Cu o putere de la zeci de wați la câțiva kilowați, acestea sunt utilizate pe scară largă în diferite tipuri de aparate de uz casnic, acționări ale ventilatoarelor pentru uz casnic și industrial, mașini pentru prelucrarea lemnului, pompe, compresoare, transportoare și, de asemenea, mașini mici. Avantajul lor este posibilitatea de a le folosi în locuri și încăperi unde nu există retea trifazata, dar este conectată o rețea monofazată cu două fire.

O parte semnificativă a motoarelor electrice asincrone monofazate este fabricată pe baza motoarelor trifazate în serie. de exemplu, motoarele monofazate din seria ABE sunt realizate pe baza motoarelor trifazate încorporate AB etc. Nu există diferențe semnificative în proiectarea părții mecanice și a circuitelor magnetice ale unor astfel de motoare în comparație cu motoare electrice asincrone de curent trifazat .

Condensator el. motoare

Principala diferență este în proiectarea, execuția și conectarea înfășurării statorului. Pentru pornirea motoarelor electrice asincrone monofazate, se folosește adesea o înfășurare specială de pornire, situată pe stator împreună cu înfășurarea principală de lucru, dar deplasată la un anumit unghi față de aceasta. Începeți să înfășurați conectat adesea la rețea prin condensator, iar după pornirea și accelerarea motorului se oprește. Într-o serie de modele, ambele înfășurări funcționează și, pentru a crește eficiența utilizării și a îmbunătăți caracteristicile motoarelor monofazate, puteți lăsa înfășurarea de pornire cu condensatoare incluse în circuitul său conectate la rețea pentru întreaga perioadă. de operare. În acest caz, prin selectarea capacității condensatoarelor, în modul de funcționare al mașinii, o rotire circulară sau aproape circulară. camp magnetic, când componenta inversă a câmpului va fi complet absentă sau va fi semnificativ slăbită. Ca urmare, performanța mașinii se va îmbunătăți și eficiența utilizării acesteia va crește. Dacă la serviciu motor monofazat ambele înfășurări rămân conectate permanent la rețea și un condensator este conectat în serie cu unul dintre ele, apoi un astfel de motor se numește condensator(vezi fig.).

Într-un motor cu condensator, ambele înfășurări funcționează. Din condiția obținerii unui câmp circular al numărului lor de ture în caz general diferit. Alegerea unui condensator poate părea o sarcină descurajantă. Există cel puțin două moduri de a face acest lucru.

Prima modalitate este de a selecta empiric capacitatea condensatorului. Criterii de evaluare a alegerii optime a capacității curentului fără sarcină și a cuplului de pornire. Cuplul trebuie să fie maxim, iar curentul fără sarcină ar trebui să fie minim. De obicei, o estimare a curentului fără sarcină este suficientă.

A doua modalitate de a alege capacitatea unui condensator este metoda de calcul. Să ne oprim asupra acestui lucru mai detaliat. În acest caz, tensiunile de pe înfășurări trebuie să fie defazate cu 90o, deci

jUa = Uβkwawa/kwβwβ. (1)

Curenți de înfășurare In absentași Iβ va fi, de asemenea, defazat cu 90° și va crea MDS

jIakwawa =Iβkwβwβ (2),

Unde wași wβ- numărul de spire de înfăşurare α și β ;

kwași kwβ coeficienţii de înfăşurare pentru înfăşurări α și β .

Înmulțind laturile stângă și dreaptă ale egalităților (1) și (2), obținem

UαIα = UβIβ

Adică puterea totală a ambelor înfășurări va fi egală. Deoarece înfășurările sunt în aceleași condiții față de rotor, puterile active dezvoltate de acestea vor fi și ele egale, adică.

UαIαcosφα = UβIβcosφβ

de unde rezultă că φα = φβ .

În plus, conform fig.

Uα = U1 Uβ+Uс = U1

și unghiul de deplasare dintre curent Iβși tensiunea pe condensator Ne este de 90°. Aceste condiții corespund diagramei vectoriale. Conform acestei diagrame

Us = Uβ /sinφβ

Capacitatea necesară pentru a crea un câmp circular este determinată din relație

Iβ = Us /xc = (Uβ / sinφβ) ωC

Unde

C = Iβ sinφβ / (ωUβ)

Puterea condensatorului este

QC = Us Iβ = Uβ Iβ / sinφβ

Astfel, puterea condensatorului este egală cu puterea completă a motorului, adică relativ mare. Trebuie remarcat faptul că pentru o anumită valoare a capacității C câmpul circular este creat doar la o sarcină specifică a motorului (la o valoare curentă). La alte sarcini, câmpul este eliptic și performanța motorului este degradată. Puteți ajusta capacitatea cu o modificare a sarcinii, dar acest lucru va complica circuitul motorului. Pentru a obține un câmp circular la pornire și la orice sarcină, condensatoarele sunt uneori incluse în două ramuri paralele; sub sarcină, o ramură funcționează, iar la pornire, ambele sunt pornite. La motoare cu condensator utilizarea materialelor este aproape aceeași cu cea a motor trifazat putere egală, eficiența lor este, de asemenea, aproximativ egală și cosφ ceva mai mare pentru motoarele cu condensator.

Pentru multe motoare asincrone monofazate, un condensator suplimentar (de pornire) este conectat la circuitul de înfășurare conectat la rețea printr-un condensator pe durata pornirii.

Principiul de funcționare și proiectare motor electric monofazat.

Un stator standard monofazat are două înfășurări la 90° una față de cealaltă. Una dintre ele este considerată înfășurarea principală, cealaltă - auxiliară sau pornire. În funcție de numărul de poli, fiecare înfășurare poate fi împărțită în mai multe secțiuni.

Figura prezintă un exemplu de doi poli înfăşurare monofazată cu patru secțiuni în înfășurarea principală și două secțiuni în auxiliară.

Limitări ale motoarelor electrice monofazate.

DIN Trebuie amintit că utilizarea unui motor electric monofazat este întotdeauna un fel de compromis. Designul unuia sau altui motor depinde, în primul rând, de sarcina pe care o are la îndemână. Aceasta înseamnă că toate motoarele electrice sunt proiectate în funcție de ceea ce este cel mai important în fiecare caz: de exemplu, eficiența, cuplul, ciclul de funcționare etc. Datorită câmpului pulsatoriu, motoarele monofazate pot avea mai mult nivel inalt zgomot comparativ cu motoarele bifazate, care sunt mult mai silentioase deoarece folosesc un condensator de pornire. Condensatorul, prin care este pornit motorul electric, contribuie la buna funcționare a acestuia.

Spre deosebire de trifazate, există unele limitări pentru motoarele electrice monofazate. În nici un caz motoarele electrice monofazate nu ar trebui să funcționeze în regim de ralanti, deoarece se încălzesc foarte mult la sarcini mici, de asemenea, nu este recomandat să funcționeze motorul electric la o sarcină mai mică de 25% din sarcina maximă.

E-mailuri asincrone motoare cu stâlp umbrit

stator motor de inducție cu stâlpi ecranați are un design de stâlp proeminent (vezi Fig.). Pe stâlpi este plasată o înfășurare monofazată, care este conectată retea monofazata. O parte a stâlpului acoperă o bobină K în scurtcircuit. Rotorul motorului are o înfășurare convențională în scurtcircuit sub forma unei cuști de veveriță.

Fluxul magnetic al unui pol motor poate fi reprezentat ca două componente. Partea stâlpului neacoperită de bobina scurtcircuitată pătrunde în flux Ф1m, creat de curentul înfășurării statorului I1. Cealaltă parte a stâlpului poate fi considerată ca un transformator, în care înfăşurare primară este înfășurarea statorului, iar secundarul este o bobină în scurtcircuit. Debitul rezultat al acestei părți a polului Ф2m este egal cu suma geometrică a debitului f"2m generat de curentul înfăşurării statorului I1, și curge Фк,m din curent Ik, indus într-o bobină scurtcircuitată de un flux f"2m.

După cum rezultă din diagrama vectorială (vezi fig.), care este similară cu diagrama vectorială a unui transformator, între fluxurile celor două părți ale stâlpului Ф1mși Ф2m datorită acțiunii de ecranare a bobinei scurtcircuitate, există o schimbare de fază în timp cu un unghi β . În plus, axele acestor fluxuri sunt deplasate cu un anumit unghi în spațiu. Prin urmare, câmpul magnetic din mașină se va roti. Deoarece fluxurile magnetice Ф1mși Ф2m nu sunt egale între ele și unghiul de deplasare dintre ele este mai mic de 90°, atunci câmpul magnetic va fi eliptic. Drept urmare, motoarele cu poli ecranați au o serie de dezavantaje: dimensiuni mari de gabarit, cuplu mic de pornire , factor de putere redus (cos φ ≈ 0,4 ÷ 0,6)și eficiență scăzută din cauza pierderilor mari într-o bobină în scurtcircuit (ή ≈ 0,25 ÷ 0,4).

O oarecare îmbunătățire a caracteristicilor de pornire și de funcționare a acestora poate fi obținută prin utilizarea șunturilor magnetice din tablă de oțel între poli, creșterea spațiului de aer sub partea neecranată a stâlpilor și plasarea a două sau trei spire scurtcircuitate de lățimi diferite pe fiecare stâlp. Motoarele cu poli ecranați sunt disponibile comercial de la fracțiuni de watt până la 300 W și sunt folosite la ventilatoare, playere, casetofone etc.

Formule pentru transformarea unui motor electric trifazat într-un condensator monofazat.

• Cu această recalculare a unui motor electric trifazat într-unul monofazat, numărul de ramuri paralele nu este luat în considerare, ca urmare, numărul de ramuri paralele din înfășurările de lucru și de pornire este egal cu numărul de ramuri paralele. ramuri în înfăşurarea unui motor electric trifazat.

Un exemplu de conversie a unui motor electric trifazat într-un condensator monofazat.

• Pentru un exemplu de conversie a unui condensator trifazat într-un condensator monofazat, să luăm un motor 5AI100S2U3 cu o putere de 4,0 kW. 3000 rpm, tensiune de alimentare U=220/380, curent A=14,6/8,15. Motorul electric are următoarele date de înfășurare: diametrul firului d=0,8×2 (în două fire), spire în fanta n=25, număr de ramuri paralele a=1, pas de înfășurare de-a lungul fantelor y=11;9, număr a fantelor statorice Z 1 =24.

• Mai întâi trebuie să calculați modelul de așezare al unei înfășurări monofazate, pentru un motor cu condensator monofazat este mai bine să alegeți un model de așezare în care înfășurarea de lucru ocupă 2/3 din canelurile miezului statorului și pornirea. înfăşurarea ocupă 1/3 din canelurile miezului statorului Figura nr. 1. Etapa: înfășurare de lucru y=11;9;7;5, înfășurare de pornire y=11;9.

• Recalcularea unui motor electric trifazat într-un motor condensator monofazat este finalizată. A rezultat un motor electric monofazat cu următoarele date de înfășurare: înfășurare de lucru - numărul de spire în canelura Nr=13, diametrul firului d=1,56; înfășurare de pornire - număr de spire în fantă Np=26, diametrul firului d=1,12, număr de ramuri paralele în înfășurările de lucru și de pornire a=1.

• Pentru a începe și operatie normala motor monofazat, rețeaua de alimentare trebuie să reziste la curentul de pornire, iar curentul la cuplul de pornire va fi de aproximativ șapte ori curentul din înfășurarea de lucru 15,6 × 7 \u003d 109,2 A. Tensiunea condensatoarelor este de cel puțin 450 de volți.

1. Selectați capacitatea lucrătorului (miercuri)și lansator (Sp) condensatorii motorului la ralanti (fără sarcină).
2. Prin creșterea sau scăderea capacității condensatorului, obțineți o pornire bună a motorului. Dacă motorul nu pornește (de obicei acest lucru se întâmplă cu motoarele electrice la 3000 rpm), va trebui să măcinați strung inelele rotorului de scurtcircuitare din aluminiu. Secțiunea transversală a inelelor de scurtcircuitare trebuie redusă cu 20-50%, crescând astfel rezistența și alunecarea rotorului. De obicei, după creșterea rezistenței rotorului, motorul electric pornește ușor.
3. După ce motorul a pornit, măsurați curentul fără sarcină din înfășurarea de lucru a motorului electric. Curent fără sarcină în monofazat și trifazat motoare electrice asincrone depinde de viteza de rotatie. Cu cât viteza motorului este mai mică, cu atât curentul fără sarcină este mai aproape de curentul nominal al motorului. Dacă curentul în gol al motorului electric la 3000 rpm. aproximativ 40-60% din nominal, apoi curentul în gol al motorului electric la 250 rpm. va fi de aproximativ 80-95% din curent nominal indicat pe placă. Deoarece selectăm un condensator de lucru pentru un motor monofazat de 3000 rpm, curentul în gol ar trebui să fie de 40-60% din curentul maxim din înfășurarea de lucru. După calcularea curentului maxim în înfășurarea de lucru a unui motor electric monofazat este de 15,6 A, curentul la ralanti ar trebui să fie de la 6 la 9 A.
4. Ce trebuie făcut dacă motorul pornește bine, dar curentul din înfășurarea de lucru la ralanti este aproape sau depășește 15,6 A. Porniți motorul și, după accelerare, deconectați unii dintre condensatori, lăsați aproximativ 30-50% din capacitatea totală in operatie. Prin reducerea sau creșterea capacității condensatorului de lucru, selectăm curentul fără sarcină al unui motor electric monofazat de la 6 la 9 A. Condensatorul care rămâne întotdeauna în circuitul de înfășurare al unui motor electric monofazat se numește unul de lucru. (miercuri), un condensator folosit doar pentru pornirea motorului electric - pornire (Sp). După instalarea motorului electric pe echipament, este posibilă reglarea condensator de pornireîn direcția creșterii capacității, capacitatea condensatorului de lucru nu poate fi modificată.
5. Curentul fără sarcină al unui motor electric monofazat este normal, curentul în începând să înfășoare nu trebuie să depășească 7,8 A.

Literatura pe acest subiect:
Devotchenko F.S. "Reface motoare electrice trifazate la monofazat cu înlocuire a înfășurării.” 1991
Kokorev A.S. „Manualul tânărului Wrapper mașini electrice„1979
Meshcheryakov V.V., Chentsov I.M. „Recalcularea mașinilor electrice și a tabelelor de date de înfășurare” 1950

Introducere

1. Atribuire la proiectul de curs

2. Pregătirea datelor de măsurare a miezului magnetic

3. Alegerea tipului de bobinaj

4. Calculul datelor de bobinaj

5. Calculul numărului optim de spire în înfășurarea unei faze

6. Calculul numărului de spire dintr-o secțiune

7. Alegerea izolației fantelor și a înfășurărilor de capăt

8. Selectarea mărcii și calculul secțiunii fir de bobinare

9. Calculul dimensiunilor secțiunii (lungimea bobinei)

10. Calculul masei înfășurării

11. Rezistență electricăînfăşurări dintr-o fază curent continuu rece

12. Calculul datelor nominale

13. Sarcina pentru ambalaj

14. Calculul unei înfăşurări cu un singur strat

15. Recalcularea unui motor asincron pentru alți parametri

Literatură

INTRODUCERE

Motoarele asincrone sunt convertizoarele principale energie electricaîn mecanică și formează baza acționării electrice a majorității mecanismelor utilizate în toate sectoarele economiei naționale.

Motoarele asincrone consumă mai mult de 40% din energia electrică generată în Republica Belarus, fabricarea lor necesită o cantitate mare de materiale rare: oțel electric, bobinaj de cupru etc., dar costul de întreținere a echipamentelor instalate este redus. Prin urmare, crearea unei serii de IM extrem de economice și de încredere sunt sarcinile cele mai importante și alegerea potrivita motoarele, funcționarea acestora și reparațiile de înaltă calitate joacă un rol în economisirea resurselor materiale și de muncă.

Motoare asincrone scop general putere de la 0,06 la 400 kW cu tensiune de până la 1000 V - cele mai utilizate mașini electrice. În parcul economic național al motoarelor electrice, acestea reprezintă 90% din cantitate, și aproximativ 55% din punct de vedere al puterii. Nevoia și, în consecință, producția de motoare asincrone pentru tensiuni de până la 1000 V în Belarus este în creștere de la an la an.

Durata de viață a echipamentelor electrice este destul de lungă (până la 20 de ani). În această perioadă, în timpul funcționării, unele dintre elementele echipamentelor electrice (izolație) îmbătrânesc, altele (rulmenți) se uzează.

Procesele de îmbătrânire și uzură dezactivează motorul electric. Aceste procese depind de mulți factori: condiții și modul de funcționare, întreținere etc. Unul dintre motivele defecțiunii echipamentelor electrice este modurile de urgență: supraîncărcarea părții de lucru a mașinii, obiectele străine care intră în mașina de lucru, modurile de funcționare în fază deschisă etc. Defectarea motoarelor electrice, dacă este imposibil să le înlocuiți rapid, duce la oprirea liniilor de procesare a produselor și adesea la pierderi mari de materiale.

Echipamentul electric care s-a defectat este restaurat. Particularitatea reparației este că motorul este calculat înainte de reparație. Acest lucru este necesar pentru a verifica dacă datele disponibile ale înfășurării motorului se potrivesc cu datele din catalog.

Datele obținute sunt comparate cu datele din catalog. Numai în cazul unei potriviri complete a tuturor valorilor necesare și cu mici discrepanțe între ele, este posibil să începeți repararea motorului electric. Repararea înfășurărilor, în special în timpul modernizării, necesită o cunoaștere destul de profundă a metodelor de calcul, capacitatea de a utiliza rațional materialele electrice și de a găsi cele mai economice soluții.

1. ATRIBUIRE LA PROIECTUL DE CURS.

Tabelul 1. Date inițiale pentru proiect.

Dimensiunile circuitului magnetic și canelura acestuia:

D - Diametrul interior al miezului statorului, mm.

D a - Diametrul exterior al miezului statorului, mm.

l este lungimea totală a miezului statorului, mm.

Z - numărul de caneluri, buc.

b - dimensiune mare a lățimii canelurii, mm.

b" este dimensiunea mai mică a lățimii canelurii, mm.

b w - lățimea fantei canelurii, mm.

h este înălțimea totală a canelurii, mm.

e este înălțimea gurii canelurii, mm.

δ este grosimea tablelor de oțel, mm, iar tipul de izolație este dat în cifre.

Specificații client:

n este frecvența de rotație a câmpului magnetic al statorului, min -1.

U f - tensiunea de fazăînfășurări statorice,

U / Δ - schema de conectare a înfășurării de fază, stea / triunghi.

f este frecvența curentă, Hz.

Orez. 1. Schiță a miezului statorului unui motor cu inducție și conturul canelurii.

2. PREGĂTIREA DATELOR DE MĂSURARE A CIRCUITULUI MAGNETIC

Pregătirea datelor de măsurare a circuitului magnetic este efectuată pentru confortul efectuării calculelor ulterioare și include calculul:

a) aria stâlpului în spațiul de aer (Q d),

b) aria polului din zona dinților statorului (Q ​​z),

c) aria secțiunii transversale a spatelui statorului (Q ​​c),

d) zonă liberă a canelurii (Q p), mm 2.

Primele trei zone sunt necesare pentru a calcula sarcinile magnetice, ultima pentru a calcula secțiunea transversală a firului de înfășurare.

1. Zona stâlpului din spațiul de aer.

În spațiul de aer, rezistența la fluxul magnetic pe întreaga zonă este uniformă:

(m 2)

unde l p este lungimea estimată a circuitului magnetic, m

t - diviziunea polilor

Nu există canale de răcire

(mm)

p este numărul de perechi de poli

(PCS) ; ; m 2

2. Zona polului din zona dintelui.

În zona dinților statorului, fluxul magnetic curge prin foi de oțel electric, prin urmare, aria polului va fi egală cu produsul dintre suprafața activă a dintelui și numărul lor în pol:

(m 2)

unde N z este numărul de dinți pe stâlp, buc

Q 1 z - zona unui dinte, m 2

(buc) (m 2)

unde l a este lungimea activă a dintelui

b z - lățimea medie a dintelui

m (m)

unde Kz este factorul de umplere al oțelului, depinde de grosimea tablei de oțel electric și de tipul de izolație

b’ z – dimensiunea dintelui mai mică

b’’ z – dimensiunea dintelui mai mare

lățimea dintelui în punctul îngust

(m) (mmm ; m2; m 2

3. Zona circuitului magnetic din spatele statorului.

Aria spatelui statorului, perpendiculară pe fluxul magnetic, este egală cu produsul dintre înălțimea acestuia și lungimea activă a circuitului magnetic:

(m 2)

unde h c este înălțimea spatelui statorului

(m2) m; m 2

4. Zona cu caneluri în clar.

Zona liberă a canelurii este necesară pentru a calcula secțiunea transversală a firului de înfășurare. Pentru a determina zona canelurii, secțiunea sa este împărțită prin linii axiale în figuri simple:

(mm 2)

unde Qb, Qb’ sunt ariile semicercurilor cu diametrele b și, respectiv, b’

Q t - unde bazele sunt b și b ', iar înălțimea:

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

3. SELECTAREA TIPULUI DE BINARĂ

Alegerea se face pe baza:

Posibilitati tehnice de bobinare in conditii date;

Consum minim de fir de bobinare;

Puterea și tensiunea nominală;

tip canelură;

Avantajele și dezavantajele înfășurărilor;

fezabilitate economica.

Schema înfășurărilor statorice ale mașinilor electrice trifazate este împărțită în:

În funcție de numărul de părți active ale secțiunilor din canelură, într-un singur strat (în care partea activă a unei bobine ocupă întreaga canelură) și în strat dublu (partea activă ocupă jumătate din canelura),

În funcție de dimensiunea pasului pentru înfășurările cu pas complet (la y=y’) și cu pas scurtat (la y

În funcție de frecvența de rotație a câmpului magnetic al statorului într-o singură viteză și cu mai multe viteze,

În funcție de numărul de secțiuni din grupurile de bobine (bobine de fază) pentru înfășurări cu același număr de secțiuni în grup (q este un număr întreg) și egal cu (q este un număr fracționar).

În funcție de modul în care sunt efectuate înfășurările, acestea se împart și în:

Șablon liber (sau liber), ele sunt numite și înfășurări cu secțiuni moi. Pentru astfel de înfășurări, secțiunile sunt așezate un conductor printr-o fantă (slot) a unei caneluri semiînchise. Se foloseste pentru masini de putere mica, tensiune pana la 500 V;

Broșarea, efectuată prin tragerea firului prin caneluri, utilizată la mașinile cu tensiune de până la 10.000 V cu caneluri închise sau semiînchise. Metoda de așezare a înfășurărilor este laborioasă. În prezent, acestea sunt utilizate în principal pentru repararea parțială a înfășurărilor.

Înfășurările cu secțiuni rigide, secțiuni finisate, izolate, purtând izolația canelurilor pe părțile active, sunt plasate în caneluri deschise.

Folosit pentru mașini de putere medie și mare cu tensiune de până la 5000 -10000 V și mai mult.

Conform metodei de plasare a secțiunilor grupurilor de bobine în orificiul statorului, precum și plasarea părților frontale, acestea sunt împărțite în:

concentrice, cu plasarea bobinelor (secțiunilor) una în interiorul celeilalte și amplasarea părților frontale în două sau trei planuri, astfel de înfășurări sunt rulate;

șablon, cu aceleași secțiuni de grupuri de bobine. Ele pot fi efectuate atât simplu, cât și waddle. Dacă, într-o înfășurare șablon cu un singur strat, separarea se realizează nu în semigrupe, ci în bobine individuale, obținem un circuit de înfășurare a circuitului.

Înfășurările cu un singur strat sunt realizate în principal cu șabloane simple, șabloane în „defalcare”, lanț, concentrice.

Principalele avantaje ale unei înfășurări cu un singur strat:

1. Lipsa izolației interstrat, care crește factorul de umplere al canelurii și, în consecință, curentul și puterea motorului.

2. Ușurință de fabricație.

3. Posibilitate mare de utilizare a automatizării la așezarea înfășurărilor.

Defecte:

1. Consum crescut de material conductiv.

2. Dificultate în scurtarea înălțimii și, în consecință, compensarea armonicilor superioare ale fluxului magnetic.

3. Limitarea posibilității de construire a înfășurărilor printr-un număr fracționar de sloturi pe pol și fază.

4. Fabricarea și instalarea bobinelor pentru motoare electrice mari de înaltă tensiune.

Înfășurările cu două straturi sunt realizate în principal cu aceleași secțiuni: buclă și lanț, mai rar iau cele concentrice.

Principalele avantaje ale unei înfășurări cu două straturi în comparație cu o înfășurare cu un singur strat:

1. Posibilitatea oricărei scurtări a pasului, care permite:

a) reduce consumul firului de bobinare prin reducerea lungimii părții frontale a secțiunii;

b) reduceți componentele armonice superioare ale fluxului magnetic, adică reduceți pierderile în circuitul magnetic al motorului.

2. Simplitatea procesului tehnologic de fabricare a bobinelor (se pot mecaniza multe operatii).

3. Posibilitatea de înfășurare cu aproape orice q fracționar, care asigură fabricarea înfășurării în timpul reparației motoarelor asincrone cu modificarea turației rotorului. În plus, aceasta este una dintre modalitățile de a aproxima forma câmpului la o sinusoidă.

4. Posibilitatea formării unui număr mai mare de ramuri paralele.

Dezavantajele înfășurărilor cu două straturi includ:

1. Factor de umplere mai mic al canelurii (datorită prezenței izolației interstrat).

2. O anumită dificultate la așezarea ultimelor secțiuni ale înfășurării.

3. necesitatea de a ridica întreaga treaptă de înfășurare dacă partea inferioară a secțiunii este deteriorată.

Din aceste motive, în prezent, în practica de reparații a mașinilor curent alternativînfășurările cu dublu strat sunt cele mai utilizate. Prin urmare, alegem o înfășurare în buclă cu două straturi.

4. CALCULUL DATELOR DE DEBINARARE

Înfășurarea unui motor cu inducție situat în circuitul magnetic al statorului său este formată din trei înfășurări de fază independente (A, B, C). Înfășurarea unei mașini trifazate de curent alternativ este caracterizată de următoarele date de înfășurare:

y - pas de înfăşurare;

q este numărul de sloturi pe pol și fază (egal cu numărul de secțiuni din grupul de bobine);

N este numărul de grupuri de bobine;

a este numărul de grade electrice pe slot;

a este numărul de ramuri paralele.

1. Pas de înfăşurare

Pasul de înfășurare (y) este distanța, exprimată în dinți (sau caneluri), dintre părțile active ale aceleiași secțiuni:

unde y' este pasul calculat (egal cu diviziunea polilor exprimată în dinți);

x - un număr arbitrar mai mic decât unu, aducând pasul calculat (y') la un număr întreg.

În practică, se obișnuiește să se determine pasul în caneluri, prin urmare, la așezarea celei de-a doua părți a secțiunii, se află în canelura y + 1.

Înfășurările în două straturi sunt efectuate cu o scurtare a pasului.

unde Ku este coeficientul de scurtare a pasului de înfășurare

În practică și calcule, s-a stabilit că cea mai favorabilă curbă pentru modificarea fluxului magnetic se obține prin scurtarea treaptei diametrale (calculate) cu Ku=0,8: y=0,8×18=14,4, luăm y=14

2. Numărul de sloturi pe pol și fază.

Numărul de sloturi pe pol și fază (q) determină numărul de secțiuni din grupul de bobine:

unde m este numărul de faze

Fiecare bobină de înfășurare este implicată în crearea a doi poli, deoarece conductorii activi ai uneia dintre laturile sale au o direcție de curent, în timp ce ceilalți sunt opuși.

Când q>1, înfășurarea se numește dispersată, în timp ce bobinele de fază trebuie împărțite în secțiuni, al căror număr este egal cu q.

3. Numărul de grupuri de bobine

În înfășurările cu două straturi, numărul de grupuri de bobine este dublat mecanic, totuși, în comparație cu o înfășurare cu un singur strat, numărul de spire din fiecare secțiune este de două ori mai mic, atunci:

2×1=2

unde N 1f (2) este numărul de grupuri de bobine dintr-o fază a unei înfășurări cu două straturi. Deoarece fiecare pereche de poli este creată de toate cele trei faze ale curentului alternativ, prin urmare:

4. Numărul de grade electrice pe slot

În alezajul statorului unui motor asincron, o pereche de poli este 360 ​​0 el. Acest lucru se vede clar în figura 2.

Orez. 2. Modificarea EMF sub poli.

Când conductorul trece complet sub o pereche de poli în alezajul statorului într-o singură rotație, EMF din el (apare) se schimbă într-o manieră sinusoidală. În acest caz, are loc un ciclu complet de schimbare, care este de 360 ​​de grade electrice (Figura 2).

Numărul de grade electrice per slot sau deplasarea unghiulară între sloturile adiacente:

5. Numărul de ramuri paralele

Ramurile paralele în înfășurarea unui motor cu inducție sunt realizate pentru a reduce secțiunea transversală a unui fir convențional, în plus, acest lucru face posibilă încărcarea mai bună a sistemului magnetic al mașinii.

Conectăm toate grupurile de bobine ale acestei faze în serie, apoi numărul de ramuri paralele este 1 (a = 1) (Fig. 3). În figură, literele H și K indică începuturile și, respectiv, sfârșitul grupurilor de bobine.

Orez. 3. Conexiune grup bobine

Când sunt conectate în paralel, numărul de ramuri paralele poate fi, în principiu, egal cu numărul de grupuri de bobine dintr-o fază N 1f.

Grupurile de bobine ale fazei pot fi conectate și combinate (parte în serie și parte în paralel), dar în acest caz, în orice caz, numărul de grupuri de bobine din fiecare ramură paralelă trebuie să fie același, a = 2.

Numărul de ramuri paralele este introdus atunci când este necesară reducerea secțiunii transversale a firului. Număr maxim de ramuri paralele:

și max =2×p=2×1=2,

acceptă a=1.

6. Principiul construirii unui circuit al înfășurării statorului a unui motor asincron trifazat

Pentru a obține un câmp magnetic rotativ al unui motor asincron trifazat, pentru orice schemă de înfășurare, este necesar:

1. Deplasarea în spațiu a alezajului statorului a unui motor asincron de înfășurări de fază, unul față de celălalt cu 120 0 el.

2. Deplasarea în timp a curenților care curg prin aceste înfășurări prin

perioadă.

Prima condiție este îndeplinită de stivuirea corespunzătoare a grupurilor de bobine înfăşurare trifazată, al doilea - prin conectarea unui motor asincron la o rețea de curent trifazat.

Când se construiește un circuit, înfășurarea primei faze poate începe în general din orice slot. Prin urmare, prima latură activă a secțiunii este plasată în prima canelură. Amplasăm a doua parte activă a secțiunii prin zece dinți în a unsprezecea canelură.

Un grup de bobine are patru secțiuni, apoi secțiunile a doua și ulterioare ocupă, respectiv, 2 și 12, 3 și 13, 4 și 14 caneluri.

Numărul de grupuri de bobine dintr-o fază va fi de patru (calculat mai sus)

Într-o înfășurare cu un singur strat, primul grup de bobine participă la crearea primei perechi de poli, al doilea trebuie să creeze a doua pereche de poli, prin urmare, distanța dintre ei trebuie să fie egală cu o pereche de poli, adică 360 grade electrice.

Spre deosebire de înfășurările cu un singur strat, în înfășurările cu două straturi, grupurile de bobine din aceeași fază sunt deplasate nu cu 360 de grade electrice, ci cu 180.

.

Prin urmare, a doua bobină a fazei „A” începe din a 19-a canelura.

Înfășurarea fazelor „B” și „C” se realizează în mod similar, dar acestea sunt deplasate, respectiv, cu 120 și, respectiv, 240 de grade electrice față de înfășurarea fazei „A”, adică în caneluri va fi:

;

5. CALCULUL NUMĂRULUI DE TURURI ÎN BOBINAREA UNEI FAZE

Orez. 4. a) Circuitul echivalent al înfăşurării unui motor asincron;

b) Diagrama vectorială a unui motor cu inducție.

Când tensiunea U f este aplicată înfășurării, curentul fără sarcină va curge prin aceasta (Fig. 4). Deoarece tensiunea variază sinusoidal, curentul va fi variabil. La rândul său, va crea un flux magnetic Ф în sistemul magnetic al mașinii, care va fi și el variabil.

Un flux magnetic variabil Ф este indus în spirele înfășurării, care a creat-o EMF (E Ф), direcționat către tensiunea aplicată opus (legea inducției electromagnetice).

EMF al înfășurării de fază E F va fi suma EMF a spirelor individuale E 1v

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

unde W f este numărul de spire în înfășurarea unei faze.

În plus, curentul I xx creează o cădere de tensiune DU pe rezistența activă și reactivă a înfășurării.

Astfel, tensiunea U f aplicată înfășurării este echilibrată de EMF E F și căderea de tensiune în înfășurarea DU. Toate acestea sunt prezentate sub formă de vector într-o diagramă vectorială simplificată (Figura 4). Din cele de mai sus și din diagrama vectorială rezultă că

.

Căderea de tensiune este de 2,5 ... 4% din U f, adică, în medie, aproximativ 3%, fără a compromite acuratețea calculului, puteți lua:

E f = 0,97×U f;

unde E f este EMF al înfășurării de fază, V

U f - tensiunea de fază, V

Valoarea EMF instantanee de o tură:

unde t - timp, s

Fluxul magnetic se modifică conform legii:

Ф=Ф m ×sin×w×t,

unde F m - valoarea amplitudinii fluxului magnetic, Wb;

w este frecvența unghiulară de rotație a câmpului;

Valoarea maximă a EMF de o tură va fi când

,

atunci (pentru că

): .

Valoarea reală diferă de maximă prin

.

Deoarece înfășurarea este dispersată, o parte din fluxul magnetic F se disipează, ceea ce ia în considerare coeficientul de distribuție K p:

Aproape toate înfășurările cu două straturi sunt realizate cu un pas scurtat. Acest lucru duce la faptul că la limitele polilor secțiunilor diferitelor faze aflate în același canal, direcția curenților va fi opus. În consecință, fluxul total din aceste secțiuni va fi egal cu zero, ceea ce va reduce fluxul magnetic total F. Acest fenomen ia în considerare factorul de scurtare K y:

Raportul de înfăşurare:

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

apoi, în cele din urmă, EMF-ul unei ture este egal cu:

Numărul de ture pe fază:

În expresia rezultată, U f și f sunt date de client, trebuie să cunoașteți numai pentru calcul F. Este distribuit uniform sub pol (Figura 5), ​​totuși, dacă ariile unui dreptunghi cu latura B cf și a semicerc cu raza B d sunt egale, mărimea câmpului magnetic sub pol va fi aceeași.

Orez. 5. Câmpul magnetic al polului.

Valoarea inducției magnetice medii:

(Wb) - coeficient ținând cont de uniformitatea distribuției fluxului magnetic sub pol.

В ср - valoarea medie a inducției magnetice în spațiul de aer, Тl

C b - valoarea maximă a inducției magnetice în întrefier, T

Din tabelul „sarcini electromagnetice normalizate ale motoarelor asincrone” pentru putere de la 1 la 10 kW. Acceptăm B b \u003d 0,7

De aici valoarea fluxului magnetic:

wb

Numărul de ture pe fază:

PCS

Numărul preliminar de spire în fază este de 94,52 buc, o astfel de înfășurare nu este fezabilă, deoarece nu este posibilă introducerea unei părți din ture în fantele statorului.

Pe de altă parte, la împărțirea numărului de spire ale înfășurării de fază în secțiuni, este necesar să le distribuiți uniform, astfel încât numărul de spire în toate secțiunile înfășurării W sec să fie același, o astfel de înfășurare se numește secțiune egală. .

Condiția de secțiune egală este îndeplinită pe baza expresiei pentru numărul de conductori activi din canal:

PCS

unde a este numărul de ramuri paralele.

În formulă, cele două din numărător arată că bobina are doi conductori activi. Pentru ca numărul de spire în secțiuni să fie același, este necesar să se rotunjească numărul de conductori activi din canal:

Cu un singur strat de înfășurare până la valoare intreaga,

Cu două straturi - până la un număr întreg par.

Rotunjim numărul de conductori din canal la un întreg par și luăm Np = 16

După rotunjirea numărului de conductori din canelură, precizăm numărul de spire în fază

PCS

Specificăm fluxul magnetic, deoarece acesta depinde de numărul de spire din fază

wb

Precizăm valoarea inducțiilor magnetice B d, B z, B c.

Inducția magnetică în spațiul de aer:

Tl

Inducția magnetică în zona dentară a statorului:

Tl

Inducția magnetică în spatele statorului:

Tl

Le comparăm cu valorile maxime admise. Toate opțiunile pentru calcularea inducțiilor magnetice sunt rezumate în Tabelul 2.

Tabelul 2 Sarcinile circuitului magnetic

Nume		Formula de calcul	Opțiuni de calcul			Limite
Numărul de conductoare din canal, N p
Numărul de spire în înfășurarea unei faze, W f
Mărimea fluxului magnetic Ф la W f
Inductie de aer, V d
Inducția în dinți, V z
Inducția în spatele statorului, V s

Conform rezultatelor calculului, tabelul arată că cea mai optimă opțiune este 2, în care motorul calculat va oferi puterea maximă pentru sistemul său magnetic. Dacă sarcina maximă este normală, atunci aceasta va fi cea mai bună opțiune. Dacă inducția magnetică într-o anumită secțiune este sub normă, adică secțiunea este subîncărcată (3) și în acest caz oțelul circuitului magnetic al motorului cu inducție va fi subutilizat, puterea acestuia va fi subestimată.

Dacă sarcinile magnetice sunt mai mari decât norma de inducție în orice secțiune, atunci această secțiune este supraîncărcată și motorul se supraîncălzi, această opțiune (1) nu este permisă. Opțiunea 2 ar fi cea mai bună.

6. CALCULUL NUMĂRULUI DE TURURI ÎN O SĂ SEȚIUNE

Cu o înfășurare cu un singur strat, conductorii unei secțiuni (W sec) ocupă complet canelura, astfel încât numărul de spire din secțiune este egal cu numărul de conductori activi din canal.

Cu o înfășurare cu două straturi, conductorii din două secțiuni se află într-o canelură, prin urmare, numărul de spire într-o secțiune de înfășurare cu două straturi (W sec) este egal cu jumătate din numărul de conductori din canelură.

7. SELECTAREA IZOLĂRII CANELURILOR ȘI A CAPITURILOR DE BINARĂ

Scopul acestei izolații este de a asigura rezistența electrică necesară între înfășurările diferitelor faze, precum și înfășurările și circuitul magnetic (carcasa) unui motor cu inducție. În plus, trebuie să îndeplinească cerințele de rezistență la căldură, rezistență chimică, rezistență la umiditate etc.

Orez. 6. Izolarea înfășurării fantelor.

Izolația canelurii (Figura 6) constă dintr-o cutie cu caneluri 1, o garnitură interstrat 2 (dacă înfășurarea este cu două straturi), o garnitură cu pană 3 și o pană cu fantă 4. Garniturile interfazate sunt de asemenea instalate în părțile frontale.

secțiuni sau grupuri de bobine, izolație în interiorul conexiunilor mașinii, precum și sub bandaj în fanta și părțile frontale ale înfășurărilor.

La repararea IM seria A, A0, A2, A02 cu rezistență termică a izolației:

A și E (care sunt încă majoritatea în Republica Belarus) au primit cea mai mare utilizare, cutii de slot cu 3 straturi de dialectică:

Primul strat (așezat într-o canelură pe circuitul magnetic), scopul său este de a proteja cel de-al doilea strat de deteriorarea tablelor de oțel, aceste materiale, în primul rând, necesită rezistență mecanică ridicată (electrocarton, mică etc.).

Al doilea strat este principalul izolare electrică, necesită rezistență electrică mare (țesături lăcuite, folii flexibile etc.).

Al treilea strat este alcătuit dintr-un dielectric puternic mecanic, acesta, ca și primul, protejează al doilea strat de deteriorare, dar cu conductori activi care sunt plasați în canal (carton electric, hârtie de cablu etc.).

Cutia cu caneluri trebuie să se potrivească perfect pe pereții canelurii, să nu se șifoneze la așezarea înfășurării, să fie rezistentă la rupere, perforare, delaminare și suficient de alunecoasă.

Izolația de sub carcasă se realizează și ea în trei straturi, iar garniturile interfazate din părțile frontale ale înfășurării pot avea unul, două sau trei straturi, în funcție de materialele folosite.

Materialele electroizolante pentru toate părțile de înfășurare specificate sunt selectate în funcție de tensiunea nominală a mașinii, clasa de rezistență la căldură, condițiile de funcționare, prezența materialelor dielectrice și din motive economice.

Aplicație largăîn modern mașini electrice tensiune de până la 1000 V a primit filme sintetice și materiale realizate cu utilizarea lor - materiale compozite. Ele pot reduce semnificativ grosimea izolației datorită rezistenței lor electrice și adesea mecanice ridicate, ceea ce crește factorul de umplere al canelurii. Polietilen tereftalat (lavsan) Filmul PET și filmul-electrocarton sunt utilizate în principal pentru fabricarea cutiilor cu slot și garnituri. În acest caz, două benzi de film-electrocarton sunt pliate cu o peliculă în interior.

Filmul de poliamidă PM este utilizat în mașinile electrice cu rezistență la căldură de izolație de până la 220 0 С.

Folia fluoroplastică F-4EO, F-4EN are rezistență ridicată la umiditate, rezistență la solvenți, substanțe chimice media activăși utilizate în mașini speciale (de exemplu, pentru lucrul la compresoare cu freon) și în cazurile în care rezistența la căldură a izolației ar trebui să fie peste 220 0 C. cu toate acestea, peliculele fluoroplastice sunt moi și, prin urmare, sunt utilizate pentru izolarea canelurilor în combinație cu alte materiale mai rigide.

Materialele compozite au proprietăți mecanice suficient de ridicate, sunt furnizate în role.

Peliculele PET-F și PSK-LP sunt realizate din folie PET, lipite pe ambele părți fie cu hârtie din fibră fenilică (PSK-D), fie hârtie din fibră lavsan fără impregnare (PSK-L) sau cu impregnare (PSK-LP).

Filmul de mica GIP-LSP-PL este un strat de mica flogopit, lipit pe o parte cu fibra de sticla, iar pe cealalta cu folie PET, este utilizat pe scara larga pentru a izola infasurarile din sectiuni rigide.

Pentru garniturile din părțile frontale se folosesc materiale a căror suprafață are un coeficient de frecare crescut, în special hârtie de cablu, carton electric subțire, folie de mica, folie de azbest (sunt utilizate la motoarele din seriile A, A2, A4). ).

Izolarea conexiunilor în mașină și a capetelor de ieșire

efectuate tuburi izolante. În locurile în care nu sunt supuse la îndoire, torsiune și compresiune (la legarea circuitului), se folosesc tuburi lăcuite de următoarele mărci: TLV și TLS (pe bază de ciop de sticlă și lac de ulei) - pentru mașini cu clasa de rezistență termică a izolației A pentru funcționare în condiții normale mediu inconjurator; TES - pentru mașini cu clasa de rezistență la căldură B din toate versiunile; TKS - pentru mașini cu clasa de rezistență la căldură F și H de proiectare rezistentă chimic.

Tuburile pe bază de cauciuc organofluorinat de calitate TRF sunt cele mai flexibile și mai rezistente la îndoire.

Pentru protectia mecanica si fixarea izolatiei se folosesc benzi de bumbac, sticla si lavsan. Benzile de bumbac se folosesc numai la mașinile cu clasa de rezistență la căldură A și numai în formă impregnată.

Benzile de sticlă sunt potrivite pentru mașini cu clase de rezistență la căldură E, B, F și H din toate versiunile. Pentru a reduce emisiile de praf din banda de sticlă, acestea sunt impregnate cu lacuri în timpul izolației.

Benzile Lavsan au fost dezvoltate în ultimii ani și sunt introduse în producție. Ele pot înlocui nu numai benzile de sticlă, ci și cablurile. Pot fi utilizate pentru înfășurări cu clasa de izolație H.

Benzile Lavsan nu necesită impregnare. Grosimea panglicilor lavsan: calico - 0,14 mm, cambric - 0,15 mm. Cea mai des folosita pentru infasurari este banda lavsan din tafta, este disponibila in latimi de 20, 28, 30 mm. Cu o lățime de 20 mm, sarcina de rupere a unei astfel de benzi este de 390 N. Un mare avantaj al benzilor lavsan este contracția lor după tratamentul termic, rezultând o întindere suplimentară a izolației.

Pentru a lega și a banda înfășurările statorului în părțile frontale, ciorapii din snur de bumbac sunt utilizați pentru clasa de rezistență termică a izolației A și ciorapi din sticlă pentru clasele de rezistență la căldură B, F, H.

Ținând cont de tensiunea nominală, clasa de rezistență la căldură, condițiile de funcționare ale IM, prezența materialelor dielectrice și considerente economice, alegem o peliculă de triacetat de celuloză sintetică cu grosimea de 35 microni. Folosim si materiale compozite pe baza de folii sintetice (alegem film PSK-LP-carton sintetic, grosime 0,30 mm). Vom izola conexiunea internă și capetele de ieșire cu tuburi electroizolante din TPP cu diametrul interior de 2,5 mm. Pentru protectia mecanica si fixarea izolatiei folosim lavsan de bumbac si benzi de sticla LES, grosime 0,08 mm. Pentru legarea și bandajarea, folosim ciorapi-snur din bumbac ASEC (b) -1.0.

Materiale selectate pentru izolarea canelurilor și a capetelor înfășurării:

Primul strat - carton electric EMU, grosime

0,3 mm, kV/mm,

Al 2-lea strat - pânză lăcuită LHM-105, groasă

0,17 mm, kV (tensiunea de defecțiune este dată pentru o grosime dielectric dată),

Al 3-lea strat - carton electric EMU, grosime

0,2 mm, kV / mm. Verificăm dielectricii selectați pentru rezistența dielectrică a izolației canelurii:

Rezistența electrică a primului strat:

kV;

Rezistența electrică a stratului 2:

kV;

Rezistența electrică a celui de-al treilea strat:

kV.

Rezistența electrică totală a cutiei izolatoare cu fante:

kV.

Verificarea rezistenței electrice a manșonului:

,

deoarece 12>1,0+2

0,38 kV,

atunci izolația satisface condițiile stabilite, în plus, dielectricii pot fi luati cu o grosime mai mică. Cu toate acestea, având în vedere necesitatea asigurării rezistenței mecanice necesare a izolației, materialele selectate pot fi omologate.

8. SELECȚIA MARCII ȘI CALCULUL SECȚIUNII SÂRMULUI DE BINARĂ

Alegerea mărcii firului se face în funcție de tensiunea nominală, clasa de rezistență la căldură, versiunea, puterea motorului și considerente economice.

Secțiune transversală estimată a firului cu izolație:

mm 2

unde K z este factorul de umplere al canelurii; K s \u003d 0,48

- zona activă a canelurii, adică ocupată în canelura de conductorii izolați ai înfășurării. mm

Acest diametru nu este în tabele, așa că alegem numărul de secțiuni paralele a’ = 2

Diametrul sârmei calculat cu izolație:

mm

Diametru fir izolat trebuie să fie cu 1,5 ... 2 mm mai mică decât lățimea canelurii d'

Diametrul standardizat al firului izolat

Secțiune de sârmă închisă:

Determinați factorul de umplere real al canelurii:

Vom înfășura înfășurarea motorului cu un fir:

9. CALCULUL DIMENSIUNILOR SECȚIUNII (LUNGIME BOBINA)

Determinarea lungimii bobinei este necesară pentru a seta șablonul în fabricarea secțiunilor de grupuri de bobine.

Lungimea medie a bobinei:

(m)

unde l a este lungimea slotului (activă) a bobinei, m. În absența canalelor transversale de răcire în circuitul magnetic

m.

l l - lungimea părții frontale a bobinei, m.

(m)

unde k - factor de corecție,

T este lățimea medie a secțiunii, m.

- factor de siguranță, m. m m m

10. CALCULUL GREUTĂȚII BOFĂRII

Calculul masei înfășurării este necesar pentru a obține firul de înfășurare din depozit. Masa metalului de înfășurare este determinată prin înmulțirea densității materialului conductor cu volumul firului:

(kg)

unde g este densitatea materialului conductor, kg / m 3, (pentru cupru - 8900 kg / m 3).

Vă sfătuim să citiți

• Chlamydia urogenitală - descriere, cauze, simptome (semne), diagnostic, tratament Tratamentul chlamydiei urogenitale
• Beneficiile și semnificația hidroaminoacidului treoninei pentru corpul uman L treonina care
• Să aștepți sau să nu aștepți un tip din armată Din ce motiv pot fi comandați din armată
• Mere coapte cu branza de vaci. Mere la cuptor cu branza de vaci