Анализ асинхронного двигателя 4А200L8У3
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
вых частей катушек, что также упрощает изготовление обмотки.
Двухслойные обмотки переменного тока делятся на петлевые и волновые, которые в электромагнитном отношении равноценны.
Статорные же обмотки асинхронных двигателей выполняются только петлевыми.
По виду обмотки подразделяются на всыпные обмотки с мягкими катушками и обмотками с жесткими катушками или полукатушками. Мягкие катушки изготавливаются из круглого медного или алюминиевого провода. Такие катушки наматываются на шаблоны, где им придается предварительная форма, и затем укладываются в предварительно изолированные трапецеидальные пазы. После укладки катушки и закрепления их в пазах с помощью клиньев или крышек производится формовка лобовых частей и бандажирование. Междуфазовые изоляционные прокладки устанавливаются в процессе укладки обмоток. Обмотанный таким образом статор подвергается пропитке. Весь процесс изготовления всыпных обмоток может быть полностью механизирован.
Жесткие катушки (или полукатушки) изготавливаются из прямоугольного изолированного провода. Окончательная форма придается катушкам до укладки. Корпусная и междуфазовая изоляции частично наносятся непосредственно на катушки, которые затем либо пропитываются или компаундируются, либо склеиваются до укладки в пазы. После этого катушки укладываются в полуоткрытые или открытые предварительно изолированные пазы статора, закрепляются и подвергаются окончательной пропитке.
Всыпные обмотки имеют следующие преимущества перед обмотками с жесткими катушками:
1)возможность полной механизации всего процесса изготовления;
2)меньшая длина и вылет лобовых частей, а следовательно, и меньшие потери, более высокий КПД, меньшая длина активной части машины;
)более благоприятная с точки зрения использования зубцовой зоны трапецеидальная форма паза;
)меньшее открытие паза, обеспечивающее меньшие пульсации потока в воздушном зазоре, то есть меньшие добавочные потери и намагничивающий ток;
)большая производственная технологичность: намотка катушечных групп, в ряде случаев и обмоток фаз, производится без разрыва, то есть меньшее число паек, возможность укладки обмотки в пазы сердечника без корпуса облегчают и удешевляют обмотку и пропитку.
В силу этих достоинств мягкие всыпные обмотки дешевле и менее трудоемки.
Достоинствами жестких обмоток являются больший коэффициент заполнения за счет применения прямоугольных проводов и большая надежность, связанная с меньшей технологической дефектностью, так как в пазы укладываются готовые изолированные и проверенные катушки, которые подвергаются меньшим деформациям.
В силу указанных преимуществ всыпные обмотки являются предпочтительными для асинхронных двигателей на напряжение до 1000 В, мощностью до 100 кВт [6, стр. 402 - 403; 7, стр. 109 - 111, 118 - 120].
2.2 Определение фазных зон и схемы обмотки статора
Определим число пазов на полюс и фазу по формуле
(2.1),
где р - количество пар полюсов, m - количество фаз, z1 - количество пазов статора (см. табл. 1.5).
Имеем
.
Тогда полюсное деление, выраженное в зубцовых делениях, определяется по формуле
(2.2)
и равно
.
Выберем шаг обмотки у = 8 зубцовых делений. Тогда относительный шаг равен
(2.3).
Сначала распределяем верхние стороны катушек (пазов) по фазным зонам по q = 3 стороны (пазов) в каждой зоне. Если пазы 1, 2, 3 отвести для зоны фазы А, то зоне фазы В нужно отвести пазы 9, 10, 11, так как фаза В должна быть сдвинута относительно фазы А на 120?, то есть на две зоны по 60? или на 8 пазов (1 + 6 = 7; 2 + 6 = 8; 3 + 6 = 9). Зона С сдвинута относительно зоны В также на 120? и занимает пазы 7 + 6 = 13, 8 + 6 = 14, 9 + 6 = 15. На протяжении следующих двойных полюсных делений чередование зон А, В, С происходит с такой же закономерностью. Таким образом, распределена половина фазных зон и пазов верхнего слоя. Другие фазные зоны также распределяем по фазам А, В, С и обозначаем их соответственно X, Y, Z. При этом для зон Х, принадлежащих фазе А, отводим пазы, которые сдвинуты относительно зон А на ? = 9 пазов, то есть пазы 1 + 9 = 10, 2 + 9 = 11, 3 + 9 = 12 и т. д. Аналогично зонам Y принадлежат пазы 7 + 9 = 16, 8 + 9 = 17, 9 + 9 = 18 и т. д., зонам Z - пазы 13 + 9 = 22, 14 + 9 = 23, 15 + 9 = 24 и т. д. Различие между зонами А, В, С и X, Y, Z состоит в том, что ЭДС в соответствующих сторонах катушек (например, катушек зон А и Х) сдвинуты по фазе на 180? вследствие их сдвига в магнитном поле на одно или нечетное число полюсных делений.
В результате получим распределение верхних сторон катушек (пазов) по фазным зонам, изображенное в верхнем ряду верхней части схемы обмотки на листе 2.
Поскольку в рассматриваемом случае шаг укорочен на одно зубцовое деление, то нижние стороны катушек (пазов) будут сдвинуты на одно зубцовое деление влево . Отметим, что распределение нижних сторон по зонам можно и не производить, так как оно получится автоматически при вычерчивании лобовых соединений катушек.
Весьма важно отметить, что полученное в схеме обмотки на чередование фазных зон А, Z, В, X, С, Y с q пазами в каждой зоне, повторяющееся на протяжении каждого двойного полюсного деления, характерно для любой трехфазной обмотки с фазной зоной ? = 60?.
Распределение пазов по фазам можно произвести также на основании звезды пазовых ЭДС обмотки (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Звезда пазовых ЭДС
Сдвиг ЭДС проводников соседних пазов по фазе определяется по формуле
(2.4)
и равен
.
После обхода век