268 (29)

268 A Obliczanie wymiarów uzwojeń i obwodu magnetycznego maszy

przewody lite, w uzwojeniach zaś chłodzonych wodą — na 6 -r 10 przewodów litych. Przewody obu rodzajów są równomiernie rozmieszczone w pręcie, zatem liczba drutów równoległych pręta musi być podzielna przez n_d,+1; przy czym n_e — liczba drutów litych przypadających na jeden drut drążony. Przyrost izolacji drutu drążonego jest zwykle nieco większy niż drutu litego, co należy uwzględnić w obliczeniach pola powierzchni przekroju żłobka.

Pole powierzchni przeznaczonej w żłobku na uzwojenie oblicza się z zależności (8.9), wstawiając — w miejscu dl — iloczyn średnich wymiarów boków drutów

(8.10)

,_ł\ ⁿn^a*i^+^aubu

(flOJ.y =--

n^j+1

przy czym dodatkowe indeksy l i d wyróżniają odpowiednio drut lity oraz drążony. Współczynnik k_Ql oblicza się wg zależności (6.89), wstawiając w miejsce A, uśredniony przyrost izolacji

d(»» -

nuóu+A_u

%+l

(8.11)

W dokładnych obliczeniach wymiarów żłobka z prętami przeplecionymi trzeba uwzględnić to, że na wysokości ft_p pręta znajduje się — +1 drutów równoległych (rys. 7.27).

W celu wstępnego wyznaczenia całkowitego pola powierzchni przekroju żłobka Sq, powierzchnię S_a dzieli się przez współczynnik k_Q3 — wg zależności (6.92). Ostatecznie więc

S*«|=-    (8.12)

W końcowej fazie projektowania należy na tym etapie obliczeń sporządzić dokładny bilans zapełnienia żłobka, projektując układ elektroizolacyjny i wyko-nując jego rysunek w zwiększonej skali.

Obliczenia średniej długości zwoju oraz wysięgu połączenia czołowego poza rdzeń wykonuje się w etapie późniejszym wraz z obliczeniami rezystancji i reaktancji uzwojenia — p. 10.2.

8.2. Obliczanie wymiarów uzwojenia wirnika silnika indukcyjnego

8.2.1. Silnik o wirniku pierścieniowym

Podstawowymi wielkościami w obliczeniach uzwojenia wirnika pierścieniowego są napięcie fazowe U_rl przy prędkości obrotowej równej zeru i rozwartym obwodzie wtórnym oraz prąd fazowy /, w silniku obciążonym znamionowo.

przy zadanej mocy znamionowej silnika iloczyn tych wielkości w przybliżeniu nie zależy od parametrów konstrukcyjnych maszyny. Jeżeli w założeniach projektowych wartość jednej z tych wielkości jest zadana, np. w celu przystosowania silnika do określonego rozrusznika, to stanowi ona podstawę obliczeń. Na przykład w b. Czechosłowacji wymagano, żeby napięcie U_rh w V, zawierało się w przedziale [1]

przy czym P_N — moc znamionowa silnika, w kW.

Jeżeli projektant może sam decydować o doborze napięcia i prądu, to zwykle zmierza on do przyjęcia wartości, przy których koszt wykonania i użytkowania silnika jest najmniejszy. Im mniejsze jest napięcie U_H, tym mniejsza może być objętość izolacji w wirniku, a zatem — większe zapełnienie miedzią strefy żłobkowo-zębowej oraz lepsze warunki odprowadzania ciepła z uzwojenia. Jednocześnie jednak większy jest prąd /,, większe więc muszą być wymiary elementów zestyku ślizgowego — pierścieni ślizgowych i szczotek. W silniku o pierścieniach ślizgowych zwieranych i szczotkach podnoszonych po rozruchu, straty mocy w zestyku praktycznie nie mają wpływu na jego sprawność. Prąd może być więc duży a napięcie tak małe, żeby można było zastosować najtańsze pod względem wykonania uzwojenie o cewkach jedno-zwojowych. W silniku natomiast o szczotkach stale przylegających występujące przy dużym prądzie straty mocy w zestyku zmniejszają sprawność nawet o kilka procent — p. 11.4. Należy wówczas znaleźć kompromisowe wartości napięcia U_rl oraz prądu l_r.

Projektowanie rozpoczyna się od doboru liczby q, żłobków na biegun i fazę wg zależności (7.66) i przyjęcia cewek jednozwojowych. Wówczas liczba zwojów szeregowych w dwuwarstwowym uzwojeniu fazowym bez gałęzi równoległych

(8.14)

N, = 2pq_r

Napięcie U_r, wynika z przekładni zwojowej silnika

(8.15)

przy czym: E, — sem indukowana w uzwojeniu stojana; N, — liczba zwojów szeregowych uzwojenia fazowego stojana; k*,, k„ — współczynniki uzwojeń stojana oraz wirnika dla podstawowej harmonicznej.

Prąd w uzwojeniu wirnika

(8.16)