. 10..29 значениям В З2 соответствует максимальная маrнитная
индукции В З 2 тах. Размаrничивающее действие (А)'
F p2 ===k p2 F 2.
У машин с компенсационной обмоткой Pp2 O.
В двиrателях с реrулирова-
нием частоть вращения ослаб.. k p2
лением поля rлавных полюсов И
0,18
В reHepaTopax, учитывая возмож"
ность отклонения в производстве D,IL;.
параметров машин от расчетных 0,10
значений, мдс Fп'обмотки уве..
:J/Об
личивают в среднем на 150/0
(kзап===1,15) для обеспечения но.. 0,02 J
минальной частоты вращения О 012. 0,6 1 fJ4- 1/8 2,2 2/6 3 F2/ [ Е
двиrателей или номинальноrо Рис. 10-29. Зависимость k p2 ':::
напряжения reHepaTopoB. f(F2/Fr.)
18*
( 1 О.. 221 )
2,й
.
215
Примеры расчета машин
6. Характеристика намаrничиванИJl машин
ё.,.
ez:IF-<
0g
r:{ '" Условные
.:X: ИСТОЧНИК Двиrа'Fель N2 1 Двиrатель N!! 2
а"'О) оооэнаqенИSI
-==tr'
e!4)
1-00.
169 т т '2Е' Ом ( 1 О ..158) 1,38 (0,24+0, 13+ 1,38 (0,014+0,008+
+0,018) ===0,535 +0,00119)==0,032
170 E , В (10- 159) 220 29,8.0,535 2:= 220 372,9.0t032 2==
==202 , 1 06 , 1
171 Ф, Вб ( 10..162) 30.202,1 30.203,1 31 ,23Х
2/1 . 1500. 261 == 7 , 7 Х 2/ 1 · 1000 . 99
ХI0-- 3 Х 10-- 3
172 S , ММ. ( 1 О.. 163) 77,9.155==12074 148,7.300==44610
173 В Ъ! Тл (10 1б4) 7,74.10--3 .106==0,64 31,23.10-- 3 .IO'J == 0,7
12 074 44 61 О
174 k Ъ2 ( 1 О.. 166 ) 2,8 11 ,5
1 + 17,32----2, 8+5Х 1+ 27 ,59 11 ,5+5Х
Хl, 6.17,32/2,8 Х2,7 .25 .21,59/11,5
== 1 ,04 == I ,24
- 0,3.300(3----0,8.1,5)
175 k*б (10..167) ...... 1+ 300 (2,7 +3 0,8X
Х 1 ,5) o, 3. 300 (3.......
0,8.1,5)
===1,14
176 k ъ ( 1 О.. 169) 1,04 1 ,24. 1 , 14== 1 ,41
177 Р Ъ , А (10..170) 0,8.1,6.1,04.0,64.103== 0,8.2,7.1,41.0,7.103==
==852 ==2132
178 S32, MM2 (10..171) (29/4) 0. 62.6,73.147,2== ----
==4453
179 832' Тл (10..172) 7,74.10--3 · 106:=1 ,74.
4453
180 Н З2 , А/см приложе.. 47
ние 5
181 131' ММ ( 10..175) 25 0,2.2,9==24,4
182 F з2 , А ( 10..176) 0,1.47.24,4==115
183 Ь з2 mln' M ( 10..177) , ..... (290----2.34)/3Э 11,5==
==9. 62
184 S 2 ( 1 О.. 1 78) (33/4) 0,653.9,62.285==
32 mln' мм .........
== 14770
185 В з2 max' Тл I (1O 179) 31 ,23 · 1 О -- 3 .103==2,11
14 770
186 Ь З . 2 max' M 1. (10..183) ......... 27,59----11'5==16'09
187 Ь заср ' мм ( 10 184) ---- (9, 62+ 16, 09}.j2::=12, 85
188 s t ( 1 О.. 185) ---- 14770.16,09/9,62==24704
82 тах' мм
189 S32Cp, мм 2 ( 1 О.. 1 6) ...... (14770+24704)/2==19 737
190 В з2 mlп' Тл ( 1 О.. 187) 31 , 23. 1 О -- 3 · 106==1 ,26
...... 24 704
191 В з2ср , Т Л (JO.. 188) 31 , 23. 1 О ... 3 .103==1,58
........ 19 737
.
192 k з2 max (1O 190) 1 п (290----2.34)
....... 33 . 9, 62 . О , 95 1 == I , 3
216
.
tO.Q
foo
0-4"и
'""i.Of-o
CV::t:Q,)
r::.a:r
t:;()
cu«s
...р.
193
194
1 5
196
197
198
199
200
201.
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
Условные
обозначения
k з ; mln
k з2 С.р
..
ИСТОЧНИК
(10 191)
(10..192)
Н з2 тах' приложе
А/см И'lе 18
Н з2 mln' приложе-
А/см иие 6
Н з2ср , А/см То же
нз.' А/см (10..193)
132' ММ (10 194)
F з2 , А (10..176)
SC2' мм 2 (10..195)
SC2' мм 2 (10 196)
в С2' Т
НС2' А/см
НС2' А/см
1 С2' ММ
F С2' А
Sп' ММ.
В п , Т л
Ни, А/см
lc. П' ММ
F с. п, А
ОПI' ММ
F ПI' А
SCI' мм 2
ВС1' Тл
Н С1 , А/см
lCI' ММ
F сl' А
F Е' А
К нас
( 10-1 7)
приложе..
иие 5
придоже..
иие 6
( 10..198)
(10 199)
(10 205)
(10..206)
приложе-
ине 20
( 10 207)
(10 209)
. (10 210)
(IO 211)
(10..212)
(10..214)
приложе-
иие 21
(10-215)
(10..216)
(10 217)
(10-218)
I
Двиrатель Ng 1
30.147,2==4416
7,74.10
2.4416 0,88
0,90
7t (50+30) /8+30/2==46
0,1.0,96.46==4
40. 151 ,9==6076
1 , 2 . 7 , 74. 10....3
6076 .106 ==
== 1 . 53
7,9
:53,8
0,1.7,9.53,8==43
2. 155. 1 О -- 4+.0 , 1 ==0 , 13
0,8.0,13.1,53.10'==159
17.235===3995
1,2.7,74.10-- З
2.3995 .106==
== 1, 16
12,1
п родолжвнuв
Двиrатель Ng 2
27,59
16,09. 0,95 ...... 1 =0 .8
7t (290----34).
33.12'85.0'95..... 1==1.0
500
4,7
29'
500 +4 .29+4, 7 == 1 03
6
34
0,1.103.34==352 .
[66----(2/3) .18} 285:::
== 15390
31 , 23 . 1 О ,
2.15 390 1 ,01
"
2,43
I
7t (90 t66)/8+66/2==94
о, 1 · 2,46.94==23
80 .294==23 520
1 , 2 . 31 , 23 . 1 О --
23520 .108 ...:....
== 1 ,59
9,7
87,6
0,1.9,7.87,6:::85
2 · 300. 1 О -- 4+ о, 1 ==0 t 16
О , 8 · О , 16 . '1 , 59. 103 ==204
34 . 450== 15 300
J ,2. 3 1 , 23. 1 О -- 8 0 8
2. 15 300 · 1 ==
.. == 1 , 22
13,4
7t (274+ 17)}8+ 17/2==123 7t (476+34}/8+34/2==217
0,1.12,1.123==149 0,1.13,4.217==291
852+ 115+4+43+ 159+ :l132+352+23+B5+
+149==13 2 +204+291==3087
1322/ (852+ 159) ==1,3 3087/ (2132+204) ==1,32
· Прин.имаем баН,Аажи из маrнитной проволоки.
277
по ( 10..224 )
при 2р==2
(10..222)
(10..223 )
В дальнейшем, после вычерчивания эскиза расположения об..
моток в междуполюсном окне, ширина может быть, уточнена.
Марки и размеры проводников ПрИНИl\Jlают в соответствии с
рекомендациями для мноrослойных катушек обмотки добавочных
полюсов в табл. 10..14.
ПредваРJIтельные зн чения плотности тока в обмотке J' п, при..
нимаемые при расчете обмотки, приведены на' рис. 10..30 для ма..
шин с самовентиляцией, с ча..
стотой вращения 1500 об/мин
и с изоляцией класса Harpe..
востойкости F. ДЛЯ изоляции
класса наrревостойкости В и
Н, а также для друrих частот
умножают на поправочные
вращения данные рис. 10..30
коэффициенты k3 (из табл.
10-4) и k6 (из табл. 10..5).
Для машин снезависимой
вентиляцией и с изоляцией
класса наrревостойкости F,
вне зависимости от частоты
вращения, можно пр нять
J'п==5,2 3,3.10 3 D H2 А/мм 2 .
При изоляции классов Harpe..
востойкости В и Н указанные
значения /' п умножают на
поправочный коэффициент k3
(из табл. 10-4). Конструкция
изоляции обмотки возбужде..
приведена в приложе,НИЯХ 31, 32, 33.
определяют в такой последоватеЛЬНОСТИ А
катушки Ь' R.п по (10-222) или (10-223)
При определении средней длины витка обмотки
принимают предварительную ширину к'атущки (мм)
Ь' K.n==0,35D H2 ;
при 2р==4
Ь' П.П == О, 12D Н2 .
ry' А/ 2
Uп, ММ
Lf
5
7
2
о
80 100
200
JOO
чОО
п Н21 ММ
Рис. 10-30. Средние значения I п '===flD п2 )
при классе наrревостойкости изоляции F:
1 исполнение по защите IP22, способ охлаж
денни IC01, 1500 об/мин, полузакрытые пазы
якоря, 2р==2; 2...... то же, что 1, но 2р==4; 3
IP22, lС01, 1500 об/мин, ОТХрЫТlЯе пазы, 2р=== 4;
4 IP44, ICOI41, 1500 об/мнн, полузакрытые
пазы, 2р....2; 5 то же, что 4, во 2р==4; 6
IP44, IC0041, tSOo об/мин, полузакрытые пазы,
2р==2; 7...... то же, что 6, по 2р==4
ния 'rлавных полюсов
Параметры обмотки
Предварительная ширина
(мм)
Средняя длина витка обмотки (мм)
Предварительное поперечное сечение
провода (мм 2 )
Принятое ближайшее стандартное по-
перечное сечение провода (мм2)
Уточненный коэффициент запаса .
Диаметр ПрИНЯТОl'о провода без изо-
ляции (мм)
иаметр принятоrо провода сизоля..
цией (мм)
278
lc р.п==2 (lп+Ьп) +л: (Ь' R.1I+2Ь з +2Ь и )
(1 0 224)
1, 15т:2рF п l ср . п
S'== 57U B .103
S из приложения 1
( 10..225)
k зап == 1, 15S /S'
d из приложения 1
«( 1 O 226)
d' из ПРИJllожения 1
.
Ilредварительная .плотность тока в
обмотке (А/мм2)
fIредварительное количество БИТКОВ
одной катушки
Уточненное (окрутленное) количест
во витков
Уточненная плотность тока в обмот-
ке (А /мм2)
Сопротивление обмотки при t==20°C
(Ом)
аксимальный ток обмотки (А)
аксимальная ДC (А)
J' п из рис. 1 о зо, с учетом табл. 1 0 4,
1 0 5
kзапF п
w'
iI !' S
П
( 1 О.. 227)
(10-228)
W П
k зап F П
J п ==
wп$
2рw п l ср . п
rп 57S.10 3
/п mах==Uп/(ттr п )
F п mах==/п mахWп
(10..229)
( 10..230)
( 1 o 231 )
(10..232)
Здесь значения 2Ь з и 2Ь и такие же, как у обмотки добавочных полюсов;
в (10-225) и (10-231) подставляют коэффициент приведения сопротивления
обмотки к стандартной рабочей температуре mт (см. 4-1).
При меры расчета машин
7. Параллельная обмотка rлавных полюсов
I
«S..Q
13f-o '"
()«s Условные
C1) 0 r- ИСТОЧНИК Двиrатель Н2 1 Двиrа1'ель Н2 2
r:::af) обозначения
t:CU
...р.
222 Р2/РЕ 10..9 972/1322==0,74 , 4614/3087==1,49
223 k'P 2 рис. 10..29 о, 108 0,19
224 F р2' А ( 1 О .. 221 ) 0,108.972==105 О , J 9 . 4614==877
225 F п , А ( 10..219) 13221r105 149==1278 3087 877 746==3218
226 Ь' К.П' мм ( 10..223) О , 12. 160 == 19 , 2 0,12.290==34,8
227 lср.и' мм ( 10..224) 2 (155 .40)+'1t (19,2+ 2 (300+80) +1. (34,8+
+5) ==466 6) 888
28 S', мм 2 ( 1 О .. 225) I,J5.1,38.4.1278.466 1,15.1,38.4.3218.888==
57 . 220 . 103 57 . 220 . 103
==0,3 =:: 1 , 44
Принимаем круrllYJЫЙ ПрОБОД марки ПЭТ ..'155
229 s; мм2 Ilр ложе.. 0,302 1 431
ние 1
230 k з8п (10..226) 1,15.0,302/0,3 1,16 1,15.1,4Зl/1,44 1,14
231 d, мм приложе.. 0,62 1,35
нне 1
232 d', мм То же 0,675 1 , 435
233 J' П' А/мм2 рис. 10..30 3,45 0,88.4,35==3,83
..
234 w' (1 0..227) 1,16.1278/(3,45)( 1,14.3218/(3,83.1,431)==
п
X O ,302)==1418 ::::s:669
235 w п (1 0..228) 1400 670
236 J п' А/мм2 ( 1 0..229) 1,16.1278/(1400)( 1,14.3218/(670'1,43I)
ХО,302) з,51 ===3,8з
237 r п, Ом (10..230) 4 . 1400 . 466 4.670.888
57.0,302.10 == 151,6 57.1,431 . 10 == 29,18
238 I /п lПах' А (10..231) 220/ ( 1 , 38'. 151 , 6) == 1 , 05 220/(1,38-29,18)==5,46
239 F п та1С' А (10..232) 1 , 05 . 1400 == 1470 5,46.670==3658
279
10-10. Размещение обмоток FJlaBHbIX и добавочных ПОJlЮСQВ
- Проверка' возможности размещения обмоток rла13НЫХ и JI оба...
вочных полюсов в междуполюсном окне состоит в расчете р 13 ме-
ров катушек по ширине и высоте, а затем в вычерчиваниYf (в
масштабе) эскиза междуполюсноrо окна. При определении раз-
меро катущек следует учитывать, что при намотке и пропитке
катушки разбухают. Это разбухание. учитывается соответствую..
щими коэффициентами, ПРIUIимаемыми одинаковыми 'по "'ширине
и высоте катушек и равными для изолированных проводников в
среднем 1',05 а по высоте катушек из неизолированных проводни-
ков, намотанных на ребро, ----- 1,03. '.
Катушки выполняют лиро в виде ровных параллелепипедов,
либо ступенчатой формы, которая дает возможносТь лучше ис-
пользовать междуполюсное окно. В мпоrослойных катушках из
изолированных проводов производят раСК,,1Jадку витков, опреде-
ляя их количество по ширине ,N ш и по высоте N B . При проводах
круrлоrо поперечпоrо сечения ширина и высота катушки на рас-
сматриваемом участке (MM
ь к == 1,05N ш d'; (1 О..233)
'''h K == 1 ,05N Bd'. (10..234)'
При изолированных проводах прямоуrольноrо поперечноrо се-
чения раскладку витков производят, исходя из намотки проводов
большей стороной по вы.соте полюса. Соответственно ширина и
,высота катушки (мм)
Ь к ==1,О5N ш а';
h K == 1,05N B b'.
Высота однослойной катушки, намотанной
лированных проводников (мм),
h R ==I,Oз[wa+ (w 3)hи] +'h'и.
_ (1 О..235}
(10..236)
на ребро из неизо
( lO 237)
Здесь а ----- меньший размер проводника, мм; h и ' 0,3 мм тол..
Щина изоляционной прокладки между витками; h' и===.2 мм ----- тол..
u u,
щипа усиленнои изоляции краиних в,итков катушки.
Размещение катуш-ек ДОЛЖН1О быть таким, чтобы раlССТояние
между катушками rлавных и добавочных полюсов ни в одном
месте не было менее 6 мм у машин с высотами оси вращения
h 200 мм и менее 8 мм у машин с Ь>200 мм. Между станиной
и катушками при отсутствии изоляционных прокладок также
должны быть предусмотрены указанные расстояния. .
Если в результате прочерчивания эскиза междуполюсноrо окна
размещение- рассчитанных обмоток окаж 1'СЯ невозможным, сле-
дует - увеличить внутренний диаметр станины с соответствующим
ее удлинением, чтобы площадь поперечноrо се1{ения .станины со-
хранялась. Эскиз расположения катушек в междуполюсном окне
приведен на рис. 10-31,a (для двиrателя N21) и на рис. 10..31,6 (ДЛЯ
двиrателя N2 2).
280
пример'ы ,асчета машин
8. Размещение обмо.ток rлавных и добавочных полюсов
"
aI.Q
8...
r:{CJ cv
Q)Of-o
r:;: Q)
иe:;
.9 CIJ aJ
.......0.
Условные
обозначе-
ния
Источник
Двиrатель Н2 1
Двиrатель Н2 2
240 Ь к , мм
-241 h K , мм
242 Ьк, мм
243 h K , мм
244 h K , мм
245
246
247
Ь к , мм
h K , мм
hJ.<., мм
Параллельная обмотка rлавных полюсов
П инимаем трапецеидаль- Принимаем исполнение в
ную форму поперечноrо виде двух шайб с Чi-IСЛОМ
сечения катушки с рас.. витков в каждой 335, по
кладкой витков по сред.. ширине N ш==28) по ВЫ-
ней ширине N ш ==34, по соте N B ==12
высоте N -==42
(10..233) 1,05.34.0,675 24 1,05.28'1,435 42
(lU..234) 1,05.42.0,67 30 1,О5.12.1,4З5 18
Стабилизирующая последовательная обмотка
( 1 О .. 235) 1 ,05 . 2 , 47 . 5 13
(10..236) 1 ,05.4, 15::::::5
(10-237)
05мотка добавочных полюсов
Принимаем форму параллелепипеда
(10..235) 1,05.5.2,47 13
(10..236) 1 05.8.4,15 35
( 10..237)
t'---
-е.
tc-)
15
1,03.2.4+2 lO
1 ,03 [15.4+ ( 15----3) 0,3] +
+2 68
о)
Рис. 10-31. Эскиз расположения катушек в междуполюсном окне двиrатеJl.Я
2 1 (а) и двиrателя ](2 2 (6)
281
10 11. UЦетки и коллектор
Марки щеток выбирают при проектирояании машин, однако
при настройке коммутации изrотовленной машины марка щеток
может быть изменена. иlз марок щеток, предусмотренных
[ОСТ 2332 75, распространены rрафитные щетки 611М (при
Ep 3 В) и электроrрафитированные эr , эrl4, эr?4 (при
Ер>3 В). ДЛЯ закрытых машин с кремнииорrаническои изоля..
цией класса наrревостойкости Н применяют электроrра,фИТИРО"
ванные щетки со специальной пропиткой эr74К.
Размеры щеток oroBopeHbI в [ОСТ. 12232.1 71. При выборе
ширины щетки t следует учитывать, что увеличение t оrраничи"
вается возрастанием при этом ширины зоны коммутации Ь з . к ;
критерием к выбору .t является отношение ширины зоны комму..
тации к расстоянию между соседними ,наконеЧНИЕ:ами rлавных
полюсов ('t Ьн.п):
kз.к==ь з . к / ('t Ьн.п),
rде ширина зоны. коммутации (мм)
Ь з . к . (t/t K + Nш а/ Р+Вк) t к D и2 / D K . (10..239)
3де,сь укорочение (под,ставляемое всеrда со знаком плюс)
Ек==К /2P Yl. (10..240)
При б'ольшом значении k з . к может возникнуть воздействие по..
ля rлавных полюоов на коммутирующие секции, ухудшающее
коммутацию. НаИ1большие допустимые значения k з . к ==0,6+0,75
(ббльшие значения -----, для меньших диаметров якоря).
При выборе ширины щетки следует учитыватр целесообразное,
по условиям улучшения комм'утации, чис.ло перекрытых щеткой
коллект.орных делений
(10..238)
8 10 10 12,5 16 16 20 25
10; 12,5; 12,5; 16; 25; 25; 25; 32;
12,5; 16; 16; 20; 32; 32; 32;
Щетки шириной 25 и 32 мм дця улучшения их контакта с кол
лектором при толчках и вибрациях Iследует подразделять на две
(2Х12,5 или 2X16 мм). .
Выбрав размеры Щеток и проверив удовлетворение условиям,.
относящимuся К (10..238) и (10..241), дальнейший расчет произво"
дят в такои последовательности.
282
==t/tK. (10..241)
При простой волновой ,обмс>тке якоря рекомендуемое значе-
ние ,,===2...;.-4; при простой петлевой 1' (N ш+О,5); при двуххо"
девой петлевой 1'>3.
Отношение длины щетки а к ее ширине не ДОЛЖНО быть бо-
лее двух, а длина щетки более 4{) мм. Рекомендуемые значе..
ния t и а в зависимости от диаметра 'я'коря приведены ниже:
п н ?, ММ. · . · . .. 70 100 свыше 100 200 свыше 200 400 свыше 400
Стандартная ШИQина
щетки t, ММ. . . .
Стандартная длина
ще тки а, мм . . .
25
32
32;
40
Контактная площадь одной щет"
ки (мм 2 )
Необходимая контактная площадь
всех щеток (мм 2 )
Количество щеток на ОДНОМ бракете
Уточненное (окруrленное) количество
щеток на ОДНОМ бракете
Уточненная контактная площадь всех
щеток (мм 2 )
Уточненная 'плотность тока под щет-
ками (AjCM 2 )
Активная длина кол ектора (мм)
Окружная скорость коллектора при
ноМинальной частоте вращения (м/с)
С учетом возможной переrрузки машины плотность тока /'щ
в (10..243) для номинальноrо режима работы принимают равной
8 А/см 2 ; для надежности работы узла коллектор щетки число
щеток на бракете lIе должно быть менее двух.
s щ == ta
(10-242)
S' щt == 2/2 · 102/ J' щ
N' щ.б == S' щr./ (2рSщ)
Nщ.б
SЩ1; == N щ . б 2рSщ
/щ == 2/2. 102/S щЕ
( 10..243)
( 10..244)
(10..245)
( 10..246)
IR N.щ.б (а+8)+10
Vи==1tDиnsом/60 000
(10..247)
(10-248)
Примеры рllсчета машин
9. Щетки и коллектор
.
у СJ'озные
«S обозначе.. - ИСТОqНИК Двиrатель Н2 1 Д виrатель Н2 2
4):t:
J:i:.aQ) НИSI
Q'I:;t:r'
od)u <1',
t:f-o!.
248 t, мм 10..11 10 16
249 й, мм . 1 о..] 1 12,5 25
250 У ( 1 О ..241) 10/4,51==2,2 16/6,34===2,5
251 €K ( 10..240) 87 /4 21==O, 75 99 / 4 24==0, 75
252 Ь З . К , мм ( 10..239) (10/4,511r3 0,5 ( 16/6,34 3 0,5 0,75)X
1rO, 75)4,51.160, 125===31,5 )(6,34.290/200==53
253 k з . к (10..238) 31,5/(125,6 78)==0,66 53/(227,6 149)==O,67
254 SЩ' мм 2 ( 10..242) 1 О. 12, 5== 125 16.25==400
255 S'щr.' мм 2 ( 10..243) 2.29,8.102/8==745 2.372,9. 102/8==9322
256 N, б (10..244) 745/(4.125)==1,49 9322/(4.400)==5,83
щ.
257 N Iц . б . 10..11 2 6
258 SЩI' MM ( 10..245) 4.2.125== 1000 4.6.400===9600
259 J [' А/см 2 ( 1 0..246) 2.29,8.102-/1000==5,96 2.372,9.102/9600==7,77
260 к, мм (10..247) 2('12,51r 8 )+10==51 6(25 8) IO==208
261 VK, М / с ( 10..248) '1t. 125 . 1500/60 000== 9 , 8 1С' 200.1000/60000== 10,47
10..12. Коммутационные параметры
Одним из важных показателей условий коммутации машин
является реактивная ЭДС коммутирующих секций (В)
Ер===2WС2l2А2V2ЛП2. 1 O 7. (10..249)
Для двиrателей 'с частотой вращения, реrулируемой вверх от
номинальной, в (10..249) п'О"дставляют окру}кную скорость якоря
(м/с)
V2mах==лDн2nmах/60 000.
(10..19а)
283
При проектировании машин следует стремиться к тому, что..
бы значение Ер при максимальной частоте вращения, достиrаer-:
tJ,ОЙ у двиrателей ослаблением поля rлавных пол;юсов, не В IХОДИ-
ло за следующие пределы:
80 200 225----315 225 500
. . . . петлевая (2р==2) волновая петлевая или
волновая (2р==4) ля ечья
с WCB > 1
Ер, В . .. .. 2, 5 3, 5
Большие значения Ер относятся к машинам с окружной ско-
ростью якоря v2<.25+30 м/с.
На условия коммутации машин кроме величины Ер влияют
также и друrие факторы: отклонение в параметрах машин, вы-
званныIe производственн "технолоrическими причинами, например
несимметричное расположение полюсов по окружности станины и
щеткодержателей на траверсе; еточность расчета, !!..оявляющая-
ся из-за определенных допущении.
От влияния перечисленных факторов при испытании машины
мо)кет возникнуть искрение, превышающее пределы, oroBopeH-
ные [ОСТ 183-----74 или соответствующими техническими УGЛОВИЯ-
ми. При настройке коммутации таких машин используют измене-
ние зазора между якорем и добавочным полюсом, марки и шири-
ны щетки, а также, в особо неблаrоприятных случаях, размеров
наконечников добавочных полюсов. Для возможности изменения
зазора размещают между сердечниками добавочных полюсов и
станиной несколько стальных про'кладок с общей их высотой, рав-
ной около 500/0 расчетноrо зазора б д . .
Обеспечение соответствия между Ер и ЭДС Е к при измене-
.
нии наrрузки осуществляется последовательным соединением об-
моток якоря и добавочных полюсов.
При проектировании H дЛЯ облеrчения условий коммута-
ции пр.именяют: ненасыщенную маrнитную цепь для ПОТОRа доба-
вочных полюсов, в первую . очередь на участке сердечников доба--
вочных полюсов, в которых маrнитная индукция В д не должна
быть более 1,6 Тл, а также на участках станины и спинки якоря,
в которых суммируются маrнитн-ые потоки rлавных и добавочных
полюсов; расчетная маrнитная индукция на участке' станины пр,и
суммировании потоков ----- В"Сl не должна быть более 1,6 Тл, а на
уча.ст е спинки ЯКJоря В" с2 ----- более 1,7 Тл; ширину полюсноrо
наконечника Ь н . д (с учетом «распушения» маrнитноrо поля) при-
мерно равной Ь З . К ----- (1,5+3)б д ; коэффициент 'k з . к не выходящий
за пределы, указанные в 10-11. . .
Улучшению условий коммутации машин содействует уменьше-
ние проводимости рассеяния паза путем допустимоrо снижения
высоты и увеличения ширины паза якоря, а также уменьшение
WC2 в машинах со 'Всыпной обмоткой путем допустимоrо увеличе-
ния количества коллекторных пластин.
Проводимость рассеяния овальноrо полузакрытоrо паза (см.
рис. 10..20)
284
h, ММ. . . .
РОД обмо:rки
. . . . .
4----5
.8----12
l П2 == 0,6 h И2 + h Ш1 + lи. + '2,5.108
2r. b 2 12 w c .l.A 2 v 2 Р
прямоуrольноrо OTKpblToro паза (см. рис. 10..23).
l П2 == 0,6 h П2 + + 2,5. 10s а
Ь И2 1. w c2 1.A.v 2 Р
Приведенные формулы приближенные, так как они J!e учиты-
вают влияния укорочения шаrа обмотки, перекрытия щеткой кол--
лекторных делений, материала бандажей лобовых частей обмот--
ки. Для больших машин (h 355 мм), если они работают при на-
пряженных условиях коммутации, может быть применена пр иве-
денная в [15] уточненная, но более СЛО}l{ная методика расчета
Ер и б д , в. которой находят свое отражение неучтенные фаКТОРЫ6-
При расчете МДС воздушноrо зазора между якорем и доба-
вочным полюсом следует иметь в виду, что маrнитное сопротив-
л ние зазора изменяется из..за зубчатоrо строения сердечника
якоря, наличия бандажных канавок на сердеЧНИl;{е якоря и ради-
альных . каналов. Это изменение учитывается. соответствующими.
поправочными коэф\фициентаи ktJД2, kб.д и k к . д , рассчитываемыми
по (10..166)..........1(10-168) с подстановкой в эти уравнения вместо б'
предвар.ительноrо значения б'д из рис. 10..16. Если зазор б д , уточ-
ненный в (10..254), будет отличаться :от предварительно принятоr(}
значения боле чем на 50/0, то повторяют расчет kбд с новым зна-
чением б' д. Коэффициент маrнитноrо рассеяния добавочных по-
люсов ад МО}К,ет быть принят равным .2 при 2Рд===l; 3+3,5 при
2Рд===2р и отсуrnствии кqмпенсационной обмотки; 2 ----- у машины
. с компенсационной обмоткой. -
Дальнейший расчет коммутационных параметров производят
в такой последовательности.
Среднее значение маrнитной индук"
ции в зазоре под добавочным полю-
сом (Тл)
Коэффициент, учитывающий увеличе..
ние маrнитноrо сопротивления воз-
ДУIIIноrо зазора вследствие -аубча Toro
стр оения якор я
То же, бандажных канавок сердечни"
,ка якоря
Коэффициент, учитывающий уменьше-
ние маrнитноrо сопротивления воз-
душноrо зазора при наличии ради..
альных каналов в сердечнике якоря
Общий коэффициент воздушноrо за-
зора
Необходимый зазор под добавочным
полюсом (мм)
аrнитный поток в зазоре под доба-
вочным полюсом при номинальной
наrрузке (Вб)
То же, при переrрузке
а
(10-250)
(10-251)
В'6д с2 л п2 А 2 · 10---4
(10..252)
k,1Jд2........ по (10..166)
'-
kб.д по (10-167)
k к . д по (10-168)
k'6д == k'6Д2 k б.дk к . д
( 1 О.. 253)
а ---- р д + р 1 F 2 . 104
Д ---- о ,088 6д k ъд
Ф'6 == Ьз.кIн.дВ д. 10.....6
(10 254)
( 10..255)
-='ф' Ъд == Ф дlmах/lн
( 10 255a)
285
Маrнитный ПОТОК в сердечнике доба- Ф д == crдФ ъд
вочноrо ,полюса 'при номинальной на-
rрузке (Вб)
То же, при переrрузке ф' д==Фдlmах/lв
Площадь поперечноrо сечения сердеч- Sд==ЬдlдЯ с
ника добавочноrо пол,юса (мм 2 )
Маrнитная индукция в сердечнике до- В д ==Ф'д.l0 6 jSд
uавочноrо полюса при переrрузке
(Тл) t,
Расчетная маrнитная индукция на crФ + ф'
в " д 10 8
'. уча,стках станины, в которых сумми- СI 2S ·
руются маrнитные потоки rлавных и СI
добавочных полюсов (Т л)
Расчетная маrнитная ИНДУКЦ!'lя на Ф + ф' Ъд . 108
участках спинки якоря, в которых В" С2 == 2S c1
уммируются &,tаrнитные потоки r лав-
ilblX и добавочных полюсов (Тл)
При меры расчета машин
10. Коммутационные параметры
(10 256)
(10-257)
( 10-258)
(10-259)
(10-260)
(10..261)
.
CV..Q
en...
O a! Условные
1::{ f-o Двиrатель N2 1 Двиrатель .1'12 2
;.Qф обозначения истоqник
u g
\>
...
....
25 О , 8 168
.262 Л П 2 ( 10..250) 0,62.2,9+ 2,8 + 155 +
2 , 5 . 108
+3. 155. 154, 8. 12, 56 Х
1
хт==5,34
34 307
:263 Л П2 (10.251) 0,6 11 ,5 + 300 +
. 2 , 5 . 106
+ 1 . 300 . 405 , 4. 15, 18 Х
1
Хт==3,47
:264 v 2 тах' м/с ( 10- 19а ) 1t. 160.3000/60 000==25, 1 1t . 290 . 2000/60 000==30 , 4
265 Ер, В ( 10-249) 2.3.155.154,8.25,1)( 2.1.300.405,4.30,4><
>< 5 , 34 . 1 О 7===1 ,9 Х3 ,47. 1 0---7 ==:2 ,6
.
B д' Тл 5 ,34. 154, 8 . 10---4===0 ,08 3, 4'Z.. 405 t 4. 10---4==0, 14
:266 ( 10..252)
2,8 1 t ,5
267 k Д2 ( 1 О -166 ) 1+ 17 ,32 2,8+5X 1+ 27 ,59 11 ,5+5)(
)(3,3.17,32}2,8 Х5,4.27,59/11,5
== 1 , 02 ==1,14
.268 kб.д (10-167) 0,3.300 (3
1+300 (5 ,4+3 0,8 х
O , 8. 1 , 5 )
Хl ,5) O,3 .зоох
)«З 0,8.1 ,5)
== 1 ,08
:286
&s.Q
f-<
Условные
r:: :а 4) оfоэначения И точник
CJr::r;
0d>CI:I
t::r-A
269
270
271
272
273
274
275
275а
276
277
278
279
280
281
282
283
k д
о д, мм
k Д2
kб.д
k ъд
ад, мм
Ф Ьд ' Вб
ф' Ъд' Бб
Ф д , Бб
ф' д, Вб
s д, '-1м 2
В д , Тл
В" Сl' Тл
В" Сl, Тл
В"С2' Тл
В" С2, Тл
(10 253)
( 1 О .. 254 )
( 10..166)
(10..167)
( 10..253)
(10..254)
(10..255)
(10..255а)
(1 0 256)
(10..257)
(10 258)
(10..259)
(10..260)
10..12
( 1 О .. 261 )
10 12
Двиrатель N!! 1
1 ,02
1222 972
0,08. О ,08. I ,02 . I 0 4==
===3,8
2,8
1 + 17,32 2, 8+5. 3,8Х ==
X17,32J2,8
== 1 , 02
1,02
1222 972
0,08. 0,08. 1 ,02' 10......4==
==3,8
31 , 5. 155. О , 08. 1 0 6==
==0, 39 .10 З
1 , 5 . О , 39 . 1 о з ==
==0 ,585.10 3
3 . О , 39 . 1 о з == 1 , 17 . 1 о з
1,5.1, 17 .10 3===1, 75Х
XI0 3
19. 145. О , 98==2700,
1, 75.10 3
2700 . 106 ==0,648
1,2.7,74. 10 3+
+ 1 , 75. 10 3 Х
2.3995
Х 106== 1,38
1 ,6
7 ,74. 10 3+0,585X
XI0 3
2.4416 Х
ХI0 6 ==0,94
1 ,7
Лродолжен,uе
Двиrатель N!! 2
1 t 14 . 1 ,08== 1 , 23
5594 4614
О , 08 . О , 1 4 . 1 , 23 . 1 <r 4 ===
=:::.:7,1
11,5
1 + 27,59........11' 5+5Х с::-
Х7 ,2 .27 , 59/11, 5
== 1 , 12
0,3 .300 (з
1+300 (7,2+3----0,8 Х
o , 8. 1 , 5) ,
xl,5) 0,3.300x==
Х (з о, 8. 1,5)
, === 1 , 06
1,12.1,06==1,19
5594 4614 . 1 0 4==-
О ,08. О, 14.' , 19
==7,3
48 . 300 . О , 14. 1 0 8:=:
fI 2,2. 10 3
1 , 5 . 2 ,2. 1 0 з===3 , 3Х
XI0 3
3 . 2 , 2. 1 о з ==6 ,6. 1 o
1 ,5.6,6.10 3==9,9X
XI0 3
35. 300 . О ,98== 1 О 290
9,9. 10 3 . 10 6 :=:0 962
10290 '
( 1 , 2 . 31 ,23. 1 о з +
2. 15 300
9,9.10 3 ) 106== 1 55-
I + 2. 15 300 '
· 1 6
31 ,23. 10 +3' зХ
XI0 3 Х
2. 15 390
Х 106 == 1 , 12
t 1) 7
10..13. Номинальный режим
Уточним основные параметры машин, относящиеся к номи--
нальному ре иму работы: у двиrателей кпд, ток, маrнитныЙi
287
поток, необходимая мдс параллельной или независимой обмотки
ВQзбуждения, а у reHepaTopoB -----I<Пд. УТ<JЧнение значения КllД
(предварительно принятоrо в 10 3) начинают с расчета потерь
ос учетом rл. 4.
В машинах постоянноrо тока различают следующие основные
.потери: электрические в обмотке якоря, компенсационной обмот-
ке, обмотке добавочных полюсов, в цепи возбуждения rлавных
'полюсов, в пеpseходных контактах щеток; маrнит-ные пютери в
сердечнике якоря; механические потери на трение щеток о кол..
лектор, на трение подшИпников и якоря о воздух, на вентиляцию.
Кроме Toro, в машине возникают добавочные потери.
Электрические потери в обмотках якорной цепи определяют
е учетом приведения сопротивления к стандартной рабочей тем-
пературе. .
Потери в обмотке возбуждения rлавных полюсов reHepaTopa
определяют при F п ax, т. е. при с.амых неблаrоприятных условиях.,
коrда используется весь запас МДС обмотки. Аналоrично опре .
деление тока двиrателя производят с учетом 1 п шах.
Маrнит&ые потери в стали при стационарном режиме возни..
кают только (см. Э 4 1) в сердечнике (в зу.бцах и в спинке) яко
ря, который при вращ'ении подверrается перемаrничиванию. В
полюсах и в станине направление и величина маrнитноrо потока
-сохраняются, следовательно, маrl:lИТНЫХ потерь в них Не возника
ет (за исключением небольших потерь в полюсных наконечниках,
относимых к катеrории добавочных потерь).
Уравнение (10 268) для определения пот рь на трение о КОЛ
лектор соответствует удельному нажатию на щетку 2.104 Па 'Н
коэффициенту трения, равному 0,25.
Определение расчетным путем КПД rеиераторов не представ-
. u
ляет затруднении, поскольку известна полезная мощность. llри
определении кпд двиrателей, особенно меньших МОЩIЮстей, ..воз-
никает необходимость дополнительных расчетов с последователь-
ным приближением к действительной величине I<ПД, так как
предварительно принятый ток может не соответствовать заданной
полезной мощности. В [15] получены зависимости для определе-
ния эде и тока якоря без последовательноrо приближения {см.
(10-276) ----- (10-278) ] .
При номинальном режиме работы кпд и друrие технические
показатели опр деляют в такой последовательности.
Масса стали зубцов ЯКUрЯ с оыаль ( , t + r 2 )
.ными полузакрытыми пазами (Kr) тз! == 7,8Z 2 b 32 h 1 + \2
То же, с прямоyrОJIЬНЫМ'И открытыми
пазами
Маrнитные потери в зубцах (Вт)
acca стали спинки ЯКОрЯ (Kr)
m З 2== 7,8Z2ЬЗ2срhП2IЭФ2.1 O 6
1 Эф2 · I o....
(10..262)
(10-263)
р 32 =:= 2,3 Рl ,О/50 (f /5 ) В2З2срmЗ2
(10 264)
7 8 { п [(D И2 ---- 2h п2 ) 2 ---- п2 2 ]
те 2.......... , 4
O,785пкd2K} lЭф2.IO б (1O 265)
288
Р Т п+Рвев==з,85D В2(n/1500)2.10 9
. ( 10-270)
Р т . п + Р вен == 2200D 26(п/1500)2.10---9
(10 271)
Р т п+ Р вев==280Dз,6 в2 (n/1500) 1,8.10 9
. . (10 272)
Суммарные механические потери (Вт) Р мxI == Р т . щ + Р т . п + Р вен (10 27З)
виrатель
Добавочные потери у некомпенсиро Р д ==О,01Р 2 /у)
BaHHoro двиrателя (Вт)
"-
То же, у компенсиро анноrо двиrа- Р д == 0,ОО5Р 2 /ч
теля .
Электромаrнитная мощность двиrате Р ЭМ === Р2Н + Р cI + Р мxI + Р д (10..276)
.ля (Вт)
ЭДС якоря дв'Иrателя (B)
Маrнитные потери в спинке якоря
(ВТ)
Суммарные маrнитные потери в ста-
ли (Вт)
Потери на трение щеток о коллек-
тор (Вт) ,
Потери на трение подшипников, Tpe
ние о воздух и на вентиляцию ма
шин со степенью защиты IP22 и спо
собом охлаждения ICOl (Вт)
То же, дЛЯ IP22 или IP44, IC17 или
IC37
То же, .для IP44. IC0141
То же, дЛЯ IP44, IC0041
Ток якоря ДБиrателя (А)
Уточненный ток двиrателя (А)
Подводимая мощность двиrателя (Вт)
CYM apHыe потери в двиrателе (Вт)
Уточненный КПД двиrателя (о. е.)
Маrнитный поток двиrателя (Вб)
МДС маrнитной цепи двиrателя (А)
Размаrничивающее действие МДС
якоря двиrателя (А)
МДС последовательной стабилиз'иру
ющей обмотки двиrателя (А)
Необходимая МДС параллеЛЬfIОЙ или
независимой обмотки rлавных полю
сов двиrателя (А)
Момент вращения на валу двиrателя
(Н. М)
Р С2 == 2'3Рl,О/50 (f/50) B2c2тC2
Р су. === Р 32 + Р С2
(10..266)
( 10 267)
Рт.щ == 5S щI v к .I0--- З /
- (10 268)
р + Р 7 8 0D З ,6 ( 11 / 1500 ) 1,8. 10 9
Т.П BeH н2
, ('10 269)
(10 274)
(10-275)
u I:J.U щ
Е 2 == +
2 .
.../ ( u ---- Uщ ) 2
+ V 2 Рэмlnт'2I
( I 0 277)
(10-278)
(1 0- 79)
(10-280)
( 1 О.. 281 )
1 2 ==Р эм /Е 2
1==1z+/ п шах
P 1 == Иl
P I === Р 1 ----Р 2
1'} по (4 2)
Ф по (10-162)
p по характеристике намаrиичивания
машины' (10-282)
Р Р2 по (10 221) и р'ис. 10-29
..
F пос по (10 153)
F п === F I + Р Р2 ---- F пос
(10..283)
M 9,55P2/n
(1 0 284)
reHepaTOp
Электрические потери в обмотках Р MI ===_/2 2т "2I
якорной цепи rеиератора (Вт)
19----32Е5
(10..285)
289
То же, в обмотке возбуждения rehe-"
ратора
То же, в контактах щеток rеиератора
Доба очные потери у некомпенсиро-
BaHHoro reHepaTopa (Вт)
То же, у компенсированноrо тенера-
тора
Подводимая мощность rеиератора
(Вт)
Уточненный
j од I
°t«l
Of-o
:gcu
()a:;:::r'
!
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
290
Р м . п == Uпl п max
Р к . щ ==A,l:Jm./2
Рд==0, 0IР 2
Рд==О,05 Р 2
Р! == Р 2Н + Р!:
КПД, reHepaTopa (о. е) 11 по (4-2)
Примеры расчета машин
11. Номинальный режим
Условные
обозначения
тз!, Kf
тз!, Kr
Р31! Brr
m cJ , :Кr
р cl' Вт
р сЕ' B'l
Рт.щ, Вт
Рт.п+Рвен,
ВТ
Рт.п+Рвен,
Вт
р MX ' Вт
РД' Вт
Рэм, Вт
Источник
Двиrа'l'ель Н2 1
(lO 262) 7,8.29.б,8 ( 16,6
4, 7+2'9 )
+ 2 147.2.10-:-- 6
==4 ,6
( 10..263)
(10..264)
(10-265)
(10-266)
( 10..267)
( 10..268)
(10..271 )
(10-269)
( 10-273)
( 10..274)
( 10-276)
2,3.2,5 (50/50)1,5X
XI,72 J .4,e==78
n ( 160 2, 25)2.........
7 8 502] Х
, 4 '
Х 147,2. 10 8==B, 7
2 ,3. 2 ,5 (50/50) 1 ,ах
Х О ,88 2 .8,7==39
78+39== 117
5.1000.9,8.10---3 49
2200.160 ,в (1500/ 1500)2Х
Х 10---9== 189
49+ 189==238
0,01.5500/0,82==67
5500+ 117+238+67==
==5922
..
(10-286)
( 10-287)
( 1 0 288)
(10-289)
(10-290)
Дви!;'атель N2 2
7,8.33.12,85.34.285)(
Х 10---8==32,05
2,3.1,75 (33, 3/50)1,4Х
)(1,582.32,05==180
1 '1t I (290 2. 34)2.......
7 В 901]
, 4
o, 785 .21 0 18 S } 285Х
х 10 8==60
2,3.1,75 (33,3/50) 1, 4Х
Х1, 012.60== 139
180+ 199==319
5.9600.10,47 . 10 3==503
780 . 290 ' 6 (1000/1500)1, X
Х 10---9===275 .
503+ 275=== 778
О, О 1 . 75000/ О, 905==829'
75 000+319+778+82У ==:
== 76 926
п родолженuе
.
са.а
СОЕ-<
и", Условные
C)0foo ИСТОЧIlИК
J:;: обознаqения
8r:: u
t:::CIJ«S
foo
,
296 Е", В ( 10..277)
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
/
12' А
1,.. А
4 Р 1, ВТ
Р Е' ВТ
'У1, о. е.
ф, Вб
F I , А
р р2, А
F пос , А ..
F п , А
M 1 , Н'М
(10..278)
( 10..279)
(10..280)
(10..281)
(4..2)
(10..162)
( 10..282)
( 1 О.. 221 )
(10..153)
(10..283)
(10..284)
Двиrатель N2 1
Двиrатель N2 2
220----2
2 +
220 2
2 +
+у C2 2)2 ..
...
+у C2 2Y
... 5922. 0,535===202, 3 -+ 76 926. 0,032===206, 1
5922/202,3==29,3 76926/206,1:=373,3
29,3+ 1 .05==30,35 373 t 3+5 t 46===37 8, 76
220 · 30,35==6677 220.378 , 6 .83 327
6617 5500==1177 83 327 75 000:::=:8327
1----1177/6677==0'824 1 B327IB3327==0,90
30.202.3 30.206.1
2 7, 75.10--- 2 31,23.10---1
.1500.261 .1000.99
1330
105
5.29,3==146
13301rl05 146==1289
9,55.5500/1500==35,02
3087
877
2.373,3==747
3087 877----747==3217
9,55. 5 000/1000==716,25
о).
Пр'и отсутствии аксиальных каналов в якоре \второй член в
фиrурных скобках (10..265) равен нулю; значения Рl,0/50 и при-
ведены в 4..1.'
10..14. Рабочие характеристики
Уточненные в 10-13 параметры машины при номинальном pe /
жиме работы используют для расчета соответствующих парамет-
рОБ при HarpY'3Kax, отл чающихся от номинальной, в результате
чеrо мотут быть построены рабочие характеристики машин. К ос-
новным рабочим характеристикам двиrателей относятся зависи..
мости n, М 2 , 'У), l===f (Р2), у reHepaтopoB ----- U, Т}===f (Р2).
Характеристики двиrателей рассчитывают при номинальных
напряжении на зажимах цепи якоря и токе возбуждения, а .xa
рактеристики reHepaTopOB ----- при неизменных частоте вращенlИЯ и
токе возбуждения, если ОНО независимое, НJ1И величине реrулируе-
Moro сопротивления в цепи возбуждения, если reHepaTop с пар ал ос
лельным возбуждением.
Для упрощения расчета характеристик двиrателей и reHepa..
торов принимают F p2 ==k===I 2 / /2Н (индексом «н» здесь и далее в
19* 291
этом параrрафе обозначаются параметры при номинальном ре..
жиме работы):' При расчете характеристик, учитывая незначя..
тельное влиян'ие !Изменения наrрузки на Ф и n, принимают Pc И
Р мх такими же, как при номинальном режиме работы.
Рассчитывают рабочие характеристики двиrателей в такой по..
следовательности. Задаются коэффициентами наrрузки k==O,I;
0,25; 0,5; 0,75; 1,25 и ВЫЧlИсляют для этих наrрузок ток 1 2 ===kI 2и .
Затем для каждоrо значения тока определяют Е 2 по (10..159),
F р2 ===kF р2 п, Fпос==kF пос . н , F ===Fп+Fпос FР2, Ф ----- по характеристи..
ке ,намаrничивания машины, n==ЗОЕ2/[ р/а)W2Ф]; 1 по (10..279.),
Рl по (10..280), Р эм ==Е 2 1 2 , Рд k 2Рд.н, Р2==РЭМ РС РМХ Pд,
P ==Pl P2, " по (4..2), М 2 П'D (10..284). rIосле расчета строят на
rрафиках зависимости n, М 2 , 11, I==f(P2). ,
Расчет рабочих характеристик reHepaT9poB с параллельным
возбуждением (без авт.оматическоrо или ручноrо поддержаН1ИЯ
U==const) проводится в следующем порядке. Задаются коэффи"
циентами k==Е 2 /Е 2п , равными 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,1, и вычисляют
для этих коэФФици нтов' Е 2 ==kЕ 2п . Затем для кая{доrо значения
2 определяют Ф по (10..162), p по хар'актеристике намаrничива..
ния машины. Ток' в якоре (А)
1 2== (Е2 tlUщ-----k2FJ:.) / (klk2+тTr2 ), (10..291)
rде kl===FР2п/12П; k 2 ==U п / F п . н .
Напряжение reHepaTopa (В)
U==Е2 I 2ттr2J:. t:tuщ. (10..292)
При к. .3. (И==О) и наличии остаточной эдс Е20ст==0,05ин
ток (А)
1 К.З== (Е.20ст l1Uщ) / (mTr2 ) .
."
Ток В параллельной обмотке reHepaTopa (А)
Iп==Iп.иU /и н .
(1 O..2 3)
(10..294 )
Ток reH paTopa (А)
1 == 1 2 1 п. ( 1 О.. 295 )
Мощность reHepaTopa (Вт)
P 2 ===UI. (10..296)
Затем. определяют PMJ:.===I22тTr2 ; Рк.щ==21 2 ; Рм.п по (10-286);
Р cJ:.==P c н. (Ф/ФН) 2; Р д==р д.Н (1/ I п ) 2; Р'Е.===РМЕ+РК.щ+Рм.п+Рмх 1:+
+Pc +Pд; Pl===P2+P ; f} по (4..2). После расчета строят на rpa..
фиках зависимости и, ч===f (Р2).
Рабочие характеристики reHepaTopa снезависимым возбужде'"
нием (без автоматическоrо или ручноrо поддержания U==const)
раосчитывают в такой последовательности. Задаются коэффици"
ентом наrрузки k===12/12H, равным 0,1; 0,25; 0,5; 0,75; 1,25, и вы..
числяют ДЛЯ этих наrрузок ТОК 1 2 ==kI 2и . Затем для каждоrо зна-
чения тока определяют Fр2===,kFр'2П, F _==Fп Fр2, Ф по характе...
292
:5:
:z:
11: :5:
8
се и
:s
ф
:х::
ф са
::r'
и са
са
:а
:7'
ф е 1
:Е
:5: са
c.c
t:::
'
...
C\J
,.Q
r:::
CI)
f--
t...
=
I:Q
hi
=2;
,.Q
J:::;
d)
...
CI:S
t...
==
I:Q
hi
tI::
==
=
<1J
tI"
CI:S
:х:
8
\()
О
d)
:а
= .
0'1
О
t::
U
.Lah:)ed
dаJ'ЮН
g ф О
...... .. со
с\1 с..о c't) О') м LC
..Фа оме
00-01 о') с":)
С> ('t) о О
С> .... t--.
C>MCOt--.t--.оо
..t'-a....... e
м G\J 00 t--. c't:)
t--.
iбфа сО')
t-.тО') 00 е=
....... а 1.с .с..о
С> со.1.С c'f':)
eoa
С>
LCф оом1.С
oo Mf'.,.......
С) ....., ... '1 c'f':) c't:)
c> aoa
LC C'I') 1.с
(;':1 .. tC О') f'.,. 00
cv:> ..... ...... 00 00-01
с> О') G\J с\1 ...... CCj
с> с":) 00
С) c't:) е а
..... со о
.. ....... .--. 00 1.с с\1
С) с":) (;':1 00 f'.,. м
55 .q. 00
с\1 00...... c\t
.. со О') c't) 00 м
c't:) ...... ...... ......
м
о с":) 1с со О
а .. G\t О c't)
.. о') а ...... ...... м
.... с\1 ......
g t--. с>
....... феО')
.. 00-01 С) Ф а м
о с\1 r-.... ...... ......
1.0 с\1
55 O'. о
.--. с":) с":)
C).....C\11J.') ......
о е ..... с:> о
lf:) .. о О О')
CCj ф
.--. со со c\f
о t--. c't:) ......
C)e oo
о М. .. е о
..... О') еР" Ф
.. ...--. <:;) LC - с\1
а ...... ...... ......
со
.. « < cq
,.....
< I
I О. g g
оk.ц-, =
...... t.t...
...... 11 В +
о 01 CJ 1:(
J::: о. о t.L
t.t... ц: 11
r:ц
t.....
..
:r:
cq
11
cq
000') О...... "'С":)
а е............ ..... ......
c't:) c'f':) c't:) c't) cv':>
X
......1
е
.. ......
с:;х
XCt)
CCjI
C\1
...=х
с":)
xf
С":)а
.. ......
X
xi
o
.. ......
;;Х
xi
1.Со
.. .....с
X_
xf
соа
.. ......
с:;Х
xi
соС
t'o-......
x
CI). '
XI
LOО
t'o- .....
X
СФ'
x t
t--.З
X
xi
1.СО
со ......
X
xi
o
со ......
X
4ф
х\
co
X
«(
I
«s
:J::
Ф\О
::s:
E-t ..
(.) tJ::
:s::=
р..Р::
<lJ са
f-o
:s::
!:!'"
::S::
са :I:
c
t::
&
......
cv) .;-
е
cq
01 S
tt..:J.........
с
Ct:)..........
........,.
о
О
О')
00
О')
00 00
о LC...... 1.с
.. 00 t--. 1.с 00
Mt'o- C't)
!::: О ...... C
" ' ...... о') о')
о
е
О
......
ro t--. е с>
t'o- O')O
0оС":)0')С\10
t--. c'f':) со 00 1.0
М 00 t--. t'-..
М 1.с t--.
О') ...... со с":)
1.с t--. LC со о')
oo oo co
\0"1 со 1.с 1.с
......
о
......
c't:)
с\1
О
......
..... е с\1
...... со t--. r-.... LC
.. с\1 1.с О с\1
о') с\1 00
...... CCj CCj
c't:)
О
......
oo o.......
t--. CCj с..о а С
t-.. О О О')
OO......e oo
О') с\1 _. ......
а
е
......
О')
t--. c'f':) а
...... О') о t--.
с\1 а О')
'0') 00 00 со
О')
Ф
......
t--. О
с..о f'- 1.с
OO<OLOO
t'o- сОО
cf:) 00 ...... ф
о
О
IQ
......
1.с
с":) t--. 00 О О
....... .. <:)
to
с:>
10
.....
с\1
О . о gs
с":) о 1.с 00 ......
LO CV)
О')
r-....
1.с
......
t'o- О') <=> .....
1.С....... О
LO О.......t--.
...... с<)
I.C
......
с..о
.....
t'o- ...... t--. О
c<) cooo
00 1.с
00 ...... ..... ".....,
со
с":)
со
......
00000
00 е
ФСО О
.. ....... ,"Т", .. t--.
с":) сх> со
:с
::s::
:;g
............
\о
О
..
o..:r:S.
F--- I
< E-t E-t
.. .. со со );
о .. Q..
00 cq .. I
t:( E-t
е t.ц о... u CQ
:::, /1 о...
I О 11
g о... о... t:( о... (f)
cl.. 11
fl
о...
.........
О')
.......
I
О
......
........,.
11
1.с
......
ct)
со t'o- 00 О') с>
...... ...... ...... ......
ct) ct:) c'f':) c'f':) c'f':)
с":)
t'--
О
с:> о
о) ..
00
.. о')
о 00
......
.....
t---
t:\t
CCj
00
а LC
с\1
.. Ф
о r::
00
1.с
00
u')
r-.... о
о CCj
о) ..
..
o U')
lt::)0')
а е
о) t--.
.. LC
О c't:)
а t--.
о 1.с
f'.,.
00
.. t--.
О ......
с\1
......
е
е
......
с":)
00
с\1
.0
......
е
t'--
..
о со
1.с
00
..-.(
...... с\1
с\1
00 ..
..
о
t--.
t'o-
......
.....
с\1
О
00
.. LC
ОС":)
со с":)
..... ..... со
_ .00
\J .. 1.с
О
LO
.......
СОМ
....... ..
.. со
о ......
ф
cf:)
с..о
(v;)
tC ....
<.о
.. ..
<=>t...
О О О
C\J Ф
LO' О
E-t
а::)'
.
Q) :r:
..
01
I
"'"
о...
"
о...
.
о .........
.. 00
.........
с\1 I
I е
......
"'" ........,.
с о
1:: 1::
01
......
c't)
с\1
c'f':) c't:)
'с
t"':)
.
с>
.....
«1
:=
I
D:
J::
CI)
foo
f!
i
1:{
CI:S
...
с!
C\J
('f')
.
с>
.....
u
!
со
::z:
::а
-:с
Q)
а:{
а
с
.....
=
1)
f-o
са
'"'
==
I:Q .
t:(8
I
сос:
M
i::If
CJtIII
!и
a.>t
"'0.
d)
!\О
«1("1)
("1)
=
.
==r::
g=
\0 r:::
«11:{
t:). ..
utt,.
'
:.="
:s:i
.ею
.,.
p.,CI:S
:= '
('f)
.....ei
't;
:>:
::с
CI:S
::r
с1)
s.
t::
293
й} б) М 2 ,Н'М п,оО;мин
1, А 't'J,D. I,А
'1, \..
п, s V f1ihf tJ I е
JfJ 1500 300 150 750
2 О 0;5
26 10М 200 015
500 100 ,25
о
2,5
5
7,5 ,KBT оТ
,
о
2р
50
75
100 Ii,K8r
Рис. 10-32. Рабочие характеристики двиrателя .N'2 1 (а) и двиrателя N2 2 (6)
ристике намаrничивания машины, Е2==(рjа)пW2Фj30, и по
(10..292), 1 ----- по (10..295), Р2 ПО (1'0..296). Потери и КПД вычис"
а) ляют так же, как для reHe..
Pz/ I/ раторов с параллельным
110 возбуждением. После расче..
та строят на rрафиках за..
висимости U, f)==f(P2}.
* 10-15. Реrулирование
частоты вращения
0,8
0,5
Ц
0,2
о
012 О, lf. О, б 8 11 О ',2 п/ п н
а)
М2/М2Н
0,8
0,5
0,4
0,3 О
0,2 0,4- 0,6 0,8 ',о 1,2 п/пн
Рис. 10-33. Зависимость' Р2/ Р 2В==' (n/nв)
(а) и М2/ м 2в ===у (n/n в ) (б):
J исполнение по защите IP22 или IP44, способ 1
ОХJlаждения IC17 н IC37; 2 исполнение по a
щите IP22, способ охлаждения ICOI; 3 исполне-
ние ПО защите IP44, способ ОХJlаждеRИЯ ICOl-il;
4 исполнение но защите IP 4, способ охлажде-
ния ICOO l
294
Частоту вращения n дви..
rателей обычно реrулируют
вверх от номинальноrо зна..
чения ----- уменьшением тока
возбуждения и вниз
уменьшением напряжения
на якоре. Из условий Harpe..
ва и коммутации ток якоря
12 целесообразно ПQддер"
}Иивать на уровне номи"
нальноrо значения. Таким
образом, при реrулирова..
нии частоты вращения
вверх мощность на валу Р 2
(при const) будет поста..
янной, равной номиналь..
ной, а при реrулировании
вниз ----- момент вращения на
валу М 2 будет постоянным,
также равным номинально..
му моменту. Поддержание
P 2 ==const при реrулиро..
вании вверх возможно при всех способах охлаждения, а Mt2:::=::
===const при реrулировании вниз только при независимой BeH
тиляции (способы охлаждения IC17, IC37), на эффект которой
практически не влияет частота вращения.
При самовентиляции (споообы охлаждения ICOl, IC0141,
1 СОО41) М 2 с понижением п уменьшается как за счет необходи"
мости снижения 12, так и Iпо На рис. 10..33,а приведены примерные
зависимостlИ в относительных единицах P2===f(п), а. на
рис. 10..33,6 M 2 ==f(п) при различных способах охлажденцяо
При снижении п указанных двиrателей. можно прини а'I\Ь, что /2
И Ф уменьшаются каждый пропорционально o Допустимость
принятых из рис. 10..33,6 значений М 2 при \ самовентиляции целе
сообразно проверить тепловым расчетом и. при необходимости
скорректировать М 2 .!
При реrулировании вверх раосчитывают только режим рабо..
TЫ соответствующий птах, указанно у в задании на проектиро"
ванне. При nmax/пH 2 раз аrничивающим действием реакции
я:коря пренебреrают вследствие малоrо насыщения маrнитной це..
пи. При расчете определяют также частоту вращения на холос..
том ходу при предельно ослабленном маrнитном поле.
Реrулирование частоты вращения рассчи.тывают в такой по..
следовательности.
Реrулироваиие частоты вращения вверх
Маrнитный поток при наибольшей ча- Фmlп==Ф в n в /nmах
ст,оте вращения (В6)
МДС при минимальном маrнитном
потоке (А)
(1 0 297)
.,
Минимальный ток возбуждения (А)
Максимальная ве ичина реrулирую
щеrо сопротивления (Ом)
Частота вращения пр.и холостом ходе
(06/мин)
F tmin IПО характеристике
вания (1 0 298)
/" min == Ftlniп/Wп
rp== 1,3 (,и п // п mi.n rn)
намаrничи-
( IO 299)
,( 1 O 300)
30 (и ..... 2)
по тах == (р/а)ФmIП W 2
(10..301)
РеrУJlирование частоты вращения' вниз
Допустимый момент .вращения на ва.. М 2 иа рис. 10-33,6
лу при наименьшей частоте вращения
двиrателя с самовентилядией (Н. м)
То же, у двиrателя с .неэависимой М 2 ==М 2в
вентиляцией
Маrнитный поток при п m ln у двиrа.. ф== Vм 2 /м 2и Ф w
теля с самовентиляцией (В6)
То же, у двиrателя снезависимой Ф==ФВ
вентиляцией
Ток якоря при пmin у ДБиrателя с са.. 1 Ум
мовентиляцией (А)' 2 == 2/ М 2И/2Н
То ?К е , у двиrателя с неззвисимой lp/2H
венТИляцией
эде при пmin (В) Е Фр/ап miп W 2
2 min .. 30
(10-302)
(10 303)
(10 304)
(10 305)
( 1 О .. 306)
(1 0 307)
( 10..308)
295.
Напряжение на якоре при пmin ( )
Результирующая МДС при пmin (А)
Размаrничивающая мдс реакции
якоря (А)
МДС стаБИJllИзирующей обмотки (А)
МДС обмотки возбуждения "rлавных
полюсов (А)
Ток обмотки возбуждения (А)
Максимальная величина реrулирую...
щеrо с противления (Ом)
U mfл == Е 2 rniл + 1 2 т т ,2;. + Uщ (IO 309)
Рт. min по характеристике намаrничи"
вания (10 310)
Fp (I2/12B}Fp2B (lO 311)
Fпос (/2f/2B) F пос . в (10..312)
F п min == Р}; min + Р Р2 F пос (10 313)
/п miп===F п miп/W п (10..314)
'P 1,3(U п /l п miП--:'п) (10-315)
Примеры расчета машин
13. Реrулирование частоты в:Ращения
.
«1 А .,
CZ:I...
g«l условиыle
OJ:z=foo ИСТОЧНИК Двиrатель N2 1 Двиrатель N2 2
e::..t обозначения
8 C)
t:CU
..,р.
Реrулирование частоты вращения вверх
324 Фmiп' Вб ( 10..297) 7,75. 10....3. 1500/3000== 31 ,23. 1 о з . 1 000 /2000 :-
==3, 87 .10 3 == 15 ,61 · 1 о з
325 F Е' А ( 10..298) 573 1297
326 I" mfn' А (10 299) 573/1400==0,409 1297/670==1,936
327 , р' ОМ ( 10..30Q) 1,3 (220/0,409 151 ,6)== 1,3 (220/1 , 936 29, 18)==
===502 ' ===110
328 ( 1 О .. 30 1 ) 30 (220 2) 32з7 30 (220 2) ==2116
по тах, +.з,87.1O 3.2б1 2
об/мин Т .15,61.10---3.99
Реrулирование частоты вращения вниз
329 М 2 , Н,М ( 10 302) 0,81.35,09==28,42 0,75.717,75==538,31
330 ф, Вб ( 1 О 304 ) V О , 81 . 7 , 75. 1 o 3==: V 0,75 .31 ,23. 10 3==
==6, 97 . 10---3 ==27 ,05. 10---3
331 12' А (10 306J V О ,81 . 29, 3== 26 , 37 V О, 75 .373,3===323,29-
6,97 . 10 3 (2/1) Х 27,05. 10---3 (2/1)Х
332 Е 2шiп , В ( 1 О .. 308) Х500.261 . 60,63 Х300.99 53,6
30 30
333 U tnin ' )З (10 309) 60,63 26,37.0,535 53,6 316,7.0,O32 2==
334 F r. mi п' А +2==77 ==65 , 7
(10 310) 1090 2400
335 F р2, А (10..311) V о, 81 . 105==94 У О,75 .877==760
336 F пас' А (10..312) V О , 81 . 146 -== 131 V 0,75 .747==647
337 F п min' А (10..313) 1090+94 131==I053 240Q1r760 647==2513
338 I п min' А ( ]0..314) ] 053/1400==0,75 2513/670==3,75
339 , р" ОМ (10..315) 1,3(220/0,75 151,6)== 1,3 (220/3, 75 29, 18)==
== 184 ===38,3
296
10..16. Тепловой и вентил.иционный расчеты
Тепловой расчет машины постоянноrо тока. Расчет ПРОВОДИМ
по упрощенной методике, изложенной в 5-3. Наqи ают с .опре-
деления потерь при сопротивлениях, приведенных к максимально
допускаемой температуре, площадей поверхностей охлаждения н
уделькых тепловых потоков, приходящихся на единицу этих пло-
щадей. За ем с У9етом установленных практикой электромаIIlИ-
ностроения коэффициентов теплоотдачи и теплопроводности опре-
деляют превышения темпе.ратуры OQMOTOK и коллектора.
При расчете приняты следующие n;оложения и допущения.
1. Потери в оБМ1отках, за исключением параллельной или не-
- зависимой обмоток rлавных полюсов, вычисляют при сопротивле-
нии, приведенном к максимально допускаемой температуре, для
чеrо сопротивление, определенное при 20 QC, умножают на коэф-
фициент т'т (см. 5..1). Потери Рм.п===Uпlп==U2п/rп; следователр'"
но, наиболее неблаrоприятные условия для этой обмотки не соот-
ветствуют сопротивлению, приведенному к максимально допускае.".
мой температуре, и их принимают равными вычисленным ранее
для определения кпд.
2. При определении I1t B 'B (1,0..339) принимают, что воздух
внутри машины наrревается суммой всех потерь за выIетомM час....
ти' потерь в обмотках возбуждения rлавных и добавочных полю-
сов, а таК2ке в компенсацион ой обмотке, передаваемых непосред-
ственно через сердечники полюсов и станину наружному охлаж-
дающему воздуху; у машин со степенью защиты IP44 и способом
охлаждения IC0141, кроме тото,. цсключают потери на трение о
воздух наружноrо вентилятора, составляющие '" 0,9 (Рт.п+Рвен).
Доля потерь указанных выше обмоток, которые наrревают воз-
дух внутри машины, равна коэффициенту k:
Исполнение по степени защиты и спо..
собу охлаждения . . IP22;
, ICOl
Коэффицие нт k. . . . . . . . . . . 0,9
1 Р22 ;
1('17
0,9
IP44; IP44; IP44;
IC37 ICO 141 IC0041
0,9 0,7 0,6
""
3. Для обмоток, выпол&яемых с изоляЦ:Ией «Монолит», у ма-
шин со степенью защиты IP22 и способом охлаждения IC01, а-
также у машин со степенью защиты IP22, IP44 и способами ох-
лаждения IC 17, 1 С37 значения t'2, полученные из (10-335), сни-
жают на 20 О/о, а значения I1t' п из (10..374) и t' д из (10..368).........
H a 30 О/о'.
4. Формулы (10..332) и (10..334) соответствуют машинам с по-
лузакрыты и пазами якоря. Первый член в скобках учитывает
перепад температуры в изоляции пазов или лобовых частей об-
мотки якоря, а второй в изоляции круrлых проводов катушек
. обмотки. Для машин с открытыми пазами якоря, и обмоткой ИЗ
прямоуrольных проводов пр меняют эти же формулы, причем
второи член в виду ero малои величины принимают равным НУJlЮ.
Для обмоток якорей, Не имеющих наружной изоляции катушек в
297
"
лобовых частях, первый член, указанный в скобках формулы
(10..334), принимают равным нулю.
5. При отсутствии аКlсиальных вентиляционных каналов в яко
ре второй член в скобках формулы (10..320) принимают равным
нулю.
6. Формулы (10-373) и (10..367) для обмоток rлавных и доба..
BO HЫX полюсов соответствуют выполнению обмоток из круrлоrо
провода; первый член в скобках учитывает перепад температуры
в наружной ИЗОЛЯЦIИИ ,катушек, I а вТорой----- в изоляции круrлых
проводов катушек. При прямоуrольных.иэолированных проводах
применяют эти же формулы, приче,М второй член, в виду ero ма..
лой величины у прямоуrольных проводов, принимают равным ну-
лю. Для обмоток, Не имеющих наружной изоляции катушек, пер-
вый член в скобках указанных ф,ормул принимают равным нулю.
7. Пер\иметр поперечноrо сечения УСЛОВНОЙ поверхности о'х-
л.аждения катушек оБМIОТОК возбуждения rлавных ПП и добавоч-
ных П д полюсов может быть раосчитан по эскизу размещения
обмоток в междуполюсном окне. При этом поверхности катушек,
прилеrающие к сердечникам полюсов, не учитываются. Прибли..
женные 'Значения ПП и П д в зависимости о,т КОЛlичества полюсов
представлены ниже:
Количество полюсов 2р . .
Для периметра ИИ катушки:
из одной шайбы . . . . . . .. . . . . 38+0,2D И2 37+0, 14D H2
из двух или нескольких шайб. . . . . . . . 60+0, 2D И2
ДЛЯ периметра П д катушки мноrослойные ИЗ изо-
лированных ПрОБОДаВ . . . . . . . . . . . . . 40+0, 17 D И2 12+0, 33D И2
2
4
8. Последовательную Iстабили ирующую обмотку rлавных по-
люсов, выполняемую из таких же проводов как обмотку добавоч-
ных полюсов, тепловому расчету не подверrают.
9. Машины со степенью защиты IP44 и способами охлаждения
IC0141 и IC0041, изrотовляемыIe с относительно небольшой мощ-
ностью (до 50 кВт), компенсаЦIИОННОЙ обмотки не им.еют, по..
этому в (10..337) и (] 0..338) не указаны потери в компенсационной
обмотке. .
Тепловой расчет обмоток и коллектора машины, работающей в
номинальном режиме, производят в такой последовательности.
По ери :в обмотках и контактах щеток
Потери В обмотке якоря (Вт)
Потери в компенсационной обмот"
ке (Вт) , Р'Мl"==[2 2т 'т,)
Потери в обмотке добавочных полю-
сов (Вт)
П'отери в стабилизирующей последо..
JЗательной IQбмотке (Вт)
Потери В параллельной или незави"
симой обмотке r aBHblx полюсов (Вт) РМ.П по (10-286)
Потери в контактах щеток (Вт) РН.Щ по (10 287)
Здесь IIIрИ стержневой компенсационной обмотке' Р'Мl===Р'м.ст+Р'М.Дl,
потери В стержнях Р' м.ст==/2 2т ' т'СТ, а потери В дуrах Р' м.Дl===[2 2т ' т'Дl.
298
р' М2==[2 2 т' Т'2
Р ' [ 2'
М.Д == 2т т'д
(10-316)
( 1 0-31 7)
(10..318)
(10-319)
Р ' ] 2'
М.ПОС == 2т т'ПОС
rде
Обмотка ЯКОрJl
Условная поверхность охлаждения
активной части якоря (мм 2 ) SПZ== (пDS*nИ2dИ2) 12
Условный периметр поперечноrо сече-
ния овальноrо полузакрытоrо паза
(мм) П 1t(rl+'2)+2hl
То же, прямоуrольноrо от.крытоrо
паза П2==2(hП ЬП2)
Усло ная повеРХН9СТЬ охлаждения
пазов (мм 2 ) Sи.П2==Z2 П 2 1 2
То же, лобовых частей обмотки при
отсутствии аксиальных вентиляцион-
ных каналов в якоре SЛ2==21tD и2 1 В2
То же, лобовых частей обмотки при
наличии аксиальных вентиляционных
каналов в якоре SЛ2==33tD в2 1 В2
То же, машины SMam ==3tD u1 (1 21B2)
Удельный теплоВ'ой цоток ОТ потерь
в активной части обмотки и от по-
терь в стали, отнесенных к .поверхно-
сти охлаждения активной части яко-
ря (Вт/мм!) РП2 == (P'M2 21 2/ 1 cp2 + Pcr.) /SП2
То же, от потерь в активной части \
обмотки, отнесенных к поверхности
охлаждения пазов 'Ри.п (р' M2212/1cP2) /Sи.П2
То же, от потерь в лобовых частях
обмотки, отнесенных к поверхности
охлаждения лобовых частей обмотки РЛ2== (р' M2211l.2/1cP2) /S1l.2
Окружная скорость якоря при номи-
нальной частоте вращения (м/с) V2и===пD и2 n/60 000
Превышение температуры поверхно-
сти активной части я оря над темпе-
ратурой воздуха внутри машины (ОС)
Перепад температуры в изол'яции па-
за и проводов (ОС)
Превышение температуры поверхно-
сти лобовых частей обмотки над тем-
пературой воздуха внутри маши-
ны (ОС)
П репад температуры в изоляции ка-
тушек и проводов лобовых частей
обмотки (ОС)
Среднее превышение температуры об-
мотки над температурой воздуха вну-
три машины (ОС)
Сумма потерь в машине со степенью
защиты IP22 и способом охл'аждения
IC01, со степенью защ'иты IP22, IP44
и способами охлаждения ICI7, IC37,
передаваемая воздуху внутри маши-
ны (Вт)
То же, в машине со степенью защиты
IР44 и способом охлаждения IC0141
То же, в машине со степенью защйты
IP44 и способом охлаждения IC0041
(10-320)
(10-321 )
( 1 0-322)
(1 0 323)
(10 324)
(10-325)
( 10-326)
(10-327)
(10-328)
....
(10 329)
(10-330)
АtПZ==РП2 а2 (10-331)
( ЬИ2 , 1 + (2 ) I
дt и . П2 == Ри.П2 + 8 "1' (10-332)
I\зкв 1\ ЭКВ
A t ____ РЛ2
L.1 л 2 ----
СХ 1
( Ьи.Л2 h и2 )
t И . Л8 == РЛ2 + 8 "1'
I\ЭК8 1\ ЭКВ
f1t' 2 == (!Аt п ztAt и . п2 ) 21 2 /1 c :pX+ (At п
+Аtи.JI2)21П2/1СР2 (10 335)
(10-333)
(10-334)
Р'т. == Р'М2 + Р'М1 21 Лl/ 1 СРl + k(Р'м.д +
+ Р'м.пос + Р'М1 21 п/ 1 СРl + Р М . П ) +
+ Р к . щ + F шtJ: + Pet + Р д (10-336)
Р'т. == Р'М2 + k(Р'м.д + Р'м.ПОС +
+ Р м . п ) .+ Р к . щ + Р т . щ + 0,1 (Р Т . II +
+Р ВеН ) + Pct+ Рд (10-337)
р' 'f. == Р' М2 + k(P' М.Д + Р'м.пос +
+ Р М . П ) + Р к . щ + р мхт. + Ре]: + Р д
(10-338)
299
Среднее превышение температуры
воздуха внутри маш .ны над темпера..
турой наружноrо охлаждающеrо воз..
духа (ОС) дt в == р' r./ (rJ.вS маш )
Среднее превышение температуры об..
МОТКИ якоря над температурой на..
ружноrо охлаждающеrо воздуха (ОС) f1t 2 ==f1t' f1tB
( 10..339)
(10-340')
Здесь: k приведен в Э 10 16; а2 коэффициент теплоотдачи поверхности
якоря из р.ис. 10-34; а в Iкоэффициент подоrрева воздуха из рис. 1 O 35;
Ь И2 " односторонняя толщина изоляции в пазу я]{оря; Ь И 2 при ПОJlуза!Крытых
пазах. по данным Э 10 4, при открытых пазах Ьи z== (ЬП2 N ша) /2; Ь п . л2 ..........
. Jo 5 вт ! (мм 2 .зрао)
2 , .
15
10
50
Рис. 10-34. Средние зна-
чения a2==f(v2) машин
постоянноrо тока:
1 исполне8ие по защите
1 Р22, способ охлаждеЮJЯ
ICOl, полузакрытые пазы
якоря; 2 то же, что 1, но
открытые пазы; 3 IP44,
IC0141 или IC0041, полуза-
крытые пазы; 4...... IP22 и
iP44, IC17 или IC37 от..
крытые .пазы
z
10
30
\
чо vz, м/с
20
односторонняя толщина изоляции катушек в лобовых частях по данным прм"
ложений 24 26; л'ЭRВ эК'В'Ивалентный коэффициент теплопроводности изоля..
ции в пазу (включающей воздушные прослоЙки) , равный 16. 1 0 5 Вт/ (мм. I'рад);
л,' энв эквивалентный коэффициент теплопроводности внутренней изоляции ка..
тушек, зависящий от отношения d/d' 'ИЗ рис. 9-26.
a;
иB'10 f 8т/(мм 2 '8ра8)
200
Б)
(Х в . 1 О ,5 В т / ( м м 2. 8р (11) )
20
150
15
1ОО
lО
50
5
о
D
20
30 712, м/с
10
10
20 t!Z,M/C
Рис. 10 35. Средние значени'я а в ==1 (и2) машин постоянноrо тока:
1 исполнение по защите IP22, способ охлаждения ICO!; 2 исполнение по защите IP22
или IP44, способ охлаждения IC!7 или IC37; 3 --- исполнепие по защите IP44, способ охлаж-
дения ICOl41; 4 --- то же, что 3, по способ охлаждения IC0041
300
СтеРJКиевая компенсационная обмотка
. Условная поверхность охлаждения по..
люсных наконечников и вылетов
стержней (мм 2 )
Условный периметр поперечноrо сече-
ния паза (мм) П 1 ==2 (h п1 +Ь п1 )
Условная пове'рхность охлаждения
пазов (мм 2 ) S2==2Р Z t П t 1 п
То же, дуr обмотки Sэ==2рNtlср.Дl (а Д l+ Ь дt)
Удельный тепловой поток от потерь
в стержнях, отнесенных к поверхно..
сти охлаждения полюсных наконеч-
ников и вылетов стержне (Вт jMM 2 ) Рс т == kP' М.С Т jS 1
То }ке, отнесенных к поверх.ности
охлаждения пазов ри.ст==kР' M.CTj S 2
Удельный тепловой поток от потерь
в дуrах, отнесенных к поверхности
охлаждения дуr (BTjMM 2 ) РДl==Р' м.Дl/ S S
Превышение температуры поверхно-
сти полюсных наконечников и выле..
тов стержней над температурой воз..
духа внутри машины. (ОС) f1t CT ==Рст /а'l
Перепад температурыI в изоляция па..
зов (ОС) f1tи.СТ==РИ.СТЬ'И:l/ЛВКВ
Превышение- температуры повеРХIJО".
сти охлаждения дуr над темпера1'У"
рой воздуха внутри машины (ОС)
Среднее превышение температуры об
мотки над температурой воздуха вну"
три машины ес)
Среднее превышение температуры об-
мотки над температурой наружноrQ
охлаждающеrо воздуха (ОС)
S 1 == 2рЬ в . п l с т
(10 341)
"
(1 0 342)
(10 343)
( 1 0 344 )
...
. (10 345)
(1 0 346)
(10 347)
( 1 0 348)
(10-349)
Аt д1 ==рДljа'1 (10-350)
(Дf ст + дt и . ст ) [ст + tДl1ср.Д1
t'
1 ---- lCT + [ср.Д1
( 1 О .. 351 )
tl ==,At'I+At B
(1 0 352)
Здесь а' 1 коэффициент теплоо'Лдачи поверхности охлаждения полюсных
наконечников и стержней; у, ма;шин со способами охлаждения IC 17 и 1 С37
а/l (6,8+3.10 ЗDВ2) .10 5 Вт/(мм 2 .rрад); прrи самове.нтиляции (IC01) значения
tX,.Ю-f ВТ/(МН2.ароlJ)
В
3
б
4
20
20
10
JO
ЧО 50
V 2J м/с
Рис. 10 36. Средние значения аl,==
==f(V2) машин постоянноrо тока:
l исполнение ПО защите IP22, сбос()б
охлаж,цеИIIЯ ICO!; 2 исполиение рС'
защите IP44, способ охлаждения IC014 t
или IC0041; 9 исполнение по защите
IP22 или IP44, СRособ охлаждения
IC!7 или Iсзf
а'l принимают равными 1,25аl из рис. 10,:,36; для дуr указанные выше значения
а'l уменьшают I в два раза; Ь И1 односторонняя толщина !Изоляции в пазу, мм;
Ь и1 ,== (ЬПl N таст) /2.
30]
Секциояная компенсационная обмотка
Условная поверх.ность охлаждения по-
люсных наконечников (мм 2 ) .
Условный периметр попереЧl'lоrо сече-
ния паза (мм)
Условная поверхность охлаждения
пазов (мм 2 )
То 'же, лобовых частей обмon<и \
Удельный тепловой поток от по ерь
в активной части обмотки, отнесенный
к поверхности охлаждения полюсных
наконечников (BT/MM2)
То же, отнесенный к. поверхности
охлаждения пазов
.
У'делъный тепловой поток от потерь
в лобовых частях обмотки,. отнесен-
ных к поверхности охлаждения сек-
ций в лобовых частях обмотки
(Вт /мм2)
Превышение температуры пqрерхно-
с и лолюсных наконечников над тем-
пературой воздуха внутри машины
(ОС)
Перепад температуры в изоляции па-
зов (ОС)
Превышение температуры поверхно-
сти лобовых частей обмотки над тем..
пературой .воздуха внутри машины
(ОС)
Перепад температуры в изоляции ло-
бовых частей обмотки (ОС)
. Среднее превышение температуры об-
мотки над температурой воздуха вну-
три машины (ОС)
Среднее превышение температуры об-
мотки над температурой наружноrо
охлаждающеrо воздуха (ОС)
s 1 'по (10-341) с подстановкой lп вме..
сто lc т
rпl ПО (10-342)
82 по (10-343)
,;
Sз==2Р Z 1 1 Jll (hПl/ 2 + 2Ь П1)
kP' Мl2lп/lСРl
РПl == S
I
(10-353)
(10-354)
РИ.Пl
kP 'м 1 2l п/ l СРl
S2
( 10-355)
Р'МI 21 Лl/ l СРI
РЛI == SЗ
(10..356)
tПl==РП1/а'1
( 10 357)
Аt и . П1 == Ри.Пl Ь и1 /Лэкв
(10-358)
(10-359)
t 1l1r::= р Л 1/ а' 1
Аt и . 1== Р JI 1 Ь И . J11 }Лэкв
(10-360)
nY 1 == (АtПl+Аtи.Пl) 2l п /l ср1 + ( t.JIl+
+Аtи.JI 1) 2l п l/ l CPl (10-361)
Ai 1 r::=Ai' l tB
(10-362)
3iдecь а'l принимается ТЗJким же, KaJК для стержней стержневой /компен-
сационной обмотКIИ; ЬИ1==:(Ьп& NmЬ)/2; Ь И . Jl1 односторонняя толщина изоля..
ции лобо'вой чЗ"Сти !катушки из приложе1flИЯ 35.
Обмотка добавочных полюсов
Условная повер ность охлаждения Sд==2Р д lср.дП д
мноrослоЙных катушек из 'Изолиро-
ванных проводов (мм 2 )
, То же, однослойных катушек обмот- Sд ==2рдlср. (wда+Оt БЬ )
ки из неИЗ0лированных ПРОБОДаВ, на-
MOTaHHhI.X на ребро .
'Удельный тепловой поток от потерь р1l.==kр',..д/Sд
в обмотке, отнесенных к поверXrНОСТJI
охлаждения обмотки (BTjMM 2 )
Превышение темпера'туры наружной tВ.JI.==рд/а'l
поверхности охлаждения обмотки
С'С)
302
(10-363)
(10-364)
(10-365)
(10-366)
Перепад температуры в наружной и
внутренней изоляции мноrослойных
катушек обмотки из изолированных
проводов (ОС)
Среднее превышение температуры об-
мотки над температурой воздуха вну-
три машины (ОС)
Среднее превыш'ение температуры об-
мотки над температурой наружноrо
охлаждающеrо воздуха (ОС)
( Ьи.д Ь к . д )
tи.д == Рд л + 8л'
экв ЭКВ
(10..367)
,лt' д ==Аtп.д+Аt.. ц
(10-368)
tд ----_А t'д Аtв
(10-369)
Здесь П д lIIериметр lПооеречнorо сечен.ия условной поверхности охлаж.
дения катушки из эсК'Иза размещения обмоток в междуполюсном окне ,"Или
из Э 10-16; al коэффициент те;плоотда'чи наружной поверхности охлаждения
обмотки возбуждения, ВbШIол,ненной из изолированных ПрОВО)J.ов, приведен на
рис. 10-36; для обмотК'И, вьmолненной из Н1еИЗОЛRpоваJЛНЫХ проводов, намотан-
ных на ребро, al из рис. 10..36 увеличивают в 1,7 раза; Ь и .", Оt.Цносторонняя
толщина наружной !Изоляции кату.шки, в среднем равн.ая 0,2 мм; Ь и .11. из
эс иза размещеnия обмоток в междуполюсном окне или по (10..132), (10..133).
Параллельная и неэависимая обмотка rJlaBHblX полюсов
у СЛО8'ная 'ПоверхН'ость
всех 'Катушек (мм 2 )
охлаждения
.
Удельный тепловой поток от потерь
в обмотке, отнесенных к поверхности
охлаждения обмотки (Вт jMM 2 )
Превышение температуры .наружной
поверхности ОJfлаждения обмотки над
температурой воздуха внутри маши.
ны (ОС)
Перепад температуры в наружной и
внутренней изоляции обмотки (ОС)
Среднее превышение температуры об..
мотки над температурой воздуха вну-
три машины (ОС)
Среднее превышение температуры
обмотки над температурой наружноrо
охлаждающеrо воздуха (ОС)
Sп==2рlср.пПп
(10-370)
рп-=kРм.п/Sп
(10..371 )
Аt'п.. == Рпtаl
( 10-372)
( ь ь )
I1t и. п К. П
и.п'=: Рп '\ + 81,
I\экв . 1\ ЭКВ
(10..373)
At' D =- tп.п+Аtи.D
(10..374)
:Лt п ==tf1t' п+Аt.
(10-375)
Здесь ПП пеРJимет.р поперечноrо сечения условной поверхности охлажде'"
ния !Катушки из эCtКиза размещения обмоток в междуполюсном окне или из
Э 10 r6; Ь п . п односто.ронняя толщина наружной изоляции катушки, в средне'м
равная 0,2 м,м; Ь н . п из эскиза раЗ1мещения обмоток в междуполюсном окне
или по (1'0-222), (10-223).
Условная поверхность охлаждения
коллектора (мм 2 )
Удельный поток от потерь на коллек-
торе, отнесенных 'к поверхности
охлаждения коллектора (Вт/мм2)
Превыrnение температуры коллектора
над емпературой воздуха внутри ма..
шины (ОС)
..
КОЛJlектор
SH ==пDи/l и
(10..376 )
РК == (Ри.щ+Рт.щ) jSи .
( 10..377)
At' И==РR/аи
, I 1J
(10-378)
303
Превышение температуры коллектора Аtи==Аt' и
над температурой наружноrо охлаж-
дающеrо воздуха у машин со степе-
нями защиты и способами охлажде-
ния IP22; IC01; IP22; IC 17; IP44;
IC37, со входом воздуха со стороны
коллектора (ОС)
То же, с входом воздуха со стороны, AtR== t' K+2 tJl
ПРОТИБОПОЛО>КНОЙ коллектору
Превышение темцературы коллектора At H == t' K+ tB'
над температурой наружноrо охлаж-
Дающеrо воздуха у машин со сте-
пенью защиты IP44 и способами
охлаждения ICOI41, IC0041 (ОС)
,-
(1 0 379)
( 1 0 380)
(10-381)
Здесь ан коэффициент теплоотдачи поверхности коллектора, 8т/мм 2 из
рис. 10-37.
8ентилJIционный расчет при способе охлаждения IC01 и акси"
альной системе самовентиляции. Расчет производится в соответ-
ствии с 5-6. Напор Н, а следовательно, и расход охлаждаю-
.!O :; ВТ/(МI'1 2 'Ерао) щеrо воздуха V B , проходяvщеrо через
и , машину с самовентиляциеи, оrраниче..
ны размерами встраиваемоrо венти-
лятора, rлавным образом ero наруж..
ным диаметром, зависящим от вну-
TpeHHero диаметра станины D 1 0 У ма-
и u
шин С независимои вентиляциеи та-
Koro оrраниtIения нет, поэтому рас..
ход воздуха при этом виде вентиля-
ции выбирают на 15 200/0 больше
расчетноrо; соответственно увеличи-
. вается Н.
Определение величины Z (см.
Э 5-6) для воздухопровода со слож-
ной конфиrурацией затруднительно,
поэтому. при расчете целесообразно
пользоваться зонами ср дних значе-
ний, приведенными на рис. 5-5.
Действительный расход воздуха V B из (5-38) должен быть не
менее вычисленноrо по - (5-28). Если полученный расход 'Воздуха
недостаточен, -следует увеличить наружныЙ D Beн2 И уменьшить
внутренний диаметр вентилятора D веп1 , либо увеличить l .
Размеры D веп2 , D Веп1 И lл, вычисляемые при расчете, окруrлн
ют до ближайшеrо целоrо числа; количество лопаток N л OKPYl'-
ляют до ближайшеrо ПрОСТО'rо числа. Расчет вентиляции ведеТС51
при определенной заданной частоте вращения n. При друrих зна--
чениях частоты вращения V B и V n mах пропорциональны n, а Н ==
=== п 2
.
Расчет вентиляции проводят в такой последовательности.
Наружный диаметр вентилятора (мм) DBeB2 (0,8+0,9)D 1 (10-382)
нутренний диаметр колеса вентиля- D BeB1 .== (0,62+0,67)D 1 ,(10-383)
тора (мм)
304
зо
?-О
..10 20 'lТ K 1 м/с
Рис. 10-37. Средние значения
аи==f(VR) :
1 коллекторы без аксн альных ка
lIалов; 2 коллекторы с аксиаль-
ными каналами
LLлина лопатки вентилятора (мм)
Количество лопаток' вентилятора
.
Линейная скорость вентилятора по
наружному диаметру (м/с)
То же, по внутреннему диаметру
Напор вентилятора при холостом хо- .
де (Па)
Площадь поперечиоrо сечения вход-
ных отверстий вентилятора (м 2 )
Максимальное количество воздуха
у вентилятора (M 3 jc)
Действительный . расход возду ха
(M 3 jc) .
LLействительный напор вентилятора
(Па)
Расчет вентиляди'и при способе охлаждения IC0141 произво"
дят такж соrласно материалам 5..6 [уравнения (5..42) ----- (5..45)] а
l л == (0,12-+0,14)D 1
N л DвеИ2/20
Vвеи2 o (5 34)
V в еИl по (5 35)
Но по (5-33)
Sвеп по (5-37)
v в шах по (5-36)
v в по (5 38)
н по (5 39)
(1 0 384)
(10-385)
При меры расчета машин
14. Тепловой и вентиляционныIй расчеты
ds.Q
{5f-o
I:{C)
Q)cr---
4)
g
t--fС1)
....E-оО'
Условные
обозначения
ИсточНик
Двиrатель Nl 1
Двиrатель М2 2
340
341
342
343
344
345
346
347
348
.349
350
351
352
353
354
20.......3255
Тепловой расчет
Потери в обмотках и контактах щеток
(10..316) 29,32.1,48.0,24==305, 373,32.1,48.0,014==2887
(10..318) 29,32.1,48.0,13==165 373,32.1,48.0,008==165
(10..319) 29,32.1,48.0,018==23 373,32.1,48.0,00119===245
(10..286) 220.1,05==231 220.5,46==1201
(10..287) 2.29,3 59 2.373,3 747
Об мотка якоря
'1t.160. 155==0,78.105
р' М2, Вт
Р' М.Д' ВТ
р' М.пос' Вт
Р'ДI. П' ВТ
Рк.щ, Вт
SП2' мм 2
П 2 , ММ
П 2 , мм
Sи.П2, мм 2
SЛ2' мм 2
SЛ2, мм 2
S:маш, мм 2
( 1 О .. 320 )
( 1 О .. 321 )
( I О .. 322 )
( 10..323)
( 10..324)
( 1 О .. 325 )
(10..326)
РП2, Вт/мм2 (10..327)
Ри. п2 ,
Вт/мм2
(10..328)
РЛ2, Вт /мм 2 (10..329)
(4,71r2,9)1r 2 . 16 ,6==57
29.57.155 2.56.105
21t.160.48,4===0,49.105 .
1t.308 (155+2.48,4)===.
==2 , 44 . 105
. 305 .2 . 155/646 + 117
о , 78. 105
==338 .lO 5
305.2.155/646
2 , 56 . 1 05
==57 . ] 0 5
305 .2 . 168/646
0,49.105
==324. 1 0 5
('1t.290+21.18) 300==
==3,87.105
2 (34+ 11 ,5)==91
33.91.300==9.105
- 3'1t.290.95==2,6.10 5
'1t.544 (300 =t. 2.95) ==
== 8 , 36. 105
2887.2.300/1216 319
3 , 87 . 105
==451 . 1 o. 5
2887.2.300/1216
9. 105
== 158. 1.0 5
2887.2.307/1216
2 , 6 . 1 Об
==561.10 5
305
п радолжои,uе
-.а
8foo
I::{UCI1 Условные
(1)01-- ИСТОЧНИК Двиrатель N2 1 Двиrатель 1(2 2
d) обозначения
C.J,Q::r
U
(1)
p. ..
355 V 2R ' м/с (10..330) 1t. 160.1500/60000==12,56 п.290.1000/60 000==15,18
356 !::.t п2 , фС ( 1 О .. 331 ) 338.10 &/(8,6.10 5)== 451.10 5/(8,6.10 5) ==
39 , 3 ==52 ,4
357 !::.t и . П2' ее ( 1 О .. 332) а( 0,5 1,25 12,3
57 . 1 o 16 . 10......5 + 158. 1 O A 1 j. 1 O 5
,
4,7+2,9 )
+ 8. 120 .10 5 ===2,2 .
-358 !::.t Л2 , . еС (10..333) 324 . 1 0 5 / ( 8, 6 · 1 o &) == 561 . 10:...-.5 / ( 8 , 6. 10---&) ==
==37 , 7 ==65 , 2
I 324.1O . 8. 120 0 a ... 1) 0,5
.359 дt и . л2 , ос (10..334 ) 561 · 1 o 16. 1 0 5 17,
==8,4
.330 !J.t' оС ( 10..335) (39,3+2,2) 2.155/646+ (52,4+12,3) 2Х
2'
+(37,7+8,4) 2Х X300/12161r(65,2
,361 р' l' Вт Х168/646 4з,9 +17,5) 2.308/1216==73,
(10..336) ---- 2887+0,9 (16501r245+
'. +1201)+747+778+
.З62 р' l' Вт 305+0,7 (165+23+ 319+829==8346
( 10-337) .......
+231)+59+49+0,IX
.-363 t в, · с х 189+ 117+67===909
( 10..339) 909/ ( 1 О , 5 . 10....6. 72, 44Х 8346/(78.10 I.8,5.10&)
Х 106)==35,5 ==12,6
.364 ts, ос (10..340) 43,9+35,5==79,4 7З,8 1 ,6==86,4
5
8
Обмотка добавочных ПОЛюсоJl
.365 S д, мм 2 ( 10..363) 4.404.64,8==1,05.106
366 S А' MM 1 ( 10..364) 4 . 811 (15. 4, 1 +0, 6Х
.367 (10..365) 0,7.165/(1,05.106) Х26 ,3) ==2 ,5 . 106
Рд, Вт/мм?' 0,.9.1650/(2,5.105) ==
== 11 О . 1 0 5 , ==594. 1 O A
'.368 !::.t п . д , ос (10..366) 110.10 5/(4,55.10---&)== 5 4 · 1 0 5 / ( 1 , 7 .5, 2Х
'==24,2 XI0 6) ==67
.269 !::.t и .Д' оС ( 10..367) 11 О. 1 o 5 . О ,2/ ( 16 Х
!J.t' ос Х 1 0 5) == I ,4.
.370 (10..368) 24,2+ 1 ,4==25,6 67
д,
.371 !::.t д , о С ( 10..369) 25,6+35,5 61,1 67+ 12 ,6==79,6
ПараЛJlельнал обмотка rлавных полюсов
.372 sп, мм2 (10..370) 4.466.59,4==1,11.106 4.888.118==19.105
..373 Рп, Вт/мм2 (10..371) О, 7 . 231 / ( 1 , 11 · 106) == 0,9.1201/(4, 19.10Ь)
== 146 .10 6 ==258 . 10---&
.374 !::.t п п, Е> С ( 10..372) 146 · 1 O A / ( 4 , 55 · 1 0 5) == 258 . 1 o o / ( 5 , 2. 1 o a) ==
==32) 1 ==49 , 6
З75 !::.t и . п, еС (10..373) 10 а ( 0,2 '258. 10 & (16 i 5 +
146 · 16. 1 0 6 +
19,2 ) 34,8 )
+ 8.98. 1 0 6 - ==5,3 + 8..115.10 5 ==13
876 !J.t ' D , о С (10..374) 32, 1+5,3==37 ,4 49,6+13==62,6
377 tп, .с ( 1 0 375) 37,4+35,5==72,9 62,6+12,e==75,2
: 06 I ....
.
".11
ro...
u«s Условные
,,01- ИСТОЧКНХ Двиraтель Н2 1 Двиrатель Н2 2
a:: Q) 060значениs
81:;tr<
CC)
...Се
п родолжеllU е'
Коллектор
378 SK, мм 1 ( 10-376) п. 125. 51 ==0 , 2. 106 '1t · 200 . 208== 1 , 3. 1 05
'379 Рк, Вт /мм 2 (10-377) (59+49) / (0,2.106) == (747 503)/(J,3.10Б)
, =;:540. 1 0 6 ==962. 10 6
380 t' .с (10-378) 540. 10 5 / (18. 10---6) == 962. 10---6/ (23,3. 10---5) ==
к,
==30 ==41,3
381 !::.t K , .с (10-379) 41,3 \
382 tK' о С ( 1 О .. 381 ) 30+ 35,5==65,5
ВеЯТИЛЛЦНОНRьm расчет
383 V 8' м3 / С (5-42); 5,21.1177/(1100.35,5)==
(5-43) ==0,157
384 V's, м3/с (5..44) 0,6 (1500/1000) Х
Х(З08/ 100)8 lO 2==O ,263
ЗВ5 Н, Па (5..45) 12,3 (1500/1000)2Х
Х (308/100)1==:263
386 V B , мВ/е (5..28) 8374/ (1100.24,6) ===0,0 З.
387 Z, Па. с 2 /м 8 рис. 5..5 1500
ЗВ8 D seH2 , мм (10..382) 0,9.476 430
389 D BeH1 , ММ (10..383) 0,65.476:::::310
390 lл, мм (10..384) О, 13.476 60
391 N л ( 10..385) 430/2 23
392 V BeHS , м/с (5..34) п. 430. 1000/ (6 · 104) ::z
==22, 5
393 О ВеН1 , м/с (5..35) '1t . 31 О. 1000 I (6 . 194) :::s:
==16,2
394 Но, Па (5-33) 0,6.1,23 (22, 52----16 ,22)
=== 180
395 Sвеи, м2 (5-37) 0,92'1t.430.60.10--- 8 ==
==0,075
396 V B тах' мВ /с (5..36) 0,42.22,5.0,075===0,71
397 " 1 1 в , м 8 /с (5-38) у' 180
0,71 180+ 1500Х==
XO,71 2
==0,31
398 Н, Па (5..39) 180 . 1500 . О , 713
180+ 1500. о, 712 145
10..17. Масса и динамические показатели
Наряду с высотой оси' вращения и кпд важными технико"э'ко"
номическими показателями мешины постоянноrо тока ЯВЛЯется
Mafcca машины, а у дв'иrателей, широко применяемых в быстро-
действующих реrУЛ1ируемых системах, также динамические пока..
20* 307
затели .. динамический момент инерции и электромеханическая
постоянная якоря.
Масса машины и динамич ский момент инерции якоря MorYT
быть вычислены по чертежам отдельных частей машины, разра..
батываемых после окончания проектирования машины. Для пред"
варительной оценки технико"экономической эффективности разра..
ботанноrо проекта ма ины' целесообразно расчет M accы и дина..
мическоrо момента инерции якоря производить по эмпирическим
формулам. .
Массу машины определяют в такой последовательности.
Масса ПрОБОДОБ обмотки якоря (Kr).
То же, стержневой компенсационной
обмотки
То же, секционной компенсационной
обмотки . _
То же, обмотки добавочных полюсов
То же, стабилизирующей последова-
тельной обмотки
То же, параллельной или независимой
обмотки rлавных полюсов
Масса меди колдектора (Kr)
Суммарная масса проводов обмоток
И меди 'Коллектора (Kr)
acca стали зубцов сердечника яко-
ря (Kr)
То же, спинки сердечника якоря
То же, сердечников rлавных полюсов
некомпенсированной машины
То .же, сердечников rлавных полюсов
компенсированной машины
То же, сердечников добавочных
л'юсов ,
То же, массивной станины
То же, шихтованной станины
Суммарная масса активной стали (Kr)
т М 2== 8,9 W 2 l ep2 cS '1 0 6
mMl ==8,9 '2pN 1 (lетSет+1 ер , Д1 SД1)
(1 0 386)
(1 0 387)
mMl==8,9'2PWl1epICS.l0 6 ,(10-388)
т м . д ==8,9 .2Р д W д lер.дS.l 0 6 (1 0 389)
mM.noe==8,9 '2РWпоеlер.поеS.1 0 6
(1 0 390)
т м . п == 8,9. 2рw п lер.пS.l O 6 (1 0 391)
mM.R==5,25Dl , 5 K l R .1 0 5 (1 O 392)
. m 1Jli f. == т М2 + пZ M1 + т м . д + lп м . пос +
+ т м . п + lп .K (10..393)
т а 2 по (10-262) или (10-263)
т е 2 по (10 265)
тп 8,5.2рlэф.пЬпhп '10 6
(10-394)
тп 7,8 .2рlэф.п(1,15ЬпhП ZlSПl') 10 6
( 10-395)
по- - тд 7,8. 2Рдkе1дЬдhд .1 0 6 ( 1 0 396)
теl ==6,0511 (D2Bl D21) 10 6 (10-397)
теl ==6,45kell (D2Bl D21) 19 8 (10-398)
т'сЕ == т 32 + т С2 + т-п + т д + т С1
Масса изоляции машины (Kr) т и .(з,8D i5 + 0,2D H1 1 2 ) 10---4
Масса конструкционных материалов т к == '(АD2Вll ВDЗВ1) 1 0 8
(Kr)
Масса машины (Kr) т маш == тмЕ + тсЕ + т и + тк
Здесь А и В коэФФ диенты из табл. 10-17.. "
( 10..399,)
(10..40.0)
( 1 0 40 1 )
( 10..402)
"Таблица 10..17
Высота оси Степень Способ Коэффициенты
вращения, мм защиты охлаждения А В
200 IP22 ICOl 0'6----0'8 О, R----l , О
225 315 0'7----0'9 О , 8=:...1 ,О
. 200 IP44 1 СО 141 O,5 0,8 1 ,0 1 ,2
:s:;;200 IC0041 O,5 0,8 О , 8----1 , О
355----500 IP22 IC17 О , 8----1 , О 1 ,o ] , 3
355----500 IP44 IC37 О '8----1 ,О 1 ,O t,3
308
Динамический момент инерции якоря (Kr. м 2 )
Jи.д (0,55 0,65) D4 Н2 (12 + 0,3D П2 + 0,75Р2) 1 0 12, (10-403)
Электромеханическая постоянная времени якоря (с)
Т м ==!и.дт Т '2'J:./ (91 E2/n), . (lO 404)
rде Е 2 и п соответствуют номинальному режиму.
Для сравнения основных показателей спроектированных машин
с показателями аналоrичных отечественных машин можно восполь"
З0ваться данными, приведенными в каталоrах и [ОСТах. Кроме
Toro, может быть произведена общая оценка техничеСКО,rо уровня
спроектированных машин по обобщенному показателю Э (см. rл. 7).
/
.
«S..Q
8(--4
()«s
4)0(--4
a=: 4)
и E)
.э4>«S
.....(--40.
399
400
\
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
Условные
обознаqения
т м2 , Kr
т-м . Д' Kr
т м . пос , Kr
т м . п , Kr
т м . к , к.r
т MI , Kr
т з2 , к r
т з2 , Kr
т с2 , Kr
тп, Kr
т д , Kr
т с1 , Kr
m cI , Kr
т и , Kr
т к , Kr
т маш , Kr
J и . д , Kr. м 2
Ты, с
IIримеры расчета машин
16. Масса и динамические показатели
истоqник
(10..386)
( 10..389)
( 10..390)
( 1 О .. 391 )
(10..392)
( 10..393)
( 10..262)
( 1 О "263)
(10..265)
(10..394)
( 10..396)
( 10..397)
(10..399)
( 10..400)
(10..401)
(10..402)
(10..403)
( 10..404)
Двиrатель .N'2 1
Двиrатель Н2 2
8,9.261.646.2.1,539><
х 10---6==4 t 62
8,9.4.41.404.8,89><
Х 10---6==5 ,24
8,9.4.5.456.8,89><
>< 10---6== О , 72
8,9.4.1400.466.0,302><
Х 10.....6== 7 t 01
5 , 25. 12 51 , !i . 51 ' 10--- 6 ==
==3 75
, ,
4, 62+5,24+0, 72+
+7,01+3,75==21,34
4,6
8,9.99.. 1214.2. 18,35><
Х 1 0---6 -== 39, 26
8,9.4.15.811.106,97><
х 1 0 8==46, 32
8,9.4.2.963.106,97)(
Х 10---6== 7 , 33
8,9.4.670.888.1,431><
Х 10---8==30,3
5,25. 2001,1) . 208 · 10---5==
== 30 , 79
39,26+46,32+ 7 ,33+
+30,3+30,79== 154
32,05
8,7 60
8 ,5. 4. 151 ,9-. 40. 53 ,8Х . 8,5. 4 .294. 80 . 87 ,6Х
>< 10---8== 11 , 1 >< 10---8== 70,55
7,8.4.0,98.145.19>< 7;8.4.0,98.300.35><
Х50, 4. 10---6==4,25 Х82 ,..2. 10---6==26,39
6,05.235 (3082 27 42) Х 6,05. 450 ( 5442 4 762) Х
Х 10---6==28, 13 Х 10---6=== 189
4,6+8,7+ 11,1 +4,25+ 32,05+60+ 70,05.'-
+28,13==56,78 +26,39+ 189==377,49
(3,8.3081,5+0,2.308>< (3,8.5441,5+0,2. 544Х
Х 155) 10---4==3,0 хзоо) 10---4:=:8,05
(о ,7. 3082 . 155+ I , 1 Х (о , 7 . 5442 . 300+ о , 8 Х
Х3О83) 1 0 6==42, 43 Х 5443) 10---8== J 90, 75
21,34+56,78+3,0+ 154+377,49+8,05+
+42,43== ]23,5 + 190, 75-==730
0.,6.160' (155+0,3X 0,65.2904 (зоо+о,3Х
X160+0, 75.5,5) 10---12== Х290+0, 75.75) 10---12==
==0,0814 ==2,04
0,0814.0,535 2,04.0,032
91.202, 1/]500 0, 00355 91.206,1/IOOO:=: 0,0034
309
r л а в а 11.
РАСЧЕТ СИНХРОННЫХ МАШИН
11-1. Единые серии синхронных машин
Общие сведения. Синхронные машины применяют ВО мноrих
отраслях народноrо хозяйства, в частности, в качестве "reHepaTopoB
в передвижных и стационарных электрических с:rанциях, двиrате..
лей в YCTaHOBKaX; не требующих реrулирования частоты враще-
_ ния или нуждающихся в постоянной частоте вращени .
Наиболее распространена конструктивная схема синхронной
машины с вращающимся ротором, на котором расположены явно
выраженные полюсы. Иноrда явнополюсные синхронные машины
малой мощности (до 15 кВт) выполняют по конструктивной
схеме машин постоянноrо тока, т. е. с полюсами, расположенны..
ми на статоре, коллектор заменяется контактными кольцами.
Сейчас отечественная промышленность выпускает несколько обще-
промышленных и специальных серий синхронных ма,ШИН.
Серия ЕСС. Трехфазные синхронные reHepaTopbl серии ЕСС
изrотовляют мощностью от 5 до 50 кВт при высоте оси вращения'
h==180+ЗI5 мм, в защищенном исполнении IP23, с самовентиля..
цией IC01, с частотой вращения 1500 об/м ин. Эти reHepaTopbI
предназначены для продолжительноrо режима работы в передвиж..
ных и стационарных электроустановках и в качестве источников
трехфаЗН,оrо переменноrо тока напряжением 230 и 400 В, с часто..
той 50 [ц, с коэффициентом мощности, равным 0,8 (при OTCTa
ющем токе), в условиях YMepeHHoro или тропическоrо климата.
[енераторы сер и ЕСС выполняют явнополюсными С самовоз-
буждением через полупроводниковые выпрямители и снабжают
аппаратурой для автоматическоrо реrулирования напряжения, KO
торая состоит из блока реrулирования напряжения, корректора и
потенциометра установки. Эта аппаратура обеспечивает точность
поддержания напряжения на зажимах в пределах + 20/0 от сред-
нереrулируемоrо значения при изменении наrрузки от нуля до но-
минальной величины и коэффициенте мощности в пределах от 1,0
- до 0,8, при. отклонении част"ОТВI вращения первичноrо двиrателя
от номинальной величины не бол е- + 3010 и при неизменной на..
rрузке не более + 1%. Схема реrулированпя позволяет изменять
установку напряжения в пределах от 100 до 95cro ИН.
[енераторы допускают 100/о...иую переrрузку ПО мощности в Te
чение одноrо часа при номинальных значениях напряжения и ко-
эффициента мощности; на х. х. обеепечивают пуек ненаrруженноrо
асинхронноrо виrат-еJlЯ:, IlоминаЛJ.яаJl Мr>щНt>етъ KOToporo не пре-
вышает 700/0 мощности reHepaTopa, при снижении напряжения, не
превышающем 500/0' от номинальноrо значения. _ Harpe-
u ,
востоикость изоляционных материалов reHepaTopoB соответствует
классу В; система вентиляции аксиаЛьная вытяжная. Приводны-
ми двиrателями reHepaTopoB серии ЕСС MorYT СЛУЖJiТЬ дизель..
ные, карбюраторные, rазоrенераторные и электрические двиrатели,.
а также локомобили. Вращение передается через упруrую муфту
или клиноременную передачу.
310
Серии СД2 и Cr2. Синхронные двиrатели серии СД2 и reHe..
раторы серии Cr2 изrотовляют мощностью от 132 до 1000 кВт,
при высоте оси вращения до 450 мм, в защищенном исполнении
IP23, с самовентиляцией ICOl, с частотой вращения от 500 до
до 1500 об/мин.
Двиrатели используют для привода механизмов, не требу-
ющих реrулирования частоты вращения (насосов, вентиляторов
и др.), и изrотовляют на напряжения 380 и 6000 В, при частот 50
и 60 [ц. [енераторы предназначены для выработки трехфазноrо
переменноrо тока, напряжением 400 В, частотой 50 [ц на стацио.
нарных дизель..электрических станциях.
Электрические машины серий СД2 и l Cr2 рассчитаны на про-
должительный режим работы: Их возбуждение осуществляется от
устройства, питающеrося от дополнительной обмотки, заложенной
в пазы статора. Наrревостойкость изоляционных материалов соот-
ветствует классу В. ТОК возбуждения реrулируют изменением уrла
зажиrания тиристоров преобразователя возбудительноrо устрой-
ства. Последние с.монтированы в шкафах: в одном для двиrа еля
и в двух для reHepaTopa. В шкафах размещены тиристорные пре-
образователи, элементы электронной системы управления, комму-
тационная аппаратура. Система управления двиrателя осущест-
вляет автоматическую подачу возбуждения в процессе пуска при
,спадании тока ста!ора до установленной величины, а также обес-
печивает форсировку возбуждения при падении напряжения в
rлавной цепи двиrателя до 80 850/0 номинальноrо. ОТКJJlочается
форсировка при увеличении напряжения се'FИ до 90......-у95 0/0 номи..
нальноrо значения.
Обмотка возбуждения синхронноrо reHepaTopa ПОJJучает вы-
прямленный ток через тиристорный и диодный преобразователи,
соединенные параллельно на стороне выпрямле ноrо тока. Тири-
сторный преобразователь питается от дополнительной обмотки,
заложенной в пазы статора синхронноrо reHepa1:0pa, и в номи-
нальном режиме работы reHepaTopa несет на себе около 300/0' на-
rрузки возбуждения. Остальную часть мощности возбуждения
обеспечивает диодный преобразователь, питаемый от компаунди-
рующеrо 'трансформатора, включенноrо в цепь статора, который
служит для поддержания напряжения reHepaTopa при изменении
наrрузки и в режиме KopoTKoro замыкания. Двиrатели и reHepaTo-
ры имеют радиальную систему вентиляции, обеспечиваемую вен-
тиляционным действием полюсов ротора и вентиляционными ло-
патками. Охлаждающий воздух при этом входит через вентиля-
ционные окна в подшипниковых щитах, проходит по лобовым
частям обмотки статора, через междуполюсное пространство ро-
тора, радиальные каналы статора и выходит через боковые жа
люзи станины.
Двиrатели и rеиераторы допускают правое и левое направление
вращения. Двиrатели рассчитаны на прямой пуск при номиналь..
ном напряжении сети и допускают два пуска подряд из холодноrо
состояния и один из HarpeToro.
311
11..2. Исходные данные дл проектирования
Для проектирования синхронных машин должны быть заданы
следующие исходные данные: 1. Назначение ----- reHepaTop или двиrа-
тель. 2. Номинальный режим работы по [ОСТ 183.......74. 3. Номи-
нальная отдаваемая мо'щность по rOCT 12139-----74. 4. Количество
фаз статора.' 5. Спо об соединения фаз статора (А; ). 6. Часто-
та напряжения. 7. Коэффициент мощности по [ОСТ 20550....... 75,
22407 77, [ОСТ 18200 79E. 8. Номинальное линейное напряже..
ние по [ОСТ 211.28....... 75. 9. Частота вращения по rOCT 10683.......73.
10. Способ возбуждения. 11. Степень за,ЩИТЫ от внешних воздей-
ствий' по СТ СЭВ 247.......76. 12. Способ охлаждения' по
[ОСТ 20459....... 75. 13. Исполнение по способу монтажа по
СТ СЭВ 246....... 76. 14. Климатические условия и катеrория разме-
!цения по [ОСТ 15150.......69 и 15543.......70. 15. Форма выступающеrо
конца вала. 16. Способ соединения с приводным механизмом (для
двиrателей) или приводным двиrателем (для reHepaTopOB).
Кроме Toro, дополнительно используют данные о высоте оси
вращения по [ОСТ 13267-----73, уста...новочно..присоединительных
размерах по [ОСТ 18709....... 73 или 20839....... 75. Содержание перечи..
сленных предписаний стандартов приведено в Э 1:2. Во всем не oro-
воренном в исходных данных- машины дQлжны удовлетворять
требованиям [ОСТ 183-----=- 74. .
примеры расчета машин.
1. Исходные данные для проектиро ания
Наименование заданных парамеТР08 и их УСЛОВiiые сшlх р онный reие р ато р
обозначения
Сиnxронн.ый двиrатель
Назначение
Номинальный режим работы
Номинальная отдаваемая ощность Р2'
кВт
Количество фаз статора тl
Способ соединения фаз статора
Частота напряжения f, rц
Коэффициент мощности cos,
Номинальное линейное напряжение Ид, В
Частота вращения п 1 , об/мин
Способ возбуждения
Степень за циты от внешних воздействий
Способ охлаждения
Исполнение по способу монтажа
Климатические условия и катеrория раз..
мещения
Форма выступающеrо конца вала
Способ соединения с ПраВОДИМЫМ меха-
низмом или приводным двиrателем
Количество пар полюсов
312
reHepaTop
Продолжительный
30
Двиrатель
(SI)
400
3 .3
л Л
- 50 50 -
0,8 (отстающий) 0,9 (опере>кающий)
400 6000
1500 750
От специальной обмотки, заложенной
в пазы статора
IP23
ICOl
IMl001
У4
IP23
ICOI
1 М 1001
У2
2
Цилиндрическая
Упрyrая муфта
по (9..1)
4
"'"
Дополнительные общие требования: высота оси вращения по
[ОСТ 13267 73; установочно-присоединительные размеры по
[ОСТ 18709 78 и [ОСТ 20839 75.
11..3. Маrнитная цепь машины.
Размеры, конфиrурация,материал
fлавные размеры. Проектирование синхронных машин начи-
нают с определения rлавных размеров: BHYTpeHHero диаметра Dl и
длины [1 сердечника статора.
Конструкция и метод расчета параметров статоров синхронных
машин и асинхронных двиrателей близки. Поэтому определение.
наружноrо диаметра D И1 и rлавных размеров, а также конструк-
тивной длины, марки стали, формы пазов и типа обмотки сердечни"
"6*, 0 . е . r
0,15
0,08
,
1], О. 8,
О,9Ч
0,92
0,90
0,88
0,86
двц
0,82
0,80 10 20 ЗО '+0
I I I
.."",..,.-. r
1"000",,,10-
"'"
l/
/'
/
0112
'+
б
8 10 20
100 200 чОО 1000
, кВт
Рис. 11-2. Сред-ние значения 11' ==' (Р2)
'1.0'+
Рис. 11-1.
.
,
Зависимость Х а*==
==f(2p)
ка статора синхронных машин производится в соответствии с 9-3.
Синхронные машины малой и средней мощности общеrо назна-
чения обычно 'выполняют со степенью защиты IP23, при способе
о!Слаждения IC01.
Расчетную мощность Р' определяют по (1-11) для двиrателей.
и по (1-12) для reHepaTopUB. При этом значение коэффициента
kH-==-Е6/ U 1 (зависящеrо- rлавным образом от индуктивноrо сопро-
тивления рассеяния обмотки статора Ха* (о. е.) и коэффициента
мощности наrрузки) предваритеJIЬНО мо)ке! быть определено по
формуле
k и .v cos 2 + (sin + х' )2.
ao!l-
(11-1)
,
Предварительное значение Х а * можно наЙти по рис. 11..1. Для
синхронных reH paTopoB принимают cos ер == 0,8 (ПрИ. ,отстающем
токе), а для двиrателей cos ер-==- 0,9 (при опережающем токе).
313
Предварительные значения кпд 1'}' MorYT быть определен
по рис. 11-2*. Если заданием на проектирование синхронной машины высота
оси вращения h не реrламентирована, то ее предварительно выби-
рают из табл. 11..1 (при исполнении IP23 со способом охлаждения
1 СО 1) .
Таблица 11..}
Высота оси МОЩНQСТЬ Р2 (кВт) при следующих частотах вращеНИЯ пl,
об/мин М 2 (Н'М) при
вращения h t пl==1500 об/мин
мм ,1
1500 1000 750 600 500
160 4 26,7
180 5,5 36,7
7,5 50
11 73,5
200 15 100
18,5 123
225 30 22 200
37 30 247
45 300
250 55 37 367
75 45 500
280 90 55 600
110 75 735
132 90 880
315 160 110 75 45 1065
200 132 90 55 1330
.355 .250 160 110 75 55 1670
315 200 132 90 75 2100
400 160 11 О 90
400 250 200 132 110 2680
500 315 250 160 132 3330
450 630 400 315 250 200 4200
800 500 400 315 250 5330
1000 630 500 400 315 6660
Максимально допус имое значение наружноrо диаметра сер..
дечника статора D H 1 шах находят по табл. 9..2. Затем принимают
D H1 DH 1 шах. Припуски на штамповку шт, а' также ширина ре..
заных лент и стандартной рулонной стали, из KOTOpЫX штампуют
листы сердечника, приведены в табл. 9-2. Внутренний диаметр
сердечнйка статора Dl можно определить, пользуясь зависимостя..
ми Dl==f(DHl), приведенными ниже:
Количество полюсов 2р 4 6; 8 10; 12
.Зависимость DI===f (D H1 ),
ММ . . . . . . . . . D 1 ===6+0,69D H1 D 1 ===43+0,72D И1 D 1 ===69+0,73D И1
ЭТИ зависимости относятся в машинам, рассчитанным на ли..
нейное напряжение Uл 660 В. При расчете машин на напряжение
* Здесь и далее предварительные значения параметров обозначаются знаком
«штрих» для отличия от уточняемых в дальнейшем значений.
314
(
ил == 6000--;-..6600 В, полученное по указанным зависимостям значе-
ние D 1 должно быть уменьшено на 40/0.
При определении расчетной длины сердечника статора ['1 син-
хронной машины по (1..31) предварительные значения линейной
наrрузки А'l принимают из рис. 11..3, а маrнитной индукции в
воздушном зазоре при номиналь- А' А!.
ной наrрузке В' б ----- из рис. 11..4. Р ijCM
Данные, приведенные на 550
рис. 11..3 и 11..4, соответствуют 500
выполнению машин с изоляцией 450
класса наrревостойкости F.. При 400
проектировании машины с изо..
ляцией друrоrо класса HarpeBo- З50
стойкости значения A'l, полу.. зоо
ченные из рис. u 11..3, умножают 250
на поправочныи коэффициент,
равный 0,86 (при классе В) или 200
1,14 (при классе Н). Значения 150
Bl) при классах наrревостойко" 200 ЗОО '100 500 БОО 700 800 900 1000
сти изоляции В. и Н остаются D H11 мм
такими же, как и для класса F. Рис. 11-3. Средние значения А{==
Расчетный коэффициент по.. ===f(D и1 )
люсной дуrи а', входящий в (1..31),
зависит от ряда параметров, в том числе от воздушноrо зазора б
ме)I{ДУ статором и полюсными наконечниками. Этот зазор в значи-
тельной мере определяет техни-
ко"экономические показатели и
характеристики синхронной ма..
шины. От значения б зависит'
синхронное индуктивное сопро-
OJ65.
0,60
0155200 JOO IfOO 500 600 700 800 900 1000
])Н!I ММ
Рис. 11..4. Средние значения В ==
===f{D и1 ) .
ВЬ) Тл
JB5
DJBO
OJ75
0,70
Xdttr,O,e.
2.
1
200 чоо БОа 800 IJ H1 , ММ
11-5. Средние значения Xd* ==
==f(D и1 )
тивление машины по продольной оси Xd, которое влияет па вели-
чины максимальноrо вращающеrо момента М тах и установивше-
rося тока KopOTKoro замыкания [н; с уменьшением 6. увеличивает-
ся Xd и уменьшается М тах и [к. В современных синхронных маши..
нах Xd* меняется в широких пределах.
Машины с повышеfIНОЙ переrрузочной способностью имеют
больший зазор и Xd*< 1,0; при ЭТОМ они более материалоемки, что
связано прежде Bcero с заметным увеличением размеров обмотки
315
о
Рис.
возбу)кдения - полюсов и всей машины. Ориентировочно значение
Xd* можно определить из рис. 11..5.
Для уменьшения влияния реакции якоря воздушный зазор
между полюсным наконечником и сердечником статора синхрон-
ных машин делают значительно большим, чем в асинхронных. Воз-
душный зазор (мм)
fJ _ 36.10 6't'A'l/(Xad*B'6ok'). (11..2)
Здесь 't' полюсное деление сердечника статора, мм; Xad*-----
индуктивное сопротивление реакции якоря по продольной оси,
о. е.; В'60 предварительное максимальное значение маrнитной
индукции в воздушном зазоре машины при х.х. и номинальном,
наПРЯ)I{ении, т л ; k' кuэффициент, учитывающий наличие зазоров
в стыке полюса и сердечника ротора или полюсноrо наконечника
и полюса. Обычно k' === 1 ,04-+--1,08, меньшие значения k' относятся
к машинам большей мо.щности. Полученное по (11..2) значение б
окруrляют до ближайшеrо числа, KpaTHoro 0,1 мм.
Диаметр сердечника. статора и значение воздушноrо зазора
синхронных маши определяют в такой последовательности.
Количество пар полюсов
Предварительное значение индуктив-
Horo сопротивления рассеяния (о. е.)
Коэффициент ku
Предварительное значение кпд
Расчетная мощность двиrателя (кВт)
То же, reHepaTopa
Высота оси вращения (мм)
Допустимое расстояние от корпуса до
опорной поверхности (мм)
Наружный диаметр корпуса (мм)
Максимально допустимый. наружный
диаметр сердечника статора (мм)-
ВыбираемыЙ наружныЙ диаметр сер-
дечника CTaTqpa (мм)
Внутренний диаметр сердечн'Ика CTa
тора (мм)
Предварительное значение линейной
наrрузки статора (А/см)
Предварительное значени маrнитной
индукЦИи в воздушом зазоре в но-
минальном режиме (Тл) ....
Предварительное значение макси
мальной маrнитной индукции в Воз
душном зазоре машины при х. х.
(Тл)
Полюсное деление статора (мм)
Индуктивное сопротивление машины
по продольной оси (о. е)
Индуктивное о<. сопр<>тивление реакции
якоря по продольной оси (о. е.)
316
р по (9 1 )
Х'а. по рис. 11..1
ku ро (11 1)
11' по РВС. 11 2
р' по (1-11)
р' по. (1 12)_
h ---- по табл. 11-1
h 1 по рис. 1-1 и ,табл. 9 2
D корп по (1-27)
DUlma.x ...,..... по табл. 9-2
D П1 из Э 11-3
D 1 И,з Э 11 3
A'l из рис. 11 3
в' ъ ---- из рис. 11..4
В' ъо == В' ъ/kн
(JI-3)
't по (1-5)
Xd* по рис. 11 5
Xad == xd * ...... Ха.
f L 4)
Коэффициент, учитыв ающий наличие k' по 11-3
зазоров в стыке полюса и сердечник
ротора или полюсноrо наконечника
и' полюса
Расчетная "величина воздушноrо зазо б по (11-2)
ра- между полюсным наконеЧНIIКОМ и
сердечником статора (мм)
Для TOrO чтобы форма поля во;збvждения в воздvшном зазоое
между полюсным наконечником и сердечником статора прибли
)калась к синусоиде, полюсным наконечникам придают определен
ную форму.
В синхронных машинах'с h===..160 280 мм для получения необ
хqдимой формы поля целесообразно применение rребенчатой KOH
струкции полюсных наконечников (рис. 11..6) с равномерным воз
душны зазором O,7 2,O мм.
A A
b'w Б Б
"""""
Lz Ь ш Ь у
Ь п =Ь'
I
. .
Рис. 11-6. Ротор с rребенчатой конструкцией потосных наконечников
Соотношение между длинами чередующихся вдоль оси ротора
пакетов сердечника полюса с узкими, ly и широкими lm полюсными
наконечниками (рис. 11..6) целесообразно принимать таким-, чтобы
суммарная длина пакетов с широкими полюсными наконечниками
lш составляла около 700/0 полной длины полюса lПI т.е.
lш /lп О,7 и lу /lп О,3; lш==20+ЗО мм, lу-:=::::::;О,3l ш о
Коэффициент полюсной дуrи для .пакетов с широкими полюс..
ными наконечниками аш О,77, для пакетов с узкими полюсными
наконечниками (включая крайние, ширина которых принимается
равной ширине Ь п сердечника полюса) ау О,З5-+--0,4.
При выборе соотношеI:IИЯ между широкими Ьш.и узкими Ь у ПО..
люсными наконечниками следует руководствоваться зависимостью
b'yfb'm===f ('t), приведенной на рис. 11..7..
В машинах с h===315--+---450 мм применяют эксцентричный воз..
душный зазор, при котором центры радиусов полюсной дуrи и
внутренней окружности сердечника статора не совпадают
(рис. .{ 1..8); в этом случае зазор имеет наимеьшее значение ()' под
317
.серединой полюса, постепенно увеличивающееся до б" к краям
полюсноrо наконечника. Для рассматриваемых машин обычно
'.принимают б"==1,5б'; расчетный (эквивалентный) воздушный за-
.зор в этом случае б==О,756' +О,25б". Коэффициент полюсной дуrи
........
.
!.
.б;/В/u
0,35
.J
31
100 /50 200 250 мм
О} 't5
О} 40
ис.
11-7. Средние значения
Ь у ' /Ь ш '==! ('t')
Рис. 11-8. Полюс с эксцентричным
воздушным зазором
.а в зависимости от количества полюсов и наружноrо диаметра
,статора приведен ниже:
Количество полюсов 2р . 4 6; 8 . 10; 12
Зависимость a==f (D и1 ) t
о. е. . . . . . . . . fX -==0, 72----В,57х ,,==0,73----з,з3х fI===O, 74----1 ,57Х
Х 10--&D И1 X 10 -- SD Иl XI0-- 5 D H1
ДЛЯ определения расчетноrо коэффициента полюсной дуrи а'
(представляющеrо собой отношение расчетной полюсной дуrи Ь'б
FJ{ полюсному делению t') значение Ь' а может быть найдено по кри-
<вой распределения маrнитной индукции в воздушном зазоре вдоль
окружности сердечника статора, что представляет собой весьма
трудоемкую задачу. При rребенча ой конструкции и принятых
оотношениях между [ш и [у полюсных наконечников можно принять
а' ==0,65 + (2,83/'1) I (1 +3,4б/ ) +
/
+ (1 ,26/t') / (1 +4,4В/,;).
Упрощенно значение 'а' при традиционной конструкции полюс-
ных наконечников можно определить по рис. 11..9.
При выборе формы пазов и тип обмотки статоров синхронных
машин можно руководствоваться табл. 9..4. При использовании
двухслойной обмотки с укороченным шаrом (y O,83T) обмоточный
коэффициент k об ==О,91.
Расчетную длину сердечника статора Ж'1 определяют по (1..31)
-с соответствующим окруrлением. Конструктивную длину сердеч..
.318
( 11..5)
H Ka статора 11 при. отсутствии в нем радиальных вентиляционных
каналов принимают равной расчетной длине 1'1.
Сердечни!)И статора длиной более 300 350 мм собирают из от-
дельных пакетов с радиальными вентиляционными каналами Меж....
ду ними. В этом случае [1 вычисляют по (1..33). Количество вен-
тиляционных каналов n к определяется длиной одно.rо пакета
сердечника статора lпl, выбираемой в пределах 55 75 мм; длину
вентиляционноrо канала [Rl принимают равной 10 мм.
' ks
018 {,Za
I
D J 7 1,15
6 1,10
Атах
1,0
.
0,8
О} 5 п ,55 О,БО fz05
&/, О/55 70 0,75 .
п6
'J О 200 цОО БОО 800 IJ H 11 МН
Рис. 11..10. Наибольшие эна qениЯi
Лmах==f(D в1 )
Рис. 11-9. Средние значения k B и
a' f(a)2
1 при 6" / ' == 1; 2 --- при tJ," /tJ' == t ,5; 8 ---
при "/ ' == 2
При определении rлавных размеров следует исходить также
из СQотношения 11/ D 1 == л. Необходимо, чтобы 'л не превышало пре...
дельно допускаемоrо значения ЛmаХJ приведенноrо на рис. 11..1 O
Основные размеры маrнитной цепи рассчитывают в такой по
следовательности.
Машина c rребенчатой конструкцией полюсных наконечников,
(см. рис. 11.. 6) .
Коэф'фициент полюсной дуrи для па- ащ по 11 3
KeroB с широкими ПОЛЮСI:IЫМИ нако-
нечниками
Радиус очеQтания полюсноrо нако- Rв.п == 0,5Dl б (11-6)
нечника tMM) .
Действительная ширина ПОJI'IDсной Ьщ=='ашт (11-7),'
дyrи в сечении пакета с широкими
:пОЛЮСНЫми наконечниками (мм)
Ш'ирина полюсноrо наконечника, Ь'm==2Rв.п sin (О,5Ь ш ! Rв.п) (11-8)
определяемая хордой в сечении паке-
та с широкими полюсными наконеч-
никами (ММ)
Отношение Ь' у/Ь' m по рис. 11-7
Ширина полюсноrо наконечника, опре- Ь'у==Ь'ш(Ьу/Ь m ) (11-9),
деляемая хордой в сечении пакета
с узкими полюсными наконечника-
ми (мм) ,
ДеЙСТВ1ительная ширина полюсной Ь у == 2Rв.п sin (0,5Ь' у / Rв.п) (11-1 О}
дуrи в сечении паJ\,eта с узкими по-
люсными наконечниками (мм)
319.
Действительный коэффициент полюс..
ной дуrи для пакетов с узкими по-
люсными наконечниками
Отношения 1шr./1п и 1у"!;./1 п
Коэффициент полюсной дуrи: средний
расчетный
ау == Ь у /1:
(11..11)
по Э 11 3
сх == rJ.ш(lшr./lп) + СХ у (l у r./ lп )
а' по (11 5)
(11..12)
Машина. с эксцентричным воздушным зазором (по рис. 11-8)
Отношение максимальной величины 6" /б' по 11-3
зазора к МИнимальной
Возл;ушный зазор по оси полюса б' == /1,125
(мм) \
То же, под краем полюсноrо наконеч.. б" ==бjО,75
ника ·
Коэффициент полюсной дуrи: дей-
ствительный
расчетный
(11..13)
(11-14)
а по 11-2
а' по рис. 11-9
..
Сердечник статора синхронных маШИН. Сердечник собирают из
u
отдельных отштампованных листов -электротехническои стали
. толщиной 0,5 мм, имеющих изоляционное покрыiиеe д я уменьше-
ния потерь от вихревых токов.
То/лщина и марка электротехнической стали, применяемой для
сердечника статора, виды изоляционных покрытий, а также ,форма
пазов статора соответствуют указаниям 9..3.
Количество зубцов статора Zl и зубцовое деление t 1 (мм) свя"
заны соотношением (9..22). Важным показателем при этом явля..
ется количество зубцов статора, приходящееся на полюс и фазу
ql, определяемое по (9-4).
Машины с h=== 160-+--280 мм ВЫПQЛНЯЮТ с дробным значением
Ql, а с -h -------: 315+-450 мм как с целым, так и с дробным значением
ql. Для статоров мноrополюсных (2p 4) синхронных .машин (при
ql <3) обычно выбирают дробное значение. ql. Если при этом
представить ql в виде смешанноrо числа или обыкновенной дроби
ql==b+c/d, rде с/d-----не ократимая дробь, то-должно соблюдаться
условие: 2pjd==K, rде К ----- целое число, а d=F3K, Т. е. не должно
быть кратно числу фаз.
Количество зубцов статора ZI определяют по (9-3). Для полу-
чения симметричной двухслойной обмотки должно. соблюдаться
условие ;'
ZI/ (gтl) ==К,
(11-15)
тде К целое число; g общий наибольший делитель чисел. Zl и
р; тl количество фаз.
РекомендуеМ Iе значения Ql приведены ниже:
h, мм . .
2р . . . .
q 1 ·
320
160 180
4 6
2 , 25 1 , 5
200 225
4 6
3,5 2,5
250 280 315 450
4 6 4 6 8 10 12
4 5 3 5 4 3 3 2,5
Сердечник статора рассчитывают в такой последовательности.
Марка, толщина (мм) и изолировка 'по' 9 9-3
листов стали
Коэффициент заполнения сердечника kc по Э 9-3
статора сталью
Коэффициент формы поля возбу.щде- k B по рис. 11..9
н я
Обмоточный коэффиn.иент ko б 1 по 9-3
Расчетная длина сердечника статора l' 1 по (1 31)
(с -соответствующим окруrлением), мм
Количество 'пакетов стали в сердеч, nПl==1'1/1Пll
нике статора
Длина пакета стали, мм lПl по Э 11 '3
Количество радиальных веНТИЛЯЦ'i Н" п Н l ==nПl 1
ных каналов сердечника статора
Конструктивная длина сердечника 11 по (1-33), 1 К1 по 9-3
статора ( M)
Отношение ко структивной длины Л по (9-2)
к ВlIутреннему диаметру сердечника
статора
Проверка по условию tA<Лmах
Количество пазов на полюс и фазу
Количество пазов сердечника статора
Проверка правИЛьности выбора зна-
чения 21
Сердечники ротора полюсов. JLля reHepaTopoB с концентрич
ным воздушным зазором и rребенчатой конструкцией полюсных
наконечников суммарную длину покетов с ширакими полюсными
наконечниками [' Ш , предварительно определяют по принятому со-
отношению lш /l'п (мм)
l' Ш == lп (lш / lп) . ( 11..18)
В таких машинах около 700/0 листов полюсных наконечников
выполняют из тонколистовой электротехнической стали без изоля..
ционноrо покрытия. Остальные собирают из листов уrлеродистой
стали (например, У8А) толщиной. 0,35-----0,5 мм, также без изоля-
ционноrо покрытия: Для повышения остаточной намаrниченности
эти листы подверrают термообработке; этим обеспечивают на... .
чальное самовозбуждение reHepaTopa без дополнительных YCT
ройств. Сердечник ротора набирают из штамповацных вместе с
u u
полюсами листов электротехническои стали тои же марки, кото..
рая применена в сердечнике статора, но без изоляционноrо покры
. тия И насаживают непосредственно на вал. Коэффициент запол..
нения стали kc можно считать равным 0,97.
В синхронных машинах с h==315-+--450 мм, выполняемых с экс"
. центричным воздушным зазором под полюсными наконечниками,
полюса изrотовляют из листов стали марки Ст3 толщиной 1-----2 мм
без изоляционноrо покрытия и крепят к остову (сердечнику pOTO
ра) с ПОМОЩью выступов Т-образной формы, или в виде ласточки..
Horo хвоста. Сердечники роторов собирают из штампованных MHO
rorpaHHbIx стальных листов той же марки толщиной 1-----2 мм без
21 3255 321
(11-16)
( 11-17)
Лmах по рис. 11-10.
ql по Э 11-3
Zl по (9 3)
21 ---- по (11-15)
изоляционноrо покрытия (число rраней сердечника соответствует
числу ПQЛЮСОВ). В этом случае принимают k c ==O,98. Остовы
(сердечникй) роторов четырехполюсных синхронных машин с h==
==315 450 мм обычно изrотовляют из поковок вместе с валом.
Длину шихтованноrо сердечника полюса (мм) принимают
lп===ll + (10 15).
(11-19)
Крайние пакеты rребенчатоrо сердечника выполняют с узки
ми полюсными наконечниками. Их длину 1нр== (lп lm'J:. пуl'1) /2
принимают равной 1'1 или несколько больше. Длина одноrо паке-
та с широким полюсным наконечником 1ш == 1ш'J:./ n ш , а с узким 1y
(lп lm}:.) / (п'1+п нр ). Здесь пш, nу, nнр количество пакетов. сер-
дечника полюса соответственно с широкими, узкими и крайними
полюсными наконечниками.
В машинах с h 280 мм длину сердечника ротора по оси при--
нимают равной длине сердечника полюса, Т. е. l2==lп, а при h==
===315 450 мм:
l2==lll+ (1(} 20).
(11-201
Предварительное значение маrнитноrо ПОТQка в номинальном
режиме ф' (В6) определяют по (9-14).
Ширина сердечника ПQлюса (мм)
Ь п === (1'Ф' .106/ (k с l п 8' п). (11-21 J
Здесь маrнитная индукция в основании сердечника полюса
В'п==I,4 1,6 Тл.
Предварительноё значение коэффициента маrнитноrо ра,ссея OD
ния полюсов
а' 1 + k а 35б / 't 2 . ( 11.. 22)
Поправочный коэффициент ka зависит от высоты полюсноrо
наконечника h н . п [СМ. (11 29)] и расчетноrо коэффициента полюс-
ной дуrи 'а'. При :а';;;;:'О,7
ka == 1 ,3h н . п + 30,
( 11.. 23 )
( 11 .. 24 )
при а' <0,7
ka == 1 ,25h н . п + 25.
Ширина дуrи полюсноrо наконечника (мм) .
Ь н . п == a't.
( 11.. 25)
Радиус очертания полюсноrо наконечника при эксцентричном
воздушном зазоре (мм)
Rи.п D l/[2+ 8D l (б"-----б') IЬ2 .п]; (11..261
то --же, при концентричном воздушном зазоре
R»..п == О,5D 1 ........б.
(11-27)
Ширина полюсноr наконечника (мм), опреде. я мая хордой,
Ь' н.п== 2Rн.пsin[О,5Ьн.п/ (RH.n)]. (11..28)
322
Высота полюсноrо наконечника по оси полюса для машин с
эксцентричным зазором "(рис. 11..8) (мм)
.п==h'и.п+Rи.п у .п (О.5Ь .п)2. (11-29)
При определении h н . п для синхронных машин с rребенчатой
конструкцией полюсных наконечников (рис. 11-6) в (11..29) вместо
Ь' Н.П следует подставить
Ь'ш.
Высота полюсноrо на..
t::::-
конечника у ero края
h' Н.П ===3 20 мм ( выби р а- 1"')
"'""> I 't::
ется по конструктивным t G H =!f2
соображениям); при этом -t:::.t:::
следует иметь в виду,
что с ростом h Н . П возра-
C:'J
стают рассеяние полюсов ';1
I
И переходное индуктив"
ное сопротивление х' d,
а это приводит к ухуд..
шению динамической ус..
тойчивости и удорожа-
нию машины.
Для машин с h===
== 160-+--280 мм и 2р===4
предварительная высота
полюсноrо сердечника
(мм)
h' n O,5D 1----- (h н . п +
+ б +п в +О,5Ь п ). (11-30)
Здесь высота и шири..
на выступа у основания
полюсноrо сердечника
(рис. 11..6) (мм)
а)
b п=!б2
Ь п =7В
Ь б =12 ,
..с:
j
Б)
t:::)
1"'";)
11
t:::
'::t
..r:::
сх)
00
11
N
...с:
7"
Рис. 11-11. Эскизы' роторов к примерам рас-
чета:
а --- reHepaTopa; 6 --- двнrатепя
h в ==Ь в ===0,125Ь п +2. (11..31)
Для машин с h==315-+-450 мм (рис. 11..8)
h' п=== 1 О,5б' +0, 18D 1 . (11-32)
Размер h' n уточняют после расчета обмотки возбуждения и вы-
черчивания эскиза расположения катушек возбуждения в между-
полюсном окне.
Предварительно внутренний диаметр сердечника ротора (мм)
-
, ..3/
D 2 ===- d B == k B У P,jп 1 .
(11-33)
,Здесь Р2 ----- номинальна мощ ость, Вт; f!,1 ----- частота вращения,
об/мин.
21* 323
Коэффициент k B определяют в зависимости от D 1 :
D" мм . . . . . 150 200 250 300 350 400 450 500 650
k 8 , о. е.. . . . . 32 30 28;3 27 26 25 24,5 24 22,6
После расчета вала .на жесткость уточняют размер D' 2. Конст-
рукция сердечника ротора и размеры ero поперечноrо сечения в.
большинстве случаев определяются требованиями к ero механиче-
ской прочности, поэтому маrнитная индукция в спинке ротора В С2
часто получается малой. В тихоходных машинах (2p 8) сечение
обода проверяется по допустимой индукции Bc2 I,3 Тл.
Высота спинки ротора (мм)
h C2 == O,5D 1 -----fJ-----h' п-----h н . п -----О,5D' 2. (11..34)
Расчетная BЫCOTa спинки ротора с учетом прохождения части
маrнитноrо потока по валу (мм)
,
h' c2===h C2 + O,5D' 2. (11..35)
Маrнитная индукция в спинке ротора (Тл)
В С2 == ф' · 106/ (2h' сдltk с ). (11..36)
Эскизы роторов рассqитываемых синхронных машин приведеНЬJ
- в качестве примера на рис. 11..11,а, б.
Примеры расчет,а машин
2. Маrнитная цепь- машин. Размеры, конфиrурация, материалы
ПослеДО1а Условные
тельность обозначения Источщп< Синхронный reHepaTop Синхроннь двиrатель
расчета ....
.
ПРИRимаем изоляцию класса наrревостойкости Р
I Р , (9.. J) 60.50/1500==2 60.50/750 == 4 ,
2 х' а' о. е. ри с. 11.. 1 o , 08 0,14
'*
3 k H (11..1) V 0,82+ (0,6+0,08)1== V 0,92+(0,44+0, 14)2 ==
== 1 ,05 == 1, 07
4 ', о. е. рис. 11..2 0,88 0,94
r лавные размеры
5 р' t кВ. Л 1..11) 1 , 07 · 400
О, 94 . О, 9 == 5Об
'\ 6 Р', кВ.А (1..12) 1,05.30,0,8 == 39,4
7 h, мм та бл. 11.. 1 225 450
8 h 1 , мм та бл. 9..2 7 9
9 D корп , ММ ( 1.. 27) 2 (225 7) == 436 2 (450 9) == 882
10 D и1 mах' мм Табл. 9-2 406 850
11 D H1 , ММ 11..3 406 850
324
п родолжение
Последова . УСЛО8Вblе Сян.хРOIIНblЙ двиrатеЛ ь
тепьность обозначения ИСТОЧНИК СИНХРОННЫЙ rеиератор
расчета
12 D' l' мм 11..3 6 + 0,69.406 == 286 43 + О, 72.850 655
13 D 1 , мм 11..3 286 655. О ,96 === 630
14 А' l' А/см p c. 11..3 220 480
15 В' ()' Тл рис. 11..4 0,77 0,82
16 В'ъо, Тл (11..3) О, 77/1 ,05 == О, 73 О, 82/1 ,07 == О, 77
17 'С' ММ ( 1 5) 3,14.286/4 == 224,5 3 , 14. 630 / 8 == 247 ,З
18 Xd*, о. е. рис. 11..5 2,5 2,2
19 x,ad*, о. е. (11..4) 2, 5 ...... О ,08 :::: 2,42 2,2 ---- о; 14 2,06
20 k', о. е. 11..3 1 t 07. 1,05
21 О, мм (11..2) 36. HT 8 Х 36.10 Х
224,5.220 247,3.480
Х2,42.0, 73.1 ,07 Х 2 ,О6. О, 77.1 ,05' 2,56
..:... О, 94
22 О, мМ 11..3 1 , О 2,5
23 Форма 11..3 Концентричная по /'
за зара рис. 11..6
24 f}" /0' э 11..3 1, О
25 . (хш Э 11..3 0,77
26 R и . п' мм ('11..6) О , 5 · 286 ooJ.... 1 ::::; 142
27 Ь Ш , M (11..7) О, 77 · 224 , 5 == 173
28 Ь' Ш' мм (11..8) 2.142 sin [173/{2Х
29 Ьу/Ь ш рис .11..7 Х 142.)] == 162
0,48
30 Ь' У' мм (11..9) 162.0,48 === 78
31 Ь у , мм (11..10) \ 2.!42.sin (0,5 Х
Х 78/142) === 79
32 ау (11..11) 79/224 ,5' == 0,35
33 1 тЕ/ lп 11..3 0,7
34 l r.у/lп 11-3 0,3
35 (11..12) О , 77 . о, 7 + О, 35 . 0,3==
== О, 65
36 , (Il 5) 0,65 +
2 , 8 · 1 /224 , 5
+1 + 3,4.1/224,5 +
1,2.1/224,5
+ 1 + 4 ,4. I /224 ,5
== 0,66
з25
: 1: } ;, '\ П родолжвнuе
ПоспедО9а- у СЛОВ[{Ы е
WeJlbKOCTIf 'обоэнаfr е [{ ия Источник сIщхронный [енератор СИНХРОННЫЙ двиrатель
paCQeTa
97 Форма 11 3 ЭКСllентри ная по
зазора рис. 11 8
з8 о" /0' 11 3 I ,5
39 д', мм (11 13) 2 , 5/ 1 , 1 25 === 2, 2
40 д", мм ( 11 ..14 ) ,5/0, 75 == 3,3
.
41 сх 11 3 О, 73 3,33. 10 6. 850
==0,7
42 сх' рис. 11 9 0,66
Сердечник статора
43 Марка ста- 9 3 2013, оксидирование 312, лакировка
ли, наоли-
ровка листов
/'
.. Толщина 9..3 0,5 0,5
стали, \ мм
45 kc 9 3 0,97 0.95
.
46 k B 1 рис. 11-9 1,17 1,15
47 k о бl 11..3 0,91 0,91
48 l' 1 мм (I Зl) 6, 1 · 107.39,4. I02t 6 , 1 · 1 07 . 506. 1 O
2861.1500.220.0,77 Х
630..750.480.0,82 ><
1
Х О , 66 . 1 , 17 . О , 91 1
"' Х -= ЗВ3
0,66.1,15.0,91
== 162
49 l' l' ММ f 11 3 160 385
50 lП1' ММ, 9 11 _3 55
51 lZUt (11-16) 1 385/55 == 7
52 lKl, мм 9 11 3 10
53 п К l (11 17) 7 1==6
54 11, мм (1 33) 160 385 + 6.10 == 445
55 л (9 2) 160/286 === 0,56 445/630 == 0,71
56 Л mаХ рис. 11 10 1,07 f> 0,56 1 , 02 > О, 71
57 ql 9 11..3 3,5 3
58 Zl (9..3) 2.2.3.3,5 == 42 2 . 4 · 3 . 3 == 72
59 Проверка Zl (11 15) 42/(2.3) == 7 == ц. ч. 72/(4.3) == 6 == ц. ч.
З26
п родолженue
Последова Условные
те.пьность обо3Н-iчения Источни:-:: Синхронный reHepaTop Синхронный двиrатель
расчета
Сердечник ротора
60 Марка 9-3, "2013 СТ.3
стали 11 3
61 Толщина 11..3 0,5' 1,5
листов
62 Изолировка 11 3 Без изоляции Бе з изоляции
листов
63 .kc 11 3 0,97 0,98
64 1", мм ( 11 .. 20) 160 + 10:=: 170 445 + 15 == 46(}
Сердечник полюса и 'полюсный наконечник
65 Марка 11..3 2013; У8А Ст 3
С Тали
66 Толщина 11 3 0,5 1,5
листов, ММ
67 Изолировка 11 a. Без изоляции Без изоляции
лис той
68 kc . 11 3 0,97 0,98
69 1 п , мм (11..19) 160 + 10 === 170 445 + 15 == 460
70 lшЕ/ 1 п 11..3 0,7
71 lшЕ' мм ( 11... 18) 170.0,7==120
72 n ш 11-3 5
73 nу 11-3, 4
рис. 11.. 6
74 n кр 11..3 2
75 1ш, мм 11..3 120/5==24
76 1у, ММ 11..3 (170 120)/(4 2)==8.
77 lкр' мм 11..3 (170 120 4.8)/2==9
78 В' п' Тл 11..3 1,45 1,45
79 ф', Вб (9..14) 0,77.286 .160. 10 ' O,82.630.385.10 6
2 4 =:1
== 17 , 6. 10---1 49, 7 .10'
80 Ь н . п' мм (11..25) 0,77.224,5==173 0,7.247,3==173
81 R H . п, мм (11-26), 630 I [2 В.630(3.з ] ,
+ ----2'2)
1732
,
. ==288
82 R H . П' ММ ( 1 1.. 27) O,5.286 1,0==142
83. Ь н . п , мм (11..28) .28B sin (0,5.173/288)==
== 170
327
ПоСJIедова
тельность
расчета
84
85
86
87
88
89
90
91
92
9з
94
95
УСЛОВНЫе I
обозначения Источнп(
h' Н.П' ММ
h H . П' Ml'\{
ka
,
(J , о. е.
Ь п , мм
h B , ММ
h' П' мм
h' п' мм
п' 2 ММ
h cl , ММ
h' CJ, .мм
Вса, т л
11..3
( 1 1 .. 29)
(11..24)
( I1 - 22)
(11"21)
(11..31)
(11..30)
(11..32)
(11..33)
(11..34)
(11..35)
(11..36)
СИНХРОННЫЙ reHepaTOp ,
п родолжен,ив
Синхронный двиrатель
3 17
3+142 17+288
--::--У 1429........(0'5.162)2== у288 2 ----(0,5.170)2==30
" ==28
1,25.28+25-==60 1,25.30+25==62,6
35.1,0 35.2,5
1+60. 224,52 1 04 1+62,5 247,32 1,09
1 04. 17 6. 10---3. 106 1 ,09. 49, 7 · 10---3 . 108
" 78 '85
О , 97 . 170 . 1 , 45 О , 98 . 460. 1 , 45 .
О J 125.78+2== 12
O,5.286 (28+1+
+ 12+0,5. 78) 1 63
,
27 vзо, 103/1500==72
O,5.286 1 63 28
0,5. 72==13
13+0,5.72==49
1 7 , 6 · 1 0 3. 108
2.49.170.0,97 1,09
.-
lO,5.2,21r O ,18.630==103
22,7 -:фi 400. 103/750== 184
0,5.630----2,5 103 30
O,5.184==88
88 0,5.184==180
'49 , 7 . 1 О 3. 106
2.180.445.0,98 0,32
t 11-4. Об отка статора
Типы обмоток и общие положения. Статорные обмотки син..
ХрОIlПЫХ машин обычно выполняют шестизонными петлевыми двух..
CJIойными из мяrких секций или из жестких катушек. При выборе
типа обмоток и формы п зов статора синхронных машин с раз..
nичнымц высотами оси вращения следует руководствоваться реко..
м:енДзциями 9..4 и в . частности табл. 9..4. При этом .укорочение
mara Qбмотки статора п пазам .
." Рl==2РУПl/Z1. (11..37)
В синхронных машинах с h==160-+-450 мм широко распростра..
иена система возбуждения полюсов от дополнительных обмоток,
закладываемых в пазы статора с тем. же шаrом, что и основная
обмотка; иноrда в машинах с h 280 мм шаr дополнительной
обмотки устанавливают, исходя из условия использования третьей
rармоники поля. Доцолнительную обмотку обычно выполняют
трехфазной, однослойной из Toro же провода, что и основную.
В машинах с h==315-+--450 мм ее укладывают на дно паза, а в ма..
шинах с h 280 мм ----- сверху, под клином, после укладки основной
обмотки. Вместе с изоляцией дополнительная обмотка занимает
ДО 20% объема паза. Параметры дополнительной обмотки выби-
328
\
..
рают, ИСХОДЯ из условия обеспечения не менее 300/0' номинально.
наrрузки цепи возБУ2Кдения (остальная часть наrрузки цепи воз-
буждения покрывается за счет основной обмотки). Для синхрон-
ных машин с h 450 мм номинальное напряжение цепи возбуж-
дения Uп==25 lОО В. Более высокое" напряжение возбуждения
JrIринимают для машин меньшей мощности, в которых обычно при.
меняют мноrослойные катушки возбуждения с относительн бoJI -
щим сопротивлением.
ПО ан алоrии с (9..17) количество витков дополнительной об
мотки статора
Wд N дрql/ад, (11 З81
rде N д количество эффективных проводников в пазу; ад ----- коли'"
чество параллельных ветвей фазы .дополнительной обмотки.
Параллельные ветви дополнительной обмотки применяют при
больших значениях тока возбуждения, требующих значительной
площади поперечноrо сечения проводпиков. При этом в. каждой
параллельной ветви должно быть одинаковое количество витков..
а стороны катушек находиться в маrни.тном поле в о,динаковы..
условиях.
Для машин с h 280 мм количество эффективных проводников
дополнительной обмотки в пазу чаще Bcero принимают N A ==2, "а
для машин с h==315 450 ММ-----N д ==l. При определении КОJlичества
элементарныIx проводников дополнительной обмотки Сд в AHOM зф-- .
фективном руководствуются тем.и же положениями, что и для ос-
новной обмотки. Размеры и количество элементарных проводников
ОСНQВНОЙ и дополнительной обмоток, укладываемых по ширинё
С о . ш , С д . ш и по высоте паза С О . В , С д . в , выбирают с учеТОМI рацио-
нальноrо заполнения -площади паза и рекомендаций rл. 9.
Предварительное значение номинальноrо фазноrо тока двиr;J"
теля (А)
/; == Р2 .10 3 /СV3U л ll' cos ');
(11..39)
для reHepaTopa
J; == Р 2 · 103 / (У зu J] с 08 )О'). (1 1 -40)
Параметры общие для любой обмотки статора синхl'ОННЫХ ма..
шин определяют по формулам 9-4 (указания для дополнитель...
ной обмотки приведены в настоящем параrраф'е).
Обмотка статора с трапецеидальными полузакрытыми пазами.
Предварительное среднее значение маrнитной индукции в зубцах
8'31 следует выбирать из табл. .9..}6, но со снижением на 5 IO%.
Размеры трапецеидальных пазов определяют по (9-24).......
(9,,34). При этом следует иметь в виду, что площадь поперечноrо
сечения паза 8" пl, вычисленная по (9..33), в синхронных машинах
с самовозбуждением используется для размещения как основной
так и дополаительной обмоток. В этом случае при определени
суммарной площади поперечноrо сечения изоляционных ПРОКJIадок
между верхней и нижней катушками в пазу, на дне паза и ПОД
клином должна быть учтена также прокладка между дополни-
тельной и основной обмотками; суммарная площадь поперечноro
329
,
с-ечения прокладок (мм 2 )
.: ' --: ,... .' 8 пр ==О,5Ь 1 +Ь 2 0 (11..41)
[JЛ'9fцадь поперечноrо сечения паза для размещения основной
об оrк - (M 2)
, , . . . , " .' "
, s п:о (0,8""7""0,9) S пl. (11..42)
'nЛОЩ,адI:т .цоперечноrо сечения эффективноrо проводника oc
иовной обмотки (мм 2 )
. 80 ==8с. (11..43)
Здесь 8 ----- площадь поперечноrо сечения элементарноrо проводни"
ка, MM ; с ----- количество элементарных проводников в одном эф..
фе тивном. : J
- Площадь 1 паза (мм 2 ), используемая для размещения дополни..
т льной обмотки,
8" П.д == (О, 1 0,2) 8" пl (11..44)
(при соблюдении условия 8" пl == 8" п.о+ 8" п.д), а соответствующая
ей чаеть высоты паза (мм)
h п . д == (0,1 0,2) h п1 . (11..45)
Для определения диаметра изолированноrо dбмоточноrо прово..
да d' (мм) задаются предварительным значением коэффициента
заполнения па;за k' п, который не должен превышать 0,75 при руч..
ной укладке обмотки и 0,72 при машинной (с использованием ста..
торообмоточных станков);
r
d' == V k S :о!(NПlС), (11-46)
rAe N П1 ----- количество эффективных проводников основной обмотки
в пазу.
Количество элементарных проводников с в одном эффективном
выбирают так, чтобы диаметр провода с изоляцией не превышал
1,71 мм при! ручной укладке и 1,33 мм при машинной. По прило..
жению 1 находят ближайший стандартизированный диаметр изо
лированноrо провода d', соответствующий ему диаметр неизоли..
pOBaHHoro провода d и площадь ero поперечноrо сечения 8.
Площадь поперечноrо сечения эффективноrо проводника до..
полнительной обмотки (мм 2 )
8 д.эф==8 дСд, (11..47)
сде sд......... площадь поперечноrо сечения элементарноrо проводника
дополнительной обмотки, MM2; Сд ----- количество элементарных про-
ВОДников в одном эффективном.
Коэффициент заполнения паза
k п == [N пlС (d') 2 + N дСд (d' д) 2] /8" 01. (11..48)
Здесь d' д ----- диаметр "изолированноrо проводника дополнительной
обмотки (среднюю длину витка дополнительной обмотки можно
принять равной средней длине витка основной обмотки).
- Плотность тока в обмотке статора и уровень удельной тепло..
вой наrрузки в ней определяют по методике, изложенной в Э 9..4,
ПРИ,. этом выбирают плотность тока в основной и дополнительной
обмотках одинаковыми.
330
,
Показателем, характеризующим удельную тепловую паrрtзку .
статора, служит произведение линейной наrрузки Al на ПЛО7НОСТЬ
тока J 1 в обмотке. Допустимые значения A 1 J 1 дЛЯ синхровныхx
машин в защищенном исполнении с самовентиляцией, выпол:нен..
ных С изоляцией класса наrре.востойкости Р, приведены На
.рис. 11 12. В случае применения изоляционных материалов иноrо
класса наrревостойкости полученные по рис. 11 12 значения А 1 /.
u
следует умножить Ha u поправочныи 2/ .?
коэффициент, равныи 0,75 (при А110 А I (СМ- м!-',")
классе В) или 1,3 (при классе Н). Зч 6603
Конструкция изоляции обмотки JODD
статора из круrлоrо провода в
в трапецеидальных полузакрытых 2БDD
пазах приведена в приложении 27.
Последовательность расчета об 2200
мотки статора с трапецеидальными
полузакрытыми пазами такая же, IВОО
как и для асинхронных двиrате ей
.(с учетом дополнений, приведен- 1400
ных в настоящем параrрафе). ЗОО чоо 500 БОО 700' 800 90а
Обмотка статора с ПрЯМО- PHl} мм
уrольными полуоткрытыми и от- Рис. 11-12. Средние значения
крытыми пазами. Размеры полуот А 1 J 1 ===f(D п1 )
KpЫT X И открытых прямоуrольных
пазов синхронных машин и параметры обмотки статора определя- '
ют по методике, изложеННQЙ в Э 9-4. При этом следует иметь в
виду; что максимальные значения маrнитной индукции в наибодее
. узком месте зубца ВЗlmах, приведенные в табл. 9-16, riринимают
для синхронных машин со снижением на 5-----100/o .
Допустимая высота эффективноrо проводника с витковой изЬ-
ляцией (мм) .
а' зф == (СоhПl-----hи-----hК hш.......hс) I N в,
. (Ы 49}
. ,
rде Со ==0,85+0,95 ----- коэффициент, учитывающий наличие в паз у
дополнительной обмотки. .
Размеры основной и дополнител ной обмоток статор'а по Bbl.C081
те паза (мм)
hп.о==N в.оС о . в (а+ и.а) +h и . о ; (11-50)
hп.д===Nв.дСд.в (а+L\и.а) +h и . д . (11-5(J
Здесь С О . В и С д . Б -----и количество элементарных проводников (cO ...
ветственно.ОСНОВНОИ и дополнительной обмоток) в одном эффек-
тивном по высоте па.эе; h и . о и h и . д ----- ТОЛЩина изоляции ОСН9ВНОЙ
и дополнительной обмоток по высоте паза. .
Проверка возможности размещения обмотки и уточненная BJi...
сота аза статора в штампе (мм) < .
.... . .
, '
h l ==hп.о+h п . д + h K + hm+hc. (11-52J.
331
./'"....
".
Показатми, характеризующие удельную тепловую наrрузку
(A1J) статора, определяют так же, как при трапецеидальных по-
лузакрытых пазах. Средние допускаемые значения (А 1 J 1 )доп для
обмотки статора с прямоyrольными полуоткрытыми И открытыми
пазами приведены на рис. 11-12.
I(онструкция изоляции обмотки статора из прямоуrольноrо
провода, расположенноrо в полуоткрытых или в открытых пазах,
приведена в приложениях 28 и 30.
Последовательность расчета обмотки статора с прямруrольны-
ми полуоткрытыми пазами такая же, как для асинхронных двиrа-
телей (с учетом дополнений, приведенных в настоящем параrра-
фе).
.ц. . Примеры расчета машин,
8. Обмотка статора. Параметры, общие для обмоток
Для reHepaTopa принимаем двухслойную петлевую обмотку с м я r-K и.м и сек-
f(Иямв (см. табл. 9-4) из провода марки ПЭТ 155 (класс наrревостойкости ,Р),
укладываемую в трапецеидальные полузакрытые пазы (Приложение 27,8). Для
двиrатeJlЯ принимаем двухслойную петлевую обмотку с жесткими секциями (см.
табл. 9--4) из провода марки ПЭТП 155 (класс наrревостойкости F), уклады..
ваемую в прямоуrольные открытые пазы (Приложение 30,6).
После..
дова.. Условные' Синхронный двиrатель
тель- 0б0знаqения Истоqниtt Синхронный redepaTOp
ИОСТЬ
расЧета
96 k P1 (9..9) 0,5/[з,5siп (60 0 )/(2Х 0,5/ [3 sin (600/2.3)] ==
Х 3,5)] о , 96 ==0 , 96
97 в' 1 . 9 4 0,8 0,8
'98, у, Пl (реаль.. (9 11 ) 0,8'42/(2.2)==8,4 0,.8. 72/(2.4) == 7,2 .
ные пазы) 8 8
99 У П] (реапь.. Э 9 4
вые па зы)
100 Рl ( 11.. 37) 2.2.8/42 == 0,762 2.4.8/72 == 0,89
101 k Y1 (9..12) sin (0,762.900) == 0,93 si n (О, 89 . 90 О) == О, 98
102 kобl (9..13) О ,96 . О , -93 == О , 89 О , 96 . О , 98 == 0,94
1 ,05 1,07
103 01'1 (9 15) 222 О , 89 (50/50) Х 222. 0,94 (50/50) Х
400 6000 357
Х 17,6. 1 o У 3 6,97 Х 49,7. 10---3 Jf 3
Э 9..4 1 I
104 а 1
J05 N'Пl (9 16) 69,7.1/(2.3,5) == 9,96 357.1/(4.3) === 29,9
J06 N П1 9..4 . 10 30 "
107 Wl (9.. 1 7) 1 О . 2 . 3 , 5/ 1 == 70 30 . 4 · 3/1 == 360
108 N1J. 11..4 2 1
109 с' 11 4 6 2
д 2 4
110 ад 11..4
311 w (11..38) 2.2.352==7 -1 .4.3/4 === 3
Ф, А Вб ' , 49 , 7 . 1 o 3 · 357 /360 ===
112 (9 18) 17,6. 10 3. 69, 7/70 ==
==17 ,5. 10 3 === 49,5. 1 0 3
113 B G , Тл (9..19) 0,77. 69, 7 70_== 0, 767 0,82.357/360 == 0,813
iЗ2
Продолжение
После
дова- Условные
тель- обозначения Источник СШIXронный reHepaTop Синхронный двиrатель
НОСТЬ
расчета
400 .10
114 /' 1, А ( 11..39) ...
VЗ- . 6000 · О , 9 · О , 94 ==
==45,5
115 /' l' А (11..40) 30. J O
у--- ==54, 1
3 . i!00 . О , 8
116 А l' А/см (9..21 ) 10.10.42.54,1/(3, 14 X 1 О · 30 . 72 . 45 ,5/( 3, 14 Х
117 В' сl, Тл Х286. 1) === 253 Х630 .1) == 497
табл. 9..13 1 ,6 1 ,5
Обмот.ка TaTopa с трапецеидальными полузакрытыми пазами
118 В' 31' ТЛ .. та бл. 1 , 9 . О , 95 == 1 , 8
9..14 ,
11..4
119 t 1 мм (9..22) 3,14.286/42 == 21 ,4
120 Ь з1 , мм (9..2 ) 21 ,4. 0,767/(0,97 · 1,8)==
==9,4
121 h c1 , ММ (9..24) 17, 5 .10 3. 106/(2X
122 h п1 , мм (9..25) ХО, 97 .160.1,6) == 35,0
[( 406 286) /2] 35==25
123 . Ь 1 , мм (9..26) [3, 14 (286+2.25)/42]
9,4 == 15,7
124 ' h ш1 , ММ 9 4 0,5
125 Ь' Шl, :M. (9..34 ) О ,3 V 225 === 4, 5 ,
- .Ь 2 , ММ И 9..4
126 (9.. 27) 3,14 (286+2.0 ,5
4,5) 42.9,4
(42 3, 14)
=== 12, 7
127 проверка (9..28) 42(15,7 12,7)+
Ь 1 и Ь 2 , мм +3,14 (12, 7 4,5) 2X
Х3, 14 (2 0, 5):::::::0
128 SП1' мм2 (9..29) 15,7 12.7( 5 5
2 2 o,
12,7;-4.5) ==289
129 Ь С 9..4 0,2
130 hc, мм 9..4 0,2
131 S' 2 (9..30) (15.7 12.7 О )
Iil' ММ 2 ....,2 Х
Х ( 25 O,5
12,7 4,5 O,2) 282
2
132 Ь И , ММ 9..17 0,17
133 sи, мм2 (9..31 ) О ,4 (2. 25 + 15 , 7+ 12, 7) ==
==31 ,4
333
п родолжеиuе
После..
дова- Условные
тель- ОСО3JIачения ИСТОЧНИ}{ Синхронный reHepaTop Синхронныil двиrатель
ност"
расчета
134 SПР' мм 2 (1 1 ..41 ) 0,5.)5,7 12,7==20,6
135 S" мм 2 ( 9..33) 282 31,4 20,6==230
Пl'
136 . S" мм 2 (11..42) О , 85 . 230 == 195 , 5
по'
137 с 11..4 6
138 k' 11..4 0,75
п
139 , d', мм (11..46) V О , 75. 195, 5/( 1 О . 6) ==
== 1 , 56
140 d/d', ММ/ММ Прило.. 1,40/1,485
жение 1
141 S, мм2 То же 1 , 539
142 So, мм 2 ( 11..43) 1,539.6==9 ,234 -
143 S" 2 ( 11 44 ) О , 15. 230 34 , 5 .
П.Д' мм
144 h п . д ' мм (1 1 45) 0,15.25 3,75 .
145 С д 11..4 " б f<"" т .'
;: ,. "Jr;{ \"' 1. j
146 dд/d' Д' мм П рило.. 1,40/1,485 i .
жение 1
147 Sд, мм 2 То же 1 , 539
148 SЭФ.Д' мм 2 ( 11..47) 1,539.6==9,234
149 k п (11-48) 1<1.6.1,4852+
2 . 6 . 1 , 4852 ===0 69
230 ,
150 t cP1 ' .мм (9..40) 3,14 (286+25)/42==23,3
151 Ь ср1 , мм (9..41 ) 23,3.8==186,4
152 lЛl' мм (9..42) (1 , 16+0, 14.2) 186,4+
(" + 15==284
153 ICP1' мм ( 9..43) 2 (160+284)==890 .......
154 1 Вl , ММ (9..45) (о, 12 0, 15.2) 186,4+ '"
.....f.
+10==88 i
.., J ....
155 [СР.Д' мм 11..4 890' .
156 J l' А/мм2 (9..39) 54, 1/ (6. 1 , 539. 1) == 5, 86
157 А 1 ! l' 11..4 253.5,86==1483
А2/(см.мм 2 )
158 (А 1 ! 1)ДOIН Ри С . 11..12 2150>1483
А2/(см.мм 2 )
Обмотка статора с прямоуrольныии ОТКРЫТЫМИ пазами
159 В' з1 rna ' Тл Табл.9-16 1 ,9 . О , 95== 1 ,8
11..4
160 t l' мм (9..22) 3,14.630172==27,5
161 Ь' зlmin' ММ (9..47) 27,5.0,817/(0,95.1,8)==
==13,2
162 Ь' Пl' мм (9..48) 27 , 5 13 ,.2=== ! 4 , 3
163 h C1 ' мм (9..24 ) 49,5.10 3.106
2.0,95'385.1,5 ==45
164 h П1 , мм (9..25) 850 630 45==-.65
2
334
'п родОJl:J/Cенае -
, .
ПОС,,1Jе /
ДOBa , у C. r 1OBHbIe
тель 050значения ИСТОЧНИК Синхронный r e1- epaTOp Синхронный двиrатепь
НОСТЬ
расчета
165 h и , мм Прило 14,2
жение 30
166 2Ь и , мм То же ---- 4,3
167 hш, ММ 9 4 1, О
168 hJ{, мм 9..4 3,5
169 Ьзlmin' мм 9..4 ---- Принимаем 13
170 Ь п1 , мм (9 48) 27 ,.5 13,0==14,5
171 Ь С , ММ 9 4 i О, 35
172 hc, мм 9..4 0,35
173 !;) N w 9-4 1
[\. - Ь'
174 эф, "ММ ( 9 50) ( 14 , 5----4 , 1 o , 35) / 1 == 10
175 N B (9..51 ) 30/1==30
176 а' эФ, ММ ( 11 49) (0,9.65 12,4 3,5----
S' эф, мм2 (9 53) l ,0----0,35)/30==1'40
177 1,40.10==14
178 с 9 4 2
179 а', мм (9 54) ............ (1 ,4/1) 0,28==1, 12
180 ь', мм (9 55) (10/1) o,22==9, 78
181 и.а/ .в, ММ Прило- 0,28/0,22
жение 3
182 а, мм Прило ............ 1 , 12
. жение 2
183 Ь, мм То же ---- 4,75
184 S, мм2 " 5, 1
Со. В 11-4 . L . 1
185 ;
I '
186 С д . В 11 4 2
187 С о . ш 11 4 ............ <"> ... 2
,;!А I
188 С д . ш 11..4 2
189 .i Ь л1 , мм . (9 $7) ).2 (4,75+0,22)+4,1+
, +0,35=== 14 , 5
190 b31mil1' мм (9 58) 27'5----14'5==13'0
bЗImax' т Л ... (9 59) 27,5.0,817)(13,0'0,95)
191 , === 1 , 82
192 h п . о , мм ( 11 50) ---- 30.1 (1,12+0,30)+
+ 12,4==55,0
193 h и . д , мм Прило- 0,5+1,1+0,2==1,8
жение 30
194 h п . д , ,ММ ( 11..51 ) 1.2 (1,12+0,30)+1,8==
===4,64
195 h П1 , ММ ( 11..52) ............ 55,0+4,64+3,5+1,0+
+0,35===64,75==64,49
196 t cp1 , мм (9 40) 3, 14 (630+ 65) /72==30
197 Ь СР1 ' ММ tэ 41 ) 30 . 8== 240
198 1 Лl' ММ (9 61) 1,2.240+65+90==443
199 [СРl' мм (9 43) 2(445+443)==1776
200 1 81' мм (9 63) 0,35.240+65/2+45== 16
201 [СР.д, ММ 11 4 ---- 1776
202 J l' AjMM2 (9..39) 45,5/(2.5,1.1)==4,45
203 A 1 J 1 , 11-4 497.4,45==2210
A2/(C I' мм 2 )
204. (А 1 ! l)ДОП, рис. 11 12 2240>2210
2 см.мм 2 9 4
2
А /( )
335
11..5. Демпферная (пусковая) обмотка
Демпферная обмотка полюсов синхронных машин выполняет
.РЯД функций. В reHepaTopax она служит для снижения уровня ди
намических перенапряжеIfИЙ в обмотке ротора при несимметр'ИЧ
ных коротких замыканиях, rашения обратноrо синхронноrо поля,
улучшения формы ЭДС и симметрии напряжений при несиммет
ричных наrрузках отдельных фаз, успокоения качаний и повыше
ния динамической устойчивости работы. rеиераторы малой мощно
сти (до 100 кВт) обычно не имеют демпферной обмотки.
Синхронные двиrатели выполняют с демпферной обмоткой, KO
торая служит в качестве пусковой при асинхронном пуске, а TaK
же для успокоения качаний в процессе работы. Демпферную об
мотку обычно изrотовляют из стержней круrлоrо сечения, закла
дываемых в круrлые па,ЗЫ, равномерно расположенные по дуrе
полюсных наконечников. Концы стержней замыкают пластинами
(сеrментами), расположенными вдоль полюсной дуrи с обеих CTO
рон полюса. Эти cerMeHTbI соединяют между собой по междупо
люсному пространству пластинами, образуя короткозамыкающие
кольца. ПарамеТРfiI демпферной обмотки устанавливают с учетом
следующих условий. Для улучшения демпфирующеrо эффекта
обмотка должна иметь малое активное сопротивление. Поэтому
стержни, короткозамыкающие cerMeHTbI и соединительные пласти-
ны обычно выполняют из меди.
Суммарную площадь поперечноrо сечения стержней демн:фер
ной обмотки на один полюс целесообразно принимать близкой к
150/0' суммарной площади поперечЩ)rо сечения меди обмотки ста-
тора, ПРИХОДЯlцейся на одно полюсное деление MM2)
S 2 О, 015 1: А 1/ J 1. ( 11 53 )
Для уменьшения добавочных потерь и пульсаций ЭДС обмот-
ки статора желательно принимать зубцовое деление полюсноrо Ha
конечника ротора t 2 близким к 'Зубцовому делению статора ' 1 . При
Ql, равном целому числу, а также прц ql'==b+c/d==b+l/2 или
bd+c 9 целесообразно выбирать t 2 == (0,8+0,95) t 1 . При bd+c>9
целесообразно принимать в reHepaTopax t 2 ==t 1 , а в двиrателях
(чтобы исключить возможность проявления эффекта «прилипа
ния») t 2 должно быть несколько меньше или больше t 1 . в приведен
ных выражениях Ь (1, 2, 3, 4 ...); с/ d --::--- несократимая дробь.
Предварительное количество стержней демпферной обмотки
на один полюс (шт.)
N' 2 == 1 + (Ь Н.П 2 О) / t' 2. ( 11 54 )
Количество стержней демпферной обмотки на полюс N 2 выби
рают так, чтобы минимальная ширина крайнеrо зубца полюсно.rо
наконечника Ь З2 min была не менее 3 мм и не превышала 0,5 t 2 . .
Предварительный диаметр стерж ня де мпферноЙ обмотки (мм)
d с' == 1 , 13 V S2r./ N 2; ( 11..55)
#
принимают значение d'c, paBHo e ближайшему целому числу, и опре-.
деляют соответствующее этому диаметру d c сечение стержня s.
36
Уточненное значение зубцовоrо деле
ния полюсноrо наконечника (мм)
t 2 == (.Ьн.п dс-----2Ь32 mtn) / (N 2 -----1). (11.56)
Диаметр круrлой части паза полюс
Horo наконечника (мм)
d п2 === d c + (0,1-+-0,15) . (11 57)
Размеры шлица паза демпферной об
мотки reHepaTopoB выбирают так, чтобы
ширина Ь Ш2 и высота h Ш2 (рис. 11..13)
были примерно одинаковыми (около
3 мм); в двиrателях (для увеличения
вращающ rо момента) высоту шлица
h Ш2 принимают 1'5-----2 ММ.
ДЛЯ обеспечения меха'нической проч
ности кромок полюсноrо наконечника Рис. 11 13. ЭСКИЗ ПОЛЮСНОfО
должно соблюдаться условие h'H.n 2 d. наконечника С пазами демп'"
При малых высотах кромок полюсных ферной обмотки:
" 1 ..... полюс; 2 стержень демп----
наконечников краиние пазы демпфер- ферной обмотки; 3 короткоза
ной обмотки выполняются закрытыми; мыкающий cerMeHT
при этом 'h' н.п/ d c ;;:::.l, 7. .
Предварительная длин а стержня демпферной обмотки
[' ст === [1 +0,2 't, .
затем ее уточняют при проработке конструкции машины.
Размеры короткозамыкающих 'cerMeHToB выбирают такими,.
чтобы их высота h с -;;з:.2 d c , толщина [c 0,7 dc, а площадь попереч...
Horo сечения Sc составляла около половины ,СУl\1:марной площади
поперечноrо сечения стержней.одноrо полюса (мм 2 ), Т. е.
S' с== [с hc 0,5 S2:E. (1 1 59)
Окончательно размеры cerMeHTa в поперечном сечении hcXlc, а
также ero площадь в этом сечении Sc следует выбрать по прило..
жению 2.
Площадь поперечноrо сечения перемычки Sп между сеrментами'
разных полюсов принимают не менее 0,5S c , а площадь контакта
между перемычкой и cerMeHToM не менее 5 Sc.
Примеры расчета маmин
4. Демпферная (пусковая) обмотка
t2
t 2
Ь Ш 2
C\.J
:3
..с:
( 11 58 )
,
ПЬследо- . 'Условные обоЭllа- Синхронный
вательнЬсть НИЯ Источни reHepaTop СИНХРОННЬrn двиrатель
расчета
205 S2l:.' мм! (11..53) 0,015.247,3.497/4,45==414
206 t' 2' мм 911..5 27,5 .
173 20
207 N' 2' ШТ. ( 1 J 54 ) 1'+ 27,5 6,6 7
208 d c ', мм (11..55) 1, lЗV 414/7: ==8, 7
209 d c ; S, мм; мм 2 911 5 10; 78,5
210 h'H.uld 11 ..5 20,7 jl0.=::2, 07> 1 , 7
211 Ьз2mlп' мм Э 11 5 8
22 3255 337
п родолжен,uе
Последо Услозные 050зна СИНХ рО.fНЫЙ
sательность чения Источник reHepaTOp Синхронный двиrатель
расчет а
.
212 t 2 , мм (11 56) (173 10 2.8)/(7 1)==24,5
213 d П2 , мм (11 57) 10+0, 1 == 1 О , 1
214 . Ь Ш2 Х h Ш2' ММ 9 11 5 3Х2
215 [' СТ, мм (II 58) 445+0,2.247,3==495
216 S' с' мм 2 (II 59) 0,5.414==207
217 h' с' мм ,. 911 5 2.10==20
218 -1' 911 5 0,7.10==7,0
с' мм
219 hcXlc, мм Приложе.. 2Х10
ине 2
220 Sc, мм 2 То же 199, 1
11-6. Расчет маrнитной цепи при холостом ходе
Общие положения. Для построения характеристик намаr ичи
sания Ф==f(F1:,) и х. х. E===f(F1:,) синхронн.ой- машины производят
расчет маrнитной цепи при х. х., который сводится к определению
.МДС обмотки возбуждения Р1:, при нескольких значениях маrнит
.HOFO потока Ф и соответствующей ему эдс обмотки статора Е.
МДС Р1:, равна сумме МДС отдельных последовательно соединен
ных участков маrнитной цепи,
включающей воздушный зазор
между полюсным након'ечником
ротора и сердечником статора,
зубцы статора, спинки статора
и ротора, сердечник (Iолюса, по
люсные наконечники и зазор
в стыке полюса и сердечника ро-
тора или полюсноrо наконечни
ка и полюса.
Маrнитное поле синхронной
машины имеет сложную форму в
связи с зубчатостью статора и по
Рис. 1 1 14. Схема маrнитной цепи (
синхронной машины . люсноrо наконечника при нали-
чии демпферной обмотки) и Ha
сыщением участков ярма и зубцов.
Влияние зубчатости зазора, вентиляционных каналов в сердечни
ке статора, насыщения зубцовой зоны И спинки статора при pac
чете синхронных машин, так же как и для асинхронных двиrате
лей (см. 9 7). и машин постоянноrо тока (см. 1 O 8), учитывают
системой коэффициентов и применением таблиц намаrничивания
H==f (В) дЛЯ зубцов и спйнки статора (см. приложения 8 16).
Поскольку маrнитная цепь синхронной машин.ы (рис. 11 14)
симметрична, то расчет МДС ведется на один полюс. При этом
для каждоrо участка определяют площадь поперечноrо сечения,
338.
......
f
маrнитную индукцию (полаrая, что она распределена равномерно
по всему сечению рассматриваемоrо участка), напряженность по ..
ля, среднюю длину пути маrнитноrо потока, МДС участка и сум..
марную МДС цепи.
При расчете маrнитной цепи условно принимают среднюю-
длину пути маrнитноrо потока на отдельных участках маrнитопро"
вода. В действительности длина этих путей в спинке статора и po
тора различна по середине и по краям полюсноrо деления. СООТ"
ветственно неравномерно распределяется маrнитная индукция
Для упрощения расчетов при 'определении маrнитноrо напряж "
ния спинки статора следует п'ользоваться кривыми намаrничивания,
построенными с учетом этоrо фактора и приведенными в прило
жениях 11 13. Маrнитную цепь синхронных машин рассчитывают
в такой последовательности.
МДС дЛЯ воздушноrо зазора между сердечником статора и по..
люсным наконечником. МДС -определяют по (9..116) ----- (9-121).
При этом расчетная площадь поперечноrо сечения Боздушноrо за...
зора (мм 2 )
Sб===а,' --r(['1 +2 б).
Уточненное зна ение маrнитной индукции
ре (Тл)
(11..60)
в воздушном зазо....
В б ==Ф.I0 6 /S б . (11..61)
МДС дЛЯ зубцов статора синхронных машин. МДС определяют
так же, как и для асинхронных двиrателей (см. 9..7).
МД С для зубцов при трапецеидальных полузакрытых пазах
статора (см. рис. 9..7). мдс определяют по (9..124) ----- (9..125) и
приложениям 8 10 ,(при B31 1,8 Тл) или приложениям 14 16,
(при B31> 1,8 Тл). При этом расчетная площадь поперечноrо сече....
ния зубцов статора (мм 2 )
S H ==Zlа'['IЬЭlkСl/ (2р) (11..62)
аrнитная индукция в равновеликом поперечном сечении
зубца (Тл)
В з 1 == Ф · 1 06/ S з 1. ( 11.. 63 )
МДС дЛЯ .зубцов при прямоуrольных открытых и полуоткры"
't'bIX пазах статора МДС (Cl\:l. рис. 9...9). мдс определяют по
(9..122) ----- (9..126) и приложениям 8 10 (при ,Bal 1,8 Тл) или по.
(9..124) ----- (9..136) и приложениям 14 16 (при В з1 >1,8 Тл).
Расчетная площадь поперечноrо сечения зубцов статора (мм 2 )
S31(l/З)==Zlа'['IЬЗl(l/з)kс/ (2р). (11..64)
аrнитная индукция в зубце статора (Тл) на расстоянии 1/3
ero высоты от ОКРУЖI:IОСТИ, соо тветствующей диаметру D!,
В зJо !з)==ф .106/831(1/3). (11..65)
МДС дЛЯ спинки статора. Расчетная площадь поперечноrо' се--
чения спинки статора (мм 2 ) и маrнитная индукция (Тл)
SCl ===h c1 [Сl kc.
. В с 1 == ф. 1 06/2 ( S с 1) .
22*
( 11.. 66 )
(11..67)
339
Напряженность маrнитноrо поля (А/см) определяют по кри
тым намаrничивания для спинки статора (см. приложения 11 13),
среднююдлинудути маrнитноrо потока (мм) LCl no (9..166).
МДС дЛЯ спинки статора (А)
F сl ==0,1 HCl LCl. (11..68)
мдс ДЛЯ зубцов полюсноrо наконечника
.Маrнитная ИНДУКЦИЯ в зубцах полюс- В 32 === t2B /kc (t 2 .......o, 94d п2 ) (11..69)
HO наконечника (Тл)
'Напряженность маrнитноrо паля Н 8 2 из приложений 5 7, 21
B зубдах rПолюсноrо наконечника
(А/см)
'Средняя длина пути маrнитноrо пото- L82==hШ2-tdП2 . (11-70)
,ха в зубцах полюсноrо наконечни-
.ка (мм)
.МД С для зубцов полюсноrо наконеч.. F 82===0,1 Н 82LЗ2 ( 11..71 )
:lIика (А)
МДС для ПОЛЮСОВ. Маrнитный поток в полюсном сердеч'нике
'Ф п Болы:Ilе потока в воздушном зазоре Ф на величину потока рас..
.сеяния Фа, оцениваемую коэффициенто рассеяния а== 1,05 + 1,2.
Если ве личина расчетной маrнитной индукции в сердечнике по..
люса) вп 1,6 Тл, то маrнитный поток по высоте полюса изценя"
. тся незначительно, поэтому можно принять Вп==Jфп/Sпо
Активная площадь поперечноrо сече. ия полюсноrо сердечника
.sп (мм 2 ). определяется шириной Ь п и длиной lп полюса
.( рис. 11 11 ) .
Для найденноrо значения В п по приложениям 5, 6, 7, 20 или
:21 определяют напряженность поля в сердечнике полюса Н п
(А/см). ЕGЛИ В п > 1,6 Тл, то следует учитывать изменение Mar..
итноrо потока по высоте полюса, обусловленное рассеянием. J
В этом случае величину маIнитноrо потока определяют в трех се..
-чениях по высоте полюса у ero основания ФПl, у полюсноrо на..
rКонечника ФП2 И В среднем сечении Фп.сро
По полученным значениям маrнитных потоков и известной пло..
JЦади поперечноrо сечения сердечника полюса опреде яют индук"
ции в рассматриваемых сечениях полюса В п1 , В П2 , Вп. р и по кри"
ой намаrничивания (см. приложение 21) находят соответствую..
щие напряженности маrнитноrо поля Н П1 , Н П2 , Н поср .
МДС дЛЯ полюсов рассчитывают в такой последовательности.
Полюсные наконечники rребенча той конструкции (СМ. рис. 11-6)
Величина выступа полюсноrо наконеч-
,ника (мм)
.высота широких полюсных наконеч-
ников (мм) _
Расстояние между боковыми поверх-
остями ШИРQКИХ пакетов смежных
полюсных наконечников (мм)
«оэффициент маrнитной проводимо-
tсти ПОТQка рассеяния в зоне широких
пакетов полюсных наконечников
240
Ь" п===0,5 (Ь' в.п----Ь п )
(11-72)
h ш == h н . п + о ..... b . / ( 4D t)
аm 't" Ьв.п (пh ш / р)
(11..73)
(ll 74)
Лm . (0,5n m l m h ш /аш)+
+[0,4ЗпшlmЬ 'п/(аш+Ь" п) J+
[O,43h B .llb' вои/ (а ш +О,5Ь' в.п) ]
(11-7S)
.высота узких (в том числе крайних) h, == hв.п [Ь 2 п / (4D 1 )]
.полюсных наконечников (мм)
Расстояние между боковыми поверх- ау=='t ьп........1thу /р
!ностями узких (в том числе крайних)
'пакетов смежных полюсных наконеч-
ников, мм
'Коэффициент маrнитной провод'Имо- Лу == 0,5п y l y h y / ау
сти потока рассеяния в зоне узких
пак тов полюсных наконечников
-Коэффициент маrнитной проводимо- Лир == 2l ир h у /а у
ти потока рассеяния в зоне крайних
пакетов полюсных наконечников
Суммарный коэффицие.нт маrнитноЙ Лв.п==Лш+Лу+Лкр
проводимости потока рассеяняя по-
.люсных на'конечников rребенчатой
конструкции
Длина пути маrнитноrо потока в по-: Lп==h' п+О,7h в . п
..люсе, при отсутствии демпферной об-
мотки (мм)
'То же, при ,наJlИЧИИ демпферной Lп h' п+О,7h в .п----h з2
обмотки
(11-76)
(1 '1-77)
"-
(11 78)
(11-79)
( 11-80)
(11-81)
(11-82)
Полюсные наконечники традиционной конструкции (см. рис. 11-8)
Высота ПОЛIOсноrо наконечника (мм) h B == (2h в . п +h' в.п) /3' (11-83)
Расстояние между боковыми поверх- а..п [1t (Dl 2б" h' в.п) j2p] b' в.п
ностями смежных полюсных наконеч- (11.84)
. ников (мм) .
Коэффициент маrнитной проводимо-
сти по ока рассеяния по внутренним
поверхностям пол ых наконечников
]Lлина пути маrнитноrо потока в по-
люсе при отсутствии демпферной об-
мотки (мм)
То же, при наличиии демпферной
обмотки
Коэффициент маrниlf'НОЙ проводимо-
сти потока рассеяния: по сердечника-м
полюсов
То )ке, по торцам полюсов
Коэффициент маrНИ1НОЙ проводимо-
сти потока рассеяния полюсов
МДС дЛЯ статора и 80здушноrо за-
зора (А)
Маrнитный поток рассеяния полюсов
(Вб)
Коэффициент рассеяния маrнитноrо
потока
( h H . ) \
.. "'н.п == 140 0,25 +
а н . п
, ( Ь" ) ( Ь" ) 2
+ 55 +0,2 40 ..........!!... O,5
а н . п а н . п
(11..85)
(11-86)
Lп==h' п+О,5h в . п
Lп==h' п+О,5hв.п LЗ2
( 11-87)
'\ 55h' n
I\п G
· 't Ьп (h' п + 2h H . п+20) п/ (2 р)
(11..88)
( 11-89)
( 11-90)
л'п.в ==37Ь п /l п .,
Лп==Лв.п+Лп.с+Лп.в
F ъзс == p + Р 31 + Р С1
( 11..91)
Фа == 4лпlн. F зс. 10---11
(11..92)
(J == 1 + (Фа/Ф)
(11..93)
Расчетная площадь поперечноrо сече- Sп==kсlпЬ п
ния сердечника полюса (мм 2 )
(11-94)
341
При Вп 1,6 Тл
Маrнитный поток в сердечнике полю- Фп==Ф+Фа==аФ (II 95)
са. (Вб) >-
Маrнитная индукция в сердечнике по- Вп==Фп/(Sп.l0 6) (11-96)
люса (Тл)
Напряженность маrнитноrо ПОЛЯ в Н п по приложениям 5 7, 21
сердечнике полюса (А/см)
При В п >1,6 Тл
Маrнитный 'поток у ОСНОВё:lНИЯ полю.. Ф П1 == Ф + Ф;
са (Вб)
То же, у полюсноrо наконечника
То же, в среднем сечении полюса
Маrнитная индукция у основания по..
тоса (Тл) .
То же, у полюсноrо наконечника
То же, в среднем сечении полюса
Напряженность маrнитното поля
у основания полюса, у ПОЛlOCНоrо на-
конечника и в среднем сечении по..
люса (А/см)
Расчетная напряженность маrнитноrо Н п=== (Н п1 +4Н п.ер+Н П2) /6
поля в сердечнике полюса (А/см) .
МДС для полюса (А)
F п ==О,IL п Н п
МДС дЛЯ спинки ротора
Расчетная площадь поперечноrо сече.. Sc 12h' c2ke
ния 'спинки ротора (мм 2 )
Среднее значение индукции в спинке Ве2==аФ.I06/(2SС2)
ротора (Т л)
Напряженность маrнитноrо поля Н e из приложений 5.......7' 21
в спинке ротора (А/см)
Средняя длина пути маrнитноrо пота.. L e2 == [п (Dz-f.2h e2 ) /(4р) ]+0,5h' е2
ка в спинке ротора .(MM) (11..107)
МДС дЛЯ спинки ротора (А) }< е2 по (9 170)
МДС дЛЯ воздушноrо зазора в стыке между сердечником полюса и полюсным
. наконечником (при rребенчатой конструкции ротора) или между сердечниками
полюса и ротора (при традиционной конструкции ротора)
Зазор в стыке (мм) дП2==2lп.l0 4+0,1
МДС дЛЯ зазора в стыке между сер.. F п2 ==0,8fJ п2 Вп (пmlш/lп) .103
Дечником полю а и полюсным нако-
нечником (А) .
МДС дЛЯ зазора в стыке между сер.. FП2==0,8БП2Вп.l0З
дечника.ми потоса и ротора (А)
Параметры
Суммарная МДС мarнитной цепи (на
один полюс) (А)
Коэффициент насыщения маrнитной k иас == Fr./(F + F п2 )
цепи
(11 97)
ФП2 === Ф + (Л н . п/лп)ф а
Фи.ер == 0,5 (ФПl+ Ф П2)
В П1 ==ФП1/ (Sп.l 0 8)
(11..98)
( 1"1..9 )
(11-100)
ВП2==ФП2/(Sп.l0 6) (11..101}
Вп.ер===Фп.ер/(Sп.l0 8) (11..102)
Н п1 , Н П2 и Н п . ср по приложениям 5"':".
7, 21
(11-103},
( 11-104 )
(11..105)
( 11-1 06)
( 1 }..1 08)
( 11 -1 09 ).
(11-110)
маrнитной цепи
P .c:::: Р Ъ3С + F п + РСI + F П2 + F З2
(11..111)
(11..112)
Характеристики намаrничивания и холостоrо хода. Рас...чет ха-
рактеристик намаrничивания Ф===f{F 2 ) и х. х. E==f{F 2 ) может
быть выполнен в физических или относительных единицах. qбыч..
342
. о
О,5 1,5 2 2,5 , о.е 015 1,0. 1,5 2,0 F*, 0.8
Рис. 11-15. Характеристики холостоrо хода к примерам расчета:
а ....... reHepaTopa; б двиrателя
а)
о
Е*,о,е.
1,2
1, О
0,8
0,5
О,4
0,2
5)
Е*
О.е.
/,25
Е'
а
'JD
О,75
0,5
но расчет ведется в относительных единицах для нескольких зна
чений маrнитноrо потока в воздушном зазоре Ф* или эдс Е* в
пределах от 0,5 до 1,3 о. е. При этом в качестве 6азовоrо значе-
-ния маrнитноrо потока принимают ero величину Ф(l) при номиналь-
ном фазном напряжении, а базовое значение МДС соответствует
МДС обмотки возбуждения F (l) при х. х. и номинальном фазном
напряжении и 1 . В таком случае обе характеристики выражаются
()дной и той же кривой. .
Характеристики х. х. рассчитывают по приведенной методике,
а результаты оформляют в виде .табл. 11-2 и 11..3, полаrая, что
маrнитный поток в воздушном зазоре (В6)
Ф==Ф* Ф(l).
ЭДС обмотки статора (В)
Е==Е* и 1 .
(11..113)
(11..114)
Маrнитн..ая индукция в воздушном зазоре (Т л)
Вб==Ф*Вб(l)' (11..115)
Суммарная мдс для спинки ротора (А)
F с2 F С20) Е *. ( 11-116 )
Суммарная МДС дЛЯ полюса и спинки ротора (А)
Fпс==F п+ F с2 + F П2 + P 2. (11..117)
Расчетную характеристику х. х. рекомендуется сравнить с нор-
мальной, которую строят по следующим данным:
Е*==Е/U ! . . . . . о 0,5 1,0 1,.1 1,2 1,3
Р*===РЕ/Рт. (1) . . . . о 0,47 1,0 1,17 1,4 2,0
Расхождение расчетной и нормальной характеристик в рабочей
зоне не должно превышать 15 о/о.
343
При меры расчета 11ВШВII
5. Расчет маrнитной цепи
После- / ....
дом- Условные Синхронный двиrатель
те ль- обозначени,я ИСТОЧНИК , СинхроННЫЙ reuep8Top
ность
расчета
При Ф.==l,О
Воздушный зазор
.
221 [So' .MM s ( 11..60) 0,66.224,5 (160+2.1)==-- 0,66.247,3 (385+2' 2,5)==
==24000 ==63700
222 ВО' Тл ( 11..61 ) 17 ,5. 1 3 .1.00/24000== 49,5.10 8.108/63 700==
== О , 73 ==0, 78
( 9..116) 4,5 14,5
223 k o1 1+ 21 ,4 4,5+5.1X == 1+.27,5 14,5+5X ==
Х 2 1,4/4,5 Х2 ,5. 27 ,5,'14,5
==1,16 ==1,389
3
224 k 02 (9..117) 1+ 24,5 3+5X == 1 ,024
Х2,5.24,5/3
>' 225 kJ( {9..118) 3.2,5
1 55+3.2,5Х .....0,927
. X(I+55jIO)
226 ko (9..120) 1 , 16 1,389.1,024.0,927==1,32
227 ро' А (9-121 ) 0,8.1.1,16.0,73.103==679 0,8.2,5.1,32.0,78.103==
==2060
Зубцы статора
228 8 з1 , мм 9 { 11-62) 42.0,66.160.9,4Х
229 (9-122) Х О , 97/(2.2)==10,11.103
t 1 0/3)' мм 3, 14 (630+2' n5/3) /72==
==29, 5
230 Ь з1 (I/3)' мм (9-126) 29,5 14,5==15,O
231 Sзl (I/3)' мм 2 (11..64) 72.0,66.385. 15,ОХ
232 В з1 , Тл ,( 11..63) 17 , 5 . 1 0 3. 108/( 1 О, 11 Х . ХО, 95/(2.4)==32,58'103
233 В з1 (1/3)' Тл ( 11..65) ,ХI0 В )'==1, 74
49,5.IO 3 .108/(32, 58Х
XIO S )== 1,52
234 Н З1 , А/см ир ило.. 11, 7
жение 9
235 Н З1 , А/см прИJJО" 12,9
жение 8
236 . L з1 , ММ (9..124) 25,0 65,0
237 F 31' А (9..125) 0,1.12,9.25,0==32 0,1.}1,7'65,О==76
Спинка статора
238 SC1' мм 2 (11..?6) 35,0.160.0,97==5430 45.385.0,95==16460
1 7 , 5. 10---3. I 08 49; 5. 10---3. 108
239 B cJ , Тл ( 11..67) 2.5430 1,61 2.16460 1,50
240 Н сl' А/см' прило.. 7,88
жение ] 1
241 Н с1 , А/см пряло.. 9,05
жение 12
344
п родолжвнuе
После-
дова- У'СЛОВtfые
тель- осознач:ення ИсточWlК СИВХРOfЫЫЙ reHepaTOp Синхронный Двиrатель
ность
расчета
242 L c1 , мм (9 166) 3, 14 (406 35)/(4.2)=::146Iз, 14 (850 45)/(4.4)==158 .
243 F Сl, А (11-68) 0,1.7,88.146==37 0,1.9,05.158==49
Зубцы полюсноrо наконечника
244 В 32' Т л ( 11..69) 24,5. ,078/[0,98 (24,5
o , 94. 1 О) ] == I ,29
245 Н з2 , А/см прило.. 13,4
жение 21
246 L з2 , ММ ( 11 70) ,- 2+10==12
247 F 32, А (11 71) О , 1 . 13, 4. 12== 15
Полюсы
248 Ь" п, мм (11 72) :1 rp,5 (162 78)==42 0,5 (170 85)==42,5
249 h ш , ММ ( 11 73) 28+ 1 1622/(4 .286)===6, l'
250 а ш , ММ (11 74) 224,5 173 (3,14><
Х6,1/2)==42
251 л ш (11 75) (0,5.5.24.6,1/42)
[0,43.5.24.42/(42
42)]1r[O,43.28)(
(11-76) XI62/(421rO, 5. 162)]!:::49
252 hy, мм 28+ 1 [782 /( 4.286)] ==
. ==23 4
253 ау, ММ ( 11 77) 224,5 78 3, 14)(
Х 2 3,4/2==107,8.
254 ' y ( 11..78) 0,5.4.8.23,4/107,8==5 J 2
255 Лкр ( 11 79) 2.9.23,4/107,"8==3,9
256 Л Н п ( 11 80) 491r5,2+3,9==58,1
257 L II , . ММ (11 8 1) 631r0 ,7. .28==84 ;6
258 h H , ММ ( 11 83) (2. 30 1r 17 )/3==25,6
259 ан. п' мм (11..84) [3, 14 (630 2.3,3
17)/(2. 4)] 170==68
260 ( 11..85) (25.6 )
"'н.п 140 fi8 0,25 +
(42,5 )
+5,5 68+0,2
(42.5 У
40 fi8 0,5 ==62,4-
261 Lr. , ММ ( 11 87) 1031r O ,5.30----12==106
262 55.63 55. 103
Ап.с ( 11..88) 224,5 7 8----[(631r2Х . 247 ,3 85 [A 1031r 2 X
Х28+2.1) . /4] X301r2. 2,5).3, 14/8]
I ==64,5 ===62, 9
263 А п . в ( 11..89) 37.78/170==17,4 37 · 95/460==6 , 8
264 А п (11 90) 58,1+74,5 1r 17,4==150 62,41r 62 ,91r 6 ,8==132,1
265 F зс, А ( 11 91 ) 679+321r37 == 748 2060 1r 76 1r 49==2185
266 Фа' Вб : ( 11.. 92) 4.150. 170. 748.10 il== 4. 132,1 .460.2185. 10----11==
==0, 763.10 ==5,58 . 10---3
345
п родолженutr
После
дова- Условные
тель обозначения сточни1<. Синхроннь reHepa10p Синхронны двиrатель
ность
расчета
267 а (11..93) 1 + [О , 763. 10---3/( 17, 55Х 1+[5,58.10--- 3 /(49,5Х
Xl<r 3 )]==1,043 Х 10--- 3) ] == 1 , 11
268 S ' мм! (11..94) 0,97.170.78==13,2'108 0,98.460.85==38,32.101
п,
269 Ф П (11..95) 17 , 55. 10......3+0, 763Х 49,5. 10---3+5,58. 1 o--- ===
Х 10---3== 1 В , 31 . 10---3 ===55 08.10---3
,
270 В п , Тл (11..96) 18,31 . 10---3/( 13,2. 10 3 Х 55,08.10--- 3 /(38,32.10.Х
X 10---6)== 1 ,42 Х 10---6)== 1 ,44
271 Н п , А/см прило.. 3,5
же ни е 5
272 Н п' А/см прило.. 23,7
жение 21
273 L п , мм ( 11..81) . 63 0,7.28==84,6
274 L п , мм ( 11-87) 103+0,5w30 12==106
275 рп, А ( 11..104) О , 1 · 84 , 6 · 3 ,.!5==30 0,1.106.23,7==251
/
Спинка ротора
276 SCI, ММ' ( 11.. 105) 170.49.0,97==8080 460.180. 0,98==81 150'
277 В сl , Т л ( 11..106) 1 ,043. 17 , 5 . 1 О 3Х 1 , 11 . 9 ,5. 10--- З Х
ХI0 6 /(2. 8080)==1,13 Х 106/ (2. 81 150)===0,34
278 Н са, А/см прило.. 1,28
жение 5
279 Hcs, А/см прило- 2,64
же ние' 21
280 Lc9.' ММ ( 11-107) 3,14 (72+2.13) 3,14 (184+288)
4.2 . +0,5Х 4.4 +о,5х
х 49==63 Х 180===223
281 F С2, А (9..170) О, 1 . 63. 1 t 28== 8 0,1.223.2,64==60
Воздушный зазор в стыке полюса
282 ОП2' мм ( 11..108) 2.170.10 4+0, 1==0, 13 2. 460 . 10---4+0, 1 == О , 19
( 11-109) 5.24
283 Р r.2 , А L о, 8 . О, 13. 1 , 42 170 Х
ХI0 3 == 104
284 F п2, А (11..110) 0,8. о, 19. 1 ,44. 1 03 -==220
285 Fr.c, А ( 11..117) 30+8+ 104== 142 251+60+220+15==546
Общие пара метры маrнитной цепи
286 РЕ (1)' А (11..111) ,748+142==890 2185+ 546==2731
287 k иас (11..112) 890/(679+ 104)==1,14 2731/(2060+220)== 1 ,19
346
I
"
.
о
et:) ..... с> ::t:......
. С'1 О <
..... et:)
00
..
C'I
C'\I
<
" ...............
I
О :а
..... ау
8 ::t:......
..... C"I <
..
.....
C"I
..
tQ
<
"
.
о ::Е
..... ..... ":"" "и
.. 6 ::t:.......
..... et:) 10 <
C'I
о') r::
.... (-4
tQ
.
<
ц:
ео ...............
О :а
..... ..()
с:> 10 с;:; ::с:......
.. 10 <
..... C'\I
('-..
...., r::
(-4
<
-
tl..
.., ...............
.
о 10 :а
10 ..... "е"
10 LC ::t:......
О '" ...., <
('-.. ....
00 --a:r--
tQ
Q) .
о \о !:I5
tч .. tQ (f)(I)
е o:S:
... ::f
е
./
1"lI\I 'ВЯ.L:>8ЬЛ
нинаьа:> OloНbad
-апоп q'I1'u'mOItll
I\IW · ВО,Я.LОU
ОlОН.LИНJВW И.Lлll
вню:'It юm'Itаd
со
Ii
«s
D'
Ш
1%:
t8
i
i
::r:
8'I!iI
Ia
t:f
=
е:;
'"
<
c't:)
00.
00
00<00(0)
OQC":)OOC't:)
(\jtO....c
1.СС>О I
......сО 00
....с .....
о)
ch
о
1.СС>......сО')
с\1 ..... 00 00
cici"":"":
с\1
+f3 i
f'.. 00 о f'..
00 11 о) ....с 00
Ф C\I с:.о . о
+ с:.о .. ,.......
C't:)....c c't:) ......,
....с c't:) c't:) 1.с
14 + ......с
....с
с!) с!) 00 11
6 6 +ag 00 1.с
0)...... ......с с:.о 11 00 t--.. t--..
ф +ОО +
......с .. ......с 00 c't:) о t--.. 11 с\1
.. С":) 00 ......с О
tO+
с!)
I
о
....с
о)
c't:)
C':I
1.с
....с
00
c't:) с\1 с:.о
......сфC't:)С\1
......с ....с с\1 ......с
о)
1.C f'..1
C\1
t--.. 11
с!)
1
f'.. + t--.. О c't:)
c't:) ---:
:: 11 ...:: ::!: о
t--.. + --:
c't:) 1.с ......с
....с
....с 00
.
со
t--..
aq,
С
.......
f'..
00 1.CC\1
O..Ol
с\1 ...... ......с ....с
(j) t'-o f'.. 1.с
1.с С,С)(::> ......с
......с ....с
1.с
C":)t'-o 1
с\1 .....-с ....с
c't:)
о
с
о)
t--..
с:.о
....c'f'-c:.oco
o)t'-o1.С1.С
... ... .. ...
......с .....-с ......с ....с
C\1f'..O
c't:) c't:) c't:) о
....с
.....
......с
11 с!)
fO I
f'.. + 00 u;
.....с о) 00 о) о
+llo o
1.с f'.. ..
"t о
....с t'--
00
11 с!)
t--.. 1
00 C't:> + 00 о
с\1 ....с
о
f f'..
CV:> (j) ..
....с f'.. О
.. tO
00
о'> 00 1.с
r-:et51
c't:)
t--..
О
О
c't:)
""'C\1C\1
t--..co
... .. ... ...
....с ...... ...... ......
f'.. t--..C\1
...... 1.с
'с!)
1
с
......
..
с\1
с\1
CI)
1
с
......с
о)
....с
..
о
с\1
о')
f
О
....с
....с
CV:>
00
......
11
с!) с!) с:.о 11
Ь 6 ;::! 10 f'..
с.о......с ...... + f'.. с\1 \.о
С\1' . с\1 f'.. CV:> + ......с с:.о
.. о) 00" 1 1 " ..
......с ...:....с +- о I'.....c
......с с\1 с'-1 О
с\1 CV:> ......с
с\1
f'..
....
11
с!) 1.с
I ...... ......с
О ......с c't:) 11
......с и-;> +м с:.о c't:)
Ф ..... <:"1 11 : cv:>
.....+- О +
о f'.. c't:)
о t--..
......с 00
1.с
......с
.....
c't:)
о
с\1
.....с
i 11
OM
..... o
· о....
м"':+
.. 00
00 +
о
cv:>
.....
11 ct) C\1 + 11 ct)
с\1 .. I 1.C Ct) r I
...... о) о о o I о
+tQ 11 ---: .....с 11 .
.. """ cv:> о ,.,... ............. ct) .,,... ..
о ' 11 о) ....... ct) I 1.С....,.....с О
+ cbot--.. ci
00 О о) .. (О..... r-: с> 11
6 с; о ХОО +
f'..
о)
О
11
()
1.С
СО
М
О
с:.о
.....
..
.....
11
60
О
О
""'"
C"I
Ф1.СО'>
r--:I
С\1....сО
00 f'..
СО О ...... .....
00(j)t--..t'--
ci c:i о о"
f'..t--..t--..
0)0)0)
"oo
11 11 11
() () ()
.
соо
....cet:)0
....c C\1
-., 1.с cv:>
......с ......
О
..
.....
cv:>
оос:.о....с
.. .. ... ..
1.С <.о о
C\1 00
.....
':!! ::s::
::S:: ::а
=С::::с roro
::7'(,) и
O)Q Q$
ro ::r
0)0 (,)00)
и= roQ 5
=: p.. 0) t'V
::е о.. о о t'V о..
t::(, о о E-t = ::а :I: о
;ЕО" 'i-<оЬ
О) E-tU::s::CJ Q..
rotrCJ o
L.. O) «S::7' :I:ro
о.. Е""" :а CL) о.. (,)
oUS::r::t:t::(oQ::::C
с\') :s \о :s:: о.. с\') :s::
rooro t::CL)root::
(V) (V)t)U(V) U
о
00
о <
00
· \о
о) .
. о)
о ()
CI) ·
;"600
ц..
I:.t.c (о -;;
,,1 е
()О "
('1)..... 1:>
&
11 1I
:11
g 11 еl:>
60 1:>
ц..е
...
()
+
...
('1)
ц..
+
60
tt..
11
()
ro
60
I:.t.c
\о
CQ
еl:>
+
t&
11
...
e
c't:>
ct) СО
6C\1
'"71.С1.С
.. +
......0
..
о) +
r...
\о
8\OCQ .<
CL> .. CL) ..
. ........... CR
О ь o
"' & е. .. ц..
";.f'.. + +
'""00 .........
е c't:) ...е.
........... С:: ..........r...
:'0 е. 5'
е +; =+
Ht& ё&Ц:
S 11 11 I 11
tbi o.3'
.с.. · С::
v' = =ц..
е.е.
О.
о'>
00
11
со с\1
.....с
.. ....с
0+
00
f'..
с\1
с\1
f'.. 11
0C't:>
..с:.о
0+
о)
\.о
C'I')
.
Q)
.' <
о
..
;..g
:::..tt..
ц.. +
" ()
('1)
= 60
ц..
il 11
*
ц..
tO
О
......с
0-
....с
..
<=>
.
CL>
.
о
........
.....
......
"
ц..
11
.
ц..
347
C't:>1
I
.....
.....
I
80
ь
::r ct) ..... · ()
с '::t::.......
::s:: ..... ll) ll) <
:
\о <о r::
f--e
Е---с CQ
<
ц=
ct)
ь :а
C'I ..... · ()
.,..: ll) :t: .......
:; <
ф
ll)
ct)
I
О
:2!
..... ..... о · ()
..... ll) 00 :t::::c
......
ll)
ct)
I
;2; .и
ll) ::х::.......
. ('t) <
ф
ct)
I
О
1.с ...... C'I
· ID
О t-:
C'I
..()
::х::......
<
(1)
О ...... ==
'"" S:Q -& 1-
tQ .e.
.а trJ =
ё 'g' ::f
ИW 'еяJ,;:>ВЬЛ
нинаьа:> oJoHbad
апоu ч'ItВ'пю1fU
ии 'ВЯОJ.ОU OJ
-ОН.LИПJ ew ИJ.АII
2НИJt'It BEН'It "'(1:)
со
f-o
()
со
:J'
;>.
(1)
:s:
::I:
'"
=
d:
348
1
, CJ \ l'
:l"S2 СО е О
<lJt:::;: := CO
а о :; о UО ш
<lJJ::: CO e=
CJ=ta o..g C1)=
Ш:= ОCJ O :!:
tI' Е-се r:;:a
tз t;
:SE-е::.:::CJ t:::s:::Qt:QCU
CJ," СО .....tr CJ
о.. 'о::! .." ::а :а с1) 04
оэ:I:=-\ii:..:1 J:;(О=«,
('t) :S \о :s: \о == (у) Q. =
::s:::a J::: o<lJCOasO=
(V) :I: :I: (V) U (V) u (V) CJ U
<
.
tr..
с>
(о
с.1
r::
E--t
CQ
о)
О
f'..
1..с
.с.1
<
r::
E--t
CQ
<
.
ц..
r::
E--t
CQ
<
.
ц..
r::
E--t
tQ
о)
c't)
О
11
110
О
О
f'..
c't)
(о
LO
...
C'I
(о
со
(о
8 ......c
C't) ""'"
.....
<:)
C'f.)0
с> .. ...
с:.о"".......
t.Q c't)
1.с
t'--t.Qf'..
0)0')1.С
.. .. ..
.....
..... .....
O.....f'..
ф.....с.1
.....
. C"I
.. ..
(j)t'-o
с.1С>1О
oooo
..... ..... .....
OOO)
......с ....... .....
.....
1.с t.Q C"I
...
.......со.......
....... ..... .......
1.с
1.с
00
..
о
о
с:.о
О
с.1
f'..11jC't)
с.оФC't)
....... ..... .......
с:.о о) 1.с
f'.. ""'"
t.Q
t'--C>
.......фC'l)
....... .......
00
t'--
О
1.с
C"I
О
......с
C"IOC"l
1.C1l')C"I
....... ...... ......с
00 c't) с:.о
..... C"I
..
.....
f'-
f'..фО)
.. .. ..
C"I
О 1.с
с:.о 1.с О
t'--f'-(o
.. .. ..
000
1.C11j
о) о) '-'1
ОоО
11 11 11
u u ()
00
00 ф
1..с I
C"ICO
c't:> .....
1.с 00 с.1
(о 10 .....
.....
C"I1..C
f'..
C"I
\
.....
C'I) C'I)
00 00
....... ......с
о.......
1.с 1.с
с:.о C"I
с:.о
001
1.с
00 00
с:.о с:.о
....... .....
g
C"I
c't)
001
c't)
00 00
l.Q 1.с
..... .....
......сО
1..с C"I
с.1 C"I
f'..
мl
C"I
....... .......
1.С0)
с.оо
......с
C'I)
'
с:.о
1.с
C"IO)
f'.. с:.о
.. ..
00
00
о)
О
11
()
00
0000
C'I) ct)
о)
..... .....
..... ..
.....0
c't) 11 )( 10 (j)
00 C't:)' +
с:> c'f.) c:>-q 10 о) 1..с ..... 1.с
10 ..... I I f'.. f'.. 11
О +00 I 00 ... (о ....... <:) о о)
ф о t..r.) с:> З ф со (О.. со..... ..... +..... о) r::: ....
et5 gs .l 6 &5 11
+ 11 ..... с 11..... ....... + о + .....
1.с (о 00 ..ёf + 00
. u3
о <3 х. ...... C'I)
11 X
t'-o ..... со о - + f'..
::: 10 ' -i i C'l) 11
о + .... C"I , (O "'1 с:> О с.1 О
с.1 (о + ..... ......с О +....... с":) r---
C'I) 8 · 10 (O c6 11 О
..... 11..... О 6 ..... v: f'.. t'-- О ..... + ......
+ ....... f CiI + С.1 +
00 ....... · (оф О ;;:
с:.о о 1.С"'"
,....... о) ..... (о t'--
......, lOX C"I
J Ь +
*c> :i.: 1 t 7 са
C"I ......с о) . ....... I о . + 11 ......
+-110 с:> . r::..: o +...;
f'.. f'.. 1.0 О + + о)
C'I) 1.с (о <q4 Ь с:.о о)
с.1 .. ....... с.1
О C"I Х C"I
g 11 06<ь + ......С
........ .... t.Q....... 0),.......
'-'1 ..... .. 1""'" с:.о C"I
+ 1.C I ('t') 1.С 00 c't) О 11
(х) о ....... + ..... ....... ......с + 1.С (j)
с:.о.......оо ....... 1.С....... I .......с "..... <::>
t Ii о о k»"': ...: + O + ...:
('t') со l.Q . I 1..С....... 1.с
c't) tq, з 1.С 00
О X с.1
х ео
fi b еЛ
c't) 10 .. ......с 0) ' +
с.1 I CiI. .....
+ ф : 1.С Зf'.. f'..
.. OOC:>C't) . о I .......1.С I .'1.С.....с.1 0 О
....... + o c:> <yfo c+llo+o
(о t..r.) tC су r-: с.о
....... f'. О C"I + с:.о
.. ..... ....... 1.С
О CilX (о
о"
11
о <
1.С
......с
с:.о
C"I
"
()
00 ц..
c't) +
"'1
"'1
· \о
cv CQ .
о ... <lJ \с>
g .c:Q
::.. .о О
:::.. tt.. ... ь
. -=19
tt..1 ......
<:) +
0)..... b
.о . t6t 'о"
" Щ 11 I
"'1 .С
11 е Ьt9
.о ь
tt..t6t
\о
.\О Ф<
<lJ CQ ".
. .. O ёq
О ьС:: ('f)
t6t t6t ;...
.. .-4 +
....... + '"""'
'"""' t&
.а.. ... ,.., '-... U
O .а.. с? ц..
.-4 + 'Q' .
r::+
& LO t6t
11 t& о 11
* 11 11 *"
1""1 cq о-
е = е = Q. U 9
() .....
. r::tt..
ее
......с
.
<lJ < ф
о () о
.. t::
ц... ..
::::.. + :::
......
uц...
() ('f) 'н
ц-.С r.:r....o ct...
11 " It
*
r
t:r... .......
.-4
('f)
ц...
+
.о
ц-.
11
о u
f--c ('j)
О .о
р..ц..
\
Аналоrичным образом выполнены расчеты маrнитной цепи прm
друrих значениях маrнитноrо потока; в частности, при ф== 1 ,2;,.
1,3 о. е. В рассматриваемых примерах маrнитная индукция в cep
дечнике полюса превышает 1,6 Тл, в связи с этим расчет мдс
произведен с учетом изменения величины маrнитноrо потока, ПО 4
высоте полюса соrласно (11..97) ----- (11..1 03). Результаты расчетов>
сведены в табл. 11..2 и 11..3, по которым построены характеристи
ки х. Х., приведенные на рис. 11-15.
11..7. Активное и индуктивное сопротивления
рассеяния обмотки статора
Определение активных и индуктивных сопротивлени обмоткт
статора необходимо для расч"ета режим х. Х., номинальных пара
метров и рабочих характеристик СИНХРОНН9Й машины.
Активное сопротивление обмотки статора рассчитывают длк
температуры 20 ос; при определении рабочих характеристик ero
приводяr к стандартной рабочей температуре, соответствующей:
u u
классу наrревостоикости применяемои
изоляции путем умножения на коэф" k k
фициент тт (см. Э 4..1). 0,6
При расчете индуктивных сопро-
тивлений обмотки статора поле рас.. 0,4-
сеяния. (как в асиuхронных машинах,
Э 9..8) условно разбивают на состав.. 012-
ляющие: пазовое, дифференциальное
и лобовых частей обмоток. Дл каж.. О
дой составляющей определяют Mar..
нитную проводимость, суммируют эти O,2
проводимости и по ним рассчитывают
индуктивное сопротивление обмотки. Рис. 11-16. Зависимость k R ==
При этом необходимо имеТl? в =::f(kB )
виду, что коэффициент проводи..
l\iОСТИ дифференциальноrо рассеяния 'Ад, связ анный с высшими
rармоническими поля статора, для явнополюсных синхронных Ma
шин обычно меIjьше, чем для асинхронных, в связи с большим
воздушным зазором. Влияние формы воздушноrо зазора на Ад.
учитывают поправочным коэффициентом С д . При равномерном за..
зоре,С д ==l; при эксцентричном ----- С д ==0,85+0,95 (меньшее значе
ние принимают при 6"/6'==1,5 и а>.0,7)
л'Дl ==0,03 't а' С д / (6,k{) ql): -.-. (11-118).
Коэффициент дифференциальноrо рассеяния обмотки статора:
k Д1 определяют по табл. 9..23. При нахождении коэффициента k p1
по табл. 9..22 под Z2 следует понимать число пазов (стержней)
демпферной обмотки, приходящееся на один полюс. При OTCYTCT '
вии демпферной обмотки полаrают k p1 == 1.
При определении индуктивноrо сопротивления рассеяния об
мотки статора синхронной машины следуеt учитывать также рас..
349-:.
Примеры расчета машин
6. Активное и индуктивное сопротивление 05мотки
статора для установившеrося режима
n
оел е-
дова- Условные
ель-
ть ОСОэначе- Источник Синхронный pereHepaTOp Синхронный двиrатель
сче- ния
та
288 '1' ом (9..178) 70- 890/(57. 1.6. 1,539. 103)== 360. 1776/(57. 1.2.5, 1. 103)==
o, 118 ==1 ,099
289 '1.' о. е. (9..17 ) 0,118.54,1 3/ 400== 1,099.45,5 3/ 6000==
==0,0276 . ==0,0144
290 Проверка (9..180) 3,14-286.253.5,86 3,14.630.497.4,45
114.104.3.400 >< 114. 104. 3. 6000 Х
, 1*' о. е. Х 890 V 3 == О 0276 1776VЗ
Х 0,0144
54,1 ' 45,5
291 ,д, Ом (9..178) 7.890/(57.2.6.1,539.103)== 3.1776/(57.4.2.5, 1.103)
==0,006 . ==0,0023
.292 Ра змеры рис. 9..7 Ь ш1 ==4,4; Ь 2 == 12,7; h K1 ===3; Ь П1 == 14,5; h ш1 ::::::: 1; h I <1 ==3,5;
паза, мм и 9..9, hfiIl ==Oj5; h П1 ==25,0; h 2 ==2,55; hп l:. 65; 12з==5;
табл. 9..21 h 2 ==0,06; h 1 ==17,8 h 1 ==47,6
:293 k e1 (9..181) 0,41r O ,6.0,762==0,86 0,4 0,6.0,89==0,93
294 k' l ( 9.182) O,2 O,8.O,762==O,81 O,2 0,8.0,89==0,91
295 ЛП1 ( 9..185). 17 . 8 . О .86 ( 3 · 3 .
3.12,7 + 12,7+2.44 + ----
0.5 0.6')
+ 4,4 + 12, 7 О , 81 == 1 , 154
:296 ЛП1 (9..187) 5 47,6 5
4.14,5 + 3.14,5 Х
3, 5+ 1 + 2 , 55
Х О ,93+ 14,5 0,91----
== 1 , 92
:297 Л Дl ( 11.. 118) 224,5.0,66.1 247,3.0,66.0,95
0,03 1 . .1 ' 16. 3, 5 == 1,092 0,03 2,5.1,З .З ==0,47
298 . А Л l (9..191 ) 3,5 3
0,34 160 (284----0,6 4 х О , 3 445 (443----0,64 Х
299 k въ ( 1"1..120) ХО, 762.224,5) == 1,3 ХО,89.247,3) == 0,69
4,5/(1.1,16) == 3,78 14,5/ (2,5. 1 ,32) == 4,39
300 k K рис. 11-16 0,02 0,01
О , 04 0 , 02+0, 07Х 0,04+0,01+0,07Х
301 Лg ( 11-119) Х V (21 ,4----4, 4) /4 , 4 == О ,2 Xv (27 .5 14,З) 14.3==0,1
302 ' Лl (11-121) 1, 154+ 1,092+ 1, 3 0 ,2== 1 , 92 . O , 47+0, 9 tO, 11 ==
===3 ,8 ==3, 17
1,58.50. 160 . 702 3,8== 1,58. 50.445 · 3602
З03 Ха' Ом (9..193) 2 . 3 , 5. 108 4 . 3. 1 O 3 , 17==
===(),336 ==12,05
304 Ха.' о. е. (9..194) 0,336.54,1. 3/ 400 12,05.45,5. 3/ 6000==
==0,0787 ==0, 159
-O5 Проверка (9..195) 0,39(286.253)2 160.3,8 0,39 (630 .497) 2 445. 3, 17
У 3. 400 . 54 , 1 . 1 , 42. 1 О == 3.6000.45,5.72.10
Ха.' о. е. ==0 ,0788 ==0, 159
1
т
flOC
ра
:=::
З50
сеяние между к ронка и зубцов, коэффициент провЪдимости KOor
Toporo
l.к ==0,04+ kr<+O,07V(t 1 Ь ш1 )/Ь ш1 . (11..119)
Здесь Ь Ш1 ----- ширина открытия паза (при открытых пазах
Ь Ш1 === Ь п1 ); k и ----- коэффициент, учитывающий влияние открытия па....
зов статора на маrнитную 'проводимость рассеяния между корон-
ками зубцов, определяемый в зависимости от коэффициента зуб..
цовой зоны статора (рис. 11..16)
k вб == Ь Ш1 / (бk б ). (11..120
Суммарный коэффициент маrнитной проводимости потока расое-
сеяния обмотки статора
Л\===Лпl+Лдl +ллl +Лк. (11..121)-
Здесь коэффициенты маrнитной проводимости потока рассея--
ния определяют для пазовой части Л п l по, (9..185) ----- (9..187) для'
лобовых частей ЛЛl ----- по (9..191). При этом значение h i до.лжно'
быть уменьшено на h п . д , определяемую по (11..45).
Правильность определения активноrо и индуктивноrо сопротив"
ления обмотки статора проверяют путем расчета, '1'* и Ха* по раз..
ным формулам (9..179), (9..180), (9..] 94) и (9..195), результаты рас..
чета должны совпадать. Сопротивления обмо.тки статора рассчи....
тывают в последовательности, изложенной в 9..8.
Пример расчета см. на стр. 350.
11..8. Расчет маrНИТ80Й цепи при наrрузке
Основные положения. При наrрузке обмотка статора создает
поле реакции якоря. Из..за неравномерности воздушноrо заЗ9ра и
соответственно маrнитноrо сопротивления вдоль окружности рас...
точки статора явнополюсных синхронных машин возникает необ..
Таблица 11..4
(1
" /'0'==1
'6/'t==0 I 0,01 I 0,3
Значения коэффициентов при
" / '==1,5
'O/ ==O r 0,01 I 0,03
" / '==2
'O/ ==O I 0,01 I 0,03
I(оэффициент kad
0,5 0,91 0,90 0,89 0,93 0,92 0,91 0,93 0,92 0,91
0,6 0,88 0,87 0,86 0,90 0,89 0,88 0,90 0,89 0,88
0,7 0,85 0,84 0,83 0,87 0,86 0,86 0,88 0,87 0,87
0,8 0,82 0,81 0,80 0,85 0,84 0,84 0,85 0,84 0,84-
0,9 0,80 0,80 0,79 0,83 0,82 О,82 0,83 0,82 0,82
I(оэффициент k aq
0,5 0,2 0,27 0,35 0,18 0,25 0,34 0,17 0,23 0,33 .
0,6 0,29 0,35 0,42 0,25 0,32 0,40 0,22 О,эо 0,38
0,7 0,39 0,44 0,51 0,35 0,40 0.,48 0,31 0,37 0,44
0,8 0,50 0,55 0,61 0,45 0,50 0,56 0,40 0,45 0,51
0,9 0,64 0,68 0,71 0,56 0,61 0,63 0,50 0,53 0,57
351
Рис. 11..17; Зависимость k q4 , 'Xd, %q:=:;
== f (Р 'ь зс/ F 'б )
J при 6"/6'== 1; J .... при "/f)' == 1 ,5; 3 --- при
6"/6' .. 2
u
ходимость рассматривать де и..
ствие реакции якоря F а ПО
ПРОДОЛЬНОЙ d и поперечной q
осям в отдельности. При этом
Fd==Fa sin 'Ф, Fq==Fa cos ф.
Здесь 'ф уrол сдвиrа между
током якоря /1 И эдс E fJd , на-
веденной . результирующим
продольным потоком.
МДС обмотки возбуждения
k d . при :н аr рузке можно опреде.,
лить, используя векторную
0,004 диаrрамму Блонделя и час..
. тичные характеристики HaMar-
а,аоз ничивания машины.
При построении векторной
0,002 диаrраммы для определения
ЭДС, наведенных полями pe K-
0,001 ции якоря" используют характе-
ристику х. Х. При этом МДС
о о I F d И .р q обмотки статора за..
fJa 111 1;2 1,З ',4- 1,5 F озс / F s меняют эквивалентными по
своему действию МДС Fad==
==kadFd и Faq===kaqFq обмотки
возбуждения, вводя коэффи-
ЦIIенты kad и k aq . Значения ко-
эффициентов kad и ,k aq в завl'I"
симости от величины полюсной дуrи.u при разных величинах и
"форме воздушноrо зазора 6 (без учета насыщения) приведены
в табл. 11..4.
Насыщение маrнитной цепи уменьшает первую rармонику про-
.дольноrо поля. При определении Fad и Faq насыщение обычно
учитывают приближенно введением поправочных коэффициентов
xri и q, значения которых в зависимости от степени насыщения,
-выраженной отношением F () зс/ F б (при отношении зазоров 6" /б' ==
===1,0+2,0), приведены на рис. 11..17.
ВЛИflние попере..чноrо поля на величину первой rармоники про..
дольноrо поля равноценно действию добавочной мдс F qd : при
.\концентричном зазоре .
1td
dt q
.0,9
D,б
2 J
.01 В
[J, 7
П,5
D,4-
Д,З
0,2
0,1
ь
Fqd ==kqd .п Ра cos ф;
( 11-122)
:.при эксцентричном зазоре
Fqd == kqd F а cos ф.
( 11-123)
Значения коэффициента kqd-приведены на рис. 11-17.
:352
Про.дольная МДС, соответствующая продольной МДС реакции
якоря с учетом поперечноrо поля, будет
Fad'==Fad+Fqd. (11-124)
Необходимая величина мдс обмотки возбуждения при наrруз..
ке определяется суммой мдс F{)d, необходимой для создания про..
а)
1,0
0175
05
.1
0125
D
5
110
'1,5 210 2,5 3}0. F; 0.8
о
Фп=f(Fл. , .
Е, tp=f(F8)
Е; ф: f ( Fёз с).
l J O
0)75
t..,.
1")
11
-э;
015
Рис. 11-18. Частичные характеристики намаrничивания к примерам расчета:
а --- rеиератора; б двиrателя
дольноrо маrнитноrо потока в воздушном зазоре (который в свою
очередь наводит ебмотке статора эдс Ебd) , продольной мдс
F d' И МДС дЛЯ роторных участ:ков маrнитной цепи F пс .
Расчет мдс возбуждения при иаrрузке. Режим наrрузки сии..
хронной машины определяется фазным током 11, фазным напряже..
ннем U 1 и коэффициентом мощности cos ер. Для определения пото..
ка рассеяния полюсов при наrрузке используют частичные харак"
теристики намаrничива..
ния (рис. 11..18) *: Ф*===
==f(F бз . с *), Фcr*== а}
== f (Р б з.с*) И Фп* == f (Р п.с*) ·
Для заданноrо режи-
ма наrрузки (обычно но-
минальноrо) строят век..
торную диаrрамму Блан..
деля (в физических или
в относительных едини..
цах), начиная с вектора
напряжения U 1 , направ"
ляемоrо по оси ординат Рис. 11-19. Векторные диаrраммы к примерам
(рис. 11..19). При постро" расчета:
ении векторной диаrрам" а...... reHepaTopa; б --- двиrате..и
Ea 1 cos ljJ ::О} 73
j I,хб =0,078
U j =!
.
Q
· На рис. il----18 знак «*:. опущен.
23----3255
353
мы и части;чных характеристик намаrничивания в относитель о
ных един-ицах за базисные принимают значения маI"нитноrо пото...
ка Ф при номинальном фазном напряжении _ и соответствующие
ему МДС обмотки возбуждения p (o и эдс Ео== U IH .
Под уrлом ер к и 1 В сторону опережения или отставания в за..
висимости О\' заданноrо характера наrрузки (см. рис. 11..19)
строят вектор тока [1. К вектору U 1 прибавляют вектор падения
напряжения. в индуктивнЬм сопротивлении рассеяния статора
j lXa и определяют ЭДС Ебd от ре3УЛЬТПРУJQщеrо маrнит оrо пото
ка взаимоиндукции Ф В в воздушном зазоре 6.
По частичнqй арактеристике Ф===f(F бзс ) (см. рис. 11..18) и
u u u U U
прямои, являющеися продолжением прямолинеИН9И части этои ха..
рактеристики, для эдс Еб, цолуче ной из векторной диаrраммы, .
определяют значения F бзс и F б , отношение которых Fбзс/F б при
ближенно выращает степень iIасыщения Iашины.
Для ,извест ых -значений". а, 6, б" /б', Fбзс/F б по кривым
(см. рис. 11..18) и табл. 11..2 находят значения коэффи'циентов x'd,
. 'Xq, kqd, kaa" kaq,.. - . .
Амплитуда мдс реакции якоря
.'Р а ==О, 45m l Wl!!-обl J I k фа / р. (}}..1251
""
. При этр\м для явнополюсных машин о-бы.лноrо исполнения при..
нимают коэффициент формы поля реакции якоря k фа ==l. При rpe-
- бенчатой конструкции полюсных наконечников ротора k фа ==
==1,0+1,15.
Для учета возможных технолоrических отклонений параметров
маrнитной цепи от расчетных полученное значение мдс возбуж-
дения увеличивают на 1 O 20 о/о.
Маrнитную цепь при наrрузке рассчитывают в такой последо-
вательности.
Строят частичные характеристики на_ По форме табл, 11-2 и 11-3, рис. 11.18
маrничивания: Ф f (Р oc),. Фа===f(F ъзс )
Ф. ::L: f (Р П2) (о. е.)
Строят векторную диаrрамму Блонде.. По фQрме рис. 11-19
ля (о. е.) (рис. 11..19)
ЭДС, индуктированная маrнитным по- Еа по векторной диаrрамме рис. 11-19
током Боздушноrо зазора (о. е.) (на рис. 11-19 знак «*» опущен)
МДС дЛЯ маrнитной цепи БQздушноrо F азе ...... по рис. 11.. 18
зазора и статора (о. е.)
МДС дЛЯ Боздушноrо зазора (о. е.) F ........по рис. 11..18
Предварительный коэффициент васы- k'Hac " F зо/Р'6
ения маrНиТНQЙ цепи статора
Поправочные коэффициенты, учиты.. ?Gd, "g, kqd по рис. 11..17
вающие насыщение маrниrной цепи
Коэффициенты реакции якор k a 4., kaq.......... по' табл. 11-4
Коэффициент формы ПОJ1'Я реакции k фа ---- по 11..8
якоря
Амплитуда мдс обмотки статора (А) ра....... по (11-125)
То же, в относительных единицах F а* c:::t F а/Рт.
Поперечная составляющая МДС реак- F aq* /cos 'Ф::='Х,qkаqF а.
цИ'и якоря, с учетом насыщения, отне-
сенная к обмотке возбуждения (о. е.)
354
(11..126)
(11..127)
(1-1-128)
ЭДС обмотки статора, оБУСJЮвленная
Действием мдс' р' a,q/COS 'Ф (о. е.)
Направление вектора эде E d, опре..
Деляемое построением вектора
Ea,q/cos 11' на продолжении вектора
j/X a (tочка Q)
Продольная МДС реакции якоря
.с учетом влияния поперечноrо поля
при концентричном зазоре
То же, при эксцентричном зазоре
Продольная составляющая эде, на..
,водимая G:3 обмотке статора реэульти-
ующим потоком по продольной оси
Ф d' (о. е.)
МДС по продольной оси, необходи..
мая для создания эдс E d (о. е.)
Результирующая мдс по продоль-nой
оси (о. е.) _ .
Маrнитный поток рассеяния при дей-
СТВИи мдс р()а (о. е.).
Результирующий маrнитный поток
(о: е.)
МДС. необходи ая для создания
маrнитноrо потока Ф П (о. е.)
МДС о мотки возбуждения при Ha
rрузке (о. е.)
То же (А)
Е' a,q*/cos 11' по рис. 11-18
11', cos "1', sin'Ф ---- по рис. 11..19
р' ad* == xdkad F а* sin Ф + k q d F а... cos 'Ф. 'to,' I б
(11..129)
Р' ad* 'XdkadF а* sin 'Ф+.kqdF а* cos Ф · т:/б
( 11..130 )
E'6d ф d...... по рис. 11..19
F '6d по рис. 11.. 18
P a* F d.. + Р' ad..
","Т
Фа ---- по рис. 11-18
(11..131)
фп* "7'"'""' Ф'6 d + Фа
-3(0 ..
Fпс по рис. 11 18
(11-132)
F п . н * == Р Ъа .. + F ПС .
F п . н == Р2Н.Р}: (1)
Примеры. расчета машин
7. Расчет маrнитной цепи при иаrрузке
(11-133)
,
(11-134)
t.J1!
.. t.J }1слoввыe
И! обо8Ra'lеИВ1l
c:;1.
..
s
ИCI'OIЮiк
Синхронный
rеиератор
Синхронныf.l ДВlilrатель
ЗО6 По .данным табл. 11..2 и 11..3 строим частичные характеристики намаrничи-
вании в о.е. (рис. 11..18) Ф==f(F зс); Фп==f(Рпс); Ф а ==f(F'6зс)
307 Строим векторные диаrраммы Блонделя (рис. 11..19) по следующим исход..
иым данным:
З08
309
310
311
312
313
314
15
23.
Еа, О.е.
p , о.е.
р зс' о.е.
k' нас
tcd, о.е.
1C q , о.е.
kqd
kad
рис. 11.. 19
рис. 11..18
рис. 11..18
( 11 ..126)
рис. 11..17
o же
рис. 11..17
'1'абл. 11..4
U 1 ==1; 11 1
cosf==O,8
,==36,870 ( ОТ4-
стающий) Х а *==
==0,078
1 ,06
0,8
0,9
О , 9/0 , 8== 1 , 13
0,95
0,67
0,0036
0,85
U t ==l; 1==1; cosf:=::0,9 ,==25,84.
(опережающий) х а *=О;159
1,09
0,81
0,90
0,90/0,81==1,11
0,97
0,80
0,0025
0,87
355
п родолжен,uе
I
..Qcv
r:::f--
4)4)
footJ' Условные Синхронный
«'с.)
"cv обозначения ИСТОЧНИК Синхронный двиrатеJ1Ь
Ое, rеиератор
Q),.Q
I:!:ZE-o
316 k aq I табл. 11..4 0,32
0,34
317 kфа, 11..8 1,05 1, О
318 Ра. А (11..125) 0,45.3.70)(0,89>< 0,45.3.360.0,94.45,5.1,0/4==
Х 54, 1 . 1 , OS/2== ==5196
==2388
319 Р а *, о.е. ( 11..127) 2388/890==2,68 5196/2718== 1 ,91
320 F аq/СOSф, ( 11..128) 0,67.0,32.2,68== 0,80.0,'34'1,91==0',52
о. е. ==0,57
321 Еаq/соsФ, рис. 11 18 . 0,73 0,65
о.е. .
322 ф, rрад ри . 11 19 610 500
323 еоsФ То же 0,48 0,64
324 siпФ . . 0,87 0,73
325' Р' ad*, о.-е. ( 11.. } 29) 0,95.0,85.2,68><'
ХО t 87+0, 0036Х
Х2,68.0,48Х
)(224,5.0,66/1==
==2 , 56
326 ' р' (11..130) 0,97.0,87.1,91.0,76+.0,0025Х
ad, О.е.
327 Е d==Фid' рис. 11..19 0,99 Х] , 91 · О , 64 . 247 , 3/2 , 5 == 1 , 52
1,04
о.е.
328 р м , о.е. рис. 11..18 0,82 0,84
329 Р Ъа .' о.е. (11. 131) 0,82+2,56==3,38 0,84+1,52==2,36
330 Фа' о.е. рис. 11- 18 0,23 0,28
331 фu*, О.е. (11..132) 0,99+0,23==1,22 1,04+0,28==1,32
332 Рис, о.е. рис. 11.. 18 0,42 0,38
333 F п . н *, о.е. (1 1..133) з,38+0,42==3,8 2,36+0,38==2,74
334 F П.Н' А (11 134) 3 , 8 . 890 ==3382 2,74.2718==7450
,
11..9. Система возбуждения
Питание системы возбуждения современных явнополюсных
синхронных машин с h 500 мм осуществляется через стаТИLJеские
выпрямительные реrулирующие устройства от дополнительных об..
моток, закладываемых в те же пазы статора, rде, расположена ос...
новная обмотка. В этом случае вопрос о напр жении возбуж.цения
и параметрах обмотки возбуждения решается в комплексе с пара-
метрами дополнительной обмотки статора. ..
В случае, корда дополнительную обмотку ВЫПОЛНЯJОТ аналоrич...
но основной, напряжение на ее зажимах Ид может быть рассчитано \
по соотношению витков W JI. И W 1 . Напряжение на обмотку возбуж..
дения подают через I\онтактные кольца и металлоrрафитные щет"
ки марки Mr4. в связи с этим при нахождении напряжения воз..
356
буждения должно быть учтено падение напряжения в щеточном
контакте IUщ 2 В.
Обмотку возбуждения Я8НОПОЛЮСНЫХ синхронных машин вы--
полняют так же, как и у машин постоянноrо тока, в виде катушек,.
размещаемых на сердеЧНИКаХ полюсов ротора. Полюсные катушки
синхронных машин небольшой мощности (h 315 мм) изrотовля"
ют мноrослойными из изолированноrо медноrо провода прямо
уrольноrо поперечноrо сечения, площадью не более 25 мм 2 (п()
технолоrическим соображениям), при предпочтительном соотноше..
нии сторон проводника в пределах 1 ,4 1,8. ПРОВОД наматывают
на ширркую сторону. Изоляцию обмотки ротора выполняют п()
приложению 23. При выборе марки провода следует руководство--
ваться табл. 10..14.
Мноrослойные катушки выполняют либо в виде ровных парал....
лелепипедов, либо ступенчатой формы, которая дает возможность
лучше использовать междуполюсное окно.
Площадь поперечноrо сечения проводника не должна быть ме..
нее 6,0 мм 2 , иначе снижается заполнение катушки медью и ухуд--
шается теплоотдача; пр этой же причине не рекомендуется приме..
нять провода с круrлым поперечным сечением. Если это условие
не соблюдается, то следует перейти на более низкре напряжение
возбуждения, с внесением необходимых изменений в параметры до...
полнителънои обмотки статора. .
В синхронных машинах большей мощности (при h>315 мм)
обмотки возбуждения изrотовляют в виде ОДНОС..1JОЙНЫХ катушек
из неизолированноrо медноrо проводника, HaM,oTaHHoro на ребро.
Изоляцию обмотки выполняют по приложению 23. Крайние витки
катушки выполняют с усиленной изоляцией, толщиной 2 ММ.
Проверка . возм'ожности размещения обмоток полюсов в меж"
дуполюсном окне состоит в расчете размеров катушек по ширине
и высоте, с последующим вычерчиванием в масштабе эскиза меж-
дуполюсноrо окна.
В мноrослойных катушках из изолированных проводников пря..
моуrольноrо поперечноrо сечения производят раскладку проводни-
ков, определяя их количество по ширине N m и по высоте N B .
В тех с;лучаях, коrда между соседними полюсами недостаточно
места д.rrя размещения обмотки, однослойные катушки выполняют
ступенчатыми из двух секций. Секцию катушки со стороны сердеч-
ник? ротора выполняют из медной полосы меньшей ширины при
равновеликой площади поперечноrо сечения проводника.
При определении размеров катушек следует иметь в виду, что,
при намотке и пропитке катушки разбухают. Это разбухание учи...
тывают соответствующими коэффициентаМИ t указанными в
10..10.
При выборе формы и марки провода для полюсных катушек
синхронных машин следует исходить из данных табл. 10..14. При
определении размеров полюсных катушек учитывают толщину
изоляции Ь и и необходимый зазор Ьз между изолированным сер..
351
дечником полюса и катушкой, двустороннее значение которых
приведено ниже: .
h, мм. . . . . . . . 80----200 215 315 355 450
2 (Ь И + ь з), мм . .. 5 6 7
.
Форма полюсных катушек зависит также от размеров попе..
речноrо сечения сердечника полюса и провода. Мноrослойные по..
люсные катушки выполняют в
соответствии с рис. 11..20,а. Одно..
слойные катушки, намотанные из
неизолироваНнdrо медноrо про
Бода на ребро, при Ьп 200 мм,
тоже выполняют в соответствии
с рис. 11..20,а, что обеспечивает
минимальные допустимые радиу-
сы закруrления ПРОБОДОВ, ис..
ключающие возникновение в них
трещин при намотке; 'при Ь п <
'<200 мм однослойные катушки
L щ
L n
Рис. 11-20. Эскизы полюсных ка-
TYЦIeK:
а --- однослойная при Ь п >200 мм и
миоrослойная; б --- однослойная при
bJI 200 мм
:1h,A/MM?'
б
Lf
2
о
2 О D чD О Б D D Р2 , К В т -
Рис. 11 21. Средние значения
J п '==!(Р2)
выполняют по рис. 11..20,6. При этом следует придер}киваться со..
отношения:
Ь п , ММ. . . . .. 60 80 11 О 150 200
Ь кр ' ММ . . . .. 10 12,5 15 20 30
Обмотку возбуждения рассчитывают в такой последователь..
ности.
Напряжение дополнительной обмотки и д == uvwд/wl
статора (В)
Предвар'ительная средняя длина вит.. l' ср.п==2,5(lп+Ь. п )
ка обмотки возбуждения (мм)
Предварительная площадь поперечно"
ro сечения проводника обмотки воз"
буждения (мм 2 )
Ilредварительная 'плотность тока в
обмотке возбуждения (AjMM 2 )
Предварительное количество витков w' п=== 1,15F п . и / (/' пS')
одной полюсной катушки
Расстояние между катушками смеж.. lп'С
ных полюсов (мм) ок == h' 11" 103 +а доп
358
( 11-1 35 )
(11..136) .
1, 15т т 2рF п . н l' ср.п
S' == 57(U д ____ 2) .103
J' п по рис. 11..21
( 11.. 137)
( 11-138)
(11..139)
Мноrослойная полюсная катушка
.,.
Марка провода
Размеры проводника без изоляции
(мм)
т о же, с изоляцией
Площадь I поперечноrо сечения про..
водника (мм 2 )
П редва рительное наибольшее количе..
СТ80 витков В одном слое
Предварительное количество слоев
обмотки по ширине полюсной ка..
тушки
Раскладка и уточнение числа витков
катушки
Размер полюсной катушки по шири..
не (мм)
Размер полюсной катушки по высо-
те (мм)
Средняя длина витка катушки (мм)
.а).
IX:I
1:;::)
.::t
N
со
t::::)
I.C:I
.j-
По табл. 10..14
aXb----nо приложению 2
а' Х Ь' ---- по приложению 3
S ---- по приложению 2
N' в::= (hп hпр) 1(1 ,05Ь')
(11-140)
(11-141)
N'm==w'и/N'в
N в, N ш, w п ....... по рис. 11..22,а
Ь к . п == 1 ,05N ша'
( 11-142)
( 11..143)
hк.п== 1 ,05N вЬ'
Iср.п==2(lп+Ьп) +n[Ь к +2(Ьз+ Ь и)] .
( 11-144 )
Рис. 11-22. Эскиз раз-
м щения катушки
возбуждения на по-
люсе к примеру рас-
чета си:нхронноrо re-
нератора (а) и сии..
xpoHHoro двиrателя
(6)
Однослойная ПОJlюсная катушка
Предварительный размер проводника п.(D 1 ---- 2д' 2h Н . п ----2h п ') -
обмотки из неизолированной палоса- Ь' 4
вой меди, навиваемой на ребро, по р .
ширине (мм) ...... 0,5 [Ь П + 2(Ь з + Ь и ) + ак]
То Же, [10 толщине а == [h' п 2 (Ьа+Ьи) Ьпр] /Wп
Размеры проводника без изоляции аХ Ь по приложению 2
(мм)
Площадь паперечноrо сечения про- S по приложению 2
водника (мм 2 )
( 11- 145)
(11..146)
359
Минимальный допустимый р.адиус за-
круrления проводника (мм)
Фактический средний рад'ИУС закруr-
ления проводника, навиваемоrо на
ребро, по рис. 11-21.,6 (мм)
То же, по рис. 11-21,а
Размер полюсной катушки по шири-
H (мм)
Раскладка витков по высоте катушки
Размер полюсной катушки по высо-
те (мм)
Средняя длина витка катушки, вы-
полненной по рис. 11-20,6
То же, выполненной по рис. 11-20,а
Ток возбуждения при номинальной
наrрузке (А)
Уточненная плотность тока в обмотке
возбуждения (AjMM 2 )
Общая длина всех витков обмотки
возбуждения (м)
Масса меди обмотки возбуждения
(Kr)
Сопротивление обмотки возбуждения
при темпера:rуре 20 0 С (Ом)
Максимальный ток возбуждения (А)
Коэффициент запаса возбуждения
Номинальная мощность возбуждения
(Вт)
fmln>O,05b 2 /a
, с:'.- О,5 [Ь п +2 (Ьз+Ь.) ]
(11-147)
( 11-148)
(11-149)
'1 == lщ+Ьз+Ь.
Ь н . п == Ь по ряс. 11-22,6
N в по рис. 11-22,6
h R п== 1,03[Nва+(Nв 3)hи+h'и]
( 11 -150)
lср.п == 2 (lп 2Ь' кр) + 2п ('I+ Ь Н.п)
(11-151)
lср.п == 2 (lп + Ьп 'I) +2л ('1'+ Ь R . п )
. (11-152)
lп.в==Fп.в/wп (11-153)
J п==/ П.В/ (апS) (11-154)
L п === 2рwпlср.п' 1 0 3 (11-155)
тм.п==vм .8,9LпS.l0 3 (11-156)
,п==LП/(РМ20апS) (11-157)
lп mах==Uп/.(rптт) (11-158)
/п mах/lп.в (11-159)
Рп== Uпl п тах (11-160)
Здесь h' и==2 мм высота усиленной изоляции крайних витков катушки;
f/1п количество параллельных ветвей в цепи обмотки возбуждения; mт eM-
nературный КОЭффlИцие.нт, принимаемый по табл. 4-1; наименьшее расстояние
между катушкаМlИ а Д Qп===7, при h 80 мм и U 1 :::;;;660 В; а доп ===13, при U 1 ===
==6000 В; hпр толщина изолирующей шайбы из приложения 23; Uп==Uд 2
напряжение .дополнитмьной 06мот,ки за вычетом падения напряжения в ще-
точном контакте, paBHoro 2 В; РМ20===57 См/мкм ---- удельная электрическая про-
водимость меди при 20 ос.
Примеры расчета машин
8. Обмотка возбуждения
После-
дова- у словпые
тель- обозначения ИСТОtItlИ1{ си:-lхронный r енератор Синхронный двиrатель
Hocrb
расчета
335 Ид, В ( 11..135) 400. 7 /70 ==:40 6000.3/360===50
336 l' Ср .1I' ММ ( 11.. 136) 2,5 170+78) == 620 2,5 (460+85) == 1360
1 , 38 . . 3382 . 620 1 , 38 . 8 . 7450 · 1360 46 6
.337 S' мм 2 ( 11-137) (40 2)5.104 ===6,1
, (50 2) 5. 104 ,
338 J'п, рис. 11-21 3,5 5,0
А/мм2 1 , 15. 3282 1,15.7450
З39 w' ( 11.. ] 38) 315.6,1 == 183 5.46,6 == 37, 7 38
п
170.224,5 460.247,3
340 а к , мм (11-139), 63.103 + 7===7,6 103. 103 + 13== 14,0
11..9
360
,
п родолжен,uе
ПОСJJt-
дова- Условные .. СиихроИ1lЫЙ Д8иrатель
тепь. обозвачеsия Источник Синхрои IЙ rеиератор
Ы0СТЬ ,
расчета
341 9 11..9, Принимаем медный провод Принимаем неИЗ0ЛИРОван
Та бл. ПЭТП ..155 прямоyrольноrо ный ленточный медный про
10..14 сечения с двусторонней БОД. Изоляция между вит
рис. 11..20 толщиной изоляции ками ----- асбестовая бумаr
0,15 мм, катушка MHoro толщиной 0,3 ММ, ка туш
слойная ка однослойная
342 аХЬ, мм прило.. 1, 90ХЗ, 15
женпе 2
343 а'ХЬ', мм то же 2,05ХЗ,З
344 S, мм2 « 5,622 .........
345 N's ( 11 .. 140) (63 2.5)/(1 ,05.3,3) == .........
==15,3 .........
346 N' (11..141) 183/15,3===12 .......
ш
347 N ш рис. 11 22 Вcero 18 слоев .........
4 слоя по 16 витков
3 слоя по 13 витков
I 3 слоя по 10 витков
4 слоя по 8 витков
4 слоя по 6 витков
348 N s рис. 11..22 16 .......
349 w п рис. 11 22 189 .........
350 Ь К . Пt мм (ll 142) 1,05.18.2,65==38,8 ..........
351 hк.п' мм ( 11..143) 1,05.16.3,3 55,5 .......
352 lср.п' мм (11..144) 2 (170+78) + 3, 14Х .........
Х [38,8+6] == 650
3, 14 (630-----2.2' 2
353 Ь, мм ( 11..145)
....... 2.30 2.103)
4.4
( 11..146) ----о , 5 (85+7 + 14) 17,
354 а, мм .......... (103 7 10)/38==2,з
355 аХЬ, мм прило.. ..... 1 , 5 6 Х28
}кение 2
356 S, мм2 то же ......... 43,2
357 , rnln' ММ ( 11.. 147) ......... 0,05.282/1,56==25,1
358 '1' мм ( ] 1..148) ......... 0,5 (85+7) == 46
359 Ь к . п , мм рис. 11..22, 28
а
360 N в==W п рис. 11..22, 38
б
361 h к . п , мм (11 150) ....... 1,03 [38. 1,56 + (38 3)
Х О ,3+2] == 74
362 lср.п, ММ ( 11..151) ...,.... .... 2(460 2.1З) + 3,14.2.46
+28) == 1245
363 IJ1..H' А ( 11..153) 3382/189=== 17,9 7450/38==195
364 а п 9 1 1..9 1 1
365 J П' А/мм2 ( 1 1.. 154) 17 , 9/( 1 . 5 , 622) === 3, 18 196/( 1 . 43 , 2) == 4,55
366 Ln, м (11..155)- 4 . 189. 650. 10---3:==492 8.38.1245.10---3==378
367 тМ. П' Kr (11 156) 8,9.492.5,622. 10.....3 2 1, 7 8,9.378.43,2. 10---8=== 146
368 , J1.' ом (11-157) 492/ ( 57 . 1 . 5 , 622) == 1,367 378/ (57 . 1 . 43 ,2) == О, 15
369 /п тах' А (11-158) (40 2)/< 1,367.1,38) == 20,2 (50----2)/(0,154.1'38) == 2
370 1 п mах/1п.н ( 11.- 159) 20,2/17,9 " 1,13 226/196==1 ,15
371 Р П' ВТ (11..160) (40 2) 20,2==770 (50 2) 226==10800
а
6
х
+
,О
4
26
361
11..10. Параметры обмоток и постоянные времени
Под параметрами обмоток С1ИНХРОННЫХ машин обычно пони..
мают их активные и индуктивные сопротивления, выраженные в
физических или относительных единицах.
Определение активных и индуктивных сопротивлений обмоток
статора и ротора необходимо для расчета номинальных парамет..
ров и рабочих характеристик' синхронной машины в установ-ив"
шихся симметричных инесимметричных реЖtимах, а также 'пере..
ходных процессов.
Некоторые параметры обмоток для установившихся режимов
уже были определены. в 11-7-----11..9. Расчет друrих сопротивле..
ний обмоток и ПОСТQЯННЫХ времени производят в такой последо..
вательности.
Сопротивл ния обмотки статора для установившеrося режима
Коэффициент продольной реакции
якоря
Коэффициент насыщения при Е 0,5
МДС дЛЯ воздушноrо зазора при Е==
=1,0 (о. е.)
f[ндуктивное сопротивление продаль..
ной реакции якоря (о. е.) _
Коэффидиент ,поперечной реакции
якоря
f[ндуктивное сопротивление попереч..
ной реаIЩИИ якоря (о. е.)
Синхронное ндуктивное сопротивле..
ние ,ПО продольной оси (о. е.)
Синхронное индуктивное сопротивле..
ние по поперечной оси (о. е.)
Сопротивления обмотки возБУ1Кдения
Активное сопротивление"обмотки воз.. 3,6ттРанk2аdlср.п
буждения, пр'иведе!lное к обмотке r п. == 10 6 Фf w S
статора, при рабочеи температуре, со.. п в
ответствующей принятому ,классу a..
rревостойкости И30ЛЯЦИ 1 И (о. е.)
I<оэффициент маrнитной проводима.. Лпt == н.п+О,65лп.с + О,38л. пв
ста 'потоков рассеяния обмотки воз-
буждения
f[ндуктивное сопротивление обмотки (
возбуждения (о. е.) Х п * =:t 1,27k ad X a d*. 1 +
+ 4k и 3.с (0,5) F а lП-ЛПЕ )
ф. 1011
kad ..... по табл. 11..4
k пас (0,5) == О, 5Р Е! (Fl, + F п1 )
F а (1) ....... по табл. 11..2 н 11..3
(11-161)
Xad* == kad F а/ (kнac 0,5 F l'J (1»
(11..162)
kаq ПО табл. 11-4
X aq * == O,5k aq ( 1 + kъ)F a/kHac (О,5)Р а (1»)
. (11-163)
"d* == Xad* + "0'*. (11..164)
"q* С:: Ха€!* + Х О *
(11..165)
( 11- 166)
(11..167)
Индуктивное сопротивление рассея.. "па * ==Хп* Хаd.*
ния обмотк'и возбуждения (о. е.)
\ (11..168)
(11-169)
Сопротивления демпферной (пусковой). обмотки
Относительное зубцовое деление t 2 * :--- 1tt 2 /'t
демпферной обмоткк (о. е)
362
(11..170)
Коэффициент распределения демп-
ферной обмотки (уrлы выражены
в радианах)
Коэффициент маrнитной проводимо-
сти потока рассеяния по зубцам по-
люсноrо наконечника
Коэфф'ициент маrнитной проводимо-
сти пазовоrо рассеяния полюсов
Коэффициенты Cfl и C q
Коэффициент маrнитной ПРОБОДИМО-
сТи рассеяния лобовых частей демп..
ферной обмотки по продольной оси
То же, по поперечной оси
Коэффициент маrнитной проводимо-
сти рассеяния демпферной обмотки
по продольной оси
То же, по поперечцой оси
Индуктивное сопротивление полной
демпферной обмотки по продольной
оси (о. е.) .
То же, по 'поперечной оси
.
kpFsin (N 2 t2*) / (N 2 sin t 2 .)
'Адз t2/ (g дб)
л == ( 0 785 Ь Ш2 )+ hШ2
д.п ..' 2d 2 Ь Ш2
По рис. 11-23
'Ад JI d O,O 19'tC d / N 2
'АДJIq 0,019'tСq/N2
[нп
Лдd == 10N (Л ди + Л Д3 ) +ЛдJId
а
1 нп
Л дq == 10N 2 (Л дп + Л Д3 ) +Лдлq
3,9F а Л д d
Хдd* :-- Ф.I0 8 ( 1 ---- k p2 )
з,9FаЛд
Х дq * == Ф.I0 8 ( l+k p2 )
Хдq. (3+4)Хдd.
Индуктивное сопротивление неполной
дем.пферной обмотки' по поперечной
оси (о. е.)
Активное сопротивление стерж ей
демпферной обмотки по продольной
оси (о. е.)
То же, по поперечной оси
Активное сопротивление КОРОТКОЗ8МЫ-
хающих колец демпферной обмотки
по продольной оси (о. е.)
То же, 'по поперечной оси
Активное сопротивление полной демп..
ферной обмотки по продольной оси
(о. е.)
То же, по поперечной оси 'дq.==rсq.+'кq.
Активное сопротивление неполной rдq.==(В 12)'дd.
демпферной обмотки !по поперечной
оси (о. е.)
Здесь N 2 количество стержней
демпферной обмотки на полюс: коэффи-
циент gд 14 при б"/б'==I; gд 16,5 при
б"/б'==1,5; коэффициенты Cd и C q на..
ходят из рис. 11-23, в зависимости от
N 2 И t 2 /1:; P2(t) и Ри(t)":"" удельные значе..
ния сопротивления стержня и коротко..
замыкающеrо кольца (cerMeHTa) при
температуре t== 115 ос, соответствующей
принятому классу наrревостойкости
изоляции F (для- меди Р2015 0)==
РН(115 0 )== 0,0242) ; k B ---- коэффициент'
формы поля возбуждения, равный отно-
шению амплитудноrо значения индукции
основной волны поля к максимальному
значению индукции этоrо поля
Рис. 11..23. Зависимость Cd и c q r::::f(N 2 )
при значениях 131/1:, равных:
1 ...... 0,3; 2 --- 0,2; 8 0,1.; 4..... 0,05; 5 --- 0,03
(11-171)
(11-172)
( 11..173)
(11-174)
(11-175)
(11..176)
(11-177)
.
(11..178)
(11-179)
( 11..180)
1 ,57P2(t)I' cTkadk'6BX,ad*
, cd* == (1 ---- k pl ) N ISlп оkвrcfl (11-181)
rcq* 0,75rcd. (11..182)
O,34PK(t)N 2 t 2 k a d k aXad* ' ,
, Kd * == ( 1 ---- k ) S 1 u. k ос ' ( 11- 183 )
р2 С ПI О В 1 .
'Kli/* ::::: 1,5'gd* (11-184)
'Дd.=='сd. 'кd. (11..185)
( 11..186)
( 11..187)
Cd;C q
3,0
2,5
2,0
1,5
1, О
0,5
О
2 4- 6 8 10 12 N 2
63
(табл. 11-5); при определении по (11-18С) и (11-187) сопротивлеН!Ий неполной
демпферной обмотки большие значения коэффициентов берут ПрИ N 2 >6 IИ 0.>
>0,7; .J.Lo ==4 1t.l0 7 r/M маrнитная проницаемость воздуха.
Таблица 11..5
Коэффициент формы поля возбvждения k B при
"/ '==I,o \ 0"/0'==1,5 "/ '==2,0
o/ ==O I 0,01 I 0,03 / ==O I 0,01 I 0,03 / ==O I 0,01 I 0,03
'а:'
0,5 0,90 0,96 1,00 0,80 0,084 0,88 0,72 0,76 0,80
10,6 1,03 1 ,08 1 , 11 0,92 0,95 0.98 0,83 0,83 0,88
.0 7 1 , 13 1 , 16 1,18 1 , 01 1,03 1,05 0,92 0,95 0,97
,
.о,8 ] ,21 1 ,22 1,23 1,08 1 ,10 i , 10 1,00 1 ,01 1,02
(),9 1,25 1 ,26 1,26. 1 , 13 1 , 14 1 , 14 1,06 1,07 1,07
Переходные и сверхпереходные сопротивления обмотки статора
Переходное 'Индуктивное сопротивле-
e обмотки статора по продольной
юси (о. е.)
'То же, по поперечной оси
Сверхпереходное индуктивное сопро-
ти ление обмотки статора по про..
дольной оси при наличии демпферной
,.обмотки (о. е.)
r::rO же, по поперечной оси
Сверхпереходное индуктивное сопро-
тивление обмотки статора по про..
дольной оси при отсутствии демпфер-
ной обмотки, о. е.
То же, по. поперечной оси
X' d == Х +
* . а..
Хаd*Хпа..
xad* + Х пJ *
( 11 .. 188)
( 11.. 189)
х' q* X q *
Хдd* (х' d* Ха )
" + ..
Х d* a*
Хдd* + х' d* ---- Ха
.
Хаq*х'дq*
х', == Х +
61* а... X aq * + Х дq *
х" d* X' d*
( 11..190)
(11..191)
( 11..192)
Х " x ' ...........у
q*""""" q* q*
(11..193)
Сопротивления для токов обратной и ну левой пос ледовательности
Индуктивное сопротивление обмотки х V Х', d х" (11..194)
статора для токов обратной последо- 2* * cJ*
:вательности при работе машины Hfi
Nалое внешнее сопротивление (близ-
кое к к. з.) (о. е.)
10 же, при большом внешнем индук- х 2 * == 0,5(x ' d* + х', q*)
7ИВНОМ СОПРО'I'ивлении (х. 4')
Индуктивное с.опротивление двухслой..
ной обмотки статора для токов нул - х о *
БОЙ последовательности (о. е.)
364
. (11.. 195)
1, 1l t F a l
10 9 Ф q k2 (6 ---- 0,555)Х
t у!
Х h П1 + ( з ---- 2) ..!!:L ] +c x
Ь П1 Ь П1
Х Fa :k-;;12) [0.З9( +)
( +Y+( 3:1 ) 8+0.037] (l1 196)
Активное сопротивление обмотки фа- '0* '1*(200) т т
зы статора для тока Нfлевой после-
довательности при рабочей темпера-
туре (о. е.)
(11..197)
Здесь Ь п1 """": ш.иряна паза [при трапецеидальных пазах принимают Ь П1 ==
==0,5 (Ь 1 +Ь 2 )], мм; h. высота верхней части паза, не занятая обмоткой; КО-
ЭффlИциент С==О,З55 (при натIЧИИ демпферной обмотки) и С ===О ,71 (при отсут-
ствии демпферной обмоТ1КИ).
Значения активных IИ индуктивных СОПРОТИlВлений синхронных машИН (вы-
раженные в относительных единицах) оБыIчоo находятся в следующих преде-
лах: Х а * ==0,05+0,2; '1.==0,008+0,08; xd.==1,5+2,9; x q .===0,6+1,6; х' d.==O,2-+<>,6;
х" 4.==0, 15 0,3; х" q.==O, 15+0,4; Х2.===0,15+0,35; Хо.==О,02+О,2. .
Постоянные времени
Обмотка возбуждения при ра'зомкну- l' 40==Х П ./ (rol'П.)
тых обмотках статора п демпфер-
HOi1 (с)
( 11..198)
-f
То же, при замкнутой обмотке ста-
тора
Т' 4 === Т dOX' 4./ Xd.
( 11-199)
Дем,пферная обмотка при разомкну..
тых обмотках статора и возбуждеН1ИЯ
по продольной оси (с)
Т "ad* + Хдd*
дdо ==
Ш1' дd*
( 11..200)
То же, по поперечной оси
"aq + Х дq *
т дqо ==
ro l' дq*
( 11 .. 201 )
Демпферная обмотка по продольной
оси при разомкнутой обмотке статора
и замкнутой обмотке возбуждения (с)
Хаd*Х па .. + Хдd*(Хаd* +Х па ..)
Т" do ==
Ш1' дd* (ХП .. + Xad*) 1,
( 116..202)
Т б Т " Т " 1/ / '
о же, при короткозамкнутых о мот- 4 == ,,40% 4. % d.
ках возбуждения и статора
(11-203)
Демпферная обмотка по поперечной Т" q==T дqо%" q./x q .
оси при короткозамкнутой обмотке
стат'ора (с)
( 11-204)
Обмотка статора при короткоззм'кну- Т 0'==Х2./(0О'1.)
тых обмотках ротора
(11-205)
Значения постоянных времени обмоток оинхронных машин
обычно находя'f1СЯ в следующих пределах: Т do== 1+1 О с; Т' d==
===0,2+2,5 с; Т" do==O,OI+0,08 с; Т а==О,Оl +0,5 с; Т" d==O,Ol +0,08 с;
Т" 1/==0,1 +0,5 с.
365
Примеры расчета машин
9. Параметры обмоток и постоянные времени
После-
дова- условные
тепь- обозначения ИстOЧ1Ш1t
НОС1'''
расчета
Синхронный reHepaTOp
СИНХРОНJlb:Й ДвиrатеJIЬ
--
Сопротивления обмоток статора I!{И усtановившемся рея, ИlY.е
372 , ad табл. 11..4 0,85 0,87
422 _ 1264
373 kиас(о,а) (11..161) 340+52 == 1,07 1025+109 == 1,114
374 P (l)' А табл.11..2 679
375 FЪ(l)' А табл. 11..3 2060
0,85.2388 0,87.5196
376 Xad*, о. е. (11 162) 1,07.679 == 2,79 1 , 114 . 2060 == 1, 97
377 k all табл. 11..4 0,32 0,34
378 Xaq*' о. е. ( 11 .. 163) 0,5.0,32(1 I,16)>< 0,5.0,34(1+1,32»(
2388 5196
Х 1,07. 679 == 1, 12 Х 1, 114 . 2060 == 0,9
379 Xd., о. е. (11..164) 2,79 1r O,0787==2,868 1,97+0,159==2,129
380 Х 9 *, о. е. (11 165) 1,12 O,0787==I,198 0,9+0,159==1,059
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
366
'П$' о. е.
An1:
х п *, о. е.
ХПа*' о. е.
t 2 *, о. е.
k p2
Л Д 3
Л д . п
Cd
C q
Адлd
Адл q
Лдd
.
СопротиВления обмотки возбуждения
3,6.1,38.5196X
(11-166) 3,6.1,88.2388.0,851 , ХО, 872 .1245 0,006
106.17 ,5:10 1.50 Х 106.49,5.10 3X
650 . Х50.38.43,2
Х 189.5,622 == 0,005
(11-167) 58,1+0,65.74,5+0,38)( 62,41rO,65.62,9 o,38)(
)(17,4==113.1 )(6,8==106
(11-168) 1,27.0,85.2,79)( 1,27.0,87.1,97(1
4. 1 07. 679 4 -1 , 114 . 2060 · 460. 106 )
Х ( 1 + 17: 5. 1<r-1 х + 49, 5. 1 0 3 · 1011 ==
170.11З,1 ) ==2,37
х 1011 == З, 11
(11-169) 3'11.....2'79==0'32 2,37 1,97==O,4
СОПрО'lИВJIения
(11..170)
(11..171)
(11..172)
(11-173)
рис. 11..23
рис. 11 2З
(11-174)
(11..175)
(11-176)
пусковой обмотки
3,14.24,5/247,3==0,3
sin (7. О t 3) / (7 sin 0,3) ==
==0 ,44
24,5/ ( 16,5.2,5) ===0 , 59
3 2
(0,785 2. 1О, 1) 1rз == 1 ,3
1 ,2
1,9
0,019.247,3.1,2/7==0,805
0,019.247,3.1,9/7==1,28
460
10.7 (1,3+Q,59) O,805==
:::=13,2
После -
дова.. Условные
тель- обознаqения
кость
раечеТ8
394 Ад"
395 Хдd*, о. е.
396 Х дq *, о. е
397 'cd*, о. е.
398 'cq*' о. е.
399 'Kd*, 0. е.
400 'Kq*' о. е.
'401 , дd*, о. е.
402 , дoq*' о. е.
403
404
405
ИС1 ОЧНИК
(11 177)
( 11.. 17'8)
( 11..179)
(11..181)
(11..182)
(11 1З3)
(11..184)
(11 I85)
( 11 .. 186)
п родолженuе
Синхронный rеиератор
Синхрошmый двиrатель
( 1..189)
(11 190)
406 х" q *, о. е. ( 1-1 191 )
407 х" d*, о. е. ( 11..192)
408 х" 11*' о. е. ( 11..193)
460
10.7 (1,3+0,59)+1,28==
==13,7
3,9.5196. 13,2
49,5.10 ax' 0,096
ХI0 8 (1 0 ,44)
3,9.5196.13,7
49 ,5. 10.....3х 0,039
ХI0 8 ( 1+0,44)
1,57.0,0242.495.0,87)(
Хl,32.2,5
(1 O,44)7.78,5.460)( )(
Х 4 · 3, 14. 10......z
1,97
Х 1,01.247,3 .50 O,048
0,75.0,048==0,036
0,34.0,0242.7.24,5)(
ХО ,87 . 1 ,32.2,5
(1 O , 44) 199 ,уl .460Х )(
Х 4.3, 1,4 .IO !
. 1 , 97 ..
Х 1,01.247,3.50 == 0,01
1,5.0,01==0,015
0,048+0,01==0,058
0,036 0,015==0,051
Переходные и сверхпереходные сопротивления об мотки статора
8 . / 2, 79. О , 32 1 , 97 . О , 4
X'd*, о. е. (11..188) 0,07 7 2,79+0,32 0,159+ 1,97+0, 4 ===0,49
===0 ,36
1,198
X'q*, о. е.
X"d*, о. е..
1 , 059
О, 159+
1r0 .096(O.49 .159)
0,096+0, 49 0, 159 ==
== 0,233
0,9.0,039
O,1591rO,91r0,039 0,196
0,36
1 , 198
Сопротивления для токов обратной и нулевой последовательности
409 Xs*, о. е. (11..194) O,36.1,198==O,66 vrО,23З.О,196==О,214
410 Х2*' е. е. (11..195) 0,5(0,36+1,198)===0,78 0,5(0,233+0,196)==0,215
367
п родолжеиue
После...
дова- у словиые
тель- 0б0знаqеНИSI Источник СиихронИblЙ reHepaтop Синхронный двиrателъ
КОСТЬ
расчета
411 (11-196) 1 , 1 · 160.2388 1,1.445.5196
ХО*, о. е. 109..17 , 5. 1 0 3 . 3 ,5 Х 109 . 49 , 5 . 1 o 3 . 3 . О, 982 Х
0, 32 [ (О. 762 O,555) Х ><[(0,89 0,555)><
65
Х 14,5 +(З.О,89 2) х
. 25
Х 14,2 + (3 .0, 762 2) Х Х 14 5 ]+0 ,355Х
5.] \
Х 14,2 +0,71х 5196(3.0,89 2)
2388(3.0.762 2) Х 2060 . О ,982 Х
Х 679 . О , 932 >< х[ O,39(0,89 ; )
Х [о ,39( О, 762 ; )
(o,8 У+( з з ) +
(0.762 ) 2+
+0,037] O,lI
+(з. ,5 у +0,037]==
==0,085
412 '0*' о. е. ( 11- 197)' . 0,0276.1,38==0,038 0,0144.1,38:=0,0198
Постоянные времени обмоток
4JЗ Tdo' с (11-198) 3,11/(2.3,14-50.0,005)== 2,37/(2.3,14.50)(
==2,0 . Х О ,006) == 1 ,25
414 Т' d, С (11-199) 2,0.0,36/2,868==0,2 1,25.0;49/2,129==0,288
415 Т дdо,. с (11-200) 1 ; 97 +0, 096
2,3,14.50.0,058==0,11
416 Т дqо, С . ( 11 - 20 1 ) 0,9+0,039
2 . 50. О ,051 ==0,00
1,97.0,4 0,096><
417 Т" do, С (11-202) Х ( 1 , 97 O ,4) ,
2.З,14,50.0,058>< О,О4
х (0,4+ 1,97)
418 Т" d, с (11-203) O,O4.0,233/0,49 0,0]9
<
419 Т" с (11-204) 0,06.0,196/1,129==0,01
q,
420 Та, с ( 11 - 205) 0,78/(2.3,14.50)( 0,214/(2.3,14.50)(
Х О ,0276)==0,09 X O ,0144)==0,047
368
11..11. Потери и I(ПД
Основные и добавочные потери в стаJlИ. Основные потери в
стали вызываются основным маrнитным потоком и возникают в
спинке Р cl И зу,бцах Рзl статора. Их определяют по методике, из..
ложенной в 9..9.
Добавочные потери х. х. в стали состоят rлавны обра'30М из
поверхностных потерь. в полюсных наконечниках явнополюсных
синхронных машин и вызываются колебаниями поля в 'Их по..
верхностном слое из..за наличия пазов на статоре. МаrJ:Iитное по
ле колеблется с частотой fЗ==Zlп/60. Эти потери зависят от ам"
ПЛJIТУДЫ колебаний индукции Во (которая возрастает с уменьше..
нием зазора б и с увеличением открытия паза Ь ш ), частоты
колеба,ний fз, толщины ли,стов (из которых соб,раны полюсные
наконечники), их маrнитной проницаемости и удельноrо сопро
тивления.
Амплитуда колебаний ИНДУКЦ1ИИ (Т л)
В о ==Р о k б 8i}.
( 11..206)
.
Здесь O""'" коэффициент, зависящий от отнОшения Ьш/б:
Отноше ние Ь ш / . . . . . . 1 2 3 4 В 1 О 12 14
КОЭффИЦPlеН1 o . . . . . . . . . 0,05 0,11 0,25 0,33 0,.37 0,4 0,43 0,45
Среднее значение удельных поверхностных потерь (Вт/м2),.
'отнесенных к 1 м 2 поверхности полюсноrо наконечника,
рпов===kО(Zlnl.l0 4)1,5(О,lВ()tl)2.
Коэффициент ko выбирают следующим образом:
( 11..207)
Марка стали. . .' 2013
Толщина листа, мм 0,5
I<оэффицие нт k,.. 1 , В
.
2312 2411 Ст3
0,5 0,5 1,0
1,4 1,4 4,5
2,0
7,2
Поверхностные потери машины (Вт);
р пов ==2Р'tаl п рповk п . 1 0 6 ,
( 11..208)
rде "k п в зависимости от формы полюсноf'О наконечника имеет
следующие значения:
Отношение д" /0'. . .. 1
Коэффициент k п . . 1
1 ,5
0,6
2,0
0,5
Основные электрические потери и потери на возбуждение.. 1\
основным электрическим потерям относят потери в обмотке ста-
тора '(Вт)
р м/== m 1 /i r 1 m T + т 1 (/ .H/V 3) 1l r дт т .
24 3255
41
( 11-209)
369J
Потери на возбуждение синхронноц ашины складываются из
потерь в обмотке возбуждения и потерь в щеточном конта:кте. Пе..
реходное падение напряжения в щеточном контакте принимают
paBHDIM 2 В.
Добавочные потери при наrруэке. При наrрузке машины в ста..
J1И и обмот;ке статора возникают добавочные потери, вызываемые
rлавным образом полями рассеяния. Существующие методы рас..
чета этих потерь сложны. Добавочные потери для (Синхронных
машин мощностью ДО 1000 кВ. А соrласно rOCT 11828-----75 при..
,нимают равными 0,50/0 от полезной мощности (для rе'ператоров)
или от подводимой (для двиrателей). При наrрузке, отличаю..
щейся от номинальной, указанные значения- добавочных потерь
пересчитывают пропорционально квадрату тока статора.
Механические потери. Включают в себя потери на трение в
по,ttшипниках, щеток о контактные кольца, вращающихся частей
машины о воздух и на вентиляцию. Потери на трение в подтип..
никах и на вентиляцию (Вт) в наиболее распространенных маши..
нах защ,ищенноrо исполнения со способом охлаждения ICOl при
()тсутствии радиальных каналов '
р' МХ == Р т п + Р вен :::= 8 ( .!!:L ) 2 ( D ) 3
. 1000 10 ;
(11-210)
при наличи радиальных канал в
р' р + Р ----- о 8 ( + '10 ) ( nl ) 2 ( Dl ) 3
МХ Т.П вен ------ ,) 1000 100 .
(11-211)
Потери на трение Щеток о контактные кольца (Вт)
р т .Щ === 2,6/ п. HD 1 n 1 · 1 0 6 .
(11..212)
КПД при номинальной наr"руэке. По.тери и К'ПД синхронных
'машин рассчитывают в последовательности, изложенной в 9..9,
е учетом следующих формул.
Суммарные маrнитные потери (Вт)
Потер'и на возбуждение синхронной
, маШ1ИНЫ при питании от дополнитель..
ной обмотки статора (Вт) I
Добавочные потери в обмотке CTaTO
ра и стали маrнитопровода при на
rрузке:
.для reHepaTopoB (Вт)
для двиrателей
Механические потери (Вт)
Суммарные потери (Вт)
Р а ==РСl+ Р 31+ Р ПОВ
Р П ==I2 п . в ,п + 21 П.П
(11..213)
(11-214)
кпд "при номянальной иаrруэке (О/о)
.370
Р дQб ==0,005Р в (11-215)
Р дQб ==О,ОО5Рв/11' (11-216)
Рмх==Р'мх+Ртщ (11-217)
Рт. == Р сЕ + Р М1 + Рдоб + Р п + Р МХ
(11..218)
== [1 Pr,/(P2H+Pr.)] .100 (11..219)
При меры расчета машин
10. Потери и КПД
.ь
«'
Q)
C1) Условные
Ъ ИСТQtIНЯJ( синхронный reHepaTop СИНХРОННЫЙ Дв.иrатель
0«, обозначения
t::(p.
Q.)
..a
gE-о
.
421 т з !, Kr (9 259) 7,8.42.9,4.25.160)(
ХО, 97. 1 0 6== 11 ,9
422 tЗlmах' ММ (9..128) 3,14(630 2.65)/72==
===33,14
423 Ьзlmах' ММ (9..129) 33,14----14,5==18'64
424 ЬЗlСРt M M (9..130) (13 18,64)/2==15,8
425 т31, Kr (9..260) 7,8.72.15,8.65.385)(
" хо, 95. 1 0 6===211
426 Р 31, Вт (9..250) 4,4.1,742.11,9==160
427 Р 31' Вт (9..251) 3,0.1,522.211==1440
428 m С l' Kr (9..2jl) 7'8.3'14(406----35).35)( 7,8.з,14(850 45)45)(
Х 160 · 0,97 . 1 0---6==5 O Х385. 0,95.10---6==325-
429 Р сl, Вт (9..254) 4,4 .1 ,612.50==570
430 Р Сl , Вт (9..255) 3. 1,52.325 2195
431 ВО, Тл ( 1.1..206) 0,35.1,16.0,73==0;3 О , 5. 1 , ,32 . О , 78==0 ,36
432 Рпов, Вт 1м2 (11..207) 1,8 42'1500.l(r4)1.6X 6( 10---4.72.750)1,1)(
)( ( , 1 . О , 3 · 21 ,4) 2== 12 >«0,1.0,36.27,5)2
==73,8 .
433 Р IIOR, ВТ r
(11..208) 2.2.224,5.0,66Х170)( 2.4.2 7,3.0,66.460><
Х 12 . 1 · 1 0 6 == 1 ,2 )(73,8. 0,6. 10.....6==26'6
434 Pcr., Вт (11..213) 570+ 160+ 1,2==731 2195 14401r26,6==3660
435 Р Мl, Вт (11..209) 3.54,12.0,118.1,38+ 3 . 45 , 5. 1 , 099. 1 ,38+ .
)(3(17,9/ 3) I.O,OO6X 3(193/ 3) 2.0,0023><
)(1,38==1433 Хl ,38) 9540
436 Р П , Вт (11..214) 17,92.1,367.1,38 2)( 19,6 2 .O,154.1,38 1r 2)(
)(17,9==640 )(196==8560
437 Рдоб, Вт (11..215) 0,005.30'103 150
438 Рдоб, Вт (11..216) 0,005.400.103/0,94:2
==2130
439 Р'МХ' Вт (11..210) 8( 1500. 10---3)2)( (286Х
\ Х 10---2) 3==420
440 Р' МХ, ВТ (11..211) 0,8(7 10)(750.1 3)2><
Х (630.10 2)8==1910
441 Рт.щ, Вт ( 11..212) 2,6.17,9.286.1500)( 2,6.19o.630.750.10 6==
, XI0 6==20 ==240
442 Р МХ , ВТ (11..217) 420+20===440 191 0+ 2 O===2150
443 . Pr.' Вт (11..218) 731 1433+ 150+640 3660+954Э 2130+
+440===3400 ..8560 2150===26 000
444 "IJ , 0/0 (11 219) 3400 26 000
( 1---- 30.103+3400 >)( (1 400.1 +26 000 )Х
)( 100==89 , 8 Х 100=== 93 , 9
24* 371
11..12. Характеристики машин
Изменение напряжения re.Hep.aTopa. Повышение напряжения на
зажимах reHepaTopa при переходе от режима с номинальной ,на..
I'рузкой к х. х. при неизменных значениях тока возбу.ждения и
частоты вращения/ выражают в процентах номиiIальноrо напря..
жения:
/1и о /0 == u 10 ....... U lН 100 010. (11-220)
U 1И
- Значение l1и 10 ==Е о определяют по характеристике х. х. при
номинальном значении мдс F п . н обмотки возбуждения, а t'n.H-----
с помощью векторной диаrраммы Блонделя.
Изменение напряжения синхронных явнополюсных reHepaTopoB
мощностью до 1000 кВт в соответствии с [ОСТ 22407 77 !Не
должно превышать 30,%.
Реrулировочные характеристики reHepaTopa. Для построения
реrул!ировочных характеристик, выражающих зависимость J п==
==/{/1) при U 1 ==const и cos cp==const, задаются 'Значениями тока
статора 'От О до 1,2/ 1н И С помощью векторной диаrраммы опре..
.деляют Iсоответствующие токи возбуждения.
Внешние характеристики reHepaTopa. Эти характеристики, вы-
ражающие зависимость U 1 ==f{/I) при /п==сопst и cos cp==const,
MorYT быть построены с помощью реrулировочных характеристик:
В частности, для построения- внешней характеристики при J п.н==
==const и cos cp==oonst две крайние точки, соответствующие и 1в
при /1===/lн И и о при /1==0, уже известны из предыдущих расче..
тов. Промежуточные точки находят по реrулировочным характе..
,ристикам, построенным для значений напряжения и 1Н < и < и о .
U..образные характеристики. Эти характеристики" выражающие
завис'имость /1==f{/п) при постоянной мощности, MorYT быть опре.. '
делены при построении ряда векторных диаrрамм Блонделя при
U==l,O==const и /ICOS cp==const, из. которых для каждоro значе..
ния тока /1 определяют ток возбуждения /п. .
Уrловые характеристики и статическая переrружаемость. Уrло-
вые характеристики синхронных машин выражают 'зависимость
активной мощности от уrла наrрузКiИ е при и 1 === 1 и Eo==const.
Под У2ЛОМ на2РУЗКU е понимают уrол между маrнитной осью по..
люса и осью результирующеrо маrнитноrо поля статора или
между векторами эдс Ео и напряжения и 1 . Приближенно, при..
нимая параметры синхронной маш,ины постоянными, уrловую ха..
.рактеристику м'ожно построить, задаваясь значениями уrла в==
,==О+л при и 1 ==1 по уравнению
,
Р Е' 0* · (j r О 5 i ( 1 1 ) · 2 (j
* == s 1 n u т ' 11 ........................ s 1 n u .
Xd* X q * Xd*
( 11.. 221 )
u При этом ЭДС Е'о* определяют по продолжению прямолиней..
пои части характеристики х. х. при токе возбуждения /п.н* (МДС
F п . в ), соответствующем номинальной наrРУЗ,ке машины.
.372
По уrловой характеристике определяют статическую 'переrру
жаемость синхронной машины. Под статической переrружае-
мостью понимают отношение максимальноrо вращающеrо момен"
та к номинальному. В соответствии с rOCT 183-----74 этот показа-
тель для синхронных двиrателей при tCOS <Рв==0,9 должен быть ;не
менее 1,65.
Если пренебречь активным сопротивлением обмотки статора
и насыщением машины, что представляет я допустимым для рас-
сматриваемых синхронных машин, o статичеСJ<:УЮ переrружае..
мость можно определить, пользуясь соотношениями
S ===Р mаХ * / Р Н * ===М тах ./ МН*
или S ==Е' oo*k p / Xd.COS ери,
rде Е' оо*==Е' о.{ п.н*;
k p ----- коэффициент, учитывающий влияние реактивной мощности,
связанной с различием индуктивных сопротивлений Xd и Xq; В за..
висимости от В он имеет следующие значения:
е, О. е. О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
k p . . . . . I , О 1 ,02 1 ,02 I , 04 I ,07 1 , 1 О 1, 14 1 , 17
При этом
( 11..222)
( 11..223)
( 11.. 224 )
8== (Xd*-----X q *) / (Е' oo.Xq.). (11..225)
Рабочие характеристики двиrателей. Характеристики, выража-
ющие зависимость Р 1 ., 11*, COS ер, 1) и М.. от полезной мощности
Р2 при U 1 *==I==const и Iп.н*==соnst, можно получить, пользуясь
U..образными характеристиками, построенными для ряда значе-
ний мощности Рl*, ИЗ которых при Iп==/ п . н находят значен,ия то-
ка 11, а затем определяют cos ер===Р 1 / (ml и l / 1); P2===PI-----P ; '1==
===P 2 /P 1 ; M===P2/ Q l. Здесь P:E-----суМмарНые потери в машине в
рассматриваемом режиме работы; Ql==2nпj60. -
Отношение KopOTKoro замыкания. Важным показателем свойств
синхронной машины является отношение KopOTKoro замыкания
(ОКЗ), представляющее собой отношение тока возбуждения /по,
соответствующеrо номинальному напряжению при х. х., к току
возбуждения ./п.к, соответствующему номинальному току статора
при ero к. з., т. е. .
ОК3 современных ЯВНОПО v 1ЮСНЫХ синхронных машин мощ"
ностью ДО 1000 кВт находится в пределах 0'45-----0,85.
Увеличение воздушноrо зазора приводит к повышению u.кЗ.
и устойчивости. работы синхронной машины при колебаниях на..
rрузки, но вместе с тем ведет к РОСТУ ее массы и снижению ис-
пользования активных материалов.
Значение ОКЗ может быть определено по формуле
ОКЗ===Е' 0*/ Xd*. (11..227)
Значение Е'о* (о. е.) определяют по прямолинейной характе-
ристике, совпадающей с начальной ПРЯМолинейной частью харак"
теристики х. х. при I по == 1; Xd. ----- ненасыщенное зна чение синхрон"
Horo индуктивноrо сопротивления по продольной оси (о. е.).
о К3 ==1 по/ 1 П.к.
I
( 11..226)
373
Токи KopoTKoro замыкания. Показателями, характеризующими
работу синхронной машины в аварийных ситуациях при к. з., яв"
ЛЯЮТСЯ кратность тока к. з. при номиналвном... возбуждеции и
ударный ток к. з. Их используют при расчетах тепловоrо и меха-
ническоrо воздействия ITOKOB к. з. на обмо ки статора и друrие
элементы КQНСТРУКЦИИ синхронных машин.
Кратность установившеrося тока к. з. определяется соотно"
шением
/ кl / lН==ОКЗ 1 П.н*.
( 11..228)
Наибольшее MrHOBeHHoe значение тока трехфазноrо KopoTKoro
замыкания на выводах машины при напря)кении х. х. и 1 ===I,О5и 1в
называется ударным
i уд * ==1 уд! СV2/ 1и ) 1,89 / x . (11..229)
Здесь /п.н* и X"d* выражены в относительных единицах, при
этом 1 п.н*===F П.Н*.
Пусковые характеристики двиrателей. Пусковые свойства сии-
xpOHHoro двиrателя характеризуются tIачальным пусковым мо-
ментом (при ,8== 1), входным моментом (при s===0,05) иначаль..
ным пус овым током статора. Эти показатели зависят от выбора
конструктивных параметров и материала пусковой клетки. Уве-
личение сопротивлений пусковой клетки путем замены меди ла-
тунью приводит К по ышению начальноrо пусковоr,О момента и
некоторому снижению входноrо момента. .
В соответствии с [ос'[ 18200 79E синхронные двиrатели
u u .
должны допу.скать прямои асинхронныи пуск при номинальном
напряжении сети. При этом отношение начальноrо пусковоrо МО"
мента к номинальному не должно быть меньше 0,8, а отношение
начальноrо пусковоrо тока к номинальному не ДОЛЖно превы-
шать 7,0.
. Точный расчет пусковых характеристик связан со значительными
трудностями, 'поэтому на практике применяют упрощенные ме..
тоды, позволяющие получить приемлемые по точности результаты.
. Расчеты выполняют в относительных единицах с использованием
комплексных чисел (для упрощения «звездочка» В формулах
обычно применяемая для обозначения относительных величин,
опущеца) .
Пусковые хар т{теристики явнополюсных синхронных двиrате-
лей рассчитывают в такой последовательности (для значений
скольжения 8== 1,0 и 8==0,05).
Приведенное сопротивление обмотки
озбуждения (о. е.)
Приведенное сопротивление демпфер..
ной обмотки: по продольной оси
(о. е.)
по поперечной оси
Проводимость обмотки статора по
продольной оси (о. е.)
r'пс , rп.(l+k т )/s
(-11-230)
(11..231)
rдdс==fдd/ S
fдqс==rдq/S
. 1 ..
У ad == ---- j ............... == --- j ь ad
xad
( 11..232)
( 11..233)
374
Приведенная ПРОВОДИМОСТЬ обмотки
возбуждения (о. е.)
Приведенная проводимость успокои"
тельной (пусковой) обмотки по про..
дольной оси (о. е.)
полная приведенная проводимость по
продольной оси (о. е.)
олное пр'иведенное сопротивление по
продольной оси (о. е.)
Проводимость обмотки статора по по..
перечной оси (о. е.)
Прив'еденная проводимость пусковой
обмотки 1110 поперечной оси (о. е.)
Полная приведенная проводимость по
попереЧ1..l0Й оси (о. е.)
Полное .приведенное сопротивление по
поперечной оси (о. е.)
Пусковой ток статора: прямоrо еле..
дования (о. е.)
обратноrо следования
Полный пусковой ток статора (о. е.)
Активная составляющая
тока статора прямоrо
(о. е.)
Пусковой момент (о. е.)
пусковоrо
следования
, .
, пс IХ па
У ПС == , 2 2 ===gПС jЬ пс (ll.. 34)
'ПС +х па
r дdс ...... j"дd
У дdс == ' 2 + х,2 d gдdс ......,.. jЬдdс
I дdс Д
( 11..235)
У' dc==Y аtl+ У пс+ У Д4с==gdс+jЬdС (11-236)
Z dc == / .Х,. + gdc + jbdc , + J ."
w 2 + Ь 2 ---- dc dt:
g dc dc /
( 11..237)
У · 1, . ь
aq == ---- 1 ............... == .....] а q
X aq
( 11.. 238)
r дqс ---- j х,дq . ____ g ....... j ь ( 11.. 239 )
У nqc == 2 + 2 qc qc
r д.qс Х дq
Y qc == у aq+Y дqс==g' qc+jb' qc (11-240)
I
, + . Ь '
g qc J qc
z.qc=:jxa+ (g'qc)2+ {b'qC)2 ----
== rqc+ jx qc (11 241)"
С} ( r dc ---- jXdC + ' qc ---- j X qc ) ==
/' ..... :1 2 2
....... 2 ,2 dc + Х dc , qc + Х qc
== [(gdc + gqc) j(bdC+bqc)]
(11..242)
и ( ' qc ---- jxqc , dc ---- jXdC )
, 1" ---- ............... 2 2 + 2
..... "...... 2 ,2 qc+X qc r dc Х. dc ==
== [(gqc gdc) j(bqc bdC)]
( 11..243)
(11..244)
[ПУСК == v (/' )2+ (/") 2
и
J' lа == 2 (gdc + gqc)
(11..245)
1
М ПУСК == UI' la
- COS 'н
(11..246)
Здесь k r == 8+.15 отношение добавочноrо сопротивления цепи возбуждения
к сопротивлению обмотки возбуждения при пуске.
375
При меры расчета машин
tt. ХараК1'еристики машин
После- .
ДOBa ' Условные
теЛЬ- обозначения Источник СИНХрОflНЬ reHepaTOp Синхронный двиrатель
НОСТЬ
расчета
445 ди н. 0/0 (11..220) 1 ,2 1,0
1, О 100==20 .......
446 ОК3, о. е. ( 11..227) 1, 13/2,868===0,4 1 , 12/2, 129==0,53
447 J к/ J lН' о. е. (11..228) О , 4 . 3 , 8== 1 , 52 О , 53 . 2 , 98== 1 , 58
448 i уд *, о. е. (11 229) 1,89/0,36==5,3 1,89/0,233==8,1
449 E' 00*' о. е. (11..224) 1 , 13.3,8==4,29 1 , 12. 2 , 98== 3, 34
450 (11..225) 2 , 868----1 , 198 0,32 2, 129 1 , 129
е 4 ,29. 1 , 198 3,34.1,129 ==0,26
451 (11..223) 4 , 29. I , 045 1,95 3 , 34. 1 , 03 1,8
s, о. е. 2,808.0,8 2, 129. О , 9
452 Е' 0.' о. е.
453 Е' е*, о. е.
454 Р., о. е.
Уrловые характеристики
рис. 4,2
11..15, а
рис.
11...15,6
(11..221)
3,34
:: 9 sin в+о,5Х
х ( 1 , 29 2, 29 ) Х
Xsin 28== 1,57 sin 8+
+0,2 sin 28
4,2
2,868 sin 8+0,5Х
Х ( 1, 98 2, 68 )X
Xsin 28== 1 ,46 sin 8+
..t-O .24 sin 28
По уравиеНIIJfМ (11..211) построены уrловые характер стики, приведенные на
рис. 11..24.
455
456
457
,
'пс, о. е.
'дdс, о. е.
r дqс, о. е.
а)
М,О.
1,5
Пусковые характеристики при 8==1
(11..230) 0,006(1+14)/1==0,09
( 11 .. 23 1 ) О , 058/ 1 == О ,058 ,
( 11 .. 232) О , 051 / 1 :=:: О , 051
м,о.I
1,0
.0,5
о
1.,5
1,0
0,5
Рис. 11..24. Уrловые характеристики reHepaTopa (а) и двиrа..
теля (6) к примерам расчета
376
Продолжение
После-
дова- Условные
тель- обозиаченRSI Источн:и.к Синхронный rеиератор сlпIxроdный Двиrатель
ность
расчета
1
458 У ad, о. е. ( 11.. 233) j 1, 97 == ---- j о , 51
459 У пс, о. е. (11"234) 0,09 jO,4
0,092+0,42 ===
==0 , 535---- j 2 , эв
460 У дdе, о. е. ( 11..235) 0,058 jO,096
О ,0582+0,0962 ==
у, ==4, 61----j7, 63
461 de, о. е. (11 236) jO,51+0,535 j2,384r
+4,61 j7 ,63==
==5, 145 jlO,52
462 Zde, о. е. ( 11 237) . 5,145 jl0,52
10,159+ 5,1452+ 10,522 ==
==0,037+jO,082
463 у aq' о. е. (11..238) . 1 '1
----/ 0,9 ==---1 .,11
464 У дqе, о. е. (11..239) 0,051----jО,039
О, 051 2 4rO, 0392
,
==12, 14 j9,28
465 у, 9 С ' о. е. ( 11 .. 240) jl,II+12,14 j9,28==
== 12 , 14 ---- j 1 О , 39
12, 14---- j 1 0,39
466 Zqc, о. е. (11-241) jO,159+ 12,142+ 10,392
== О , 047+ j О, 12
467 If, о. е. ( 1.1-242) ( O,037+iO,082 +
2 0,0372+0,0822
O,047+iO, 12)
+0,0472+0,122 ==
== 1 , 15+ j6 , 14
468 1" ( 11 -243) ( O,037+iO,082
, о. е. 2 0,0372+0,0822
O,047+iO, 12 )
0,0472+0,122 ==
==0, 12+i 1,98
469 [пуск, о. е. (11-244) V (1, 15+j6, 14) 2+ -+
-+ + ( О, 12+ j 1 ,98) 2==6 , 54
470 [' la, о. е. ( 11-245) 1 , 15
471 Мпус , о. е. (11-246) . 1 . 1 , 15/0, 9== 1 ,27
Аналоrично рассчитывают пусковые характеристики для s==
==0,05
377
11-13. Тепловой и вентиляционный расчеты
Тепловой paClleT синхронных машин. Расчет ПРОВОДИМ по упро-
щенной методике, ,изложенной в 5..3. Конструктивное подобие
статора синхронных и асинхронных машин позволяет при тепло-
вом расчете обмотки статора воспользоваться 'указаниями и ме-
тоди ой, изложенными в ' 9..13, кроме формулы (9..378), которая
позволяет определить потери в обмотке статора при максималь-
ной допускаемой температуре, но без учета дополнительной об-
.мот и. Потери в основной и дополнительной обм'отках статора
(Вт)
P I == m 1 т; [/;1/'1 + (1 п.н/V 3) 2 r д]. (11-247)
Следует также иметь в виду, что расчет потерь в обмотке
. ротора следует производить по (11...214), а потерями в демпфер-
ной обмотке, возникающими в результате пульсаций маrнитноrо
fJOTOKa, а также при переходных режимах, можно пренебречь.
Тепловой расчет обмотки возбуждения проиэводят аналоrич-
но -тепловому расчету обмотки возбуждения добавочных полюсов
маш-ин постоянноrо тока в такой послеДQвательности.
Условная поверхность охлаждения SП2==2рlср.пПп (11 248)
мноrослойных ка тушек из изолиро
ванных Пр0130ДОВ (мм 2 )
То же, однослойных катушек обмотки SП2::=2рi ср . п h и (11-249)
из неизолированных проводов, намо-
танных на ребро (мм 2 )
Удельный тепловой поток от потерь рп==kРri/SП2 (11 250)
в обмотке, отнесенных к поверхности
охлаждения обмотки (Вт /мм2)
Превышение температуры наружной Аtп.п==рп/ат (11-251)
поверхности охлаждения обмотки
(ОС }-
Перепад температуры в наружной и Ь и . п
внутренней изоляции мноrослойных дt и . о == Рп ( 11 252)
катушек из изолированных проводов Л*В
(ОС)
Ср.еднее превышение температуры об- tВ2т= t'п+'l1tи.п (11 253)
мотки: над температурой воздуха
внутри машины (ОС)
над температурой наружноrо охлаж дt п ==l1i' п +l1t B (11 254)
дающеrо воздуха ( C)
Здесь П n пери метр поперечноrо сечения условной поверхности охлажде-
ния катушки, 'М'м; h и ---- .высота однослойной катушКlИ, мм, Ь и . п ширина катуш-
КИ, значение КОторой определяют из эскиза размещения обмоток в междуполюс-
нам окне, мм; k из Э 10-16; ,ат КОЭффИЦlИент теплоотдачи катушки:
Конструкция полюсной катушки. .. однослойная мноrослойная
Зависимосrь а. т === f (v 2 ), Вт/(мм 2 ОС) а j ==(з,О+О,42v 2 )Х а. т ===(2,6+0, 19v 2 ) Х
XI0 5 ХI0--&
Ь и . п 0,2 мм ---- односторонняя толщина изоляции катушки; л'эив == 16 Х
Х 1 O 5 ВТ/ (мм 2 . ОС) эквивалентный коэффициент теплопроводности' изоляции
(включая в'оздушные прослойки) .
378
Среднее превышение темпера.туры обмоток не должно быть
больше допустимых значений для ПрИНЯТОl"'О класса наrревостой"
кости изоляционных материалов синхронной машины.
Вентил ционный расчет. Синхронные машины рассчитывают в
соответствии с соображениями, изложенными в 5..3. Эти маши..
ны выполняют самовентилируемыми при h 315 мм с аксиаль
ной, а при h>315 мм 1C радиальной системой вентиляции.
В маpIинах небольшой мощности вентилятор насаживают не-
посредственно на вал, а ПРJI больших мощностях вен илирующие
лопатки крепятся к ротору.
При аКlсиальной системе вентиляции с центробеж ным вентиля
тором расчет производят, как для машин постоянноrо тока. l1ри
этом значения эквивалентноrо аэродинамическоrо сопротивления
воздухопровода Zl,приведены ниже:
р 2/ п l'
Вт/об/мин 3 5 10 25 100 250 1000 2ХI0 3 5ХI0 3 1 ХIО4 .
21' Па.е 2 /м 3000 1750 1100 500 150 80 25 10 4,5 2,3
В (10 382), (10..383) и (lO..?84) следует вместо D 1 подставлять
знач-ение наружноrо диаметра сердечника статора D и1 .
Расчет при радиальной iCиетеме вен:rиляции производят, как
д я асинхронных ДБиrателей.
При еры расчета маmин
12. Тепловой и вентиляционный расчеты
После..
дова- Условные
тель.. обозиаqения Источник
НостЬ
расчета
472
P'Mt, Вт
(11..247)
473 Р п; Вт (11.. 14)
474 SJJJ., мм! (9..379)
475 ....-, П t , ММ . (9.. 381 )
476 П 1 , мм (9..381)
477 SМП1' мм 2 (9..382)
478 S Лl' мм2 (9 383)
479 SMam, мм2 (9..384)
480 Рпt, ВТ /Мм 2 (9..386)
Синхроннь reHepaTOp
СинхронНЫй Двиrатель
Тепловые расчеты
Обмотка статора
3.1,48[54.12.0,118+
(17,9/ :3)'.O,006]==
== 1535
17)92.1,367.1,48 r2><
X17,9==684
3, 14. 286. 160== 1 , 44. 105
2,25+12,7+15,7==78;4
2(65+14,5)==159
42.78,4.160==5,27.105 72.159.445==50,94.105_
4.3,14.286.88==3,16.105 4.3,14.630.162==12,82'106
3,14.406(160+2.88)== 3, 14.850(445+2.162)
===4,26. 105 ==20,3. 105
2.160 ) 2.445
о,84( 1535800+606 О, 78( 10390 17760+
1 ,44. 1 ОБ 7 ,62Х
==6 , 75 . 1 0 3 +4297)
--+ 9 , 73. 10---3
ХIО Б
3.1,48[45,52.1,099+
+ (196/У3) 2. 0,0042]==
== 10390
1962.0,154.1,48+2)(
Х 196== 9240
3,14.630.385==7,62.106
-+
379
Продолжение
После-
дова- УСЛО1ные
телt-- обозначения Источ ии: К
ностЬ
расчета
481 РиП1, Вт /мм 2 (9-387)
482
РЛl, ВТ /мм 2
483 V!, м/с
484 дt и1 , ос
485 дt нП1 , ос
(9-388)
(9-389)
(9-390)
(9-391 )
"
486 Ь И1 , ММ 9-13
487 дt и . п1 , ос \ (9,:- 392)
488 дt л1 , ос . (9-393)
489 tи. Лl' ос (9 394)
.
490 дt и . л1 , ос (9-395)
..
491 дt' ос (9-396)
l'
492
р' t' Вт
493 дt'O, ос
.
494 b-t 1 , ос
495 SП2, ММ
496 SП2' :мм 2
497 рп, Вт fMM 2
498 (ХТ,
ВТ / (мм 2 . ОС)
499 дt пп , оС
380
(9-397)
(9- 399)
(9-400)
Синхронньrn rенерзтор
1535.2.160/890
5 , 27 . 105
=== 1 , 05. 1 о з
1535.2.284/890
3, 16. 105 :::
===3, 1. 10 З
3, 14. 284. 1500
60000 22,3
6,75. 10 З / (16. 10 5) ==42
( 0,4
1 ,05. 1 о з 16. 1 o & +
( 12, 7+ 15, 7) )
+ 16. 120. 10---6 ==4,2
СинхроННЫЙ двиrатель
10 390.2.445/1776
50 ) 94 . 105
=== 1 · ] о з
10 390. .445/1776
12,82. 105
===3,94. 10 З
3. 14 . 625 · 750
60000 24,5
9, 73. 10--- З / ( 14. 1 0 6) ==
===69,5
(14,5 2.4,75)/2==2,5
1 . 10---З. 2 , 5
16. 10.....5 15 , 6
3,1 . 10--- З / ( 16. 10 5) ===20 3,94, I О---З / (14. 10---3) ==28
( 0,4
3, 1. 10 З 16. 10---Б
25
+ 12. 120. ] o 5 13, 1
3, 94. 10---3. 2 , 5/ ( 16Х
ХI0 б)===61 ,6
2.160 2.445
(42+4,2) 890 + (69,5+15,6) 1757+
.,
-" 2 . 282 2 · 436
+(20+13,1) 890 37,6 +(28+61,6) 1757 88
( 2. 160 . ) ( 2 . 445
0,84 1535 890 +731 + 0,78 10390 1757+
2.282 ) 2.433,5
+1535 890 +722+441+ +3660 + 10390 1757 +
+150==3360 +7227+2108+1800==
=== 23 220
3360/(4,26.105. 125Х 23220/(20,3.1О5.150Х
Х 10 5) ===6, 2 Х 10--- б )===:&rв
37 ,6+6,2===43,8 88+1 , 6==95,6
Обмотка возбуждения
(11-248) 4.623.53===13,2.104
(11-249)
(11-250)
9 11-13
(11-251)
8.1226.74==72,5.10
0,9.684/(13,2.104)== 0,9.9240/(72,5.104)==
===47. 1 0 4 === 115. 10---4
(2,6+0,19.22,3) .10---5== (3,0+0,42.24,5) 10--- 5 :=:
===6,8.10 5 ==13,3.10 5
47 . 10......4/ (6 , 8. 1 о...... 5) === 69 115. 10---4 / ( 13, 3. 10---6) ==
===86,5
п родолженUI!'
После..
дова- Условные
тель- обозначения ИСТОЧНИК СИНХРОНИЫЙ [е н ератор СИИХРOlШЫЙ двиrатель
ность
расчета ..
т
500 !::.t ип , ос (11..252) 47 . 1 o 4.. 0,4/ ( 16. 1 0 5) ===
=== 12
501 дt' ос ( 11..253) 69+ 12==81 86,5
П'
502 дt п , ос (11..254) 81+6,2 87 86,5+ 7 , 6===94
Вентиляционный расчет. Принят а система вентиляцпи:
I аксиальная радиальная
503 V B , м8/с (5..28) 3360/(1100.2.6,2)==0,24 23220/(1100.2.7,6)==
== 1 , 37
(5..40) 4 /С 5О У
504 k 1 3,5V 1000 (6.10+
(5..39) + 100) . 1 o 2===4 , 5
505 V'Bt м3/ с . 4,5(625/IOO)2.10 2==
== 1 , 76
Н, Па ( 750 ) 2 ( 625) 2
506 (5..41) 7,85 1000 100 ==173
507 Zl' 11..13 600
Па. с 2 /м 2 (10..382) 0,85.406==345
508 D BeH2 , ММ
509 D-яеНl, ldM ( 10..393) 0,65.406==265
510 lл, мм ( 10..384) О, 12.406==50
511 N л ( 1 О.. 385) 345/20==17,25
512 N л 10..16 17
513 v веи2 ' м/с (5..34) 3, 14. 345. 1500 I (6. 104) ==
=== 27
514 v веи1 ' м/с - ( 5.. 35 ) 3, 14. 265. 1500/ (6. 104) ===
21
515 Но, Па (5..33) 0,6.1,23(272 212)==212
516 Sвеи' м 2 (5..37) 0,92. , 14.345.50. 1 0 6==
==0,05
517 V втах' м 3 /с (5..36) 0,42.27.0,05==0,57
518 V 8' м 3 / С (5..38) 0,57Х
V 212
Х 212+600.0,572 ==
==0 , 4
519 Н, Па (5..39) 212.600.0,572
212+600. О, 572 102
9 11..14. Масса и динамическ е показатели
До разработки рабочих чертежей массу машины можно оп ре..
делить по риближенным формулам в такой ос едовательности:
,
Масса стали сердечника статора (Kr) тсЗI; == т З1 + т С1 (11..255)
Масса стали полюсов (Kr) mсп==7,8.10 6kсlп(Ьпh'п+k}{Ьп.пhп.п)2р
. (11-256)
381
Масса конструкционных материалов
(кr)
Масса машины (Kr) lп маш === тс!: + m Mt + m и + т к ( 11..265)
При РИl<520 мм следует принимать А==1,25 и B=== 300; при DИl 520 мм
А == 0,32 и В:==: 400; k и :==: 0,8 при традиционной и k и == 0,7 при rреб нча той кон-
cTpyKции полюсных наконечников; с п ==2......... количество перемычек демпферной
обмотки на 1 па ру полюсов. ./ .
Важным параметром синхронной машины является динамиче..
ский момент инерции ротора !и.д. Требования к !и.д определяются
назначением и условиями работы синхронной машины. В маши-
нах, предназначенных для работы в дизель-rенераторных установ-
ках с широким изменением наrрузки, желательно иметь повышен..
U u
ныи динамическии момент инерции ротора, а в двиrателя , пред-
назначенных для работы в услов ях частых пусков, динамиче..
ский момент инерции ротора должен, быть минимальным.
При расчете динамическоrо момента инерции ротор синхрон"
,НЫЙ машины разделяют на основные эл:ементы и для кажд()rо из
них опредеJ.IЯЮТ значение !и.д. Расчет выполняют так:
Радиус инерции полюсов с катушка.. Rп.ер::::20,5[(0,5D2 1 +(0,85+0,96) (0,5DZ+
ми (м) . +h C2 ) 2] .-1 0 6 (11-266)
Динамический момент. инерции полю.. ! п === (тс.и +.тм:п + тм.д) 4R2 п . ср (11 267)
сов с ка тушками (Kr 1м2)
Динамический момент инерции сер-
дечника ротора (Kr JM 2 )
Маоса вала (Kr)
Динамический момент инерции вала
(Kr. м 2 )
Суммарный динамический момент
-инерции. ротора (Kr ,м 2 )
Здесь с коэффициент (для машин с демпферной обмоткой с===О,85; без
демпферной обмотки с == 0,96) .
Для сравнения основных технических показателей спроектиро-
ванных машин с показателями аналоrичных отечественных машин
можно воспользоваться данными, приведенными в каталоrах.
Кроме Toro, может быть произведена общая оценка техниче..
cKoro урrОВНЯ- спроектированных машин по обобщенному показате-
лю Э, который рассчитывают' в соответствии с ,материалами rл. 7.
Масса стали сердечника ротора (Kr)
Суммарная масса активной стали ста-
тора и ротора (Kr)
Масса меди обмотки статора (Kr)
acca меди обмотки возбуясдения
(Kr)
Масса медИ демпферной (пусковой)
обмотки (K )
Суммарная масса меди (Kr)
Суммарная масса изоляции:
при и ::::;;660 в (Kr)
при U 6000 В
382
m C 2==6,12k c .10 611 [(2,05hc2+D2)2 D'2]
( 11..257)
(11 258)
nZct == т сзt + m сп + т С2
тMl==8,9.10 Bтl (alw1lcptSo+
+а д Wдlср.д.Sэф.д)
тм.п по (11-156)
(11-259)
т м . д ==8,9 .10 6. 2p(N' 28[' ст+Ь' и.пSс+
+0,6s с С п ) (11..260)
111 м!: == nZI\l1+ты.п+тм.д (11 261)
т п === (з,8D '15 +0 ,2D и1 1 t ) 10 4
n1. и 7:: (6,6D i5 + 0,6D и1 1 1 ) 10 4
m и ==АD и1 +В
(11 262)
( 11 263)
(11-264 )
! с2 == 0,5тС2.1 0 6 [ (0,5D 2hc2) 2
(0,5D2)2]' (11-268)
т в ::;:: 15.1 0 611D22 (11-269)
J в == 0,5m B O,5D2 2 . 1 0 6 (11..270)
J п.д==! п+l c ! (11-271)
"римеры расчета машин
13. Масса и динамический МоМеНТ инерции
.ь
«s
C!)
Е-С!) Условные
::r Источник Синхронный reHepaTOp СинхроННЫЙ двиrатель
с:ос) обозначения
O
a:{Q.
<U"Q
5t
о
Масса
520 т c1I ' кr (11..255) 11 ,9+50==61 ,9 211 +325==536
521 т сп , кr () 1-256) 8. 10---6. О , 97Х 170 (78Х 7 , 8 . 1 0 6 . О , 98 · 460 (85Х'
)(65.0,7.162.28)4==42,4 )(103. ,8,170.30)8==
== 361
522 т с !, кr (11-251) . 6, 12 . О , 97 · 10--- 6 Х 6, 12 . О , 98. 1 (}--'6 · 46ОХ
)(1701(2,05.13+72) I X[(2,05.88 184)1----
. · 722I==4,6 1 842] ===273
523 т cI , кr (11-258) 61,91r42,4 4,6==108,9 536 3611r273==1170
.524 т М l, кr ( 11-259) 8 , 9. 10---6 · 3 ( 1 · 70Х 8, 9. 10---6 · 3 ( 1 · 360. 1776Х
)(890.9, 234 1r 2.7.890)( Х5, 1+4.3.1776.5, 1)(
Х9,234)==18,4 - Х2) === 180
525 тм.д, Kr (11-260) 8,9. 10---6.8 (7. 78,5. 495+
+ 170. 199, 1 + 1 ,2Х
ХО,5 .199, lХ2)==21,8
526 тму" кr ( 11 - 261 ) -18,4+27,7==46 180 146+21 ;8==347,8-
527 т и , кт' (11-262) (З,8.406 1 ,6+0,2.406Х
Х160) 10 4==4,4
528 mИt кr (11-263) ( 6 t 6 . 8501, &+0 , 6 . 850Х
Х445) 10---4==39
529 тк, кr (11-264) 1,25'406----300==207'5 0,32. 850 400==672'
530 т маш , кr (11-265) 109,9+46+4 ,4+207 , 5== 1172 348 39 672==
. ===367 ==2230
Динамический МОмент инерции ротора
531 R п . ср , м (11 266) О ,5[(0 ,5.286)1 0,96X O,5[(0,5.630)2 o,85><
>«О,5.72 IЗ)2].10""6== X(0,5.184+88)I]X
==0 , о 115 )( 1 0 6==0, 063
.
532 J п , Kr.M 1 ( 11 - 267) (42,4 1r 24,6).0,0115== (36J 145 21,8)><
==0 , 77 Х 0,063===33,47
533 J CI ' кr.M 2 ( 11-268) О , 5 · 4 , 6. 10---6] (О , 5Х О, 5. 233,4.10 61 (0,5Х
)(721r13)2 (0,5.72)2== )(184+88) 1+ (0,5Х
==0,01 ХI84)2==4,77
534 тв, кт ( 11-269) 15.10---6.160.722==12,5 15. 10---6.445. 1841==226
535 18' кr.MI (11..270) О , 5. 12, 5 · 10---8 ( О , 5)( О , 5 . 226 · 10---6 ( О , 5Х
Х 7 2)2==0,01 Х184)2===0,96
536 l и . д , Kr.M 2 ( 11.. 271) " 0,77 O,Ol O,Ol==O,79 33,47 +4, 77 O, 96==39,Z
383
.
ПРИJlОЖЕНИЯ
При п о ж е н и е 1. Диа тры и п JIощади поперечноrо сечения
круrJIЫХ меднЫХ ПРОВОДОВ
а) Провода марок ПЭТВ, ПЭТ..155, ПСД, ПСДК, ПСДТ, ПСДКТ
,
о. о.
Диаметр (мм) изолирован- ДиаметР (мм) ИЗОJYирован-
Q) Q)
Horo провода марКИ :а Horo провода марки
Cl3 0 Площадь Cl30 Площадь
f-o =f-o
поперечно- а:{0 поперечно-
1 ro сечения ==- ro сечения
неизолиро- .... :a неизолиrо-
..,аa:l a 8=s
8... BaИRoro вaaнoro
tr.) (-ос t::: О. .. tr.) (-ос
tI::=«S провода, tr.) cv=«s про вода , tr.)
ag CQ"7 (-ос :cr:::e::( t:a"7 (-ос :::G'
мм 11 OO ММ 11
f--e(-OC t:{t:{ h( fЗ. ('I)a:I (-ос (-ос t:{t:{ 5f t:{
0 8 @@ uu u 0=0 @ ЕНЗ u
:I:aJo. [::а:: t::: t: ::x::dJo. t:: t:
::d= :Се
fl
(),06 0,00283 0,080 0,67 0,3530 0,730 0,93 0,87 0,84
0,07 0,00385 0,090 0,69 0,3740 0,750 0,95 0,89 0,86
{),08 0,00503 О , 100 0,72 0,4070 0,780 0,99 0,94 0,90
() ,09 0,00636 О, 110 0,74 0,4300 0,805 1 ,01 0,96 0,92
(),10 0,00785 0,122 0,77 0.4660 0,835 1,04 0,99 0,95
0,11 0,00950 О, 132 0,80 0,5030 0,865 1,07 1,02 0,98
(), 12 0,01131 О , 142 0,83 0,5410 0,895 1 , 10 1,05 1 ,01
0,13 0,01327 о, 152 0,8q 0,5810 0,925 1 , 13 1,08 1 ,04
0,14 0,01539 о, 162 0,90 0,6360 0,965 1 , 17 1, 12 1 ,08
(),15 0,01767 о, 180 0,93 0,6790 0,995 1,20 1 , 15 1, 11
0,16 0,0201 0,190 0,96 0,7240 1 , 025 1,23 1, 18 1 , 14
0,17 0,0227 0,200 1,00 0,785 1 , 080 1,29 1,23 1,20
'0,18 0,0255 0,210 1,04 0,849 1,120 1.33 1,27 1,24
{),19 0,0284 0,220 1,08 0,916 1,160 1 ,37 1 ,31 1,28
0,20 0,0314 0,230 1 , 12 0,985 1 , 200 1 ,41 1,35 1,32
(),21 0,0346 0,240 1, 16 1 ,057 1 , 240 1 ,45 1 ,39 1,36
0,23 . 0,0415 0,265 1,20 1,131 1 , 280 1 ,49 1,43 1,40
0,25 0,0491 0,285 1,25 1 ,227 1 , 330 1,54 1 ,4 1,45
() , 27 0,0573 0,305 1,30 1 , 327 1 , 385 1,59 1,53 1,50
i() , 29 0,0661 0,325 1,35 1 , 431 1 , 435 1',64 1,58 1,55
0,31 0,0755 0,345 0,55 0,50 0,46 1,40 1 , 539 1 , 485 1 ,69 1,63 1,60
() , 33 0,0855 0,365 0,57 0,52 0,48 1,45 1 ,651 1 , 535 1,74 1 ,68 1,65
0,35 0,0962.. О , 390 0,59 0,54 0,50 1,50 1 , 767 1 , 585 1,79 1,73 1,70
0,38 О, 1134 0,420 0,62 0,57 0,53 1,56 1,911 1 , 645 1,85 1,79 1 ) 76
(),41 О, 1320 0,450 0,65 0,60 0,56 1,62 2,060 1 , 705 1 ,91 1,87 1,86
,0,44 О , 1521 0, 80 0,68 0,63 0,59 1,68 2,220 1 , 765 1,97 1,93 1,92
(),47 О , 1735 0,510 0,71 0,66 0,62 1,74 2,380 1 , 825 2,03 1 ,99 1,98
0,49 о, 1886 0,530 0,73 0,68 0,64 .. 1,81 2,570 1 , 905 2,10 2106 2,05
0,51 0,2040 0,565 0,77 0,71 0,68 1,88 2,780 1 , 975 2,17 2,13 2,12
0,53 0,2210 0,585 0,79 0,73 0,70 1,95 2,990 2,045 2,24 2,20 2,19
{), 55 0,2380 0,605 0,81 0,75 0,72 2,02 3,200 2, 115 2,32 2,28 2,27
Q,57 0,2550 0,625 0,83 0,77 0,74 2,10 3,460 2,200 2,40 2,36 2,35
{),59 0,2730 0,645 0,85 0,79 0,76 2,26 4,010 2,360 2,62
0,62 0,3020 0,675 0,88 0,82 0,79 2,44 4,680 2,540 2,80
,0,64 0,3220 0,700 0,90 0,84 0,81 2,63 5,430 2,99
384
Продо/ же!iuе прuлож. 1
ос
f-o
4)
:е
o
::S:t...
а::{0
ПЛощадь
поперечно
Диаые-rр (мм) изоли{:ован-
Horo ПРО80да марК:И
о.
f-o
(],)
)1
«10
::S:t...
I::{O
Диаметр (ММ) изолирован-
Площадь Horo . про вода маРR:И
поперечно-
- f.S:
11 ro сечения rO сеч ения
неизолиро- Ш неизолиро- .
.ao:.s BaHHoro
.сО) В8 HHoro r::: о. .. 11:)
1=: о. .. 11:) Е--с «I:S:«I провода, \D f--e
«I:S::«I провода , 10 eJ::1::{ Е--с
, a::{ fЗ Е--с 00 М:\1 2 t:a"';'
gi мм 2 t:::[t:{ h( g (I):t @ t:{t:{ t:{
0::S:0 u
0::S:0 @е u Z g. t:::
з::(1)Ос t:
==
2,83 6,290 3,19 ---- 4,10 13,20 4,48
3,05 7,310 3,42 4,50 .. 15, 90 4,88
3,28 8,450 3,65 ......... 4.80 18,10 5,18
3,53 9,790 3,90 5,20 21 , 24 5,58
3.80 11 , 34 ....... 4, 17
\
б) Про вода марки ПЭТ ..200
Дию.1етр НО lИнальный ПЛощадь
Номинальный Площадь поперечноrо Диаметр изо..
диаметр поперечиоrо изолированно- диаметР не- сечения не- лирозанноrо
иеизолирован- сечения неизо- ro провода изолирЬванно- из оли рованно- провода марl<И
Horo провода , лированноrо марR:И ПЭТ 200, ro провода , ro ПРОl!ода, ПЭТ 200, мм
мм провода, M 2 мм ММ мм 2
,
0,50 О , 196 0,552 1,25 1 ,227 1 , 325
.
0,56 {) , 246 0,612 1,32 1 , 368 1 ,395
0,63 {),312 0,690 1,40 1 , 539 1 , 485
0,71 0,396 0,770 1 ,50 1 , 767 1 , 585
0,75 0,442 0,810 1,60 2,011 1 ,685
I
0,80 0,503 0,865 1,70 2,270 1 , 785
0,85 0,567 0,915 1,80 2,545 1 , 895
0,90 0,636 0,965 1,90 2,835 1 , 995
0,95 0,709 1,015 2,00 3, 142 2,095
1,00 0,785 1 , 080 2,12 3,530 2,215
1,06 0,882 1,135 2,24 3,941 2,345
1.12 0,985 1 , 1 5 2,36 4,374 2,465
1,18 1 , 094 1 , 255 2,50 4,909 2,605
При м е ч а н и е. Диаметры изолированных пров дов вычислены с учетом расчетной средней
двусторонней ТО..1щины эмалевой. изоляции, принвмаемой КаК окруrленное среднее арифметичеСIroе из
мииималltНОЙ и мак:сиыальной ТОЛЩИ н.
25........3255
385
ф
с.
:g
:а '<:t'
(:\:1
ci' (:\:1
::s:
:а о
r:; (:\:1
= о ....
r::{
4)
:s о.
t:::
= ; о
==
::1 (1)
tr'
== (1)
с)
о
:с r... О
О Ф
а) :ж: -
8!; ::r ....
(1)
-= о-
(1)
Q t:::
= О О
.а t:: 00
8!; =ts:: ....
Q Q)
"" t:{
«s
Q g о
:Е о t--
r:::
t:: ....
С. х
=
о
== f-c Ф
Q)
::r
Q с) ....
8!; (Ij
с о-
= о
С \о
С. ....
= g
t:{ о
== (1)
r:: -
= .....
4) с)
::r tI::
4) r::
а::{
-
Q 'i .....
""
с
= \о
::r c'.f
4) О .....
с- о.
4) l:)
= t-' 00
Q с)
.....
= =ts:: ..
(1) .....
== а
,.Q
r::{ :ж: (:\:1
Q) .....
s' :; ..
....
Q о
8!; t::
= == Q:)
о
== о .....
J:::
:а о
f\"!
С. О о
4) о- о
t::
:Е .....
tfJ о-
ct)
с. \о
CI:S Ф
О. О
с'1
Q) с>
::s:: t:; Q')
:I: со с>
:I:
<lJ
lQ
00
О с>
1:;
::s:: с>
00
Q., с>
t::
ww с апQdоJ.:>
V dШ «Jlf 09 01I ИЯQItООodu
d wEe d UmIqxrеявwо Н
386
т t-- \о t-- ф
1111 II I I I 1 1 1 1 1 1 I t l l I I
t-- 00 З =
т ОО ""'ООООIO\О'<:t' Фооо t--
III III I '
Ф ОООО ЗЗ= '
\о t-- t-- ..... Q') Q') о
..... ф .... t-- IO Q') Ф Ф 00 ....
I (1 III I 1 1 1 1 lоl J I tФlооlcil IФ
ф t-- 00 Ф ..... ..... ..... .... .... ....
t
I I I I I
'
IO IO ф t--ооооФQ') =
00 ..... м
II I t I 1 1 1 1 I r I I I I I I I I
IO Ф t-- 00 Q') З =
b ooC> OOO
II I '
ЮIO\оффф t--ООООФQ') =
IO ..... 00
III 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I t t I I
\о Ф 00 Q') З =
т..... .....IOффQ')фQ')ф
I I
МММ \О Ф Ф t--ООООQ')Q')С>""'''''' М \О Ф ООФ
,
з з ф ф ф ф
I 1 1 1 1 1 1 1 1 ) J ) I t l I I'
м \о \о Ф t-- 00 Q') С> М Ф
.... ..... ,....... ......
.\оМ..... \О\о\ОIO\Ою\О \О юlQlQю
00 IO '" 00 00 ф С> 00 Ф t--- 1.0 М 00 c\'j 00 c'f:) 00 С> 00 С> Ф Q') Ф Q') Ф Ф С"),....
- ' ,
МММС") IO фФф roООфQ')С>С>..... М
.................. ..........., .....
lQ \о .... М ..... \о \о t-- ..... t-- \о t---
t I I I I 181 1 I fзl I I I 1 t I I
.. 811. 811. .. А ... ... .... . .. - 811. О .....
м м \о 1.0 Ф 00 Ф .....
\О\ОIOIOС>ООIO\ОммМ \О С> \ОС>\О1.ОС>С>С>О\О
ООМООМ.....Q')оо t--- ОО ..... М....ОО фФФФОО Фф
11J J
ММММ IO ФфФ t--ООООQ')Q')С>..........
...... .... ...... .....
\о Q') Ф 1.0 \о \о Ф \о .....
1 r I I I I t81 1 1 1 1 1 1 II I I I
м c'f:) \о IO Ф 00 Q') .....
\оС> Q')\О .....\ОМt--- ю1.О 1.О 1.О 1.О ф IOIO\О
Фф ОО\о C'f:)ФООФ ООО IOО ООМ С>ф l I I 1 I I
С> \о ф.....М1.Оt--ф ОО О1.О00 t--.... ОО
"'...............811...............811......................_ __
C'.f ММ М IO\ОIOфффt-- ООООQ')ф
\о О 1.0 М 00 1.0 IO 1.0 ..... М .....
gl I I I I lgl l f I IMI I'" 1 I I t
.... м м ф 00
1.О\О\О\О\О\О1.О\ОIOIO\О1.О1.О \О1.О1.О \О1.О\о1.О\ОIOIO
8 I I II 11 II
юффф
ф ф Q') Q') ф ..... Ф Ф ....
1 I i I I lgl I I I I l t l' II11 J I
..... м м \о \о Ф
ф С>ф.....фФ ф ФфФфффф
' II I (( I II I
М ю ф
1.0 Q') С> \о \о С> \о 1.0 О
.( I I I f f I lglgl 111 J J J J I J)
.... ..... м м 1.0
Мф\о.....МММММММММ ММ ММММ
ф\О1.О1.ОФОООфОО С>Фффф фQ фС> 1 I I Lt I 1 1 I I ' 1
1.ОФ ООФ М1.О ООС> 0О Мфф' t
M
Q фО\ОС>С>\ОI01.О С>\ОС>1.О00С>ОС>ОС>С>С>С>С>С>О
Q М1.О ООО..... \Оt--О 1.О С>МФQМ .....1.О01.ОС>1.О0Ф ОО
ю ю IOф фООф ОО
.... ..... .......
а)
о
о
8
ь?
cg-
tD
во.
:s:.
s::
о
(t)
:s::..
I
CI.\
8
...
о
(..о
tI)
:s:.
tJ:
foo-
2
(t)
..
Ir;:
g
о
о
со
о
g.
Q
;>.
3
'=l
О
(..о
о
i
cu
:I:
at
tJ'"
е
:s:
со.
t::
C"I
.
с)
:i
t:::
ci
:s::
о
t:;
о
,."
о
ро
t::
::с
(1)
:r
<J)
()
о
(..,
:r
(1)
ро
(1)
t::
О
t::
'
1::{
ro
Ef
о
r::
t::
f-o
(1)
:r
()
ro
ро
х
;:s::
g
Q
1::{
(1)
с::
()
tJ::
t;
1::{
i'
'-"
CI)
5
%
Е-о
U
(1)
а
.Q
::с
(1)
:s
о
t:::
::s:
о
=;:
о
I:Q
О
ро
t:::
ро
(1)
(v)
«s
ро
=а::
."Q
со
::с
::s:
о
::r::
Q
<:)
\о
\о
r---
11:)
l.Q
C'I':)
l.Q
C'I':)
.
C'I':)
11:)
......
<:)
')
<:)
00
C-.:I
\о
CD
C-.:I
о
\с
oЬPo::s:=ts:
t:;;(1) Q)
«' O... ....
; a 8.
o.C"'S
0=а::в.. u
:r: :а i:: о
:х:: =
25*
.
о
.. .
о 1
\.с)
lf.)
I I I I 1
J J 11")
ос:.оC\t
I а:. t'-: v: --: v: 00..
cv:>c:.o(j) l.Coo 1.Co)
l.Cl.C1..Cc:.oc:.oco
о
ctj
\о
о о)
' 'OO..\ \и: I
' со 00 lQ
tr.) LC со
I ( I I
, I
I I I I I
1 I I 1 I
1 I I I I I
coco co......co ....................<o
I <о" а) ....: ф ф u; c-.i ....:
MMM 1.C1..C1Oc:.o
I I I I I
I I I I I I
r--.. о)
00 00 1 <0 Ct') 1 1l)
'cilr-:I фl 00
c'f.) cv:> 1.с I.Q
о
\о
.q<
..
0)Q)0)0) 0) (j) """"I:t' (j)
, 00.. .. <о.. 00.. 00.. ц:
r---О) С\1l.Cr---(j) СОО)С\11.Q
C'lC\lC":)CVjct:)Ct')C'f.) 1..Cl!)
I I I I I
11':)
C-.:I
oq-
о) -.::f't r---
1 с: I I "': I С":).. I Ф.. , r-: I
(j) cv:> r--- ф
С":) cv:> l!)
I I , I I
о
о
'<:t'
I
1.C CV:>o)1.C.....c............. ......tr.)O'JCI')
I ....: м .. ю r-: о; ...: м u; ф ....: с; CD ф"
C'1C\1 C\1C\1C\1C't:>C'f.)CV:>CV:>et:)
I I I I I
\о
"
ctj
r--- r---
.....с r--- I r--.. I "'"'"4 I
10' 'с-; ..ё 10)' 1
c'-l с\1
C'I
I:J
CJ)
00 I с:.о
со
cv:> cv:>
I 1 I I 1
, 1 1 I 1
Or---cv:>1ОС\1 СОООl.CCV:>Ооо1.Соо
l
r--- Фо м <оr---О) cv:> r--..Ф.......
CV:>CV:>Ct')C't:>C":)
О
I I
...... с:.о l.C О l.C r---
1 ( I I lФ I I
('t)
1 1. I
О1.С(j)1.СОФ ООl!)CI')ОООtr.) cv:> cv:>
<О СC't:>C't:>1.СООО<О ООC'f.)О)ооr---Фоо
1 cD ооФо Ф Фо Фоо
.....c ..................c...... C\1 C't:>C't:>cv:>
1" I
1.с 1.с l.C 1.с 10 1.с 1.с 1..с 1.с l.C
J 1 I j I I I 1° 1
<о 00 О cv:> ( (j) cv:> с:.о
....... ....... .....с с\1 cv:>
1.C101.C1.C1.CO)C't:>1.C(j)......cv:>1.C1.C1.C101.C1.CC":)......CJ)1l)
.ОО О С\10C'lC'f.) 0О фс .......ОО
Ici фr-:ОО О' М ф а;о
...... .....c....... .....c ....... C\l C't:>cv:>cv:>
10 00 О
' I I '
...... ....... "'"'"4
(j) 1с r-.. 1.с о 1.с 00
I--:I IФ J lo:. l l V:
ф 1 00 О cv:> 1..с о) C"I
....... cv:>
ф ф .....,
C\1 1.CooOC't:>1001.Cl!)OOOO1..C01.C01.Cl.Cl.C1.CO
ОО О C't:>О) С\1 r---(j)C'I ф Фr---
00 со 0)" о о ...: м со 00 о; О,.,..; tO r-: 00 о
...... ............c"'"'"4 ....... M
1.C 01l)C OOOOOOOOOCOOo
tr.) r--- о с\1 10 f'o.,. С c't:> (с) О t--. ....... 1..С' О 1.с О 1.с О CD с\1 00 u')
C't:> cr) "f:t4" ю ю Ц). со ф <о" 00 а;; 0)" ф о о .. ....: ..
...... ....... ...... .....
387
ct)
. 1l)
ct)
с)
с:::::
00
C'I
'"
о
о
'"
с fЗ'" «J
00
1:::: «.1 C'I
=
О .
8- '"
(0-0
и со
;::= C'I
3
Q
V . ас..
о
r::=
f--
:I:
си
'=l
cu
А
со
м
А
"" о
....
r::: ..
=
:s::
;:1: с>
С
..
:s::
Е!
fa
аС
а::{ с::»
си
а:; ....
и
:s::
о-
с .....
........ со
" .....
:s
... 00
:tё
IU Ф
а:; .....
tI::
gj
() со
tJ" u)
IU
и .....
t)
::ё'
:I: Q
f-o
t) аС
tJ" .....
с)
«s
со.
аС
.....
u)
'"
.....
\о
C'I
.....
RW · q dИodоJ.:> }Jdm
C(1t09 tm J.Hdlt ddW
"EBd W'Ш"UUНИИоН
388
et:)Q)1.C OO1.C OO
I 1 I 1 I I I I J J I J 1 1 I ' g 1 i gi , , t
......c...........c ............
.....t'-.1.С0)C't:) t--.....lОооC't:)
t t t 1 t t t t t , t , I I I g ;i I i i " I I 1
....................... ..........."""""4C\:1
............................... ....................................с............
III1 J J 1 J 1 11 1 ) 1 MOOM l ooMOOMOOOO OO
00 00 о) о ...... c't:) с:.о t-.... (j) .0 et:) <о О)
.......... ..................... '"
t-....1.С 0,) -tCt--. ooo et:)
I ( ( I I I I I I I I I I " r-: «> ф r-: tO ," cO " 1 J I )
t'-.t-....000(0)...... et:)LQCOoo
...... ...... ...... ...... .....
et:)('-... t'-.соt'-.О').....О C'j1.С
1 I 1 t I t t I 1 I I l ОМф ОМффl I I I
С'Офt-....t--ооО)о...... et:) lОф
..... ..... ..... ..... ...... ......с .....
C\I t'-. f'- t--
11111111 j Illil ) ) l ..llgilllllll
.....с
0о0(j)0о.....et:)1.С t'-.(j).......et:)1.С(j) t-....
t 111 t 11 I I I ( ф фОО О
1.С фс:.о t'-.ооО)о..... et:) 1.СС:'О(j).....
...............c.....c...................c.....c
ф с.1t-.... Оet:)ф 0) 1O
.1 II J I I II I 1 (ОО ОО ф ООфоl М 1 t J 1 (
1r.)I..o с:.о \о t-.... t-- 00 <:) .....с et:)
..... ..... .....с .......
с.о C'Oet:)O).....et:)(C).....c.o .....с(С).....
III III I 1 lоl ф l 1 II I I
, 10 11'.:)1.1'.:) со <о r--- 00 о'> О .....с
.....с ..... ......
........... ..... ..... .....
\ 1 1 I t 1 1 I I I ф I о; I t о; 1 I ф 1 I ф I I I I I I I
C'Ij 1.с t-.... О)
C't:) .....O)LQOO (j) t-- O)t-- t-....
1 I II I I I 1 J ОМ фlффф ю
C't:)et:) 1.С1.С1.С фt--оо O)o..... t--.(j)
...... ...... ..... ..... ..... .....
t--(j)(С) .....<О(j)Оф t'-.t-....оо оофф
111 t I 1 lф lф фо оlфоо 1 I 1 I I
et:) et:) 1.С1.С (С)r---0о ООФО
.....
(С) Фс:.о СО ОО фО OO
1 1 11 1 I о) lсО cDф ооcD IМ"..;о II11 1
"' et:) 1.Сфt--. .0(0)0
.....
......00 t-....ФО) ОО1.С1.С et:) .....фt-- LQCtj.....фt'-.et:)ф1.С
(( I I Мlю I О ф "..;тl МООО ф
et:)C't:) 1.CCOCO t-- ФОО"'C't:)LQ
...... .....с ..... ...... ......
l.O I.!) о lC 1.с 1.с
I I I , I 1 1 I 1 о; t I I I (о; ( ( .. I I I I I I I
C\I c:v:> 1.с t'-.
ф фt-.... 1.Coot-.... .....Oet:)c:.ooo .....
I I ф I о" 1 .. tO' r-: I tO' о со с;; r-:..; 1 ( CD (.1 I , I
C\I C't:)C't:)et:) 1.C t-- 00
ф O)O) ..... O)(C) ф
1 ф t--." , 0'.1 м u:) ( ф с; ю r-: о .. ф" о I t'-" I о I I ,. I 1
..... ..... c:v:>et:)et:) 1.CCO с:.о 00
C't:)1.C t-- O o) t'-. t-....o)
I lо I о r-:О; Фюl I 1 , III
........... ..... et:) LQ ф t--.
(C)lC 01.C OooO OOO OOOOOOCOOOOOOOO
""; ОО С u:) ООО С QЮО ОООО
...... ...... C't:) et:) 1.С1.Сффt-....ОО(j)О
....
о
С (:)
.....
'
<:)
cj)
::а
fC:> ci
с1)
:З::
о
о-
о
f-o (:)
с)
00
с1)
:з::
с1)
g -о
:I: t'--
:;::
:3
х
<IJ
CI')
Q.
1f:)
А
CD
.Q
t:::
,CI:I
::с
о
:о:
х <:)
:>:: CD
g
!2
t::i
Q)
с:;
u
:s:
о. 11:)
1::
....... 1f:)
cq
::s
" 6
:З::
:s:
а
tJ:: о
:s:
:з:: \с
с1)
::r
ct)
()
с1)
f-<
с1)
t::r', 1.Q
и
":Е
::а :I: ::а
::!:::S:Ф ..
.аsзоС:1
J::: .А
(';3p.. C1)
:I:Фо:З::
= \O О
:1!1('1) О.
о CI:IO О
:х:: о. t:: t
о
.q<
...... ...... ..... ....с ...... ......с ...... .....с ...... ...... .....с
.. .. .. I .. .. .. .. .. .. .. .. , .. .. .. ..
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
о) Q) Q) Q) о') о) Q) о')
...... c't:> 1.0 10 со <о r--- о') ......
.....с
...... .....с ...... ...... ......
I .. .. I I .. ... .. ... .. .. .. , \ , 1 ,
00 00 c't:> 00 cv:> 00 cv:> 00
C\J tO 1.с <::) о) cv:> 00
cv:> 1Q u') со
...... .....с ..... ..... ..... ...... ...... ..... ..... ...... ..... .....
I .. .. I .. .. .. .. .. .. , .. .. ... .. ..
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
о) cv:> r--.. ...... 1.с о) ':'t':) r--- 1.с о) cv:> ..... о') 1.0
..... с-:а с'1 cf) 1.0 l!) C.D r--- Q)
...... ......с ..... ...... ..... ..... """" ..... ......
I I .. I ( .. .. .. .. .. , , .. .. .. ,
00 00 cv:> 00 cv:> 00 et:) 00 00 00
о r--- ...... 00 ..... l.Q 1.с C\:I о'>
CfJ "" cv:> -ф 1.с со со
...... ..... <о ..... ф ..... со ......
I I . .. rr; .. .. .. .. .. 1 I 1 1 I \ I
cv:> ф 00 о cv:> 11:) ocs
cj) о C\I 11:) о') 1.с 00
..... с'1 с\) с'1 с'1 СУ,) cv)
...... ..... ..... ..... ...... ..... ...... ...... ..... ..... ......
I I .. .. .. .. .. r. .. .. , 1 .. .. 1
Q) о') о) о) о) о') о) о) о)
о) о (v) C.D о) 1.с 00 r--.. c'f.)
.....с ..... c\l C'J с'1 ('1') c't') cv:> 11:) 10
ф """" со ...... CD ......
I 1 .. .. .. .. .. - , ,
I I ...... о) со ...... Q) 1 i I , I
о'> ....... "'I:j'f r--.. о C\I
...... c'l с'1 C"I cv:> c'f)
..... ..... ...... ...... ...... ......с ...... ......с ...... ......с
I 1 I I .. .. .. .. .. .. .. .. , .. .. .. )
о') о'> о'> "I:::f'4 о) о') Q) о)
r--.. Q) r--- о'> C'\I O'J
..... ......с C\:I ct:) c't')
......с <о ...... со ......с (,с) ....... ...... ,.... ......
1 1 I I I .. .. .. .. ... .. .. , .. .. .. J
о'> ...... "I:::f'4 Ф о) ....... Q') о) ;,.
r--- о C\I с:.о о) ..... I.Q О
...... C'I c't:> cv:>
1.с 1.с 1.с 1.с 1.с 1.с l.O u') 10 10
I ( 1 I I ... .. .. .. .. .. , .. .. .. 1
о'> о'> Q') о'> о) о'> Q) о) о'> о')
, 1..с r--- о) ..... c'f.) 1.0 . r--- ......с LQ о')
...... ......с ..... с'1 cv:> c't:> c't:>
О 11:) С C'J lt:) О l!) О uj О 1.с О 1.с О О с) <::)
C\I c'f.) с"':) 1.с 1.с с:.о Ф 1"-.. r--.. 00 о) с
..... ......с
389
При л о...ж е н и е 3. Двусторонняя толщина изоляции
обмоточных проводов прямоуrольноrо поперечноrо сечения
Марка
ПРОВОДа
Номинальные размеры
ПРОЗ0ДОВ по меньшей Номинальные Размеры прозодов по БОЛЬ!Ilей стороне, мм
стороне, мм
От 0,90 От 2,10 От 4,0 От 2,10 От 2,63 От 3,53 От 4,70 От 5,9:) От 7,40 От 8,50
.. до 2,00 ДО 3,80 до 5,6 дЬ 2 50 ДО 3,35 до 4,50 до 5,60 до 7,10 до 8,00 до 12,50
ПСДКТ 0,22 0,22 0,26 0,28 0,28 0,30 0,30 0,32 0,32
ПСДК 0,27 0,33 0,4 0,32 0,36 0,39 0,42 0,44 0,46 0,48
и ПСД
При м е ч а н и е. Двусторонняя толщина изоляции проводо'1 марок пэтвп, пэтп 155 и
ПЭТП-200 0, 15 мм.
При л о. ж е н и е 4. Размеры и пло:цади оопереЧНОf,) сечения
шин прямоуrольны" (пре соз3.нных) из.аЛЮ)fИ:-IИ1
Номинальный размер
шины по меньшей
стороне, мм
".
Площадь поперечноrо сеqения шины (Мм 2 ) при номинальном
размере по большей стороне, мм
30
40
50
60
4
5
6
120
150
180
160
200
240
200
250
300
240
300
360
Алюминий марки АДО с удельным сопр)тИВЛ нием не более 0,029 Ом. мм' / м при
20 .С. плотность материала 2.71 r/cM 1 .
При п о ж е н и е. 5. Основная таблица намаrничивания. Сталь 2013
В, Тл
0,00 I 0,01 I 0,02 I 0,03 I 0,04 I 0,05 f 0,05 I 0,07 I 0,08 I 0,09
Н, А/см
0,4 0,56 0,56 0,57 0,58 е,59 0,60 0,60 0,61 0,61 0,62
0,5 0,63 0,63 0,64 0,65 О ,.66 0,67 0,67 0,68 0,68 0,69
0,6 0,70 0,70 0,71 О 72" 0,73 0,74 0,74 0,75 0,76 0,77
,
0;7 0,78 0,79 0,80 0,81 0,82 0,83 0,84 0,85 0,86 0,87
0',8 0,88 0,89 0,90 0,91 0,92 0,93 0,94 0,95 0,96 0,97
0,9 0,99 1,00 1 , 01 1,02 1,03 1 ,04 1,05 1,06 1,07 1 ,08
1, О 1 , О 1 , 11 1 , 13 . 1, 14 1 , 15 1, 17 1 , 18 1,20 1 ,21 1. , 23
1 , 1 1,25 1,26 1,27 1 ,28 1,29 1,32 1,33 1,34 1 ,36 1,38
I 2 1 ,41 1 ,46 1 , 1,58 1,64 1 ,70 1,76 1,82 1,88 1 ,94
1,3 2,00 2,10 2,20 2,30 2,40 2,50 2,60 2,70 2,80 2,9
1,4 3,00 3,20 3,50 3,80 4,10 4,30 4,60 5,00 5,40 5,8
1,5 6,20 6,70 7,80 8,90 10,0 11 ,3 12,4 13,5 14,6 15,8
1 ,6 17,0 18,6 20,2 21,8 23,4 25,0 27,0 28,0 30,0 32,0
1,7 34,0 37,0 40,0 43,0 47,0 50,0 54,0 58,0 62,0 66,0
1 , В 70,0 75,0 80,0 85,0 92,0 100 106 112 118 124
1,9 130 136 142 148 156 165 173 181 189 198
2,0 207 226 244 263 281 300 360 420 480 540
2,1 600 670 .740 810 880 950 1020 1090 1160 1230
2,2 1300 1380 1460 1540 1620 1700 1780 1860 1940 2020
2,3 2100 2180 2260 2340 2420 2500 2580 2660 2740 2820
2,4 2900 2980 3060 3140 3220 3300 3380 3460 3540 3620
I
390
"'
При JI О Ж е н и е 6. Основная таблица намаrничивания. Сталь 2312
о, 00 I о , 01 t О, 02 - I о , 03 I О, 04 1 О , 05 I О ,06 I О , 07 I О , 08 I О , 09
В, Тл
Н, А/см
0,4 0,68 0,69 0,70 0,71 0,72 0,73 0,73 0,74 0,75 0,75
0,5 0,76 0,77 0,78 0,79 0,80 0,81 0,82 Д,83 0,84 0,85
0,6 0,86 0,87 0,88 0,89 0,90 0,91 0,92 0,93 0,94 0,95
0,7 0,96 0,99 1-;03 1,08 1 , 13 1 , 18 1,,22 1,26 1,31 1,35
0,8 1,40 1',45 1 ,50 1,55 1,60 1 ,65 1,70 1,75 1 ,80 1,85
0,9 1,90 1,95 2,00 2,05 2,10 2,15 2,20 2,25 2,30 2,35
1,0 2,40 2,46 2,52 2,58 2,64 2,7О 2,76 2,82 2,88 2,94
1 , 1 3,00 3,10 3,20 3,30 3,40 3,50 3,60 3,70 3,80 3,90
1,2 4,00 4, 10 4 , 20' 4,30 4,40 4,60 4,70 4,80 5;00 5,20
1,3 5,50 5,80 6,10 6,50 6,90 7,30 7,80 8,30 8,80 9,40
1 ,4 10,0 10,6 11 ,2 11,8 12,4 13,0 13,6 14,2 14,8 15,4
1 ,5 16,0 17,5 19,0 20,5 22,0 23,5 25,0 27,0 29,0 31, О
1 ,6 34,0 36,0 38,0 41, О 44,0 47,0 53,0 59,0 65,0 71, О
1,7 77,0 82,0 89,0 94,0 100 106 111 117 122. 128
1,8 134 140 146 152 158 164 170 176 182 188
1,9 194 200 218 237 257 278 300 322 344 366
2,0 388 410 434 460 480 521 557 597 641 689
2, 1 740 800 860 920, 980 1050 1120 1200 1280 1360
2,2 1440 1520 1600 1680 1760 1840 1920 2000 2080 2160
2,3 2240 2320 2400 2480 2560 2640 2720 2800 2880 2960
2,4 3040 3120 3200 3280 3360 3440 3520 3600 3680 3760
При л о ж е н и е. 7. Основная таблица намаrничивания. Сталь 2411
В, Тл
0,00 I 0,01 I 0,02 I 0,03 I 0,04 I 0,05 I 0,05 I 0,07 I 0,08 0,09
Н. А/см
0,4 0,67 0,68 0,69 0,70 0,71 0,72 0,73 0,74 0,75 0,76
0,5 0,77 0,78 0,79 0,80 0,81 0,83 0,84 0,86 0,87 0,89
0,6 0,90 0,92 0,94 0,96 0,97 0,99 1 , О 1 1,03 1,05 1,07
0,7 1 ,09 1 , 11 1, 13 1, 15 1 , 17 1 , 19 1,22 1,24 1,27 1 ,30
0,8 1 ,33 1,35 1,38 1 ,41 1,44 1 ,47 1,50 1 ,54 1,58 1,62
0,9 1,66 1,70 1,74 1,79 1,84 1 ,87 1,94 1,99 2,05 2, 11
1 , О 2,17 2,23 2,30 2,37 2,44 2,52 2,60 2,69 2,77 2,86
1 , 1 2,95 3,04 3,14 3,24 3,34 3,44 3,55 3,66 3,77 3,88
1,2 3,99 4, 11 4,23 4,35 4,47 4,60 4,73 4,86 5,00 5,40
1,3 5,85 6 , 30 6,80 7,35 7,95 8,60 9,30 10,0 10,7 11 ,5
1,4 1 ,3 13,2 14,2 15,2 16,3 17,5 18,7 20,1 21,6 23,2
1,5 25,0 26,8 28,7 30 , 8 '- 33,0 .35,4 38,0 40,9 43,8 47,0
I ,6 50,0 53,8 57,6 62,0 66,5 71,2 76,5 82,0 88,0 94,0
1,7 100 105 110 115 120 125 131 137 143 149
1,8 156 162 168 175 183 191 200 209 219 229
1,9 239 250 262 274 287 300 320 360 420 500
2,0 590 680 770 860 950 1040 1130 1220 1310 1400
2, 1 1490 1580 1670 1760 1850 1940 2030 2120 2210 2300
2,2 2390 2480 2570 2660 2750 2840 2930 3020 3110 3200
2,3 3290 3380 3470 3560 3650 3740 3830 3920 4010 4100
2,4 4190 4280 4370 4460 4550 4640 4730 4820 4910 5000
.
391
При л о ж е н и е 8. Таблица намаrничиваниЯ дли зубцов машИН
переменноrо тока. Сталь 2013
, 0,06 I 0,07 0,08 t 0,09
0,00 0,01 0,02 0,03 -1f, 04 0,05
Н, А/см
0,4 1,24 1,27 1,3 1,33 1,36 1,38 -1 ,41 1,44 1,47 1,5
0,5 1,54 1,57 1 ,6 1.64 1,67 1,71 1,74 1,77 1,8 1,84
,
0,6 1,88 1 ,91 1,94 1,98 2,01 2,05 2,08 2,12 2,16 2,24
0,7 2,23 2,26 2 29. 2,33 2,36 2,4 2,43 2,47 2,50 2,5
,
0,8 2,56 2,59 2,62 2,65 2,68 2,71 2,74 2,77 2,80 2,83
0,9 2 86 2,90 2,93 2,97 3,01 3,04 3,08 3,12 3,16 3,2
,
1 ,О 3,24 3,29 3,33 3,38 3,42 3,46 3,50 3,55 3,60 3,65
1 ,1 3,70 3,75 3,80 3,85 3,91 3,96 4,01 4,06 4, 11 4,17
1,2 4,24 4,30 4,35 4,42 4,48 4,55 4,61 4,67 4,73 4,79
1,3 I 4,86 4,95 5,04 5,14 5,24 5,33 5,63 5,74 5,84 5,9
1,4 5,86 5,98 6,10 6,22 6,34 6,46 6,58 6,70 6,83 6,96
1,5 7,09 7,22 7,35 7,49 7,63 7,77 7,91 В,05 8,20 8,3
1,6 8,5 8,78 9,06 9,34 9,62 9,90 10,2 10,5 10,8 11 , 1
1,7 11 ,5 11 ,8 12,2 12,5 12,9 1'3,3 13,6 14,0 ]4,4 14,8
1,8 15,2 15,7 16,2 16,7 17,2 17,7 18,3 18,9 19,5 20,1
1,9 20,7 21,6 22,5 23,4 24,3 25,2 26,4 27,6 28,9 30,2
2,0 31,5 33,2 35,0 36,8 38,6 40,4 42,6 44,В 47,0 49,2
2,1 51,4 54,4 57,4 60,5 63,6 66,7 71,2 75,7 80,2 84,7
2,2 89,2 94,3 99,4 104,6 109,8 115 120 126 132 138
2, 144 151 158 165 172 180 188 196 205 214
В,Тл
3
О
5
5
При л о ж е н и е. 9. Таблица намаrничнвания
ДЛЯ, зубцов машин переменноrо тока. Сталь 2312
0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09
В. Тл
Н, А/см
..
0,4 1 ,4 1,43 1,46 1 ,49 1,52 1,55 1,58 1,61 1 ,64 1 ,71
0,5 1,74 1,77 1,80 1,84 1,86 1,90 1 , 92 _ 1,96 1,98 2,02
0,6. 2,04 2,09 2,13 2,16 2,21 2,24 2,29 2,33 2,37 2,41
0,7 2,45 2,49 2,53 2,57 2,62 2,67 2,72 2,77 2,82 2,87
0,8 2,92 2,97 3,02 3,06 3,11 3,16 3,22 3,26 3,31 3,37
0,9 3,42 3,47 3,53 3,60 3,66 3,72 3,79 3,84 _ 3,90 3,96
} ,О 4,03 4,09 4,17 4,25 .4,33 4,40 4,50 4,60 4,70 4,77
1 , 1 4,В8 4,97 5,09 5,17 5,27 5,37 5,47 5,59 5,70 5,82
1,2 5,93 6,02 6,13 6,26 6,38 В,51 6,63 6,77 6,95 7,10
1,3 7,24 7,38 7,55 7,70 7,90 8,04 8,20 8,40 8,57 8,79
1.4 8,97 9,17 9,36 9,55 9,77 10,0 10,2 10,4 10,6 10,9
1,5 11 ,2 11,5 11 ,7 12, 1 12,4 12,7 13,1 13,3 13,7 14,1
1,6 14,5 14,9 15,3 15,6 16, 1 16,5 16,9 17,5 17,9 18,4
1,7 19,0 19,4 20,0 20,7 21,4 22,2 23,0 23,В 25,0 26,0
1,8 27,0 28,0 29,2 30,5 32,2 33,3 34,9 36,1 37,1 40,0
1,9 41,6 43,6 46,0 48,0 50,3 53,3 54,3 57,9 61,3 64,2
2,0 67,5 71,7 74,0 77,9 81,5 85,2 90,0 94,0 97,5 102
2,1 106 110 115 121 126 130 135 141 147 154
2,2 . 159 165 173 178 185 191 196 203 211 220
2,3 231 243 255 268- 281 295 309 324 339 364
392
При л о ж е н и е. 10; Кривая намаrничивания для зубцоll. машин
переменноrо тока. СТaJlЬ 2411
.
0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09
0,4 0,72 0,73 0,74 0,75 0,77 0,78 0,79 0,80 0,81 0,8
0,5 0,83 0,84 0,85 0,86 0,87 0,88 0,89 0,90 0,91 0,92
0,6 0,93 0,94 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99 1 ,01 1,02 1,04
0,7 1,05 1,06 1,08 1 , 1 О 1 , 11 1 , 13 1 , 15 1 , 17 1 , 18 1,20
0,8 1,22 1,24 1,26 1. ,28 1,30 ] ,32 1,34 1,36 1,38 1 ,4
0,9 1,42 1,44 1 ,47 1,49 1 ,51 1,55 1,8 1 ,60 1 , 63 Н,65
1, О 1,68 1 ,71 1,75 1,77 1,80 1,84 1,88 1,91 1,96 2,00
1-, 1 2,04 2,07 2,12 2,16 2,22 2,27 2,32 2,37 2,42 - 2,47
1,2 . 2,54 2,59 2,65 2,72 2,77 2,84 2,91 2,98 3,07 3,16
1 ,3 3,23 3,33 3,41 3,51 3,61 3,72 3,83 3,94 4 04 4,21
,
1 ,4 4,25 4,32 4,61 4,80 4,97 5,18 5,37 5,54 5,73 5,96
1 ,5 6t 22 6,44 6,73 7,00 7,28 7,56 7,95 8,28 8,59 8 , 9(}
1,6 9,32 9,76 10,2 10,7 11 ,3 11 ,8 12,6 13,5 14,4 15,2
1,7 16,3 17,4 18,7 20,2 21,3 23,0 24,5 26,3 28,3 30,4
1 , 8 31,9 34,1 35,9 38,3 41,0 44,0 46,0 48,0 51, О 54,0
1,9 57,0 59,0 63,0 66,0 69,0 72,0 77,0 81,0 83,0 87,0 .
2,0 92,0 97,0 100 105 109 114 120 127 131 137
2, 1 142 150 158 165 172 179 187 198 2Р6 216
2,2 226 237 246 261 269 287 300 314 332 354
2,3 376 399 422 446 470 495 520 546 572 59В.
В,Тл
Н, А/см
При л о ж е н и е 11. Таблица намаrНИЧИВ8НИЯ для спинки
машин переменноrо To a. Сталь 2013
2'
(}
I
0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 Q,06 0,07 I 0,08 0,09
В, Т.п
Н, А/см
0,4 0,52 0,53 0,54 0,55 0,56 0,58 0,59 0,60 0,61 0,6
0,5 0,64 0,65 0,66 0,67 0,69 0,71 0,72 0,74 0,76 0,7
0,6 0,80 0,81 0,83 0,85 0,87 0,89 0,91 0,93 -0,95 0,97
0,7 1,00 1,02 1,04 1,06 1,08 1 , 11 1,13 1 , 15 1 , 18 1 ,21
0,8 1,24 1,26 1,29 1,32 1,35 .1,38 1,40 1,43 1 ,46 1 ,4!}
0,9 1,52 1 ,55 1,58 1 ,61 1,64 1,68 1 ,71 1,74 1,77 1 ,81
1 ,0 1,85 1,88 1 ,91 1,95 1,99 2,03 2,06 2,09 2, 13 2,17
1 , 1 2,21 2,25 2,29 2,33 2,37 2,41 2,45 2,49 2, 53- 2,57
1,2 2,62 2,67 2,72 2,77 2,83 2,89 2,95 3,01 3,07 3, 13.
1,3 3,20 3,27 3,34 3,41 3,49 3,57 3,65 3,73 3,82 3,91
1,4 4,00 4,10 4,20 4,30 4,40 4,50 4,64 4,78 4,92 5,06
1,5 5,20 5,42 5,64 5,86 6,08. 6,30 6,54 6,78 7,02 7,2&
1 ,6 7,50 7,88 8,26 8,64 9,02 9,40 9,82 10,2 10,7 11 , I
1, 7 11 ,5 12,2 12,9 13,6 14,3 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0
1,8 20,0 21,6 23,2 24,9 26,5 28,1 29,6 31 ; 1 32 , 7 34,2
1,9 35,7 38,0 40,3 42,6 44,9 47,2 49,3 51,4 53,5 55;6
2,0 57,7 60,0 63,0 66,0 70,0 74,0 79,0 84,0 90)0 97,0-
2.
g.
39а.
При л о ж е н и е 12. Таблица намаrllИЧИ ания для СПИНКИ Маmин
nepeMeHHoro Тока. Сталь 2312
0,00 I 0,01 10,02 t 0,03 1 0,04 I 0,05 I 0,06 I 0,07 I 0,08 I
0,09
В,Тл
Н, А/см
0,4 0,89 0,91 0,93 0,94 0,96 0,98 1,00 1,02 1,04 1 , О
0,5 1 ,08 1 , 10 1 , 13 1 , 15 1 , 18 1,20 1,22 1,24 1,26 1 ,2
0,6 1 ,31 1 ,34 1 ,36 1,39 1 ,41 1,44 1,47 1,50 1,53 1 ,5
0,7 1,59 1,62 1 ,66 1,69 1,72 1,76 1,80 1,83 1,86 1 ,9
0,8 1 ,94 1,9B 2,01 2,04 2,08 2, 12 2,16 2,20 2,23 2,2
0,9 2,31 2,35 2,39 2,43 2,48 2,52 2,55 2,60 2,65 2,6
1,0 2,74 2,79 2,84 2,89 2,95 3,00 3,05 3, 11 3,18 3,2
1 , 1 3,32 3,3В 3,44 3,51 3,57 3,67 3,74 3,82 3,90 3,9
1 ,2 4,10 4,18 4,26 4,35 4,44 4, 55 4,66 4,75 4,87 4,9
1 ,3 , 5,09 5,21 5,33 5,46 5,58 5,72 5,85 6,00 6,18 .6,3
1 ,4 6,56 6,75 6,95 7,17 7,40 7,63 7,89 8,15 8,43 8,7
1 ,5 9,05 9,34 9,65 10,0 10,4 10,9 11 ,3 11 ,9 12,4 12,9
1 ,6 13,7 14,4 15,2 15,9 16,6 17,2 18,2 19, 1 20,1 21,1
1 ,7 21,8 23,1 24,1 25,5 26, I 27,2 28,4 29,8 31,3 32,9
1 ,8 34,6 36,3 38,0 39,7 41 ,4 43,1 44,9 46,7 48,5 50,4
1,9 52,2 56,0 60,0 64,0 69,0 74,0 79,0 85,0 91, О 97,0
2,0 104 111 118 125 133 141 149 158 167 176
6
8
6
О
7
9
3
8
8
5
О
Приложение 13. Таблица Ifамаrничивания для спинки машин
nepeMeHHoro тока. Сталь 2411
0,00 0.,01 0,02 r о , 03 f 0,04 I 0,05 f 0,06 I 0,07 t 0,08 I 0,09
В,Тл
Н, А/см
0,4 0,48 0,48 0,49 0,50 0,51 0,51 0,52 0,53 0,53 0,54
0,5 0,55 0,56 0,56 0,57 0,58 0,59 0,60 0,61 0,61 0,62
О 6- 0,63 0,64 0,65 0,66 0,67 0,68 0,69 0,69 0,70 0,71
,
0,7 0,72 0,72 О 73 0,74 0,75 0,76 0,76 0,77 0,78 0,79
,
О,8 0,81 0,82 O,8 0,84 0,85 0,87 0,88 0,90 0,92 0,94
,О 9 0,96 0:98 1,00 1,02 1,04 1,05 1,07 1,09 1 , 12 1 , 14
,
1 ,0 1 , 16 1 , 18 1 ,21 1,24 ... 1 ,26 1,29 1,32 1 ,36 1,39 1 ,43
1 , 1 1,46 1,50 1,54 1,58 1 ,62 1,67 1 ,72 1,76 1 ,82 1,88
.
1,2 1,92 1,98 2,04 2,10 2,16 2,22 2,30 2,38 2,46 2,60
1,3 2,72 2,88 3,00 3,16 3,30 3,40 3,58 3,70 3,86 3,99
1 ,4 4,10 4,40 4,60 4,90 5,30 5,70 6,10 6,60 7,10 7,70
1 ,5 8,20 8,90 9,60 10,3 11, О 11 ,7 12,3 13, 1 14,0 14,8
1 ,6 15,6 16,4 17,3 18,2 19,2 20,0 21,0 22,6 24,4 26,0 ,
1 ,7 28,0 29,6 31,0 32,6 34,0 35,8 37,4 59,0 41 ,0 43,0
1 ,8 45,0 47,0 50,0 53,0 55,0 58,0 61,0 64,0 68,0 72,0
1 ,9 76,0 80,0 85,0 91 ,0 97,0 103 111 119 131 142
2,0 160 180 200 220 238 255 276 296 315 338
,..
:394
J
При л о ж е н и е 14. I(ривые намаrничивания для зубцов машик
переменноrо тока при Б з > 1,8 TJI, ста.ль 2013
в, rл
2,6
.24
J
2,2
2,0
1,8
D
50
1ОО
150
2ОО 250
Н, А/см
При л о ж е н и е 15. Кривые намаrиичивания для зубцов машин
nepeMeHHoro тока при Ба> 1,8 Тл, сталь 2312
8] ТЛ ,.
2,6
. 2,4
2,2
2,0
1,8 О
100
200
JD{]
чОО БОD
Н, А/см
При л о ж е н и е 16. Кривые намаrничивания для зубцов машИН
переменноrо тока при Ва> 1.,8 Тл, сталь 2411
В) Тл
24
,
2,2
20
,
128
2чD
320 '+00 HJAjCM,
во
160
При л о ж е и и е 17. Кривые намаrничивания для зубцов маШИН
постояиноrо тока при В.> 1,8 Тл, сталь 2013 :
В, Тп 2/+ 2,0 1,6 1,2 0,8
2,6
2/+
2,2
J
2,0
1) 8 О БОй 1000 1500 2000 2500
Н 2 А/СИ
При л о :ж е R и е 18. Кривые намаrничивания для зубцов маШИН
. постоянноrо тока при В.>1,8 Тл, сталь 2312
В) Тл
2,6
./
2,4
2,2
2,0
1,8 О
500
1000'
1500
2000 Н, А/сМ 2500
При л о ж е н и е 19. I(ривые намаrничивания для зубцов машин
постоянноrо тока при В з > 1,8 Т л, сталь 2411
20ОО J. 2500
Н) А/см
При л о ж е н и е 20. Таблица намаrничивания для полюсов
машин ПОСТОRIIНоrо тока. Сталь 3411
0,00 I 0,01 f 0,02 I 0,03 1 0,04 I 0,05 I 0,06 t 0,07 , 0,08 I 0,09
В, Тл
2,5
2,4
2,2
2,0
1,8
D
В, ТЛ
_4 .
50а
1000
15ао
Н. А/см
1 , о 1,70 1,70 1,80 1,85 1,90 1,90 2,00 2,00 2,10 2, 1
. 1 , 1 2,20 2,20 2,30 2,35 2,40 2,40 2,50 2,60 2,60 2,70
1 ,2 2,80 2,90 .3,00 3,10 3,20 3,20 3,30 3,40 3,50 3,6
1 ,3 3,70 3,80 4,00 4,10 4,20 4,30 4,50 4,60 4,70 4,8
1 , '4 5,00 5,20 5,40 5,60 5,80 6,00 6,20 6,40 6,60 6,8
1 ,5 7,00 7,30 7,60 7,90 8,20 8,50 8,80 9,10 9,40 9,7
1 ,6 10,0 11 ,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0
1 ,7 20 , О, 21,0 22,0 23,0 24,0 25,0 28,0 31,0 34,0 37,0
1,8 40,0 43,0 46,0 50,0 54,0 59,0 65,0 71,0 78,0 , 85, О
1 ,9 92,0 100 112' 130 155 1.90 225 260 300 350
2,0 400 450 500 550 600 ----
В, Тл
О
О
О
О
О
11 Р и л о ж е н и е 21. Таблица намаrничивания
ДЛЯ монолитных станин машин постоянноrо тока
и полюсов синхронных машин. Сталь 3
о. 00 I о. 01 I 0.02 I 0.03 I 0,04 I 0.05 I 0.06 I О, 07 J О, 08 1 О, 09
Н, А/см
0,0 0,00 0,08 0,16 0,24 0,32 0,40 0,48 0,56 0,64 0,72
О, 1 0,80 0,88 0,96 1,04 1 , 12 1,20 1,28 1,36 1 ,44 1,52
0,2 1,60 1,68 1,76 1 ,84 1,92 2,00 2,08 2,16 2,24 2,32
0,3 2,40 2,48 2,56 -2,64 2,72 2,80 2,88 2,96 3,04 3, 12
О 4 3,20 3,28 3,36 3,44 3,52 3,60 3,68 3,76 3,84 3,9
,
0,5 4,00 4,08 4,17 4,26 4,34 4,43 4,52 4,61 4;70 4,7
0,6 4,88 4,97 5,06 5,16 5,25 5,35 5,44 5,54 5,64 5,7
0.7 5,84 5,93 6,03 6,13 6,23 6,32 6,42 6,52 6,62 6,7
.. О В 6,82 6,93 7,03 7,24 7,34 7,45 .7,55 '7,66 7,76 7,8
,
.0 9 7,98 8,10 8,23 8,35 8,48 8,50 8,73 8,85 8,98 9, 11
,
1 , О 9,24 9,38 9,53 9,69 9,83 10,0 10,2 10,4 10,6 10,7
1 , 1 10,9 11 , 1 11 ,3 11 ,5 11 ,7 11,9 12, 1 12,3 12,5 12,7
1 ,2 12,9 13, 1 13,4 13,7 14,0 14,3 14,6 14,9 15,2 15,5
2
9
4
2
7
397 ...
В. Тл
,Продолжение nрu.лож. 21<
0,00 I 0,01 I 0,02 I 0,03 I 0,04 I 0,05 I 0,06 I 0,07 , 0,08 I 0,09
Н, А/см
1 ,3 15,9 16,3 16,7 17,2 17,6 18, 1 18,6 19,2 ]9,7 20,
1 ,4 QO,9 21,6 22,3 23,0 23,7 24,4 25,3 26,2 27,1 28,
1 ,5 28,9 29,9 31,0 32,1 33,2 34,3 35,6 37,0 38,3 39,
1 ,6 41,0 42,5 44,0 45,5 47,0 48,5 50,0 51,5 53,0 55,
I , 7 85,0 88,0 91,0 94,0 97,0 100 105 110 116 122
1 ,8 128 134 140 146 152 158 164 171 178 185
1 ,9 202 208 214 221 228 235 245 255 265 275
2,0' 290 302 315 328 342 361 380 400 420 440
.
3
О
6
О
а)
5
\
При Л О Ж е н е 22. Изоляция обмотки
фазноrо ротора асинхронных двиrателей.
НаПРJlжение ДО 750 и до 1200 В.
Пазы ПРJlмоуrольиые полузакрыъ е..
Обмотка двухслойная, стержневая.
классы наrревостойкости В, Р, Н
,
Б)
>. Материал Количество слоев Толщина изол яции (мм)
::s:: при при
::t:
>.
() 750 В более 750
:s: :s::
о.
S о
:21 t::: <1.) 'Q) Q) Q)
\о 1-- cu более :I: Е-< Е-<
:з:: 750 В а о о
о ::s: наименование 750 В и
:s: ()
,.Q ::f ::s: == :а
f-- := g а а со
() ('f) r::
о о о о о
::r foc t::: t: t: t:::
Пазо 1 Синтофолий 0,16 3,5 7,5 1 , 1 2,2 2,4 4,8
вая 2 Стеклолакоткань 0,15 1 , О 1 ,0 0,3 0,3 0,3 0,3
3 Стеклотекстолит 0,50 '1 , О 1, О 0,5 0,5
(рис. 4 0,50 1 ,0 1 ,0 0,5 0,5
"
а) 5 0,50 1 , О 1 , О 0,5 0,5
"
Допуск на уклад.. 0,3 0,5 0,3 0,5
ку обмотки 3,0 7, 1
Общая толщина 1 ,7 4,5
изоляции в пазу
Л обо.. б Лента стеклослю" 0,15 1 впоЛ 2 впол 0,6 0,6 1,2 1,2
вая динитовая нахлеста нахлеста
(рис. 7 Лента стеклянная 0,10 1 впол.. 2 впол.. 0,4 0,4 0,8 0,8
б) нахлеста HaXJlec'l'3 2,0
Общая толщина 1 , О 1 , О 2,0
изоляции стержня
в
При м е q а н и е. МарI<И изОЛяционных материалов указаны в прилож . 22а
398
П риложение 22а
Марка при классах
Наименование материала
в
F
н
Стеклолакоткань
Стеклотекстолит
Лента стеклослюдинитовая
Пленка полиимидная
Лента стеклянная
ЛСП
СТ
ЛС ПЭ934 ТП
ЛЭС
ЛСП
СfЭФ
ЛС ПЭ934 ТП
ЛЭС
Синто"
фолий Н
ЛСП
СТК
Синтофолий
Синтофолий ---- F
П1Vl
ЛЭС
При м е q а н и е. При классе наrревостойкости Н вместо ленты стеклослюдинитовой позиции б
ПРименить пленку полиимидную маРI<И пм толщиной ЗХО,О5 мм.
При л о ж е н и е 23.
Изоляция обмотки
ротора синхронных машин.
Напряжение возбуждения ДО 220 В.
классы HarpeS стойкости
изоляции Й, Р, Н
2 Б
1
2
.
5
4- 3
4- 3
Материал
Позиция Назнаqение Количество
по рИСУНН:У* Наименование Толщина, слоев
мм
,] ИЗОJIЯция сердечнйка Синтофолий 0,16 10
2 " " Лента стеклянная 0,10 1 впол..
нахлеста
3 Рамка Лакотакнеслюдопласт 0,50 1
4 " Сте клотекс толит 3+8 1
5 Прокnадка междувитка.. Бумаrа асбестовая 0,30 1
вая
б Прокладка между рядами ПЛенкостеклопласт 0,20 1
*Катушка из изолированных прямоуrОЛI:-НЫХ ПРОВОД8В (а) и из медной ШИНЫ, намотанной на ре.
бра (6).
При м е q а н и е. Марки изоляционных материалов указаны в прилож. 2За.
399
f.I р и л о ж е н и е 23а
MapK при R:лассах
Наименование материала
в
р
н
СИIl ОфОЛИЙ
Jlента стеклянная
Лакотканеслюдопласт
Синтофолий F
лэе лэс
rИТ леБ rип леп
лсл лел
СТ СТЭФ
еннтофрлий н
лэс
rИк ЛСК
лел
стк
Стеклотек столит
Пленкостеклопласт
сИзофлекс»-
сИмидофлекс»
"
При л о ж е н и е 24. Изоляция обмотки
якоря машин постоянноrо тока
Напряжение до 600 В.
Пазы оаальные полузакрытые
Обмотка двухслойная, ВСЫDная.
flpOBOA круrлый.
Классы наrревостойкости 'В, Р, Н
8
Материал
Высота оси Позиция Количестао Однос:rорЬнн:..я
вращения, ММ по рисунку толщина, слоев толщина изо-
наименозание мм ляции, мм
80 112 1 Пленкостеклопласт 0,35 1 0,35
2 D 0,35 1 0,35
132 200 1 Пленкостеклопласт 0,25 2 0,50
2 " 0,25 2 0,50
я
При м е q а н и я: 1. МарКа плеНI(остеклопласта .Изо:l>лекс. при Классе В и .ИМИДQ:р .пекс.
при классах F и Н.
2. Прокладки в лобовых частях обмотки выполняют из материала поз. 1.
400
а)
............. ,..............
"if. VVV? i> ,(, "
I б
1" v IJ I I
2 i----- ..... .
1'/1
..) J
.5
1'/1' 71
"..J'\.
2---- /1' ,I
J f- I
4
о)
При л о ж е н и е 25. Изоляция обмотки
.якоря машин постоянноrо тока.
Напряжение до 600 В. Пазы
пр.sмоуrольные открытые.
Обмотка двухслойная, с жесткими
формованными катушками. Провод
прямоуrольный. Классы наrревостойкости В, F Н
,
в
'"
о Материал ТолщИЩl ИЗОЛЯЦИИ, мм
t:::
Часть Количество
; по высоте при .С!
обмотки a Тол- слоев по
наименование щина, шири- I . I I
t::a мм не 1. 2 3 4
Пазовая 1 Синтофолий ..... 0,16 3,5 обо- 1 , 1 2,2 2,2 2,2 2,2
(рис. а) 2 0,16 рота 0,3 0,9
. 0 6 ........ 0,6
3 Стеклолакоткань 0,15 1 0,3 0,6 0,6 0,6 0,6
4 Стеклотекстолит 0,50 1 0,5 0,5 О,Б 0,5
5 D 0,50 1 0,5 0,5 0,5 0,5
б " 0,50 1 ........ 0,5 0,5 0,5 0,5
Допуск на укладку 0,3 0,5 0,5 0,5 0,5
обмотки
........ Общая толщина изо- 1,7 4,8 5, 1 5,4 5,7
ляции в пазу (без
витковой)
Лобовая 7 Лента стеклослюди- 0,15 1 .ВПOJl- 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
(рис. о) нитовая нахлеста
8 Лента стеклянная 0,10 1 ВПОЛ- 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4
нахлеста
---- 05щая толщина изо- ---- 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
ляции катущки в
лобовой части (без
витково:й)
.Виток состоит из двух naраллеЛЫibIX проз д)в, расположенliЫХ ПО высоте.
При м е q а н и е. МаРI(И ИЭJЛЯЦROIiНbIX материалов yI(аэаIiЫ в прилож. 25а.
26----3255
401
-
liаименовацие материала
При л о ж е н и е 25а
Марка при классах
в
р
.Н
Синтофолий
Стеклолакоткань
Стек.потекстолит
Лента стеклослюдинитовая
Лента стеклянная
Пленка полиимидная
При м е ч а н и е. При классе наrревостойкости Н вместо ленты стеклослюдинитовой
ПОЗ. 7 применить пленку полиимидную толщиной 3ХО,05 мм.
При л о ж е н и е 26. Изоляция повышеннОЙ надежности 05мотки якоря
машин постоянноrо тока (h 355 мм). Напряжение до 1000 В. Пазы
прямоуrОJlьные открыIыЪI.. Обмотка 'двухслойная, с жесткими формованными
катушками. Провод прямоуrольный. Классы наrревостойкости Р, Н
а}
б
......
f..... g
2..... I I
3.......
....... (11111)
8
........ (IIIII)
.
, [IIIII]
,
4
5
7
а)
. v
I v
v
[ III ] v
v
10
11
12
{З
{4-
402
синтофолий----F
ЛСП I ЛСП
СТ СТЭФ
ЛС ПЭ 934----ТП
лас I лас
СинтофопtlЙ Н
ЛСIl
СТК
ЛЭС
пм
са
МатеРиал CIJ Толщина изоляции,
. о
S. е:;: мм
CJ
Часть g о
111 (1)
обмотки со f-o по ширине при
t;:: CJ
== = с1) N ш о
i>- Наяменозаиие = :r с)
!:f 's: :а
('I) g 1:; со
2 I 3 I 415 о
t::
Пазовая 1 Лента стек.пян. 0,10 1 впри 0,2 0,2 0,4 0,4 0,8
(рис. а) ная тык
2 Бумаrа фени- 0,05 1 впри- 0,1 0,1 0,1 0,1 0,4
лоновая тык
3 Пленка поли 0,05 3 впол- 0,6 0,6 0,6 0,6 1.2
имидная нахлес
та
4 Бумаrа фени- 0,05 1 впри- 0,1 О, I 0,1 0,1 0,2
лоновая тык
5 Леdта CTeK 0,10 1 впол- 0,4 0,4 0,4 0,4 0,8
лmrnая HaX.7JeC
та
6 Бумаrа фени 0,20 1 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4
ЛОНО'8ая
7 Стеклотексто- 0,50 1 0,5
лит ,,,
8 Стеклотексто 0,50 1 0,5
ЛИ'l
9 ТО же 0,50 1 0.5
Допуск на YK 0,3 0,3 0,3 0,3 0,5
ладку обмотки
Общая ТОЛ 2,1 2.1 2,3 2,3 5,8
щина изоляция
в пазу (сез
RИТКОВОЙ) ,
обовая 101, Лента стек- 0,10 ,1 впри- 0,2 0,2 0,4 0,4 0,4
рис. б) лянная тык
11 Бумаrа фени- 0,05 1 ВПрd- 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2
.поновая тык
12 Пленка поли 0,05 2 впол- 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4
имидная нахлес
та
13 Бумаr а фени- 0,05 1 впри 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
лоновая тык
14 Лента стек- 0,10 1 впОЛ- 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4
ляниая нахлес
та
Общая толщи- 1,2 1,2 1,4 1,4 1,5
На изоляции \
катушки в ло-
бовой части
(баз витковой)
л
(
П р н м е ч а н и е. Марки изоляционных материаЛО8 указаны
в ПРИЛО)l{. 26.
При л о ж е н и е 26а
Марки при классах
flаименование материала
F
н
Пленка полиимидная
Лента стеклянная
Стеклотекстолит
пм
ЛЭС
СТЭФ
П.L1\А
лэс
CTI(
При м е ч а н и е. При классе 'наrревосто'Йкости Н вместо
ленты стеклянной поз. 9 и 10 применить пленку ПОЛИИМfIДНУЮ
толщиной 0,05 один слой в полнахлеста.
При л о ж е н и е 27. И 30ЛЯЦИJl об мотки "." статора машин переменноrо тока.
Напряжение до 690 В. Пазы трапецеидальные полузакрытые. Об мотка
однослойная и двухслойная, всынав.. Провод к:Руrлый. I(лассы
наrревостойкости изоляции В, Р, Н
а)
,-
2
"
I
2
Высота оси Позиция по Толщ ина Количество Односторонняя
Обмотка вращения, мм Рисунку пленкос текло- слоев ТОЛЩина
пласта, мм изоляции, мм
днослойная 50 BO 1 0,20 1 0,20
рис. а) 2 0,30 1 0,30
90 132 1 0,25 1 0,25
2 0,35 I 0,35
160 1 0.40 I 0,40
2 0,50 1 0,50
вухслойная 180 280 1 0,40 1 0,40
рис. б) 2 0,40 I 0,40
3 0,50 1 0,50
вухслойная 180 280 1 0,40 I 0,40
рис. в)* 2 0,40 1 0,40
3 0,50 1 0.50
о
(
д
(
д
(
* 8 Двухсло;rnая OJMOТJ(a синхронной машины с однослойной дополнительной обмоткой.
ПРи м е ч а н и я: 1. Марка плеl1костеклопласта .ИЁо.рлеICС. при классе В и .имидофлеКс.....
при классах F и Н. 2. Прокладки в лобовых частях обмотк:и ВЬПIолняют из материала поз. 1.
26*
403
Приложение .
Изоляция обмотки статора
машин nepeMeHHaro тока.
Напряжение АО 690 Во
Пазы прямоуroльиые
полуоткрытые и открытые.
Об мотка двухслойная,
жесткими полука1уmкамн.
ПрОБОА прямоуrольный.
Классы наrревостойкости 4
изоляции В, Р, Н
'7:
1....
2........
3....
, .
-----
б
8)
., б I
7 » »»)1{ '
в
9
'/
Б)
2
з.........
4.....
.,
'//. '//
"
'// '//
5
//
...... :--.'
\'
r..-
\
'7
:-.;:;
... iiiiii
-,
:"
/:
5.......
......
............
.
.............
Материал I I:Q
CI) Толщина изоляции, мм, для
пазов
о- u
Часть о о
t:: I:Q рис. а рис. 8
обмотки тол - f-o
tJ:: ()
:=* наимеИОВl!ние щина. CI)
::r мм tr
:= := по ши- по rbI- по ши- ПО вы-
(t):z: r::
8 рине соте рине соте
Пазовая 1 Обволакивающее покрытие 0,05 1,0 0,2 0,2 0,2 .....
(рис. а и 2 Бума ra фенилоновая ла 0,09 1,5 0,6 0,6 0,6 0,6
в) кированная
3 Лакотканеслюдопласт 0,55 1,0 I , 1 1 , 1 1 , 1 1 , 1
4 Стеклотекстолит 1,00 1, О 1,0 J,O
5 То же 0,50 1,0 0,5 0,5
б . - о 0,50 1.,0 0,5 0,5
7 Бумаrа фенилоновая ла.. 0,09 1 ,5 0,6 0,6
8 кированная 1,0
. Лакотканеслюдопласт 0,55 1, 1 1, 1
9 Стеклотекстолит - 0,50 1-, О 0,5
Допуск на укладку об.. 0,3 0,6 0,3 0,6
мотки
. Общая толщина изоляции 2,2 4,5 2,2 6,5
I
в пазу (без витковой)
Лобовая Скрепляющий бандаж из 0,10 2,5 0,5 0,5 .....
(рис. б) ленты стеклянной 0,1)(20
в двух местах
1 Обволакивающее покрытие 0,05 1,0 О, 1 0,1 .....
---- Общая толщина изоляции ........ 0,6 0,6 .....
ПОJlукатушки (без витко-
вой)
· а пазовая часть обмотки асинхронноrо двиrателя при прямоуrольных полуоткры",
тых пазах; б лобовая часть обмотки асинхронноrо дви!'ателя при прямоуrольных по.лу..
открытых пазах; в пазовая часть обмотки синхронной машины при прямоуrольных откры"
тых пазах и наличии однослойной дополнительной об отки. ,
При м е ч а н и е. Марки изоляционных материалов указаны в прилож. 28а\
404
Приложение 28а
Наименование материала
Марка при Классах
в
F
н
Л акотка несл юдопласт
Стеклотекстолит
Стеклолакоткань
Микалента
rиТ ЛСБ ЛСЛ
СТ
ЛСБ
rип.....Лсп ЛсЛ
СТЭФ
ЛСП
rик .......ncI< ----лел
СТК
----
лфК......ТТ
.}
При м е ч а н и е. Крайние полукатуШ-к и фа1 имеют дополнительную нзопяцию ка
стек,аолакоткани при классах В и F или микаленты при классе Н и из ленТы стеклянной.
При л о ж е н и е 29. Изоляция обмотки стато:ра асинхронноrо двиrателя.
Иаnр.яя<ение до 660 В. 2р==10 и 12. Пазы траIIецеидальные полузаJlрытые.
Обмотка двухслойная, всыная.. Провод круrлый эмалированный.
I(лассы наrревостой:кости изоляции В, Р, Н
'; 2
5
J
'-.
Материал са Односторои-
а,) няя толщина
! о
толщина, мм r:: изоЛSIЦИИ, мм
()
о о
= са
Ш наименование t
:I: Q)
$':>а , и ::r В Р,Н
(l')i с) ==
«s «s ёi
a r:: r:: ..
. .
1 Пленкосинтокартов 0,25 0,28 1 0,25 0,2
2 Электронит 0,30 0.30 1 О,зо О,
3 Ла Котканеслюдопласт 0,55 .0, 55 1. 0,55 0,5
4 ПленкосинтокаРТОА 0,25 0.28 1 0,25 0.2
5 D 0,25 0,28 1 0,25 0,2
J
8
30
5
8
8
..
ПРИ м е ч а н и п: 1. Поз. 1---0 сторону ОСМОТ1<и, ПОЗ. 2.... к
с тенке паза. ПРокладкн в п0ЕОЕЬ'Х частях обмотки ЕЫПОJJВЯЮТ нз ма-
теРиала поз. 8. 2. Марки изоляционных ма1'ериаJIО8 указаны
в ПРИJIОЖ. 29а.
При .ri о ж е н и е 29а
Наименование
материала
МаРКа при классах
в
р
н
Пленкосинто..
картон
Лакотканеслю..
допласт
пе К......Л -
ПсК----ф
ПСК----Н
rит ЛСБ
лел
rип----Лсп
лел
rик лск.
ЛеЛ
405
Приложение 30. Изоляция'
оБМОТJlИ статора машин nepeMeHHoro
тока. Напряжение до 6300 В. Пазы
прямоуrольные открытые. 05мотка
Авухслойная, с жесткими
каТ)'IПками. Провод Jlрямоуrольный.
Классы наrревостойкости изо яции
В, F
а)
// '
'\ :\ ,",\,\
1
'\ '\ '\
/
'
з......
:'\'
- ....... !--
'/ '%
'\
'\
'\ :.:::
/
'\ '\ '\ '\.:
J
5
.........
6
б)
6
I
t««< « B
/
2
7
1
2-----
з......
'/
"" "-........,, :\" '\
'/'/ '/ //
'\' "
/,;,/
,'\ ":\ " ':-\
/.... // // '/
'\. :-...;: ,,\
ц-
/
/ '%
\ ":-\
// '//
,,:\ '\
" '\ "
/7J:: '/
'\ '\:'\' '\
5
........
== . Материал Толщина изоляции (мм) для
=: пазов
се
...
о Количество
= рис. а рис. б
, слоез
о tI:: (';3
=* =
.Q $':>- наименование и марка ::s::
(I') !:f по ши- по ВЫ- ПО шв. ПО вы-
и
со рине соте рине соте
:r :a
Пазовая 1 Стек..1JОСЛЮДО пластовая 0,14 4 впол.. 2,24 4,48 2,24 4,48
лента ли----сК ТТ нахлеста
2 То же, Ли----сКу ТТ 0,14 1 впол- 0,56 1, 12 0,56 1,12
нахлеста f
3 Лента стеклянная ЛЭС 0,10 1 встык 0,20 0,40 0,20 0,40
Разбухание от пропит.. ...... ...... 0,80 2,80 0,80 2,80
ки компаундом
4 Стеклотекстолит СТ 2,00 1 2,00 2,00
(класс В) и СТЭФ
(класс F) .
5 То же 0,50 1 0,50 0,50
б . 0,50 1 ...... 0,50 ...... 0,50
7 . 0,5Р 1 ...... 0,50
8 Слюдопластофолий 0,15 4,5*** ...... 1 , 10 1, 10
иФr Б**
...... LLопуск на укладку об.. 0,30 0,60 0,50 0,80
мотки
05щая толщина изо- 4,10 12,40 4,30 14,20
ляции в пазу (без вит-
КОБОЙ) 4,40
Лобовая Общая ТОЛlцица изо.. 3,80 4,40 3,80
ляции ка тушки (без
витковой)
* Обмотка статора асинхронноrо двиrателя (а) и синхронной машины с однослойной
дополнительной обмоткой (б) .
** При классе F синтофолий Р, толщиной 0,16 мм, 3,5 оборота.
*.* С учетом усадки на 15-----20%.
406
При л о ж е н и е 31. ИзоляциЯ обмоток rлавныx и добавочных полюсов
машин постоянноrо тока. Неподразделенные катушки И3 изолироаанных
п оводов. Напряжение до 600 В. классы наrревостойкости изоляции В, Р, Н
а)
Б)
r
l
1
.
Материал
Позиция Назначение КоличеСТhО
На рисунке* . олщина, слоев
наименование мм
1 Изоляция сердечника (на.. Эпоксидная смола 1,00 1
пыление)
2 Изоляция катущки Лакотканеслюдопдаст 0,25 1
3 Изоляция катушки Лента стеКЛянная 0,10 1 впол..
нахлеста
4 Ра мка Стеклотекстолит 0,50 1
.. r лавный (а) и добавочный (6) полюса.
При м е ч а н и е. Марки изоляционных материалов указаны в прилож. 31а.
П.р И Л О Ж е н и е 31а
л
л
С
Ma Ka ПРи клаССах
Наименование материала
В F Н
акотканеСoJ1юдопласт rиr ЛСБ ЛСЛ rип лсп лел rик лек ЛСЛ
ента стеклянная ЛЭС ЛЭС ЛЭС
теклотексто.пит СТ сrэф СТК
407
n ,ил о же 11 и е 32. ИЗОJlJlЦИЯ
об МCnОК. rJIавных и ,цо5авочиых
ПОJlЮСОВ маmин постоянноrо тока.
катушки rJlавных полюсов
шайбовые, из изолированных'
аРОВОАОВ; катушки добавочных
DОJlЮСОВ из неизоJlированных
прово,цов. напряжение до 600 В.
классы наrревостоii:кости
ИЗОJlЯЦИИ В, Р, Н
J).
.t
2
з
2
4-
5
r
.
5
.6
7
8
f
Материал
l10aвция На Назнаqение Количество
рвсувке* толщина, слоев
наименование мм
1. Изоляция катушки Лента стеклянна.я 0,1 1,0 впол-
нахлеста
2 Каркас Стеклолакоткань 2,0 1,0
8 Скоба CT8Jlb марки Ст3 8 10 1,0
4 Рамка Стеклотекстолит 1,50 1,0
б Рамка Сталь марки Ст3 1,50 1,0
. 6 _ Изоляция сердеЧНИКа СИНТОфОЛИЙ 0,16 7,5
7 Изоляция уrлов Лента стеклянная 0,10" 1 впол-
нахлеста
8 Прокладка междувитко.. Бумаrа асбестовая 0,30 1,0
вая
· r лавньn1 (а) и добавоEJ1lый (6) полюса.
При м е ч а и и е. Марки изоляциоШIЫX материалов ук:азаны варилож. 32а.
НавмеНОВ8ЮIе изоляцион-
НОТО матеРиала
Марка при классах
При л о ж е н и е 32а
в
F
н
J1eпта стеклянная
Стеклолакоткань
Стеклотекстолит
Синтофолий
лэс
rИТ ЛСБ лсл
СТ
JJЭС
rип лсп лел
СТЭФ
Синтофолий F
лэе
rик лек лел
СТК
Синтофолий Н
при м е ч а н И е. ПРИ классе наrревостой:кости Н B ecтo бу аrи ас5естовоА 0:>3. 7 n;Jа енпть
б)'Маry фенилоиовую 2Х 0,2 мм.
408
u
При л о ж е н и е 33. Изоляция поаышениои надежности О:>МОТОК rлаВRЬd
и добавочных полюсов машин постоянвоrо тока (h 3б5 мм). Напряжение
ДО 1000 В. классы } аrре.восТОЙКОСТИ ИЗОЛЯЦИИ Р, Н
о)
а) '+
""
............... ./
I
I
1.....
2.............r-.
J
з....... I 2 I
I
2...........
I t
,
5
7
б
.
'+
, МатериаJI
Пosрции по Назначение КоJiiЧеотво
рисунку. иавменовавпе толщвиа. слоев
. 101
1 Изоляция катушки JIeHT8 стеклянная 0,10 1,0 впол-
нахлеста
2 Каркас ' Стеклолакоткань - 3,50 1,0
3 Скоба Сталь марки Ст3- 8 12 1,0
4 Рамка Сталь марки Ст3 2 3 1,0
Ь Изоляция сердечника Синтофолий 0,16 7,5
6 Прокладка междувитко;вая Бумаrа асбестовая 0,30 1,0
7 Изоляции катушки Ле та стеJ{ЛОСЛЮДRНИТО- 0,15 7,0 -
ваи
8 Хомут Латунь I 2,00 1,0
· rJIавный (а) и добавочньiй (6) ПОJlюса.
При м е ч а н и е. Марки изо..1JЯЦИОННЫХ материаJIОВ указаны в при.лож. 33а.
При л о ж"е н п е 33а
Мар ка при классах
НаимеНОDalПlе ИЗОЛЯЦНОJШоrо материала
р
H
Лента стеклянная ЛЭС
Стеклолакоткань rип----лСп лсл
СdНТОфОЛИЙ' Спнтофолий F
Лента стеклослюдинитовая ЛС пэ 934 ТП
ПЛенка полиимидная Пl'v1
При м е ч а н и е. При классе наrревостойкости Н вместо бумаrн асбестовой ПОЭ t ,
применить бумаry фенилоновую 2ХО,2 мм и вместо .ленты стеКJIоспюдннитовоl ПОЗ!. 7
в.пенку ПОJIИИМИДНУЮ ЗХО,О5 мм!
лэс
rиК ЛСК лел
Синтофолий н
409
При л о ж е н и е 34. Изоляция
компенсационной обмотки машин
ПОСТОJIнноrо тока. Пазы прямоуrольные
полузакрытые. Обмотка однослойная
стержневая. I-Jапряжени ДО 1000 В.
I(лассы наrревостоикости
изоляции Р, Н
а)
/. /
/
/.
/
///
5)
2
3
J
Материал Толщина изоляции, мм, при
N ==1 N ==2
Позиция Количео'IOВО ш ш
на рисуН- толщина, сло в
ке* наименованv.е мм по ши ПО вы- по ши- по вы-
рине соте рине соте
"
1 Лента Сl'еклослюдинито 0,15 1 впол ---- ---- 0,8 0,8
вая нахлеста
2 Синтофолий 0,16 3,5 1 , 1 1 , 1 1 , 1 1 , 1
3 Бумаrа фенилоновая 0,2 1 ,0 0,4 0,4 0,4 0,4
........ Допуск на укладку об.. ---- ---- 0,2 0,4 0,3 0,4
мотки
....... Общая толщина изоляции ---- 1,7 1,9 2,6 2,7
в пазу
: '1. .......
"
· ИСПОЛ}lение с одним (а) и. \с двумя (6) стержнями в пазу.
При м е q а н 11 е. Марки изоляционных материалов указаны в прилож. 34а.
..
При л о ж е н и е 34а
Марка при класса х
F
н
Наименование материала
Лента стеклослюдинитовая
ЛС ПЭ 994----ТП
Синтофолий
синтофолий----F
Пленка полиимидная
Синтофолий Н
пм
п р п м е q а н и е. При классе на rревостойкости Н вместо ленты стек:лослюдинитовоii поз. J
применить пленку полиимидную толщиной 0,05 мм в два слоя вполнахлеста.
410
При л о ж е н и е 35. Изоляция компенсационной об мотки маиJИН ПОСТОJIННоrо
тока. Пазы прямоуrольные открытые. Обмотка однослойная секционная
из неизолированных проводов. Напряжение до 1000 F. Классы
наrревостойкости изоляции Р, Н
а)
о)
7
В
9
10
Материал Толщина изоляции, мм
о
t:
Часть tJ:: CI:S Колиqество по ширине по высоте при N
обмотки a при N ш
=s:: слоев в
::s:::r: наименование ::r
'2G a
t::a. E-::g 1 2 2 3 4
Па З0вая 1 Бумаrа фенилоно.. 0,05 2 впол 0,4 0,8 0,8 1,2 .} ,6
(рис. а) вая нахлеста
2 Пленка полиимид.. 0,05 3 впол.. 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
ная нахлеста
3 Бума r а фенилоно.. 0,05 2 впол.. 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4
вая нахлеста .
4 Лента стеклянная 0,10 1 впол.. 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4
нахлеста
5 Бумаrа феннлоно" 0,20 1 0,4 0,4 0,4 0,4 0',4
вая
б Стеклотекстолит 0,50 1 0,5 0,5 0,5
Допуск на укладку 0,3 0,3 0,5 0,5 0,5
обмотки
Общая толщина 2,5 2,9 3,6 4,0 4,4
изоляции р пазу 0,05 2 впол..
Лобовая 7 Бума ra фенилоно... 0,4 0,8 0,8 1,2 1,6
(рис. б) вая нахлеста
В Пленка пол иимйд" 0,05 3 впол.. OJ6 0,6 0,6 0,6 0,6
ная нахлест
9 Бумаrа фенилоно.. 0,05 1 впол.. 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4
вая нахлеста
10 Лента стеклянная 0,10 1 впол.. 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4
нахлеста
Общая толщина 1 ,8 2,2 2,2 2,6 3,0
ИЗОЛЯЦИИ сеI<ЦИИ в
лобовой части
При м е ч а Н и е. Мар1tи изолSlЦИОННЫХ материалов указаны в прилож, 35а.
411
При JI О Ж е н и е 35а
Марки при Классах'
f.lанмеdование материала
F
н
Пленка полиимидная
Лента стеклянная
Стеклотекстолит
П-М
ЛЭС
ТЭФ
ПМ
ЛЭС
СТК
При л о ж е н и е 36. П дшипники качения
Условное
обозначе- п, ММ В, ММ С, f.I C , Н
ние под- d, мм "ММ п, об/мин
шипника
Шарикоподшипники радиальные однорядные (rOCT 8338 75)
Леrкая серия
200 10 30 9 1,0 4600 2610 20 000
201 12 32 10 1,0 4700 2650 20 000
202 15 35 11 1,0 5850 3470 1 б 000
203 17 40 12 1,0 7400 4400 16 000
204 20 47 14 1,5 9800 6200 12 500
205 25 52 15 1,5 1 О 800 6950 1 О 000
206 30 62 16 1,5 15 000 1 О 000 1 О 000
207 35 72 17 2,0 19 700 13 600 8000
208 40 80 '18 2,0 25 100 17 800 6300
2 9 45 85 19 2,0 25 200 17800 6300
210 50 90 20 2,0 27 000 19 800 6300
211 55 100 21 2,5 33 400 25 100 5000
212 60 110 22 2,5 40 400 30 900 5000
213 65 120 23 2,5 44 000 34 000 5000
214 70 125 24 2,5 48 000 37 400 4000
215 75 130 25 2,5 51 000 41 000 4000
216 80 140 26 3,0 56 000 44 500 4000
217 85 150 2В 3,0 64 000 53 100 4000
218 90 160 зо 3,0 74 000 60 500 3 150
219 95 170 32 3,5 84 000 69 500 3 150
220 100 180 34 3,5 94 000 79 000 3 150
Средняя серия
300 10 35 1-1 1,0 б 250 3750 20 000
301 12 37 12 1.5 7500 4640 lб 000
З02 15 42 13 1,5 8750 5400 16 000
за3 17 47 14 1,5 1 О 700 6670 12 500
ЗО4 20 52 15 2,0 12 250 7780 1 500 '
З05 25 62 17 2,0 17 250 11 400 10000
ЗО6 30 72 19 2,0 21 600 14 800 8000
307 35 80 21 . 2,5 25 700 17 550 8000
ЗО8 40 90 23 2,5 31 300 22 200 6300
309 45 100 25 2,5 37 000 2 j 200 6300
310 50 110 27 3,0 47 500 35 600 5000
311 55 120 29 3,0 55 000 41 800 5000
312 60 130 31 3,5 б3 000 48 400 4000
3JЗ 65 140 ЗЗ 3,5 71 300 55 600 4000
З14 70 150 з5 з,5 ВО 200 63 200 4000
315 75 160 37 3,5 87 500 71 500 3150
316 80 170 . 39 3,5 94 600 . 80 200 3 150
412
п родqЛ:Jfсенuе прилож. 36
Условное
()бозначение d, мм D, мм В, мм С,Н Со, Н n, об/мин
подlL'ИПНИ- (, мм
ка
317 . 85 180 41 4.0 102 000 89 400 3150
318 90 190 43 4,0 11 О 000 99 000 3150
319 95 200 45 4,0 117 600 109 000 2500
320 100 215 47 4,0 134 000 130 000 2500
321 105 225 49 4,0 141 000 142 000 2500
322 110 240 50 4,0 158 000 167 000 2500
324 120 260 55 4,0 167 000 180 000 2000
326 130 280 58 5,0 176 500 194 000 1600
РОЛИКОПОДШИПНИКИ. радиальные с короткими ЦJfлиндрическими роликами
(fOCT 8328......75)
еrкая узкая серия
2202 15 35 I 11 . 1,0 5520 3020 16 000
2204 20 47 14 1,5 11 700 7250 12 500
2205 25 52 15 1,5 13200 8450 1 О 000
2206 30 62 16 1.5 17 000 11 200 1 О 000 ·
2207 35 72 17 2,0 25 000 17 2СО 8000
2208 40 80 18 2,0 33 000 23 500 8000
2209 45 85 19 2,0 34 300 25 200 6300
2210 50 90 20 2,0 38 000 28 600 6300
2211 55 100 21 2,5 43 000 32 300 6300
2212 60 110 22 2,5 53 700 42 000 5000
2213 65 120 23 2,5 61 000 47 600 5000
2214 70 125 24 2,5 67 500 47700 4000
2215 75 130 25 2,5 76 500 60 000 4000
2216 80 .140 26 3,0 78 000 62 300 4 СОО
2217 85 150 28 3,0 97 000 80 900 3 150
2218 90 160 30 3,0 119 000 99 000 3 150
2220 100 180 34 , 3,5 132 500 109 000 2500
Средняя узкая серия
2305 25 62 17 2.0 22 000 14 500 8000
2306 30 72 19 2,0 29 600 20 200 8 000 '.
2307 35 80 21 2,5 33 400 22 800 6800
2308 40 90 23 2,5 40 200 28 000 6300
2309 45 100 25 2,5 55 500 40 000 6300
2310 50 110 27 . 3,0 64 000 46 500 5000
2311 55 120 29 3,0 82 500 . 61 500 5000
2312 60 130 31 3,5 98 000 75 800 4000
2313 65 140 33 3,5 103 000 78 800 4000
2314 70 160 35 3,5 121 000 95 500 4000
2315 75 160 37 3,5 139 000 11 О 000 3 150.
2316 80 170 39 3,5 147 000 , 11 В 500 3 150
2317 85 180 41 4,0 175 000 143 000 3150
2318 90 190 43 4,0 190 000 157000 2500
2319 95 200 45 4.0 2G6 000 171 500 2500
2320 100 225 47 4,0 238 000 197 000 2500
2322 110 240 50 4,0 301 000 257 000 2000
2324 120 260 55 4,0 380 000 332 000 2000
2326 130 280 58 5,0 424 000 374 000 2000
2328 140 300 62 р,О 469 000 419000 I 6(10
2332 160 340 68 5,0 541 000 497 000 1600
2336 180 380 75 5,0 764 000 724 000 1250
2340 200 420 80 6.0 860 000 818 000 1250
413
Продолженuе прилож. 36
Условное ,
оеознач ние
подшипни 'd, -мм D, мм В, мм " мм С, Н СО' Н n, об/мин
ка
, Средняя широкая серия
2605 25 62 24 2,0 36 700 27 800 8000
2606 30 72 27 2,0 40 900 30 600 8000
2607 35 80 32 2,5 45 800 34 200 6300
2608 40 90 33 2,5 59 900 46 600 6300
2609 45 100 .36 2,5 77 700 61 500 6300
2610 50 110 39 2,5 102 000 85 500 5000
2611 55 120 43 3,0 113 000 92 500 5000
2612 60 130 46 3,5 137 500 116 000 4000
2613 65 140 48 3,5 149 000 126 500 4000
2615 75 160 55 3,5 208 000 183 000 3150 I
2616 80 170 58 3,5 220 000 198 000 3150
2617 85 . 180 60 4,0 254 000 230 000 3150
2618 90 190 64 4,0 265 000 240 000 2500
2620 100 215 73 4,0 356 000 336 000 2500
2622 110 240 80 4,0 464 000 450 000 2000
2624 120 260 86 4,0 548 000 532 000 2000
2626 130 280 ,93 5,0 650 000 650. 000 2000
2630 150 320 108 5,0 753 000 757 000 1600
2634 170 360 120 5,0 1 040 000 1 080 000 1250
IIодшипники ш::tриковые радиальные однорядные с двусторонним
уплотнением (rOCT 8882 75)
Леrкая широкая серия
180500 10 30 14 1,0 ... 4590 2670 8000
1 80501 12 32 14 1,0 4690 2670 8000
180502 15 35 14 1,0 5220 3030 6300
180503 17 40 16 1 , О 7360 4410 6300
180504 20 47 18 1 ,5 8220 5000 5000
180505 25 52 18 1 ,5 1 О 800 6950 4000
180506 30 62 20 1 ,5 11 600 7740 4000
180508 40 80 23 2,0 23 200 17 750 3150.
180509 45 85 23 2,0 24 100 17 850 3150
Средняя широкая серия
180602 15 42 17 1,5 8750 5410 8000
180603 17 47 19 1 ,5 1 О 700 6680 8000
180604 20 52 21 2,0 12 250 7800 1 О 000
180605 25 62 24 2,0 17 250 11 400 7500
180606 30 77 27 2,0 21 600 14 800 6000
180607 35 80 31 2,5 25 700 17 550 5500
180608 40 90 33 2,5 30 БОО 22 200 4500
180609 45 100 36 2,5 37 100 26 200 4500
180610 50 110 40 3,0 47600 35 600 4100
180611 55 120 43 3,0 54 900 41 800 4000
180612 60 130 46 3,5 62 900 48 500 3400
Шарикоподшипники радиально-упорные сдвоенные (rOCT 832---78)
Леrкая серия
346205 25 52 30 1,5 19 700 16 700 12 500
346206 30 62 32 1 , 25 800 22 000 1 О 000
414
п родолжвнue прuлож. 36
о
Условное
6означение d, мм D, мм В, ,ММ r, мм С,Н СО, Н п, 05/МIIН
подшип-
ника
346209 45 85 38 2,0 48 400 46,200 6300
346222 110 200 76 3,5 216 500 270 000 3150
346234 170 310 104 5,0 380 000 600 000 2000
346244 220 400 130 5,0 412 000 696 000 1 000
Средняя серия
346308 40 90 46 2,5 59 000 55 100 6300
346310 50 110 54 3,0 89 500 . 88 000 5000
346312 60 130 62 3,5 118 500 1 ] 8 600 4000
346313 65 140 66 3,5 140 500 150 000 4000
346320 100 215 94 4,0 266 000 352 000 2500
346322 J 10 240 100 4,0 297 000 414 000 2000
346330 150 320 130 5,0 445 000 740 000 1250
При м е ч а н и е. d внутренний диаметр; D нару.и.Н IЙ диам т); В lIир:,{на; ' раД:fУС за-
круrления обойм; С динамическая rрузоподъемность; Со стаТИ'-Iе кая rРУЗ0п:>дъеМi:lосrь; п пре-
дельная час:rоrа вращения ПОДШШ1НИКа.
При л о ж е н и е 37. Размеры,
масса, динамический момент
инерции и наибольший
допустимыI крутящий момент
упруrих втулочно-пальцевых
муфт
L 1
8
L
,
с1) 6.
Размеры, мм =c:s:: tI:: ::r :I:
::S: .
a :I: «I«I f,.,
Услозное обоз- g .. ::а::: :s::a
::r .
начение foo «I\O :S:f-of,.,
OtJ;:;!: S5° «1 ::J::::a:::
\ОЕ-С1) () «1 с1) _
d D L В В 1 11 DI := :=Е-о';; () :I: ::s::
aJQ.O := aJ ::S:o:s::
:I:::a:::::s :I:::r:r:: t:{:a
МУВП 1----22 22 100 104 1----4 28 25 68 54 5600 2, 140 0,00
МУВП 1----28 28 120 125 1 5 42 32 84 127 4750 4,400 0,006
МУВП 1 32 32 140 165 1 5 42 32 100 235 4000 7,330 0,01
МУВП 1 38 38 140 165 1 5 42 32 100 235 4000 6,970 0,014
МУВП 1----42 42 170 226 2 6 55 42 120 440 3350 13,27 0,039
МУВП 1----45 45 170 226 2 6 55 42 120 440 3350 12,93 0,039
МУВП 1 48 48 190 226 2 6 55 4'2 140 685 3000 18,04 0,064
Л1увrI 1 55 55 190 226 2----6 55 42 140 685 3000 17,12 0,064
МУВП 1 60 60 220 286 2----6 55 42 170 1080 2650 27,95 О, 1 30
МУВП 1----65 65 220 286 2----6 55 42 170 1080 2650 27 , 17 О, 130
МУВП 1 70 70 250 288 2----8 70 58 190 1960 2240 38,43 0,240
МУВП 1 75 75 250 288 2----8 70 58 190 11960 2240 37,29 0,2;!0
МУВП 1----80 80 320 350 2----10 85 75 190 3920 1700 83,21 0,810
::f
2
4
415
Продолжение прилож. 37
. си b.
Размеры, мм =/ri о:: g :I: ::t:Q)
=: CI:ICI:I::s: u ш
YCJIo-зное обозва- 8i=!! а 0.:21 t... Q) :а
.а ID....... Х ::J' .
чение g:I: C:;:CI:I\O :S: f,.,
-S .: ОЕ-О :=:I::4
\о .. с) CI:I Q) .
'd D L В 81 11 п 1 =: ::s:C)'O: с) :J::a:s-
CI:I =09
:I:, :I: CG = t::(:a
::;<:I: ..
МУВП 1----85 85 320 350 2 10 85 75 242 3920 1700 81 о 64 0,81
МУВП 1----90 90 320 350 2----10 85 75 242 3920 1700 80,01 0,81
МУВП 1----95 95 320 350 2----10 85 75 242 3920 1700 78,26 0,81
МУВП I 100 100 400 432 2 12 110 90 242 7850 1400 161,8 2,45
МУВП 1----110 110 400 432 2 12 110 90 300 7850 1400 156,9 2,45
МУВП 1----120 120 400 432 2----12 110 90 300 7850 1400 151,6 2,45
МУВП 1----125 125 500 515 2----1.5 130 110 380 11 000 1120 272,9 6,75
МУВП 1----130 130 500 515 2----15 130 110 380 11 000 1 120 269,3 6,75
МУВП 1----140 140 500 515 2 15 130 1.10 380 11 000 1120 291 7,1
lV1YBIl 1----150 150 500 515 2 15 130 110 380 II OOO 1120 282)9 7,1
о
При м е ч а и в е. Дmmые таблщы соответствуют корм али машиностроепия МИ 209б 64.
При Jl О Ж е н и е 38. Размеры,
масса и динамический момент
Иl:ерции клиноременных шкивоВ
в
Исполнение I
в
l,
Исполнение 2
Размеры, . мм Динами ·
Условное HOMep нормали
обозначе- d ./ Масса, ческий 1110- Испол-
Kr мент инер- нение ма ШИ}lострое-
ние D ,в 1 '1 d 1 ции, Kr'M!2 ВИЯ
,
121001 14 112 16 30 32 1,06 0,0015 1 МН 4437 6
121008 22 112 40 50 56 40 1 ,71 0,003 2 "
121010 28 112 40 60 50 1,95 0,003 1 .
121023 32 125 40 80 60 2,81 0,005 1 "
221029 эв 140 38 80 ---- 80 5,40 0,011 1 Л1Н 4440----63
221073 42 200 68 110 ---- 80 7,81 0,043 1 "
321070 48 224 105 110 ---- 80 14,0 О , 105 1 1У1Н 4443----63
324075 .55 224 105 110 130 100 15,5 О, 109 2 "
421030 60 250 138 140 125 28,0 0,23 1 ЛiН 4446 63
421031 65 250 138 140 125 27,5 0,23 1
.
421051 70 280 164 140 ---- 125 34,1 0,39 1
"
421052 75 280 164 140 ..... 125 33,5 0,39 1
.
I
3
416
При 11 О Ж е н и е 39. Размеры и масса рым-БОJlТОВ
d ,
d з
"\
1..
о
Р,азмеры, мм
Условное Масса. Допуст 8..89
бознач ние . рым-болта. масса
р зьбы I d I I I .h. II (не ' Kl' машины, Kr
d l d l d. d" h 1 менее)
I
I
F""""
М8 36 20 8 20 12 6 18 12 0,05 120
МI0 45 25 10 25 16 8 21 15 0,12 200
М12 54 30 12 30 18 10 25 19 0,19 зоо
М16 63 35 14 36 20 12 32 25 0,31 550
lV120 72 40 16 40 24 14 З8 29 0,50 850
М24 90 50 20 50 29 16 45 35 0,87 - 1200,
l'
.
М30 108 БО 24 63 137 18 55 44 J ,58 2000
М36 126 70 28 75 43 22 63 'т 51 2,43 - 3000
М42 144 во 32 85 50 25 72 58 3,72 4000
М48 162 90 36 95 52 ЗО 82 68 5,54 5000
М56 180 100 40 105. 60 34 95 78 8,09 6200
\
27----3255
417
418
с=
c'd
=
с..
..
.Q)
=
::
=
==
=
Q)
::r
=
:=
о
(1)
;s::
tI:
(1)
*
о
1=;
о..
t::
<:)
CD
<:)
\о
\о
<:)
<:)
\о
:::> N
t) о
х
::s:
Ef
!2
t::i
с1)
r:::
CJ
tI::
r::
а::{
CQ
\о
о
«s
1:; <:)
со
е-
<:)
:I:
::s:
D:I
::s:
:I:
<1J
:r
со
::с
cv)
<:)
СУ:)
о
о
<:)
:::>N
<:)
t--.
<:)
11:)
(О
<:)
11:)
ct)
о
11:)
N
<:)
м мм ф ФФ ОО
1 141J lJJlJJJ l
ф о Фм о Ф
ФФ М О Ф О
ФФ ОО Ф Ф Ф
мммм м ю ффФ оооо
I I 1 \ 1 I 1 с! 1 1 1 1 1 \ 1 1 1 1 1 1 1
o oo
оо МфФ Ф ОО Оф омоо Ф
ООФ
м ффф оооо
1111111111111'1111\'1
ф офф ф ф м
ФО ОО ОО МОО ФО ФО
о ф Мфффф о оо
ООф фМ Ф М
1IIIIiiiiiiiillllliii
ф ф ооф ф оо фоо оФооо
МФФМ ОфОО ф о оооо
Ф 00 Ф Ф Ф м 00 o. Ф Ф ф 000 ф о
оо м ф м ю
ммммм ф ф ооооФ
111111'11111111\\1111
оооо ооф ФФ ОФФФro
ООООО ф оо ф оо
мФм оо ф м о ф м Фоом
ОО ОО Ф ОО Ф
t.r.)
мммм Ф ооооооФ
11. , I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 i 1 1 1 \ 1 1 1 1
' 8 8
ом моо мю МФ ООФ
ь -
... м ф t". 00 м м
t.r.)
.,..с
11
u
1:::::>
щ
=:(
ммммм Ф Ф ооооФФ
1\111\11111'111111111
о м Ф Ф 00 00 ф ф м с\1 tC (О М
ооо ффю м м мооо
о ф фоооо ф м оо о
...................... ... .................. ...
фм Ф
ммм м ю ф Ф ООООООфф
1 '1 111 111 11 11111 11'11
о о ФФ ФМООФ Ф Ф
ю tCфм Ф ФФ
ОО ООМ ООМО фФ о о о
ф ФМ ОО Ф Ф Ф
ммм ФФФ ООФФо
1 1 1 1 1 1 1 1, 1 1 1 1 1 1 l' 1 1 1 1 I ..... ,
оофоо м оо оо
ом о ФФ о Ф ФФ tC
М ф оо мtC ОО tCООФОО
ф фЮ Ф Ю Ю
м ФФ ооооооФоо
t 1 \ 1 , 1 1 1 1 1 1 I 1 1 1 1 1" I I ..... 1
фооф мом Ф ооооо
фоо моФ ООФ tCtCtCм оо оо
фоо ФФ ООФФ О Ф
........ .............. ................. ..................... ... ...
оо фм мф
мм м ф Ф ООООффОО
1 , 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I I
о ОфОО мОО мФФ tCОО
ффооtC tCФФф ООфОфмф
Ф ООфtC ф м ООООООФ
... ... .. .. ... ... ... If'\ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ..... .. ... ...
м м ф ООм
o otCOtCO o otCO O o otCo
ФФ ООООффОО мм
... ... ..... ... ... ... ..... ... ..... ... ..... ..... ..... .... .. .. ... .. ... ... ..
oooooooooooo
MMM M
1 1 1 1 1 ,
О')Фо
Ф ОC't:)
ОООФФФ
..... M
MMMM
1 I 1 1 1 1
Ф
Cf:) Ф ОО
Оlf:)МФ
... .. .. ... ..
M
MM CtjM
1 1 1 I 1 I
ф
О') Ф
Ф о
... 8'\ ... .-. ..... ...
ф
MMM
I I I I I I
OCO
ФФОО
oo o
.. ... ... ... ... ...
ФtO М
=
ф
=
11
1:::)
ь
Mt:\':) MM
1 1 1 1 1 1
l'-- ""'
J.C 060
lf:) фф
--. .. .. .. ... --.
фtO
MM
1 I I 1 1 1
ф о Ф
OO O
... ... ... ... ... ...
ootO
...
ф
.,..с
..
=
11
()
1:::::>
щ
=:(
M
1 1 1 1 1 1
ФФ
О') ООф
ООф
... .. ... .. .. ..
ООJ..r,)М Ф
MM
I 1 1 1 1 1
OOO OOOO
c.o M
lf:)фМ
... ... ... ... .. ..
COJ..r,)
M
1 1 1 r I 1
фс.оО')
OMOO
.....
... .. ... ..... ... ...
lf:)M
Mt:\':)
, 1 1 I 1 I
L. 00 о I.C
O O
О') ф
.. '" ... ... .. ..
М Ф
M MM
1 I 1 I 1 1 '
О LOФ t:\':)
t:\':).......o .....
оtOф ОФ
.. ..... ... ... .. ...
ю
о о ою
tC ФФ
.. ..... .. .. ... ..
000000
111111111111111
C\lO)l:'--со(Х)(х)ФО СОО)....сфОО""
....cC\1....c1.Ct--.С\1С\1r--..0)C'f:)......('-...1.С 0о
....c......cv:>C\11.Ccv:>C'OCO L01.CC'OOO
с-.1...:фcv:>...:r-: .....:фс-.1...: ...:
с!) ..
1.С1.С1.Ссососоr--..t--. ООф С\1cv:>cv:>"" cv:>cv:> 1.С фсосо r--..t--.оо
I I 1 I I I I I I I I I I I I 6 I I I I l' I . I I 1. I I I I I I I I I I I о..
со СО со cv:> о t--. со СО c'f:) Ф с\1 r--.. s2 О С\1 О) " tC 1.с О) О) О О О с\1 t--. 00 00 ....с Ф "" ....с со r--.. о t--. О
" " со oo:::f'4 cv:> 1.с со 1.с 00 00 t--. '-J r--.. I ....с t--. СО О) с\1 c'f:) ао о 00 со cv:> cv:> .... t--. 1.с О
с\1 Ф о cv:> СО r--.. о (-.... LC 00 с\1 ....с О) О) с\1 C'I'j cv:> 00 ф о 00 f'.. LC 11
ф cvi,"': ....: u; ...: tC' с-.1 .....: ...: CD 00 t') ....; о; ф с-.1 ...: .....: .. ...: r--: м ...: ф .. <='i' 00 м ...: ф 1:::)
t')
1.С1.С1.Ссососо t--. ооооО) С\1cv:>cv:>C'f:)cv:>Мcv:> 1.С1.С1.Сфсосоt--.t--.t--.ао
I I I I I I I I I [ I I 1 I 1 1 I I I I I 1 I I I I I I I I I I I I I I
С\1cv:> фr--..cv:>С\1r--.. фt--.со О)о ooOC\1......cv:>C\1 1.CO)cv:>O)OOC'OO C'I'j....co)......o)
О t--. 1.с r--.. ос. ф ф ф cv:> 00 ....с 1.с Ф ....с Ф 11 о r--.. ....с 00 О с\1 1.с t--. 1.с с\1 c'f:) о') 1.с 1с 1.с LO
1.СОСО1.СС\101.СС\1аофО....с 1.С...... С\1 ...... t--.r--........фао..........с....с......1.С cv:> cv:>фоо
... ... ..... ... ... ... ... ... .-. ..... ... ... ... 4'\ .. и ...............................,..,... '" It\ It\ ... .. ---. ... ф
1.с cv:> ...... 00 с\1 О) ....с t--. с"') ....с ....с 1.с I ....с 00 Ф с\1 ....с ...... Ф cv:> с\1 ....с Ф cv:> ...... t--. c'f:) ...... ф с\1 ....с .........
о
1.с 1.с Ф с.о Ф ('-... 00 00 О) О) С\1'сУ:) cv:> cv:> cv:> cv:> 1.с 1.с 1.с 1.с Ф Ф Ф t--. l"-- 00 00 11
JJJol J lJ J d 1 t--. o l d ==r .1 J. J. JJ cll J JJ J lJ J,r!J ll
......t--.t--.оО)('-...оО)('-...О) ....с t--. ф1.Саоcv:>фr--.. 1.С......Оf'..О)t--.t--.О)фО..
t--.фcv:>о) 1.С..........с ......фC'f:)фО)О) ....с ООо)1.СфО) cv:>аоООО1.С 1.С о r--..О) о
.....:ф ...: ...: ...: - ...: юМ .....: ...: ...: ...: ф .
D::
:s:.
;I;
Q)
::Е
о
::s::
о....
1::
cv:> 1.С1.С1.Сфффt--.r--..оо
I I I I I I I I I I I I I I I
r--.. ооС\1С\1C'1'jt--.1.С......О)оt--. r--..
Оф""......r--..ф ф1.l:)1.Сcv:>С\1ао1.С......
......ao....c M1.COOc....c ....co)......O
... ... ... ... ... ... ..... ... ..... ...
....с Ф ....с с\1 ....с t--. ......- LO ...... о')
1.С1.С ффф('-...t--.t--.оо
I I I I I I I 1 I I I \ 1 I 1.
ао...... r--.. cv:>ф............cv:>r--..ООС\1......ф
ooo......t--.1.С1.Сr--..соt--.О)О)cv:>оофC'f:)
ф....сфО......С\1 ф....сооr--..о О)
Ф ф" м с-.1 .....: ф м ...: 00 cv:> ...: 00 .....:
111111111111111
O)......O......O)......M...... ...... C\1('-...Oo)
СО О) t--. r--.. о о о ('-...
О) cv:> ....с t--. Ф ...... Ф c'f:) О) c'f:) СО ... J , 00
а;U;м"':фU;с-.1"':ф "':и:) ф
1.С1.С1.С с.оФr--..r--..t--.оо
JJrlJJJJJJJJJJJcl
....сcv:>ОО)...... ('-...ООС\1Оcv:>ОC'\l......
or--..r--.. о......ооt--.......cv:>О)СОcv:>
.00" .. с-.1 ...: 00 ..; ........ о; ...: ф с-.1
1.С1.С1.Сффr--..t--.t--.ооооО)О)
I I 1 I I I I I 1 I 1. I I I I
ф r--..cv:>............ ............ О 1.Сф
cv:>......М......ф......О)С\1 ОО1.С1.СООО)
......С\1....сфСО С\1о) 1..С1.СО1.С
..... ... ... ... ... ... ... ... . ... .....
C\1....c1.CC\1....c OOM...... ......1.C....c
1.С1.С1.Сффф('-...r--..ооооО)О)о
J1JdJJ1 JJ.AJJ11
Фr--..1.С1.Сr--..oo:::f'41.С1.С1.Сcv:> t--.......C'f:)
1.Соо ооао1.СО оt--.О)ао
... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
cv:>....cO) O)cv:>......co oo ooC'\loo
L01.С1.Сфффr--..r--..ооооО)О)о
J lJJJJlJJJJ11
ОCV:>ООQ)ф CV:>t"-оcv:>оо ооо
01.С 1.ССОr--..оо О)Фо1.С
.. ... ..... ..... ... ..... ... ..... ... ... .. .....
C'f:)......t--.cv:>......ф ...... ....с ....с1.С..-..с
O O 01.C01.C01.C01.CO C'
t--. 00 00 О) О) о о ...... ...... с\1 С"':)
..... А ..... ... .. ..... ... А
000 ооо....с.................................... 9""""С......
27*
cv:>cv:>cv:>""""М 1.С1.С ффф
II I I I I II II II III II I I II Ь
ОО ОО ОО....сО')C'f:)ОО фcv:>ф О)фо)t--.О')......
ОО ОО')......ООcv:> ""ООфr--..О')......"""" ф .
ООООООООО ООфt--.СОcv:>ОО1.Сt--. ООфО')
........................................ ..ф
..........с0О1.С ............t--. С\1......0)1.С ....сt--. ...... ""
.
с\1 c'f:) cv:> "" cv:> c'f:) 11:) 1.с 11:) 1.с се Ф Ф t--. r--.. 11
I I I I I I I I I I I I f I I I I f I I I со
фt--.cv:>1.С cv:>""1.Сt--.О оО') ""r--.. 1.Сt--. ..
..-..с фcv:> С\1cv:>ОО фО)ф11:)......1.Сcv:>ООcv:> ,
I
....c....cr--..1.Сcv:>С\1....с...... С\1......00 ......ф ......ф
77177777TT11"1 i
...... 1.С1.СС\1......cv:>О)О') фО)cv:>...... ......С\1фО')
1.С......Оф 1.Со......О')ооо t--.r--..аООООС\1 фr--..
c
..........ct--.1.Сcv:> ............фcv:>С\1....сф О) С\1....с cv:>
..
i77171 itiTT11' I I
фоофt--.О1.СО)r--.. ооcv:>О)оф r--.."""О)ООС\100
......О)О)О) t--.ф ......О1.СС\1О) о)ОО1.С
cv:>t--.ОО) Фcv:>О)Оt--.О) 1.ССО С\1CV:>
........................ ........... ... ... ..... ....................
0)t--. cv:>С\1....с0)1.Сcv:> ....с1.С t--.cv:>....сt--.cv:>
.
cv:>cv:> cv:>cv:>cv:> 1.С1.С1.С фффt--.t--.оо
I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I ...:
....с ..... t--. ....с "" с\1 r--.. ф ...... C'I'j О с'-) "'::::f'4 00 1.с r--.. tC 11
оо1.СаоCV:>ОО О)t--.О)cv:>"""С\1 ОО)О СО
....сО)ф cv:>С\1......ОО С'-)......ОО С\1..-..с1.СС\1 1.СС\1о)
о
С\1CV:>CV:>C'l'jC'f:)CV:> 1.С1.С1.Сфффt--.r--..r--..аооо
I . I I I I I I I I I I I I I I I 1 I I 1 I
со t--.r--.. С\1ФООффt--.C'f:) 1.СО) t--.фС\1
cv:>r--..ФООО t--.о)ФСООф О О)О
......otCt--.C'f:) О)......ао1.С....с....со)cv:> фО 1.Сф
"':OO M "':OO OO "': "': "':
::s::
С\1CV:>C'f:)C'l'jC'f:)CV:> Ю1.ССОффt--.r--..оооо
I I I I 1 I I I 1 I I I I I I I I I 1 I I
ФОО С\1аоr--..Ф о)Ф 1.С а оФ ю \О
0) ффО) C'f:)0)"""С\10СОC'f:)CV:> 0О0"'Jt--.
r--..1СC'f:)С\1......('-... ......фcv:>....сt--.cv:>...... t--.С\1 D::
;I;
ro
О
(1')
..а
О
1::
0....
Q)
::s
01.С с с 1.с 010 С>1.С O O!Q о 1.с g
"':"': e
oooooooooooo..........c ............................c
C'f:) cv:>cv:>cv:> ффt--.t--.t--. аоО') I
I I 1 I I I I I I I I 1 1 , I 1 I I I I
ооО) r--..СО......ОО ....сО) 1.Сt--.ф......1.Сcv:>t--.
1.С ф ............ф оаоC'f:)......аоО')............о....с
ОC'f:)0)С\10С\10ф..........с С'ОС\1cv:> ....сt--.о
... ... ... ... ... ... ... ... ..... ..
с-.1...: М С\1...... О)C'f:)....с1.С....сф
419
ОБОЗНАЧЕНИЯ ОСНОВНЫХ
-ПАРАМЕТРОВ И РАЗМЕРОВ
ЛАТИНСКИЕ БУКВЫ
A J , А, линейная наrрузка обмотки соответственно статора
и компенсационной, ротора и якоря
о количество пар параллельных ветвей обмотки якоря;
меНЫIIИЙ размер прямоуrольноrо провода без изо-
ляции; длина щетки
ад; Опое; а. количество параллельных ветвей соответственно об-
мотки добавочных полюсов, последовательной об-
мотки rлавных полюсов, обмотки статора и компен
сационной
ау, аш среднее расстояние между боковыми поверхностями
смежных полюсных наконечников соответственно
узких, широких .
ап среднее расстояние между боковыми поверхностями
сердечников смежных полюсов
адоп минимальное допустимое расстояние между катуш-
ками возбуждения смежных полюсов
а (1) частота отказов
В д ; В..; B.I; В п ; В СН ; маrнитная индукция соответственно в сердечнике др-
В с !; B'r,; Вr,д бавочноrо полюса, в 'зубцах с.татора и зубцах нако-
нечника rлавноrо полюса, в зубцах ротора и якоря,
в сердечнике полюса машины переменноrо ТОКа и
сердечнике rлавноrо полюса, в спинке статора и ста-
нине, в спинке ротора и якоря, в воздушном зазоре
(максимальное значение), в воздушном зазоре под
добавочным полюсом
Ь; 60'1 больший размер соответственно прямоуrольноrо про-
вода без изоляции, стержня обмотки .
6' больший размер прямоуrолъноrо ПрОБода с изоля-
цией
Ь д ; Ь З . К ; Ь з1 ; Ь з . 2 ; ь к : ширина соответственно сердечника добавочноrо по-
Ь..; 6 a t; 6...; 6..п; 6 п ; люса, зоны коммутации, зубца в статоре и в нако-
Ь п1 ; Ь а 2; bp. ; 6.1. 11.1 нечнике rлавноrо полюса, зубца в роторе и якоре,
· катушки возбуждения, катушки в лобовой части
обмотки статора и компенсационной обмотки, ка-
тушки в лобовой части обмотки фазноrо ротора и
якоря, наконечника Д,обавочноrо полюса, полюсной
дуrи, сердечника полюса машины пёр.еменноrо тока
и tлавноrо полюса, прямоуrольноrо паза в штампе
статора и наконечника rлавноrо полюса, прямоуrоль-
Horo паза в штампе ротора и якоря, рулонной стали,
шлица паза статора и наконечника rлавноrо ,полюса,
шлица паза ротора и якоря
Ь з зазор между изолированным сердечником полюса и
ка ТYIДкой
Ь п ---- односторонняя толщина изоляции по ширине
Ь'..п расчетная ширина полюсной дуrи
Ь о ; 60В ---- припуск по ширине паза соответственно на сборку
сердечника, то же при наличии скоса пазов
Ь ор .,; Ь ОР2 средняя ширина секции обмотки COO'FBeTCTBeHHo ста-
тора, ротора и якоря
420
Ь..,; Ь Ш ширина полюсной дуrи пакета с полюсными нако-
нечниками соответственно узкими, широкими
С количество элементарных проводов в эффективном
D веиl ; D 1 ; D 2 внутренний-диаметр соответственно колеса центро-
бежноrо вентилятора, сердечника статора и стани-
ны, сердечника ротора и якоря
D веи2 ; D 2 ; D B 2 наружный диаметр соответственно колеса центро-
бежноrо вентилятора, сердечника статора и станины,
сердечника ротора и якоря
D и наружный диаметр коллеJ.{тора; средний диаметр ко-
роткозамыкающеrо ольца ротора
- d; d'; d и2 ; d П 2 диаметр соответственно неизолированноrо провода,
провода с изоляцией, аксиальноrо вентиляционноrо
канала ротора и якоря, паза полюсноrо наконечника
Е и ; Ер; во; E 1 ; E2 ЭДС соответственно коммутирующая в секции яко-
ря, реактивная коммутируемой сеl\ЦИИ якоря, при
холостом ходе, фазы обмотки статора, фазы обмотки
ротора и обмотки якоря
p ; F.I; Р а 2; F п ; Р пос ; ---- МДС соответственно обмотки добавочноrо полюса,
rПl.; Р р2 ; F е . п ; Ре.; Ре.; на участке зубцо статора и б зубцов наконе,:rника
F ь; . F од; F \ . F l' F 2 r.лавноrо полюса, на участке зу цов ротора и пКОрЯ,
" параллельной или независимой обмотки возбуждения -
rлавноrо полюса, последовательной обмотки rлавноrо
полюса, на участке воздушноrо зазора в стыке 'меж-
ду rлавным полюсом и станиной, размаrничивающе-
ro действия реакции якоря, на участке сердечника
полюса машины переменноrо тока и rлавноrо полю-
са, на участке спинки статора и станины, на участке
спинки ротора и спинки'якоря, на участке воздуш-
Horo зазора, на участке воздушноrо зазора между
якорем и добавочным пол сом, приходящаяся на
весь маrнитопровод (суммарная на один полюс),
обмо ки статора и компенсационной обмотки, об-
отки ротора и якоря
!ВВlI частота включения элеI{тродвиrателя
'; /1 /2 частота COO BeTCTBe HO в сети nepeMeHHoro тока или
перемаrничивания, напряжения или тока статора,
напряжения или тока ротора
Н ---- напор вентилятора
Н в скорость... роста дефектности витковой изоляции
Н з1 ; Н З2 ; н п ; H cl ; Н С2 ----напряженность маrнитноrо поля соответственно в
зубцах статора и наконечника rлавноrо полюса,
в зубцах ротора и якоря, в rлавном полюсе, в спин-
ке статора и в станине, в спинке ротора и спинке
якоря
h; hб; h д ; h и ; ha; ---- высота соответственно оси вращения, бандажной ка-
А а1 ; h a2 ; h п ; hпi; h п2 ; павки якоря, сердечника добавочноrо полюса, клина
Ар; Ь е1 .; h e2 ; h ш1 ; h Ш1 и короткозаМЫI{ающеrо кольца ротора, лопатки вен-
тилятора, катушки в лобовой части статора и ком..
пенсационной обмотки, катушки в лобовой части
обмотки фазноrо ротора и якоря, сердечника полюса
машины переменноrо тока и rлавноrо полюса, паза
в штампе статора и наконечника rлавноrо полюса,
паза в штампе ротора и якоря, продольноrо ребра
на внешней поверхности статора, спинки статора и
станины, спинки ротора и спинки якоря, шлица паза
статора и наконечника rлавноrо полюса, шлица паза
ротора и якоря
421
h и толщина изоляции по высоте
hc припуск по высоте паза на сборку сердечника
lи; 1м; lп; 1 ст; lп Е ток соответственно в короткозамыкающем кольце
10; 11; 12 ротора, намаrничивания, начальный пусковой, а TaK
же обмотки возбужд.ения машины переменноrо тока
и параллельной или независимой обмотки возбуж
дения машины -'постоянноrо тока, стержня коротко-
замкнутоrо ротора, I;\ пазу, холостоrо хода, фазы
обмотки статора, фазы обмотки фазноrо ротора и
якоря
'. i '1д ударный ток KopoTKoro замыкания
1",; 111.11; IR; I п ; Iпос; плотность тока соответственно в обмотке добавоч"
/ СТ; J щ; 11; /2 НЫХ полюсов, В дуrе компенсационной обмотки,
в короткозамыкающем кольце ротора, в обмотке воз
буждения машины переменноrо тока и в параллель
ной или независимой обмотке возбуждения машины
постоянноrо тока, в последовательной обмотке rлав
НЫХ полюсов, в стержне обмотки ротора и компен-
сационной обмотки, ПОД щетками на контактных
кольцах и на коллекторе, в обмотке статора и в сек-
ционной компенсационной обмотке, в обмотке ротора
и обмотке якоря '
J и.д; J момент инерции соответственно динамический pOTO
ра и якоря машины, статический
К количество коллекторных пластин
k B · k за п . kз. k и . k M : коэффициент соответственно вытеснения тока, запаса
. т , ", ДС б б u
k ИаС ;. k о бl; k о б2; k п ; k пр ; М о мотки воз уждения, учитывающим частичное
kc; k си ; k т . щ ; k y ; kфа; прохож м де д н с ие маrНИ1'ноrо потока че ез б паз , к мпен
k ad ; k aq ; kd; kdl.; k q ; сации якоря компеН,сационнои о мотк,?и, за-
k 1 . k ' k полнения паза медью, насыщения маrнитнои цепи,
q, u, uД б u . б u
о моточньUl статора, о моточныи ротора, заполнения
паза изолированными проводами, характеризующий
качество пропитки, заполнения сердечника сталью,
скоса пазов, трения щеток, укорочения обмотки, фор-
мы поля реакции якоря, приведения мдс реакции
якоря по продольной оси к мдс обмотки возБУ)l{де-
ния, то же по поперечной оси, ф.ормы поля статора
по продольной оси, ариведения мдс обмотки ста-
тора по продольной оси к мдс обмотки возбужде
ния, формы поля статора по поперечной оси, приве-
дения мдс обмотки статора по поперечной оси
к МДС обмотки возбуждения, воздушноrо зазора,
воздушноrо зазора для добавочноrо полюса
k з . и ; kи; k T отношение соответственно ширины зоны коммутации
к нейтральной зоне, ЭДС к напряжению, тока ЯI{ОРЯ
к току машины
L индуктивность обмоток
1б; Iв; 1д; lи; [и.д; lоБР ; длина соответственно бандажной канавки якоря, BЫ
1п; lП11; lП2; lCT; 1'1; 1м; лета лобовой части обмотки, сердечника добавочноrо
1ЭJr полюса, активной части коллектора или короткоза-
мыкающеrо кольца ротора или радиальноrо вентиля-
ционноrо канала, наI{онечника добавочноrо полюса,
образца, сердечник полюса машины переменноrо
тока и rлавноrо полюса, пакета сер,nечника статора,
пакета сердечника ротора и якоря, стержня обмот-
ки, пакета сердечника полюса с узкими полюсными
наконечниками, то же с широкими наконечниками,
элементарноrо участка
13J; 132; 1с.п; lcl'; lC2 средняя длина пути маrнитноrо потока соответствен-
но в зубце CTaTOp и в зубце наконечника rлавноrо
422
полюса, в зубце ротора и якоря, в сердечнике полю
са машины переменноrо тока и rлавноrо полюса,
в спинке статора и в станине, в спинке ротора и
якоря
'а ср-едняя длина одной лобовой части секции обмотки
и длина лопатки вентилятора
[ср.д; lер.Д1'; lер.п; средняя длина соответственно витка обмотки доба-
lер.пое; lep1; [СР2 вочных полюсов И витка дополнительной обмотки
статора, соединительной дуrи стержневой компенса-
ционной обмотки, витка обмотки возбуждения маши
ны переменноrо тока и параллельной или независи
мой обмотки возбуждения машины постоянноrо тока,
витка последовательной обмотки r лавных полюсов,
витка обмотки статора и секционной компенсацион
ной обмотки, витка обмотки ротора и якоря
1эф.п; lЭФ1; lЭф2 эффективная длина сердечника соответственно полю
са машины переменноrо тока и r лавноrо полюса,
сердечника статора и шихтованной станины, сердеч
ника ротора и якоря
111 полная длина сердечника статора и длина станины
12 полная длина сердечника ротора и якоря
1'11; 1'2 расчетная длина сердечника соответственно статора,
ротора и якоря
М; МП; Мэм; М тах ; момент соответственно вращающий, начальный пус
Мо; М 2 ковой, электромаrнитный, максимальный, холостоrо
хода, полезный (отдавае ый)
т; тl'; т2 количество соответственно ходов обмотки якоря, фаз
, обмотки статора, фаз обмотки ротора
та Л2; тд; тзl; тЗ2; масса соответственно алюминия КОРОТI{озамкнутоrо
тв; тв; тмаш; ты.д; ротора, стали сердечников добавочных полюсов, ста-
тМ.К; mМ.П; тм.пос; тМ.У; ли зубцов статора и зубцов наконечника rлавноrо
тму': тМl; тМ2; тп; полюса, стали зубцов ротора и зубцов якоря, изо-
т с !; mcI,; тС2 ляции, конструкционных материалов, машины, меди
обмотки добавочных полюсов, меди короткозамы
кающих или контактных колец ротора и коллектора,
меди обмотки возбуждения машины .переменноrо
тока и параллельной или независимой обмотки воз-
буждения машины постоянноrо тока, меди последо
вательной обмотки возбуждения rлавных полюсов,
меди успокоительной (демпферной) обмотки, МедИ
суммарная, меди обмотки статора и компенсационной
обмотки, меди обмотки ротора и якоря, стали сердеч-
ников полюсов машины переменноrо тока и rлавных
полюсов, активной стали суммарная, стали спинки
статора и станины, стали спинки ротора и спинки
ЯI{ОРЯ
N B ; N д ; N л; N п ; N yp ; количество соответственно проводников, лежащих
N m ; N щ ; N щ I; N 1 ; N" рядом по высоте в пазу и в катушке возбуждения,
эффекти:вных проводников дополнительной обмотки
стат'ора в пазу, лопаток вентилятора, эффективных
проводников в пазу, уравнительных соединений об-
мотки якоря, проводников, лежащих рядом по шири-
не в пазу и в катушке возбуждения, щеток на
одном бракете, щеток в машине, стержней компен-
сационной обмотки, приходящихся на один полюс,
проводников обмотки фазноrо ротора и якоря или
стержней демпферной обмотки, приходящихся на
один полюс
.
423
fJ частота вращения
по; nl'; п2 частота вращения соответственно при холостом xoдe
синхронная, ротора
fJб; nН; 'nп; Пр количество соответственно бандажных канавок яко-
ря, аксиальных и радиальных каналов в сердечнике.
пакетов сердечника, продольных ребер на внешней
поверхности статора
Пир; n)'; nш количество пакетов с полюсными наконечниками
соответственно крайними, узкими, широкими
n и Р1; n п Р2 ---- коэффициент приведения соответственно сопротив--
ления обмотки ротора к обмотке статора, тока Koпь
ца к току стержня
nтр ---- коэффициент трансформации эде и тока
Раа2; Р вев ; P1I.; P.I; потери cooTBe:rcTBeHHo ротора (обмотка из алюми-
Р82; Р К ; Р и . щ ; Рм.'Д: ния), на трение о воздух и на вентиляцию машины
Р... д1 ; Р м . п ; Рм.пос; добавочные, в зубцах статора, в зубцах ротора
Р... ет ; Р мх t; PMI.; p..J; и якоря, KopoTKoro замыкания, в переходных кон-
[> СЕ; Реl; Р О 2; Р т . в ; тактах щеток, в обмuотк добаВОЧ ЫХ б полюсов, Б В ду-
Р . р · р, rax !{омпенсационнои очмотки, В О мотке воз уж-
Т.Щ. r.. о дения машины переменноrо тока и в параллельноii
или независимой обмотке возбуждения машины
постоянноrо тока, последовательной обмотки r лав
ных полюсов, в стержнях компенсаu.ионной обмотки,..
механические суммарные, в обмотке статора и в ком-
пенсационой обмотке, в обмотке ротора (обмотка
из меди) и якоря, в стали суммарные, в спинке
статора, в спинке ротрра и якаря, трения в подщип- .
никах, трения щеток о коллектор, в машине сум-
марные, холостоrо хода
Р'; Рам; P 1 ; Р 2 ; Р{ мощность соответственно расчетная (внутренняя)
машины, электромаrнитная, подводимая к машине
полезная (отдаваемая), механическая рртора
Р П ; Р м . в ; РМ.Ф; Роб вероятность безотказной работы. соответственно па..
зовой, межвитковой, межфазовой изоляции, обмот-
ки
P{t} вероятность безотказной работы
р; РД количество соответственно пар полюсов машины
. переменноrо тока и rлавных полюсов, пар доб.авоч"
ных полюсов
Q{t} вероятность отказа
q вероятность плотноrо касания соседних витков
ql; q2 количество пазов на полюс, и фазу соответственно
в статоре, в роторе
R.; R. эквивалентное активное сопротивление схемы заме..
щения, то же при максимальном моменте
' д ; 'Дl; 'и; 'м; 'п; активное сопротивление соответственно обмотки до..
'ио с; r ет; '0; '1;" бавочных полюсов, дуr компенсационной обмотки,
" ,; '1.:: короткозамыкающих колец, приведенное' к току
стержня, намаrничивающеrо контура, обмотки воз-
буждения машины переменноrо тока и параллель..
ной или независимой обмотки возбуждения машины
постоянноrо тока, последовательной обмотки rлав-
ных полюсов, стержней компенсационной обмотки,
обмотки статора для токов нулевой последователь-
ности, фазы обмотки статора и компенсационной
обмотки, обмотки короткозамкнутоrо ротора или
фазы обмотки фазноrо ротора или обмотки якоря,
....
424
обмотки ротора, приведенное к обмотке статора,
обмоток якорной цепи (суммарное) -
Sд; S91; S32; - Sп; S' п; площадь поперечноrо сечения соответственно сердеч..
S" п; SC1; Sc2; SO; ника добавочноrо полюса и провода дополнительной
S; S'; SДI; sи; SC'f обмотки статора, зубцов статора и зубцов наконеч..
ника rлавноrо полюса, зубцов ротора и якоря, сер..
дечника полюса машины переменноrо тока и rлавно"
ro полюса; п-аза в штампе, паза в свету, паза,
зан'имаемая обмоткой, спинки статора и станины,
спинки ротора и спинки якоря, в воздушном зазоре,
неизолированноrо провода, провода с изоляцией,
дуrи компенсационной обмотки, короткозамыкающеrо
кольца, стержня обмотки
S 2:. суммарная площадь поперечноrо сечения стеР}l{ней
де пферной обмотки на одном полюсе
5" п.о; S', п.. площадь поперечноrо сечения паза, занимаемая об-
моткой статора соответственно. основной, дополни..
тельной
Sщ; Sщ контактная поверхность соответственно одной щетки,
всех щеток машины
s скольжение асинхронноrо двиrателя
Sир критическое скольжение асинхронноrо двиrателя при
максимальном моменте
т средняя наработка до отказа
т дff; Т дq постоянная времени демпферной обмотки при pa
зомкнутой обмотке статора соответственно по про..
дольной оси, по поперечной оси
Т" дd; Т" дq постоянная времени демпферной обмотки при за..
мкнутой накоротко обмотке статора соответственно
'по продольной и поперечной осям
т м; Тв постоянная времени машины соответственно электро"
механическая, электромаrнитная
t температура, ширина щетки
t и коллекторное деление
10 максимальная допустимая температура для данноrо
класса наrревостойкости изоляции
tl; t 2 зубцовое деление соответственно статора и наконеч..
ника rлавноrо полюса, ротора и якоря
и; U n ; и н ;. u п ; ао напряжение соответственно линейное (для машин
переменноrо тока) и сети (для машин постоянноrо
тока), дополнительной обмотки статора, на кольцах
ротора или KopoTKoro замыкания или среднее между
коллекторными пластинами, на выводах обмотки
возбуждения, холостоrо хода
и 1 ; иl н?пряжение фазы статора, среднее значение фазных
коммутационных напряжений
V расход охлаждающеrо воздуха
VВеИ; о.; О. линейная скорость соответственно вентилят.ора, кол-
лектора, ротора и якоря
"'д; wп; wпос; W c 2; количество витков соответственно дополнительной
D11;"'2 обмотки статора и на полюс обмотки добавочных
полюсов, на полюс обмотки возбуждения машины
переменноrо тока и параллельной или независимоИ:
. обмотки возбуждения машины постоянноrо тока, на
полюс последовательной обмотки r лавных полюсов,
в секции обмотки якоря, последовательно соединен:
425
tп;
Xdl; X q l; Хо;
Х2; Х' 2;
Xad;
х' d;
у; Yt;
УН; уп;
ZH; ZM; Zи;
Xd;
ных В фазе обмотки статора и на полюс компенса-,
ционной обмотки, последовательно соединенных
. в фазе обмотки витков ротора и обмотки якоря
(общее)
ХН расчетное приведенное индуктивное сопротивление
KopoTKoro замыкания
ХМ rлавное индуктивное сопротивление
Х/ индуктивное сопротивление соотв"етственно обмотки
Ха возбуждения, обмотки статора по продольной оси,
обмотки статора по поперечной оси, обмотки статора
для токов нулевой последовательности, фазы обмот
ки статора, обмотки статора для токов обратной
последовательности и обмотки ротора, обмотки ро-
тора, приведенное к обмотке статора, рассеяния
X.aq индуктивное сопротивление реакции якоря соответ-
ственно по продольной и поперечной осям
X q синхронное индуктивное сопротивление обмотки, ста-
тора соответственно по продольной и поперечной
осям
х" d индуктивное сопротивление обмотки статора по про-
дольной оси соответственно переходное, сверхпере
ходное
у ПрОБОДИМОСТЬ обмотки
У2 шаr обмотки якоря по элементарным пазам COOT
ветственно результирующий, первый частичный, BTO
рой частичный
Уур шаr соответственно по коллектору', обмотки по ре-
альным пазам, уравнительных соединений обмотки
якоря
Z эквивалентное аэродинамическое сопротивление воз
духопровода и полное сопротивление обмотки
Z 00 сопротивление соответственно расчетное приведенное
полное KopoTKoro замыкания, полное схемы заме-
щения при максимальном моменте, полное схемы
замещения, расчетное приведенное полное при бес..
конечно большом скольжении (8 == 00 )
Z2 количество пазов соответственно в статоре и ,в HaKO
нечнике rлавноrо полюса, в роторе и якоре
Zt;
fреческие буквы
а коэффициент теплопередачи поверхности, действи
тельный коэффициент полюсной дуrи
ау; a коэффициент полюсноrо перекрытия для пакетов
с полюсными наконечниками соответственно узкими,
широкими
а' расчетный коэффициент полюсной дуrи
у количество коллекторных пластин, перекрытых щет
кой, удельная электрическая прородимость
Л mт припуск на штамповку
.A.t превышение температуры обмоток, коллектора, воз
духа и перепад температуры в изоляции
АИ; АU щ падение напряжения соответственно в обмотках
якорной цепи, в контакте щеток
."
'-
лип;
f
't
"\,
,
б; б д ; БПl; б п2 воздушный зазор соответственно между сердечни
ками статора и ротора или Me дy якорем и rлавным
полюсом, между якорем и добавочным ПОЛЮ,СОМ,
в стыке между rлавным полюсом и станиной, в сты-
ке между сердечником полюса и полюсным HaKO
нечником или между сердечниками полюса и ротора
11 коэффициент полезноrо действия
6 уrол наrрузки синхронной машины
Л отношение длины сердечника к ero диаметру; коэф-
фициент теплопроводности изоляции
ЛД1; Лд2 коэффициент проводимости дифференциальноrо рас-
сеяния соответственно CT Topa, ротора
ЛЛ 1; 'л'Пl; ЛП2; коэффициент проводимости рассеяния COOTBeTCTBeH
Лен; Лl; Л2 но короткоэ-амыкающих колец ротора, лобовых ча
стей обмотки статора, паза статора, паза ротора и
якоря, скоса пазов, обмотки статора, обмотки po
тора
ло дефектность витковой изоляции до начала эксплуа..
тации электродвиrателя
л (t) инт нсивность отказа
6 величина, характеризующая степень повышения ак-
тивноrо и уменьшения индуктивноrо сопротивления
короткозамкнутой обмотки ротора при вытеснении
тока
П периметр поверхности охлаждения
р удельное электрическое сопротивление
Рl коэффициент сопротивления статора
а; О'д; О'в.п коэффициент маrнитноrо рассеяния соответственно
полюсов машины переменноrо тока И rлавных полю
сов, добавочных полюсов, наконечников полюсов
машин переменноrо тока и rлавных полюсов
rJИТ; ат среднее квадратичное отклонение соответственно
фазных коммутационных напряжений, температуры
обмотки
1; полюсное делеflие, наработка
'Тl коэффициент рассеяния статора
Ф; Ф д ; Фбд......... маrнитный поток соответственно в воздушном зазо-
ре, в сердечнике добавочноrо полюса, в воздушном
зазоре под добавочным полюсом
q> коэффициент, учитывающий увеличение сопротивле..
ния пазовой части стержня ротора при вытеснении
тока
", коэффициент, учитывающий уменьшение проводимо-
сти пазовоrо рассеяния при вытеснении тока
СПИСОК ЛИТЕI?АТУРЫ
1. Абрамов А. Н., Н ванов-Смоленскuй А. В. П'роеКТlИроваН'Ие rидроrенера...
торов и 'синхронных компенсаторов. М.: Высшая школа, 1979. З12 с.
2. Алексеев А. Е. Конструкция электрrических машин. М.: rосэнерrоиэдат,>
1958. 390 с.
3. Алексеев А. Е., Кожевнuков .В. А. Фактор коммутационной стойкости тя-
rOBbIX двиrателей постоянноrо то.ка. Вестник электропромышленности, 1963,.
Ng 4, с. 44 48.
4. Асинхронные двиrатеJIIИ общеrо назначения! ПОД ред. В. М. Петрова в.
А. Э. Кравчuка. М.: Энерrия, 1980. 488 с.
5. Видеман Е., КелленfJерzер В. Конструкция электрических машин.......... Л.:
Энерrия, 1972. 520 с.
6. Видмар М. Экономические законы проектиров-ания электричесюих ма-.
шин. М.: rонти, 1930. 120 с.
7. BUHozpaaOBa А. А., ДеJJуся" А. Т. Международная стандартизация в об
пасти электротехниКIИ и радиоэлеКТРОНИrКlИ. М.: Энерrия, 1974. 205 с.
8. Вольдек А. Н. Эл,ектрические машины. Л.: Э.нерrия, 1974.----839 с.
9. Воскресенскuй А. П., Мазuя Л. В., Сорокер Т. Т. Основные. принциnы,
сис MЫ.. автоматическоrо проекrnрования асинхронных двиrателей. ---- Электро"
технв.ка, 1978, Ng 9, с. 14 18.
10. Fольдберz О. Д. Качество и надежность асинхронных дВиrаТелей..........
М.: Энерrия, 1968. 176 с.
11. Fольдберz О. д. Теоретичес.кая и экспериментальная разраБО1lКа мета..
дов расчета показателей надежности, ускоренных испытаний и контроля ка..
честВа аоонхронных двиrателей, докторская диссертац!ия. М., 1972.-----355 с.
12. Fольдберz О. Д. Надежность электрических машин общenромышлен"
Horo и бытовоrо назначения. М.: Знание, 1 976. 55 с.
13. FOTTep Т. Наrревание и охлаждение электрических машин. М.::....... Л.::
FосэнерrOOlздат, 1961. 480 с.
14. FYPUH Я. С., Кузнецов Е. Н. П'роектирование серий электрических' Ma
ШИН. М.: Энерrия, 1978. 479 с.
15. FYPUH Я. С., Курочкuн М. Н. - П'роектирование машин постоянноrо
тока. М. rосэнерrоизда т, 1961. 351 с.
16. Данuлевuч Я. Е' I Кошарскuй Э. Т. Добавочные потери в электрических
машинах. Л.: rосэнерrоиздат, 1963. 214 с.. .
17. Домбровскuй В. В.,. Хуторецкuй Т. М. Основы проектирования электри"
ческих машин переменноro тока. Л.: Энерrия, 1974. 503 с.
18. Ер,М,олuн. Н. П' I Жерuхuн. И. П. Надежность электричесюих маши.н Л.:
Энерrия, 1976. 247 с.
19. Копылов Н. П. Применение 'Вычислительных машин в инженерно эко.
номwческих расчетах. М.: Высшая школа, 1980. 258 с.
20. Костенко М. П.,' П uотровскuй Л. М. Электрические машины, ч. 1. М.;
Энерrия, 1972. 815 с. ч. 11. М.: Энер'rJjЯ, 1972. 712 с.
21. Проектирооание злектр'ических машин./ Копылов И. П., Fоряuн.ов Ф. А.,
Клоков Е. К. и др. М.: Энерrия, 1980. 495 с.
22. Петров Т. Н. Электрические машины, ч. 11. Асинхронные и синхронные
м&шины. М.: rосэнерrоиздат, 1963. 416 с.
23. Петров Т. Н. Электрические машины, ч. 111. КОЛЛ1екторные машины по-
стоянноrо и переменноrо тока. М.: Энерrия, 1968. 223 с.
24. П ОСТНИКОв И. М. Проектирование' электричесКlИХ машин. Киев, [ос-
техизда т, 1960. 91 О с.
25. Пунzа Ф. ПроектироваЮIе электромашин. Л.; Кубуч, 1934. 325 с.
26. РаБUfl:овuч И. Н., Ш убов Н. Т. Проектирование электрических машин
постоянноrо тока. Л.: Энерлия, 1967. 504 с.
27. Скобелев В. Е. Двиrатели пульсирующеrо тока. Л.; Энерrия, 1968.
230 С. J
28. Сорокер Т. Т. Расчет хараG<терисТ'Ик асинхронноrо двиrателя. Бюлле-
тень В:еесоюзноl'О электротехническоrо института, 1941, Ng 6, с. 27 32.
29. Сорокер Т. Т. Пов.ерочный электрический расчет мноrофазноrо асинхрои"
Horo двиrателя. Труды ВНИИЭМ, 1959, т. 111, с. 112.
428
30. Соро/(,ер Т. Т., Каеан Б. М. O ПРlИменении ЭВМ для расчетов серий
электрических машин. Вестник электропромышленности, 1958, Н! 9, с. 9 118.
31. Соро/(,вр Т. Т., Вос/(,ресенс/(,ий А. П., Морд.винов ю. В. Примевев.ие ЦВМ
дЛЯ расчета и исследований асинхронных двиrателей. Труды третьей научно
технической конференцИlИ. М.: ВНИИЭМ, 1971, с. 131 144.
32. Соро/(,ер Т. Т., Мордвинов Ю. В. Международная ста.Rдарmзация НИ3
ковольт-ных асинхронных двиrателей по мощности и установочным раз'Мерам. -
Электротехника, 1978, М 9, ('. 7 9. .
33. Стрельбиц/(,uй Э. К. Оптимальное про ктирование' аоинхронныx ДВИrате
лей. В кн.: Асинхронные двиrатели, rл. 3/ Под ред. В. М. П етрова l{
А. Э. Кравчu/(,а. М.: Энерrия,.. 1980, с. 83 108.
34. Стрельбuц/(,uй э. К., Ма/(,симов Е. Н. Оценка техническоrо уровня аСИНА-
хронных ДВlИrателей на стадии прое тирования. Электротех,вика, 1978, N! 9,
с. 12 14. _
35. Суйс/(,ий П. А. Исследование HarpeBa асинхронных короткозамкнутых
двиrателей серий А и Ай мощностью от 0,6 до 100 кВт при продолжительном
режиме работы. Электричество, 1958, N! 9, с. 35..........37.
36. Тихом,иРО8 П. М. Расчет' трансформаторов. М.: Энерrия, 1976. 544 С..
37. ШУЙСк'UЙ В. П. Расчет электрических М3Ш1ИН. Л.: Энерrия, 1968.
731 с.
оrЛАВЛЕНИЕ
Предисловие .'. _
. rлава 1 Основные положения при проектировании электричес,КИХ машин
Э 1 1. Основные направления в развитии электромашиностроения
Э 1-2. Стандартизация в области электрических машин
Э 1-3. fлавные размеры. . . . .. .
э J -4. fеометрическое подобие машин 1. . .
э 1-5. Особенности проектирования серий машин
fJIaBa 2. Материалы, применяемые в электромашиностроении .
Э 2 1. Электроизоляционные материалы .
Э 2 2. Проводдиковые материалы . -.
э 2-3. Электротехнические стали. . .
э 2-4. Щетки. Конструкционные материалы.
f лава 3. Констр'укция электрических машин .
3-1. Общие принципы конструирования
9 3-2. Вал. . . . .
э 3-3. Механический расчет вала
Э 3-4. Сердечник и обмотка ротора ..
Э 3-5. Узел контактных колец .
Э 3 6. Сердечник и обмотка якоря. . / .
Э 3-7. Расчет бандажей и пазных клиньев .
Э 3-8. Узел коллектора
9 3 9. Вентилятор .
3-10. Станина . .
э :1-11. Подшипниковые щиты и подшипники
Э 3-12. Расчет подшипников. . .
э 3-13. Сердечник и обмотка статора .
Э 3-14. f лавные и добавочные полюса. .. ... .
э 3-15. Обмотки rлавных и добавочных полюсов. Компенсационная
обмотка . . .
э 3 16. ВtIводное УСТРОЙСТRО
fлава 4. Потери и КПД .
э 4 1. Подразделение потерь. . . .
9 4-2. Определение КПД и наrрузки, соответствующей максимально
му КПД
rлава 5. Тепловой и вентиляционный расчеты
Э 5-1. Общие' положения · .
э 5-2. Теплоотдача и теплопередача
Э 5-3. Методы тепловоrо расчета . · · · .
э 5-4. Предварительная оценка ожидаемоrо HarpeBa обмоток статора
и якоря. . .... .. .
5-5" Системы вентиляциИ . . . . . . .
э 5-6. Требования к вентиляторам. Вентиляционный расчет
r лава 6. Расчет надежности электрических машин .
9 6 1. Общие положения. . . . . . . .
э 6-2. Структурные схемы надежности электрических машин
Э 6-3. Математические модели надежности электрических машин.
r лава 7. Технико-экономические расчеты
rлава 8. Применение ЭВМ при проектироваJiИИ элек рических машин
8-1. Общие сведения . . . . . . . . .
8 2. Оптимальное проектирование электрических машин
8 3. Расчетные исследования с помощью ЭВМ .
430
.
.
.
.
.
.
.
Стр_
3
5
5
9
18
23
25
27
27
28
29
.31
32
32
34
36
39
46
47
49
49
55
55
60
65
66
69
70
71
72
72
75
76
76
77
78
84
85
88
91
91
95
97
100
104
104
105
108
..
G "пz Р .
Э 8-4. Система автоматизированноrо проектирования электрических 109
машин · . ·
111
111
113
lJ4
127
141
146
149
156
169
174
178
182
188
инерции ротора 192
201
rлава 9. Расчет асинхронных двиrателей
Э 9-1. Единые серии асинхронных двиrа телей ·
Э 9-2. Исходные данные для проектирования. · · .
э 9 3. Маrнитная цепь двиrателя. Размеры, конфиrурация, материал
Э 9 4. Обмотка статора
Э 9 5. Обмотка короткозамкнутоrо ротора .
Э 9 6. Обмотка фазноrо ротора .
Э 9 7. Расчет маrнитной цепи . . . · ·
э 9 8. Активные и индуктивные сопротивлеНИ!l обмоток
9 9. Режимы холостоrо хода и номинальныи. · ·
,9-1 о. Круrовая диаrрамма и рабочие характеристики
9-11. Максимальный момент · . . . .
э 9-12. Начальный пусковой ток и начальный пусковой момент .
9 13. Тепловой и вентиляционный расчеты
9 14. Масса двиrателя и динамический момент
9 9-15. Расчет надежности обмотки статора
9 16. Применение ЭВМ дЛЯ электромаrнитных расчетов и расчет
ных исследований .
rлава 10. Расчет машин постоянноrо тока .
1 Q-1. Единые серии машин постоянноrо тока .
Э 1 0 2. Исходные данные для проектирования. . ·
э 10-3. Маrнитная цепь машины. Размеры, конфиrурация, материал
10-4. Обмотка якоря . . . . . . -. . . .
э .1 0-5. Реакция якоря и компенсационная обмотка
Э 1 0 6. Обмотка добавочных полюсов . . . .
э 10-7. Стабилизирующая последовательная обмотка rлавных ПОЛIQ-
сов двиrателей . . . . . . .
1 0 8. Характеристика намаrничивания машины. . . .
10-9. Параллельная и независимая обмотка rлавных полюсов .
10-10. Размещение обмоток rлавных и добавочных полюсов
Э 10-11. Щетки и коллектор. .
Э 10-12. Коммутационные параметры
Э 10 13. Номинальный режим .
Э 10-14. Рабочие характеристики
Э 1 o 15. Реrулирование частоты вращения .
10-16. Тепловой и вентиляционный расчеты .
10-17. Масса и динамические показа тели
rлава 11. Расчет синхронных машин
Э 11-1. Единые сеРИIl синхронных машин . ·
э 11 2. Исходные данные для проектирования. . .
11 3. Маrнитная церь машины. Размеры, конфиrурация, материал
Э 11 4. Обмотка статора. . . . . . . . . .
э 11 5. Демпферная (пусковая) обмотка .
Э 11-6. Расчет маrнитной цепи при холостом ходе .
9 11-7. Активное и индуктивное сопротивления рассеяния обмотки
статора . . . .
9 11-8. Расчет маrнитной цепи при наrрузке
9 11 9. Система возбуждения .
Э 11-10. Параметры обмоток и постоянные времени
.. Э 11-11. Потери и КПД. . .
11-12. Характеристики машин. . . .
э 11-13. Тепловой и вентиляционный расчеты .
Э 11-14. Масса и динамические показатели .
Приложения ....
Обозначения основных параметров и размеров
Литература.
203
217
217
219
220
236
254
261
265
267
273
280
282
283
287
291
294
297
300
310
310
312
313
328
335
338
349
351
356
362
369
372
378
381
384
420
42.8
"
/
Оскар авидович fольдберr
Яков Семенович fурин
Иван Семенович Свириденко
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
.,.
Заведующая редаицией Н. И. Хрусталева. Редактор В. И. Пе хова.
Мпадший редактор Т. Ф. Артюхина. Художествеввай рцактор В. и. ме-
JIIаJIКИВ. Художннк Б. К. Мирошкин. Технический редактор Н. В. Яшу-
. КОВа. Корректор В. в: I(ожуткина .
ИБ ом 3982
Изд. 1'12 CTД 76. Сдано в набор 13.0).83. I10дписано в печать 26.11.84 Т-21188
Формат 6OX90'1,. Бум. ТИП. Н2 3. rарнитура литературнЗ1I. Печать высок8SI.
Объем 27 усл. печ. л. 27 усл. кр.-отт. 32,93 yq. изд. JI.
Тираж 22000 акз. Зак. NtЗ255 Цена I р. 40 К.
Издательство «Высшая шкопа:., 101430, Москва, rсп.......f" Неr.пиввая, УЛ.,
Д. 29/14
Ордеиа Октябрьской Революции и ордена Трудовоrо KpacHoro Знамени Пер
вая Образцовая типоrрафия имени А. А. )I(данова Союзполиrрафпрома при
rосударственном комитете СССР по делам издательств, ПОJIиrрафии и книж
ной торrОВJlИ 113054, Мос}(ва. M 54, Валовая, 28