С мощност от десетки вата до няколко киловата, те намират широко приложение в различни видове домакински уреди, вентилаторни задвижвания за битови и промишлени цели, дървообработващи машини, помпи, компресори, транспортьори, а също и малки машини. Предимството им е възможността да се използват на места и помещения, където няма трифазна мрежа, но е свързана двупроводна еднофазна мрежа.

Значителна част от еднофазните асинхронни електродвигатели се произвеждат на базата на серийни трифазни двигатели. например, еднофазни двигатели от серията ABE са направени на базата на трифазни вградени двигатели AB и др. Няма значителни разлики в дизайна на механичната част и магнитните вериги на такива двигатели в сравнение с асинхронни електродвигатели на трифазен ток .

Кондензатор ел. двигатели

Основната разлика е в дизайна, изпълнението и свързването на намотката на статора. За стартиране на еднофазни асинхронни електродвигатели често се използва специална стартова намотка, разположена на статора заедно с основната работна намотка, но изместена под определен ъгъл спрямо нея. Започнете навиванеточесто свързан към мрежата чрез кондензатор, а след стартиране и ускоряване на двигателя се изключва. В редица дизайни и двете намотки работят и за да се повиши ефективността на използване и да се подобрят характеристиките на еднофазните двигатели, можете да оставите стартовата намотка с кондензатори, включени в нейната верига, свързани към мрежата за целия период на операцията. В този случай, чрез избиране на капацитета на кондензаторите, в режим на работа на машината, кръгово или почти кръгло въртящо се магнитно поле, когато обратният компонент на полето ще отсъства напълно или ще бъде значително отслабен. В резултат на това производителността на машината ще се подобри и ефективността на нейното използване ще се увеличи. Ако на работа монофазен двигатели двете му намотки остават постоянно свързани към мрежата, а кондензаторът е свързан последователно с една от тях, тогава такъв двигател се нарича кондензатор(вижте фиг.).

В кондензаторния двигател и двете намотки работят.От условието за получаване на кръгово поле на техния брой завои в общ случайразлично. Изборът на кондензатор може да изглежда като трудна задача. Има поне два начина да направите това.

Първият начин е да изберете емпирично капацитета на кондензатора.Критерии за оценка на оптималния избор на капацитет на ток на празен ход и начален момент. Въртящият момент трябва да бъде максимален, а токът на празен ход трябва да бъде минимален. Обикновено оценката на тока на празен ход е достатъчна.

Вторият начин за избор на капацитет на кондензатор е методът на изчисление.Нека се спрем на това по-подробно. В този случай напреженията на намотките трябва да бъдат фазово изместени с 90o, т.н

jUa = Uβkwawa/kwβwβ. (1)

Намотъчни токове Iaи Iβсъщо ще бъде извън фаза с 90° и ще създаде MDS

jIakwawa =Iβkwβwβ (2),

където ваи wβ- брой навивки на намотката α и β ;

кваи kwβкоефициенти на намотка за намотки α и β .

Умножавайки лявата и дясната част на равенства (1) и (2), получаваме

UαIα = UβIβ

Тоест общата мощност на двете намотки ще бъде равна. Тъй като намотките са в еднакви условия по отношение на ротора, развиваните от тях активни мощности също ще бъдат равни, т.е.

UαIαcosφα = UβIβcosφβ

откъдето следва, че φα = φβ .

Освен това, съгласно фиг.

Uα = U1 Uβ+Uс = U1

и ъгълът на изместване между тока Iβи напрежението на кондензатора Насе 90°. Тези условия съответстват на векторната диаграма. Според тази диаграма

Us = Uβ /sinφβ

Капацитетът, необходим за създаване на кръгово поле, се определя от връзката

Iβ = Us /xc = (Uβ / sinφβ) ωC

Където

C = Iβ sinφβ / (ωUβ)

Мощността на кондензатора е

QC = Us Iβ = Uβ Iβ / sinφβ

По този начин мощността на кондензатора е равна на пълната мощност на двигателя, т.е. относително голяма. Трябва да се отбележи, че за дадена стойност на капацитета ° Скръговото поле се създава само при едно конкретно натоварване на двигателя (при една стойност на тока). При други натоварвания полето е елиптично и работата на двигателя се влошава. Можете да регулирате капацитета с промяна в натоварването, но това ще усложни веригата на двигателя. За да се получи кръгло поле при стартиране и при всяко натоварване, кондензаторите понякога се включват в два паралелни клона; при натоварване един клон работи и при стартиране и двата са включени. При кондензаторни двигателиизползването на материали е почти същото като това на трифазен двигателеднаква мощност, тяхната ефективност също е приблизително еднаква, и cosφмалко по-висока за кондензаторни двигатели.

За много еднофазни асинхронни двигатели допълнителен (стартов) кондензатор е свързан към веригата на намотката, свързана към мрежата чрез кондензатор за продължителността на старта.

Принцип на действие и дизайн монофазен електродвигател.

Стандартният еднофазен статор има две намотки под ъгъл от 90° една спрямо друга. Едната от тях се счита за основна намотка, другата - спомагателна или стартова. Според броя на полюсите всяка намотка може да бъде разделена на няколко секции.

Фигурата показва пример за двуполюсник еднофазна намоткас четири секции в основната намотка и две секции в спомагателната.

Ограничения на монофазните електродвигатели.

ОТ Трябва да се помни, че използването на еднофазен електродвигател винаги е вид компромис.Дизайнът на един или друг двигател зависи преди всичко от поставената задача. Това означава, че всички електрически двигатели са проектирани според това, което е най-важно във всеки случай: например ефективност, въртящ момент, работен цикъл и т.н. Поради пулсиращото поле, монофазните двигатели могат да имат повече високо нивошум в сравнение с двуфазните двигатели, които са много по-тихи, защото използват стартов кондензатор. За безпроблемната му работа допринася кондензаторът, чрез който се стартира електродвигателят.

За разлика от трифазните, за еднофазните електродвигатели има някои ограничения. В никакъв случай еднофазните електродвигатели не трябва да работят в режим на празен ход, тъй като те се нагряват много при ниски натоварвания, също така не се препоръчва електродвигателят да работи при натоварване под 25% от пълното натоварване.

Асинхронни имейли двигатели със засенчен полюс

статор асинхронен двигателс екранирани полюси има дизайн на изпъкнал полюс (вижте фиг.). На полюсите е поставена еднофазна намотка, която е свързана в еднофазна мрежа. Част от полюса покрива намотка K на късо съединение. Роторът на двигателя има конвенционална намотка на късо съединение под формата на катерица.

Магнитният поток на един полюс на двигателя може да бъде представен като две компоненти. Частта от полюса, която не е покрита от намотката с късо съединение, прониква в потока Ф1м, създаден от тока на намотката на статора I1. Другата част на стълба може да се разглежда като трансформатор, в който първична намоткае намотката на статора, а вторичната е намотка с късо съединение. Резултантният поток на тази част от стълба Ф2m е равен на геометричната сума на потока f"2mгенериран от тока на намотката на статора I1, и поток Fк,m от ток И К, индуциран в късо съединение намотка от поток f"2m.

Както следва от векторната диаграма (виж фиг.), Която е подобна на векторната диаграма на трансформатор, между потоците на двете части на полюса Ф1ми Ф2мпоради екраниращото действие на намотката на късо съединение има фазово изместване във времето под ъгъл β . Освен това осите на тези потоци се изместват под определен ъгъл в пространството. Следователно магнитното поле в машината ще се върти. Тъй като магнитните потоци Ф1ми Ф2мне са равни помежду си и ъгълът на изместване между тях е по-малък от 90°, тогава магнитното поле ще бъде елиптично. В резултат на това двигателите с екранирани полюси имат редица недостатъци: големи общи размери, малък начален въртящ момент , нисък фактор на мощността (cos φ ≈ 0,4 ÷ 0,6)и нисък коефициент на полезно действие, дължащ се на големи загуби в намотка с късо съединение (ή ≈ 0,25 ÷ 0,4).

Известно подобрение на техните стартови и работни характеристики може да се получи чрез използване на магнитни шунтове от стоманена ламарина между полюсите, увеличаване на въздушната междина под неекранираната част на полюсите и поставяне на две или три късо свързани навивки с различна ширина на всеки полюс. Мотори с екранирани полюси се предлагат в търговската мрежа от части от вата до 300 W и се използват във вентилатори, плейъри, магнетофони и др.

Формули за преобразуване на трифазен електродвигател в еднофазен кондензатор.

• При това преизчисляване на трифазен електродвигател в еднофазен не се взема предвид броят на паралелните клонове, в резултат на което броят на паралелните клонове в работните и стартовите намотки е равен на броя на паралелните разклонения в намотката на трифазен електродвигател.

Пример за преобразуване на трифазен електродвигател в еднофазен кондензатор.

• За пример за преобразуване на трифазен в еднофазен кондензатор, нека вземем двигател 5AI100S2U3 с мощност 4,0 kW. 3000 об/мин, захранващо напрежение U=220/380, ток A=14.6/8.15. Електродвигателят има следните данни за намотките: диаметър на проводника d=0,8×2 (в два проводника), навивки в слота n=25, брой успоредни клонове a=1, стъпка на навиване по протежение на слотовете y=11;9, брой на статорни гнезда Z 1 =24.

• Първо трябва да изчислите схемата на полагане на еднофазна намотка, за еднофазен кондензаторен двигател е по-добре да изберете схема на полагане, при която работната намотка заема 2/3 от жлебовете на сърцевината на статора, а началната намотката заема 1/3 от жлебовете на ядрото на статора Фигура № 1. Стъпка: работна намотка y=11;9;7;5, начална намотка y=11;9.

• Преизчисляването на трифазен електродвигател в монофазен кондензаторен двигател е завършено. Получи се еднофазен електродвигател със следните данни за намотките: работна намотка - брой навивки в жлеба Nr=13, диаметър на проводника d=1,56; стартова намотка - брой навивки в гнездото Np=26, диаметър на проводника d=1,12, брой успоредни клонове в работната и стартовата намотки a=1.

• За да започнете и нормална операциямонофазен двигател, захранващата мрежа трябва да издържа на стартовия ток и тока при начален въртящ моментще бъде приблизително седем пъти по-голям от тока в работната намотка 15,6 × 7 \u003d 109,2 A. Напрежението на кондензаторите е най-малко 450 волта.

1. Изберете капацитета на работника (сряда)и стартер (Sp)кондензатори на двигателя на празен ход (без товар).
2. Чрез увеличаване или намаляване на капацитета на кондензатора постигнете добър старт на двигателя. Ако двигателят не тръгне (обикновено това се случва при електродвигатели при 3000 оборота в минута), ще трябва да мелите на стругалуминиеви късосъединяващи роторни пръстени. Напречното сечение на късосъединителните пръстени трябва да се намали с 20-50%, като по този начин се увеличи съпротивлението на ротора и приплъзването. Обикновено, след увеличаване на съпротивлението на ротора, електрическият двигател стартира лесно.
3. След като двигателят стартира, измерете тока на празен ход в работната намотка на електродвигателя. Ток на празен ход в монофазни и трифазни асинхронни електродвигателизависи от скоростта на въртене. Колкото по-ниска е скоростта на двигателя, толкова по-близо е токът на празен ход до номиналния ток на двигателя. Ако токът на празен ход на електродвигателя при 3000 об./мин. приблизително 40-60% от номиналния, след това токът на празен ход на електродвигателя при 250 об./мин. ще бъде приблизително 80-95% от номинален токпосочени на табелата. Тъй като избираме работен кондензатор за еднофазен двигател с 3000 об / мин, токът на празен ход трябва да бъде 40-60% от максималния ток в работната намотка. След изчисляване на максималният ток в работната намотка на еднофазен електродвигател е 15,6 A, токът на празен ход трябва да бъде от 6 до 9 A.
4. Какво да направите, ако двигателят стартира добре, но токът в работната намотка на празен ход е близо до или надвишава 15,6 A. Стартирайте двигателя и след ускорение изключете някои от кондензаторите, оставете приблизително 30-50% от общия капацитет в операция. Чрез намаляване или увеличаване на капацитета на работния кондензатор избираме тока на празен ход на еднофазен електродвигател от 6 до 9 A. Кондензаторът, който винаги остава във веригата на намотката на еднофазен електродвигател, се нарича работещ такъв. (сряда), кондензатор, който се използва само за стартиране на електродвигателя - стартиране (Sp). След инсталиране на електродвигателя на оборудването е възможна настройка стартов кондензаторв посока на увеличаване на капацитета, капацитетът на работния кондензатор не може да бъде променен.
5. Токът на празен ход на еднофазен електродвигател е нормален, токът в начална намоткане трябва да надвишава 7,8 A.

Литература по тази тема:
Девотченко Ф.С. „Римейк трифазни електродвигателикъм монофазен със смяна на намотките." 1991г
Кокорев А.С. „Наръчник на младия Wrapper електрически машини„1979 г
Мещеряков В.В., Ченцов И.М. "Преизчисляване на електрически машини и таблици с данни за намотките" 1950 г

Въведение

1. Задача към курсовия проект

2. Подготовка на данни от измерванията на магнитопровода

3. Избор на тип намотка

4. Изчисляване на данните за навиване

5. Изчисляване на оптималния брой навивки в намотката на една фаза

6. Изчисляване на броя на завоите в една секция

7. Избор на изолация на шлица и крайни намотки

8. Избор на марка и изчисляване на сечението тел за навиване

9. Изчисляване на размерите на сечението (дължина на бобината)

10. Изчисляване на масата на намотката

11. Електрическо съпротивлениенамотки на една фаза постоянен токстуд

12. Изчисляване на номинални данни

13. Задача за обвивката

14. Изчисляване на еднослойна намотка

15. Преизчисляване на асинхронен двигател за други параметри

Литература

ВЪВЕДЕНИЕ

Асинхронните двигатели са основните преобразуватели електрическа енергияв механични и формират основата на електрическото задвижване на повечето механизми, използвани във всички сектори на националната икономика.

Асинхронните двигатели консумират повече от 40% от електроенергията, генерирана в Република Беларус, тяхното производство изисква голямо количество оскъдни материали: електротехническа стомана, намотка от мед и др., Но разходите за обслужване на инсталираното оборудване са намалени. Следователно създаването на серия от високоикономични и надеждни IM са най-важните задачи и правилен избордвигатели, тяхната работа и висококачествени ремонти играят роля за спестяване на материални и трудови ресурси.

Асинхронни двигатели с общо предназначениемощност от 0,06 до 400 kW с напрежение до 1000 V - най-широко използваните електрически машини. В националния икономически парк на електродвигателите те заемат 90% като количество и около 55% като мощност. Нуждата и, следователно, производството на асинхронни двигатели за напрежение до 1000 V в Беларус нараства от година на година.

Срокът на експлоатация на електрическото оборудване е доста дълъг (до 20 години). През този период, по време на работа, някои от елементите на електрическото оборудване (изолация) стареят, други (лагери) се износват.

Процесите на стареене и износване извеждат от строя електродвигателя. Тези процеси зависят от много фактори: условия и режим на работа, Поддръжкаи т.н. Една от причините за повреда на електрическото оборудване са аварийните режими: претоварване на работната част на машината, навлизане на чужди предмети в работната машина, режими на отворена фаза и др. Повредата на електродвигателите, ако е невъзможно бързото им заместване, води до спиране на производствените линии и често до големи материални загуби.

Авариралото електрическо оборудване се възстановява. Особеността на ремонта е, че двигателят се изчислява преди ремонта. Това е необходимо, за да се провери дали наличните данни за намотките на двигателя съответстват на каталожните данни.

Получените данни се сравняват с данните от каталога. Само в случай на пълно съвпадение на всички необходими стойности и с малки несъответствия между тях е възможно да започнете ремонта на електродвигателя. Ремонтът на намотките, особено по време на модернизацията, изисква доста задълбочено познаване на методите за изчисление, способността за рационално използване на електрически материали и намиране на най-икономичните решения.

1. ЗАДАНИЕ КЪМ КУРСОВИЯ ПРОЕКТ.

Таблица 1. Изходни данни за проекта.

Размери на магнитната верига и нейния канал:

D - Вътрешен диаметър на сърцевината на статора, mm.

D a - Външен диаметър на сърцевината на статора, mm.

l е общата дължина на сърцевината на статора, mm.

Z - брой жлебове, бр.

b - голям размер на ширината на канала, mm.

b" е по-малкият размер на ширината на канала, mm.

b w - ширина на слота на канала, mm.

h е общата височина на жлеба, mm.

e е височината на устието на жлеба, mm.

δ е дебелината на стоманените листове, mm и вида на изолацията са дадени в числа.

Спецификацииклиент:

n е честотата на въртене на магнитното поле на статора, min -1.

U f - фазово напрежениенамотки на статора,

U / Δ - схема на свързване на фазова намотка, звезда / триъгълник.

f е текущата честота, Hz.

Ориз. 1. Скица на сърцевината на статора на асинхронен двигател и контура на жлеба.

2. ПОДГОТОВКА НА ДАННИ ОТ ИЗМЕРВАНИЯТА НА МАГНИТНАТА ВЕРИГА

Подготовката на данните за измерване на магнитната верига се извършва за удобство при извършване на последващи изчисления и включва изчисляването на:

а) площта на полюса във въздушната междина (Q d),

б) площта на полюса в зъбната зона на статора (Q z),

в) площ на напречното сечение на гърба на статора (Q c),

г) чиста площ на канала (Q p), mm 2.

Първите три области са необходими за изчисляване на магнитните натоварвания, последната за изчисляване на напречното сечение на намотката.

1. Площта на полюса във въздушната междина.

Във въздушната междина съпротивлението на магнитния поток по цялата площ е равномерно:

(m 2)

където l p е изчислената дължина на магнитната верига, m

t - полюсно деление

Няма охлаждащи канали

(mm)

p е броят на двойките полюси

(PCS) ; ; м 2

2. Площта на полюса в зъбната зона.

В зъбната зона на статора магнитният поток протича през листове от електрическа стомана, следователно площта на полюса ще бъде равна на произведението на активната площ на зъба и техния брой в полюса:

(m 2)

където N z е броят на зъбите на полюс, бр

Q 1 z - площ на един зъб, m 2

(бр.) (m 2)

където l a е активната дължина на зъба

b z - средна ширина на зъба

м (м)

където Kz е коефициентът на запълване на стоманата, зависи от дебелината на листа от електротехническа стомана и вида на изолацията

b’ z – по-малък размер на зъба

b’’ z – по-голям размер на зъба

ширина на зъба в тясната точка

(м) (ммм ; m 2; м 2

3. Областта на магнитната верига в задната част на статора.

Площта на гърба на статора, перпендикулярна на магнитния поток, е равна на произведението на неговата височина и активната дължина на магнитната верига:

(m 2)

където h c е височината на статора отзад

(m 2) m; м 2

4. Жлеб зона в чисто.

Чистата площ на жлеба е необходима за изчисляване на напречното сечение на намотаващия проводник. За да се определи площта на жлеба, неговата секция е разделена от аксиални линии на прости фигури:

(mm 2)

където Qb, Qb’ са площите на полуокръжностите съответно с диаметри b и b’

Q t - където основите са b и b ', а височината:

(mm) (mm 2); (mm 2); (mm 2) mm 2; mm 2; mm 2 mm 2

3. ИЗБОР НА ТИП НАМОТКА

Изборът се прави въз основа на:

Технически възможности за навиване при зададени условия;

Минимална консумация на намотаващ проводник;

Номинална мощност и напрежение;

тип жлеб;

Предимства и недостатъци на намотките;

икономическа целесъобразност.

Схемата на статорните намотки на трифазни електрически машини е разделена на:

Според броя на активните страни на секциите в жлеба, в еднослоен (при който активната страна на една намотка заема целия жлеб) и двуслоен (активната страна заема половината от жлеба),

Според размера на стъпката за намотки с пълна стъпка (при y=y’) и със скъсена стъпка (при y

Според честотата на въртене на магнитното поле на статора в едноскоростно и многоскоростно,

Според броя на секциите в групи намотки (фазови намотки) за намотки с еднакъв брой секции в групата (q е цяло число) и равно на (q е дробно число).

Според начина на изпълнение на намотките те също се разделят на:

Шаблон свободен (или свободен), те също се наричат ​​намотки с меки секции. За такива намотки секциите се полагат един проводник през процеп (слот) на полузатворен жлеб. Използва се за машини с ниска мощност, напрежение до 500 V;

Протягане, извършвано чрез издърпване на телта през жлебовете, използва се за машини с напрежение до 10 000 V със затворени или полузатворени канали. Методът за полагане на намотките е трудоемък. В момента те се използват главно за частичен ремонт на намотки.

Намотки с твърди секции, завършени, изолирани секции, носещи изолация на жлебове върху активните части, се поставят в отворени жлебове.

Използва се за машини със средна и голяма мощност с напрежение до 5000 -10000 V и повече.

Според метода на поставяне на секциите на групите бобини в отвора на статора, както и разположението на челните части, те се разделят на:

концентрични, с поставянето на намотки (секции) една в друга и разположението на челните части в две или три равнини, такива намотки се навиват;

шаблон, със същите секции от групи бобини. Те могат да се изпълняват както прости, така и размахване. Ако в шаблонна еднослойна намотка разделянето се извършва не в полугрупи, а в отделни намотки, получаваме верига за намотка.

Еднослойните намотки се правят главно с прости шаблони, шаблони в "разбивката", верижни, концентрични.

Основните предимства на еднослойната намотка:

1. Липса на междинна изолация, която увеличава коефициента на запълване на жлеба и следователно тока и мощността на двигателя.

2. Лесно производство.

3. Голяма възможност за използване на автоматизация при полагане на намотки.

недостатъци:

1. Повишена консумация на проводящ материал.

2. Трудност при съкращаване на височината на тона и, следователно, компенсиране на по-високите хармоници на магнитния поток.

3. Ограничаване на възможността за конструиране на намотки чрез частичен брой процепи на полюс и фаза.

4. По-трудоемко производство и монтаж на бобини за големи електродвигатели с високо напрежение.

Двуслойните намотки се правят главно с едни и същи секции: контур и верига, по-рядко се използват концентрични.

Основните предимства на двуслойната намотка в сравнение с еднослойната намотка:

1. Възможност за всякакво съкращаване на стъпката, което позволява:

а) намалете консумацията на намотаващ проводник чрез намаляване на дължината на предната част на секцията;

б) намаляване на по-високите хармонични компоненти на магнитния поток, т.е. намаляване на загубите в магнитната верига на двигателя.

2. Простотата на технологичния процес на производство на намотки (много операции могат да бъдат механизирани).

3. Възможността за навиване с почти всякаква частична q, която осигурява производството на намотката по време на ремонта на асинхронни двигатели с промяна на скоростта на ротора. В допълнение, това е един от начините за приближаване на формата на полето до синусоида.

4. Възможност за образуване на по-голям брой паралелни клонове.

Недостатъците на двуслойните намотки включват:

1. По-нисък коефициент на запълване на жлеба (поради наличието на междинна изолация).

2. Някои трудности при полагането на последните секции на намотката.

3. необходимостта от повдигане на цялата навиваща се стъпка, ако долната страна на секцията е повредена.

Поради тези причини в момента в практиката за ремонт на машини променлив токдвуслойните намотки са най-широко използвани. Затова избираме двуслойна контурна намотка.

4. ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА ДАННИТЕ ЗА НАМОТКАТА

Намотката на асинхронен двигател, разположена в магнитната верига на неговия статор, се състои от три независими фазови намотки (A, B, C). Намотката на трифазна AC машина се характеризира със следните данни за намотката:

y - стъпка на навиване;

q е броят на слотовете на полюс и фаза (равен на броя на секциите в групата бобини);

N е броят на групите намотки;

a е броят на електрическите градуси на слот;

a е броят на паралелните клонове.

1. Стъпка на навиване

Стъпката на навиване (y) е разстоянието, изразено в зъби (или жлебове), между активните страни на една и съща секция:

където y' е изчислената стъпка (равна на полюсното деление, изразено в зъби);

x - произволно число, по-малко от едно, привеждащо изчислената стъпка (y') до цяло число.

На практика е обичайно да се определя стъпката в жлебовете, следователно, когато се оформя втората страна на секцията, тя лежи в жлеба y + 1.

Двуслойните намотки се изпълняват със скъсяване на стъпката.

където Ku е коефициентът на скъсяване на стъпката на намотката

В практиката и изчисленията е установено, че най-благоприятната крива за изменение на магнитния поток се получава при скъсяване на диаметралната (изчислена) стъпка с Ku=0,8: y=0,8×18=14,4, приемаме y=14

2. Брой слотове на полюс и фаза.

Броят на слотовете на полюс и фаза (q) определя броя на секциите в групата бобини:

където m е броят на фазите

Всяка бобина за навиване участва в създаването на два полюса, тъй като активните проводници на една от нейните страни имат една посока на тока, докато другите са противоположни.

Когато q>1, намотката се нарича диспергирана, докато фазовите намотки трябва да бъдат разделени на секции, чийто брой е равен на q.

3. Брой групи намотки

В двуслойните намотки броят на групите бобини се удвоява механично, но в сравнение с еднослойна намотка с броя на завъртанията във всяка секция е два пъти по-малък, тогава:

2×1=2

където N 1f (2) е броят на групите намотки в една фаза на двуслойна намотка. Тъй като всяка двойка полюси се създава от трите фази на променливия ток, следователно:

4. Брой електрически степени на слот

В отвора на статора на асинхронен двигател една двойка полюси е 360 0 ел. Това ясно се вижда на фигура 2.

Ориз. 2. Промяна на ЕМП под полюсите.

Когато проводникът премине изцяло под една двойка полюси в отвора на статора за един оборот, ЕМП в него (се появява) се променя по синусоидален начин. В този случай възниква пълен цикъл на промяна, който е 360 електрически градуса (Фигура 2).

Броят електрически градуси на слот или ъгловото изместване между съседни слотове:

5. Брой паралелни клонове

Паралелни клонове в намотката на асинхронен двигател са направени, за да се намали напречното сечение на конвенционален проводник, в допълнение, това прави възможно по-доброто натоварване на магнитната система на машината.

Свързваме всички групи намотки на тази фаза последователно, тогава броят на паралелните клонове е 1 (a = 1) (фиг. 3). На фигурата буквите H и K означават съответно началото и края на групите бобини.

Ориз. 3. Свързване на група бобини

Когато са свързани паралелно, броят на паралелните клонове по принцип може да бъде равен на броя на групите бобини в една фаза N 1f.

Групите бобини на фазата могат да бъдат свързани и комбинирани (част последователно и част паралелно), но в този случай във всеки случай броят на групите бобини във всеки паралелен клон трябва да бъде еднакъв, a = 2.

Броят на паралелните клонове се въвежда, когато е необходимо да се намали напречното сечение на проводника. Максимален брой паралелни клонове:

и max =2×p=2×1=2,

приемам a=1.

6. Принципът на конструиране на веригата на статорната намотка на трифазен асинхронен двигател

За да се получи въртящо се магнитно поле на трифазен асинхронен двигател, за всяка схема на намотка е необходимо:

1. Преместване в пространството на отвора на статора на асинхронен двигател на фазови намотки една спрямо друга с 120 0 el.

2. Времево изместване на токовете, протичащи през тези намотки от

месечен цикъл.

Първото условие е изпълнено чрез подходящото подреждане на групите бобини трифазна намотка, вторият - чрез свързване на асинхронен двигател към мрежа с трифазен ток.

При изграждането на верига, намотката на първата фаза обикновено може да започне от всеки слот. Следователно първата активна страна на секцията се поставя в първия жлеб. Поставяме втората активна страна на секцията през десет зъба в единадесетия жлеб.

Една група намотки има четири секции, а втората и следващите секции заемат съответно 2 и 12, 3 и 13, 4 и 14 жлебове.

Броят на групите намотки на една фаза ще бъде четири (изчислено по-горе)

При еднослойна намотка първата група намотки участва в създаването на първата двойка полюси, втората трябва да създаде втората двойка полюси, следователно разстоянието между тях трябва да бъде равно на една двойка полюси, т.е. 360 електрически степени.

За разлика от еднослойните намотки, в двуслойните намотки групите бобини от една и съща фаза се изместват не с 360 електрически градуса, а със 180.

.

Следователно втората намотка на фаза "А" започва от 19-ия жлеб.

Намотката на фази "B" и "C" се извършва по подобен начин, но те се изместват съответно с 120 и 240 електрически градуса спрямо намотката на фаза "A", т.е. В жлебовете ще бъде:

;

5. ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА БРОЯ ЗАВОРИ В НАМОТКАТА НА ЕДНА ФАЗА

Ориз. 4. а) Еквивалентната схема на намотката на асинхронен двигател;

б) Векторна диаграма на асинхронен двигател.

Когато напрежението U f се приложи към намотката, през нея ще тече ток на празен ход (фиг. 4). Тъй като напрежението варира синусоидално, токът ще бъде променлив. От своя страна той ще създаде магнитен поток Ф в магнитната система на машината, който също ще бъде променлив.

В завоите на намотката се индуцира променлив магнитен поток Ф, който създава ЕМП (E Ф), насочен към противоположно приложеното напрежение (законът за електромагнитната индукция).

EMF на фазовата намотка E F ще бъде сумата от EMF на отделните навивки E 1v

E f \u003d å E 1v или E f \u003d E 1v × W f

където W f е броят на завъртанията в намотката на една фаза.

В допълнение, токът I xx създава спад на напрежението DU върху активното и реактивното съпротивление на намотката.

По този начин напрежението U f, приложено към намотката, се балансира от EMF E F и спада на напрежението в намотката DU. Всичко това е показано във векторна форма в опростена векторна диаграма (Фигура 4). От гореизложеното и векторната диаграма следва, че

.

Спадът на напрежението е 2,5 ... 4% от U f, т.е. средно около 3%, без да се компрометира точността на изчислението, можете да вземете:

E f =0,97×U f;

където E f е ЕМП на фазовата намотка, V

U f - фазово напрежение, V

Моментна стойност на EMF на един оборот:

където t - време, s

Магнитният поток се променя според закона:

Ф=Ф m ×sin×w×t,

където F m - стойността на амплитудата на магнитния поток, Wb;

w е ъгловата честота на въртене на полето;

Максималната стойност на ЕМП на един завой ще бъде кога

,

тогава (защото

): .

Действителната стойност се различава от максималната с

.

Тъй като намотката е разпръсната, част от магнитния поток F се разсейва, което отчита коефициента на разпределение K p:

Почти всички двуслойни намотки са направени със скъсена стъпка. Това води до факта, че на границите на полюсите на секции от различни фази, лежащи в един и същи канал, посоката на токовете ще бъде противоположна. Следователно общият поток от тези секции ще бъде равен на нула, което ще намали общия магнитен поток F. Това явление отчита фактора на скъсяване K y:

Коефициент на намотка:

K около \u003d K p × K y \u003d 0,96 × 0,94 \u003d 0,9

тогава накрая EMF на един оборот е равен на:

Брой завъртания на фаза:

В получения израз U f и f са дадени от клиента, за изчислението трябва да знаете само F. Той се разпределя равномерно под полюса (Фигура 5), но ако площите на правоъгълник със страна B cf и a полукръг с радиус B d са равни, големината на магнитното поле под полюса ще бъде същата.

Ориз. 5. Магнитно поле на полюса.

Стойността на средната магнитна индукция:

(Wb) - коефициент, отчитащ равномерността на разпределението на магнитния поток под полюса.

В ср - средна стойност на магнитната индукция във въздушната междина, Тl

C b - максималната стойност на магнитната индукция във въздушната междина, T

От таблицата "нормирани електромагнитни натоварвания на асинхронни двигатели" за мощност от 1 до 10 kW. Приемаме B b \u003d 0,7

Следователно стойността на магнитния поток:

wb

Брой завъртания на фаза:

PCS

Предварителният брой навивки във фазата е 94,52 бр., Такава намотка не е осъществима, тъй като не е възможно да се постави част от навивката в слотовете на статора.

От друга страна, когато разделяте броя на завъртанията на фазовата намотка на секции, е необходимо да ги разпределите равномерно, така че броят на завъртанията във всички секции на намотката W сек да е еднакъв, такава намотка се нарича равна секция .

Условието за равно сечение се изпълнява въз основа на израза за броя на активните проводници в жлеба:

PCS

където a е броят на паралелните клонове.

Във формулата двете в числителя показват, че намотката има два активни проводника. За да бъде броят на завоите в секциите еднакъв, е необходимо да се закръгли броят на активните проводници в жлеба:

С еднослойна намотка до цяло число,

С двуслоен - до четно цяло число.

Закръгляме броя на проводниците в жлеба до четно цяло число и вземаме Np = 16

След като закръглим броя на проводниците в жлеба, определяме броя на завоите във фазата

PCS

Посочваме магнитния поток, тъй като той зависи от броя на завоите във фазата

wb

Посочваме стойността на магнитните индукции B d, B z, B c.

Магнитна индукция във въздушната междина:

Tl

Магнитна индукция в зъбната зона на статора:

Tl

Магнитна индукция в задната част на статора:

Tl

Сравняваме ги с максимално допустимите стойности. Всички опции за изчисляване на магнитната индукция са обобщени в таблица 2.

Таблица 2 Натоварвания на магнитната верига

Име		Формула за изчисление	Опции за изчисление			Ограничения
Броят на проводниците в жлеба, N p
Броят на завъртанията в намотката на една фаза, W f
Големината на магнитния поток Ф при W f
Индукция на въздушна междина, V d
Индукция в зъбите, V z
Индукция в задната част на статора, V s

Според резултатите от изчислението, таблицата показва, че най-оптималният вариант е 2, при който изчисленият двигател ще даде максимална мощност за своята магнитна система. Ако максималното натоварване е нормално, тогава това ще бъде най-добрият вариант. Ако магнитната индукция в дадена секция е под нормата, т.е. секцията е недотоварена (3) и в този случай стоманата на магнитната верига на асинхронния двигател ще бъде недостатъчно използвана, мощността му ще бъде подценена.

Ако магнитните натоварвания са по-високи от нормата за индукция във всяка секция, тогава тази секция е претоварена и двигателят прегрява, тази опция (1) не е разрешена. Вариант 2 би бил най-добрият.

6. ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА БРОЯ ЗАВОРИ В ЕДНА СЕКЦИЯ

При еднослойна намотка проводниците на една секция (W sec) напълно заемат жлеба, така че броят на завъртанията в секцията е равен на броя на активните проводници в жлеба.

При двуслойна намотка проводниците от две секции лежат в един жлеб, следователно броят на завъртанията в двуслойна намотка (W sec) е равен на половината от броя на проводниците в жлеба.

7. ИЗБОР НА ИЗОЛАЦИЯТА НА ЖЛЕБА И ГЛАВИТЕ НА НАМОТКАТА

Целта на тази изолация е да осигури необходимата електрическа якост между намотките на различните фази, както и намотките и магнитната верига (корпуса) на асинхронен двигател. Освен това трябва да отговаря на изискванията за топлоустойчивост, химическа устойчивост, устойчивост на влага и др.

Ориз. 6. Изолация на намотката на шлица.

Изолацията на жлеба (Фигура 6) се състои от кутия с жлеб 1, междинно уплътнение 2 (ако намотката е двуслойна), клиново уплътнение 3 и слот клин 4. Междуфазните уплътнения също са монтирани в челните части

секции или групи бобини, изолация вътре в машинните връзки, както и под превръзката в слота и челните части на намотките.

При ремонт на IM серия A, A0, A2, A02 с топлоустойчивост на изолацията:

A и E (които все още са мнозинството в Република Беларус) са получили най-голяма употреба, слот кутии от 3 слоя диалектика:

Първият слой (поставен в жлеб на магнитната верига), неговата цел е да предпази втория слой от повреда от стоманени листове, тези материали, на първо място, изискват висока механична якост (електрокартон, слюда и др.).

Вторият слой е основният електрическа изолация, изисква висока електрическа якост (лакирани тъкани, гъвкави филми и др.).

Третият слой е изработен от механично здрав диелектрик, той, както и първият, предпазва втория слой от повреда, но с активни проводници, които се поставят в жлеба (електрокартон, кабелна хартия и др.).

Кутията с жлеб трябва да приляга плътно към стените на жлеба, да не се набръчква при полагане на намотката, да е устойчива на разкъсване, пробиване, разслояване и достатъчно хлъзгава.

Изолацията под кожуха също е трислойна, а междуфазните уплътнения в челните части на намотката могат да бъдат с един, два или три слоя в зависимост от използваните материали.

Електроизолационните материали за всички определени части на намотката се избират в зависимост от номиналното напрежение на машината, класа на топлоустойчивост, условията на работа, наличието на диелектрични материали и по икономически причини.

Широко приложениев съвременния електрически машининапрежение до 1000 V получиха синтетични филми и материали, направени с тяхна употреба - композитни материали. Те могат значително да намалят дебелината на изолацията поради високата си електрическа и често механична якост, което увеличава коефициента на запълване на жлеба. Полиетилен терефталат (лавсан) PET фолио и филм-електрокартон се използват предимно за производството на слот кутии и уплътнения. В този случай две ленти от филм-електрокартон са сгънати с филм вътре.

Полиамидното фолио PM се използва в електрически машини с топлоустойчивост на изолацията до 220 0 С.

Флуоропластовото фолио F-4EO, F-4EN има висока устойчивост на влага, устойчивост на разтворители, химически активна медияи се използва в машини със специално предназначение (например за работа във фреонови компресори) и в случаите, когато топлоустойчивостта на изолацията трябва да бъде над 220 0 C. Въпреки това, флуоропластичните филми са меки и затова се използват за изолация на канали в комбинация с други, по-твърди материали.

Композитните материали имат достатъчно високи механични свойства, доставят се на рула.

Фолиата PET-F и PSK-LP се изработват от PET фолио, залепено от двете страни или с хартия с фенилни влакна (PSK-D), или хартия с лавсанови влакна без импрегниране (PSK-L) или с импрегниране (PSK-LP).

Слюден филм GIP-LSP-PL е слой от флогопитова слюда, залепен от едната страна с фибростъкло, а от другата с PET фолио, широко се използва за изолиране на намотки от твърди секции.

За уплътнения в предните части се използват материали, чиято повърхност има повишен коефициент на триене, по-специално кабелна хартия, тънък електрически картон, слюден филм, азбестов филм (те се използват в двигатели от сериите A, A2, A4 ).

Изолация на вътрешномашинни връзки и изходящи краища

извършено изолационни тръби. На места, където не са подложени на огъване, усукване и натиск (при свързване на веригата), се използват лакирани тръби от следните марки: TLV и TLS (на базата на стъклен чорап и маслен лак) - за машини с клас на топлоустойчивост на изолацията А за работа при нормални условия околен свят; TES - за машини с топлоустойчивост клас B на всички версии; TKS - за машини с клас на топлоустойчивост F и H с химически устойчив дизайн.

Тръбите на базата на органофлуорен каучук клас TRF са най-гъвкави и устойчиви на прегъвания.

За механична защита и фиксиране на изолация се използват памучни, стъклени и лавсанови ленти. Памучните ленти се използват само в машини с клас на термоустойчивост А и само в импрегниран вид.

Стъклените ленти са подходящи за машини с класове на термоустойчивост E, B, F и H от всички версии. За да се намалят отделянето на прах от стъклените ленти, те се импрегнират с лакове по време на изолацията.

Лентите Lavsan са разработени през последните години и се въвеждат в производство. Те могат да заменят не само стъклени ленти, но и шнурове. Могат да се използват за намотки с клас на изолация H.

Лентите Lavsan не изискват импрегниране. Дебелина на лавсанови ленти: калико - 0,14 мм, камбрик - 0,15 мм. Най-често използваната за намотки лента е тафта лавсан, предлага се в ширини от 20, 28, 30 мм. При ширина от 20 mm натоварването на скъсване на такава лента е 390 N. Голямо предимство на лентите от лавсан е тяхното свиване след термична обработка, което води до допълнително разтягане на изолацията.

За свързване и превръзка на намотките на статора в челните части се използват памучни чорапи за топлоустойчивост на изолацията клас А и стъклени чорапи за класове на топлоустойчивост B, F, H.

Вземайки предвид номиналното напрежение, класа на топлоустойчивост, условията на работа на ИМ, наличието на диелектрични материали и икономически съображения, ние избираме филм от синтетичен целулозен триацетат с дебелина 35 микрона. Използваме и композитни материали на базата на синтетични филми (избираме PSK-LP филм-синтетичен картон с дебелина 0,30 mm). Вътрешната връзка и изходящите краища ще изолираме с електроизолационни тръби ТЕЦ с вътрешен диаметър 2,5 мм. За механична защита и закрепване на изолация използваме памучен лавсан и стъклени ленти LES с дебелина 0,08 мм. За връзване и превързване използваме памучни чорапи ASEC (b) -1.0.

Материали, избрани за изолация на канали и краища на намотката:

1 слой - EMU електрокартон, дебел

0,3 mm, kV/mm,

2-ри слой - лаково платно LHM-105, дебел

0,17 mm, kV (напрежението на пробив е дадено за дадена дебелина на диелектрика),

3 слой - електрокартон EMU дебел

0,2 mm, kV / mm Проверяваме избраните диелектрици за диелектричната якост на изолацията на жлеба:

Електрическа якост на 1-ви слой:

kV;

Електрическа якост на 2-ри слой:

kV;

Електрическа якост на третия слой:

kV.

Общата електрическа якост на изолационната кутия с прорези:

kV.

Проверка на електрическата якост на ръкава:

,

защото 12>1,0+2

0,38 kV,

тогава изолацията отговаря на зададените условия, освен това диелектриците могат да бъдат взети с по-малка дебелина. Въпреки това, предвид необходимостта от осигуряване на необходимата механична якост на изолацията, избраните материали могат да бъдат одобрени.

8. ИЗБОР НА МАРКАТА И ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА СЕЧЕНИЕТО НА НАМОТАВАЩИЯ ТЕЛ

Изборът на марка проводник се извършва в зависимост от номиналното напрежение, класа на топлоустойчивост, версията, мощността на двигателя и икономически съображения.

Очаквано напречно сечение на проводника с изолация:

mm 2

където K z е коефициентът на запълване на жлеба; K s \u003d 0,48

- активната зона на жлеба, т.е. заета в жлеба от изолираните проводници на намотката. мм

Този диаметър не е в таблиците, така че избираме броя на успоредните секции a’ = 2

Изчислен диаметър на проводника с изолация:

мм

Диаметър изолиран проводниктрябва да бъде с 1,5 ... 2 mm по-малко от ширината на жлеба d'

Стандартизиран диаметър на изолирания проводник

Секция с затворена жица:

Определете действителния коефициент на запълване на жлеба:

Ще навием намотката на двигателя с тел:

9. ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА РАЗМЕРИ НА СЕКЦИЯТА (ДЪЛЖИНА НА НАМОТКАТА)

Определянето на дължината на намотката е необходимо за задаване на шаблона при производството на секции от групи намотки.

Средна дължина на намотката:

(м)

където l a е дължината на слота (активна) на намотката, м. При липса на напречни охлаждащи канали в магнитната верига

м.

l l - дължина на предната част на намотката, m.

(м)

където k - коефициент на корекция,

T е средната ширина на сечението, m.

- коефициент на безопасност, m. m m m

10. ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА ТЕГЛОТО НА НАМОТКАТА

Изчисляването на масата на намотката е необходимо за получаване на намотката от склада. Масата на метала за навиване се определя чрез умножаване на плътността на материала на проводника по обема на жицата:

(килограма)

където g е плътността на материала на проводника, kg / m 3, (за мед - 8900 kg / m 3).

Съветваме ви да прочетете

• Урогенитална хламидия - описание, причини, симптоми (признаци), диагноза, лечение Лечение на урогенитална хламидия
• Ползите и значението на хидроаминокиселината треонин за човешкото тяло L треонин, който
• Да чакаш или да не чакаш човек от армията. По каква причина могат да бъдат назначени от армията
• Печени ябълки с извара Печени ябълки с извара