Обмотка короткозамкнутого ротора

Обмотка ротора с овальными полузакрытыми и закрытыми пазами. Пазы ротора имеют обычно овальную форму (рис. 9-10 а, б), причем радиусы r₁ и r₂ принимают такими, чтобы стенки зубцов были параллельны (b _з2 = const) на протяжении расстояния h ₁. Такие пазы применяют в двигателях с h ≤250 мм. В двигателях с h≤ 132 мм пазы обычно выполняют полузакрытыми, а с h≥ 160 мм – закрытыми.

Рис 9-10. Пазы короткозамкнутого ротора:

-овальные полузакрытые;

- овальные закрытые;

-бутылочной формы

Примерные значения высот пазов короткозамкнутого ротора h _п2 приведены на рис. 9-12. Чем больше принимаемое значение h _п2, тем меньше высота спинки ротора h _с2 и соответственно больше магнитная индукция в спинке В _с2. Если при проверке расчетом значение В _с2 превысит предел, равный 1,6 Тл, то высоту паза h _п2, принятую из рисунка, снижают. Расчет размеров зубцовой зоны (зубцов и пазов) ротора начинают с определения ширины зубца b _з2, исходя из средних значений магнитной индукции в зубцах ротора В _з2 (табл. 9-18).

Таблица 9-18

Определяют радиусы пазов r₁ и r₂, обеспечивающие постоянство b _з2. Если окажется, что r ₂<1 (для h ≤132 мм) или r ₂<2 (для h ≥160 мм), то следует уменьшить b _з2, повысив В _з2.

Определение размеров овальных полузакрытых и закрытых пазов производят в такой последовательности:

Высота паза (мм)	h п2 – из рис. 9-12
Расчетная высота спинки ротора (мм):
для h ≤63 мм, 2 р = 2		(9-64)
для h ≤63 мм, 2 р ≥4		(9-65)
для h ≥71 мм, 2 р = 2		(9-66)
для h ≥71 мм, 2 р ≥4		(9-67)
Магнитная индукция в спинке ротора (Тл)		(9-68)
Зубцовое деление по наружному диаметру ротора (мм)		(9-69)
Магнитная индукция в зубцах ротора (Тл)	B з2 – по табл. 9-18
Ширина зубца (мм)		(9-70)
Меньший радиус паза (мм)		(9-71)
Больший радиус паза (мм)		(9-72)
Расстояние между центрами радиусов (мм)		(9-73)
Проверка правильности определения r 1 и r 2 исходя из условия b з2 = const		(9-74)
Площадь поперечного сечения стержня, равная площади поперечного сечения паза в штампе (мм2)		(9-75)

Здесь для полузакрытого паза h _ш2 = 0,5÷0,75 мм; h ₂ = 0; b _ш2 = 1,0÷1,5 мм; для закрытого паза h _ш2 = 0,7 мм; h ₂ = 0,3 мм; b _ш2 = 1,5 мм. При отсутствии аксиальных каналов в роторе d _к2 = 0.

Пазы ротора бутылочной формы. Пазы короткозамкнутого ротора двигателей с h = 280÷355 мм обычно имеют бутылочную форму и выполняются закрытыми (рис. 9-10 в). Размеры нижней части бутылочного паза выбирают так, чтобы обеспечить равновеликое поперечное сечение зубцов b _з.н.2 на протяжении h ₁.

Ход расчета аналогичен описанному для ротора с овальными пазами. По рис. 9-12 выбирают примерное значение высоты паза ротора h _п2. Этим определяется расчетная высота спинки ротора h _c2 и магнитная индукция в спинке ротора В _с2, которая не должна превышать 1,6 Тл. Затем находят ширину зубца в его нижней части b _з.н.2, исходя из того, чтобы магнитная индукция в нижней части зубцов ротора В _з.н.2 не превосходила бы значений, приведенных в табл. 9-18.

Для верхней части паза принимают h ₂ = 0,2÷0,5 мм; h = 15 мм; затем рассчитывают размеры нижней части паза: больший r ₁ и меньший r ₂ радиусы; расстояние между их центрами, а также ширину верхней части стержня b. Значение r ₂ должно быть не менее 2 мм, иначе следует уменьшить b _з.н.2, повысив В _з.н.2.

Определение размеров пазов ротора бутылочной формы производят в такой последовательности:

Высота паза (мм)	h п2 – из рис. 9-12
Расчетная высота спинки ротора (мм)	h с2 – по (9-66) – (9-67)
Магнитная индукция в спинке ротора (Тл)	В с2 – по (9-68)
Зубцовое деление по наружному диаметру ротора (мм)	t 2 – по (9-69)
Ширина зубца в нижней части зубца (мм)	bз .н.2 – по (9-70)
Меньший радиус паза (мм)		(9-76)
Больший радиус паза (мм)		(9-77)
Расстояние между центрами радиусов (мм)		(9-78)
Правильность определения r 1 и r 2 исходя из требования b з.н2 = const	по (9-74)
Ширина верхней части стержня (мм)		(9-79)
Площадь поперечного сечения нижней части стержня (мм2)		(9-80)
Площадь поперечного сечения верхней части стержня (мм2)		(9-81)
Общая площадь поперечного сечения стержня, равная площади поперечного сечения паза в штампе (мм2)		(9-82)

Открытые пазы ротора прямоугольной формы. Открытые прямоугольные пазы в роторе (рис. 9-11) применяются для высоковольтных двигателей с h = 400÷450 мм. В эти пазы укладывают прямоугольные алюминевые шины, привариваемые к алюминевым короткозамыкающим кольцам.

Рис.9-11. Пазы короткозамкнутого ротора

прямоугольной формы

Ход расчета аналогичен описанному для ротора с овальными пазами. По рис. 9-12 выбирают предварительно значение высоты паза ротора h ’_п2, что предопределяет предварительное значение высоты спинки ротора h ’_с2 и магнитную индукцию в спинке ротора, которая не должна превышать 1,6 Тл. Затем находят ширину зубца в наиболее узком месте, исходя из того, чтобы магнитная индукция в этой части зубцов была: для исполнения IP44 – B ’_з2max = 1,5÷1,7 Тл; для IP23 – B ’_з2max = 1,6÷1,8 Тл. Затем выбирают ближайшие стандартные размеры прямоугольного алюминевого стержня (см. приложение 4) и по ним уточняют размеры паза, зубца, спинки (округленные до десятых долей мм в большую сторону) и магнитную индукцию.

Рис. 9-12. Средние значения короткозамкнутого ротора:

1-ротор с овальными полузакрытыми пазами;

2 -ротор с овальными закрытыми пазами;

3- ротор с бутылочными пазами;

4 -ротор с прямоугольными открытыми пазами.

Размеры открытых пазов ротора прямоугольной формы определяют в такой последовательности:

Предварительные размеры
Высота паза (мм)	h ’п2 – из рис. 9-12
Высота спинки ротора (мм)	h ’с2 – по (9-66) или по (9-67)
Магнитная индукция в спинке ротора (Тл)	В’с2 – по (9-68)
Зубцовое деление по наружному диаметру ротора (мм)	t 2 – по (9-69)
Ширина зубца в наиболее узком месте (мм)		(9-83)
Ширина паза (мм)		(9-84)
Размеры стержня по высоте (мм)		(9-85)
То же, по ширине		(9-86)
Уточненные размеры
Ближайшие стандартные размеры стержня (мм) и его сечение (мм2)	h сm, b сm, S сm – по приложению 4
Высота паза (мм)		(9-87)
Ширина паза (мм)		(9-88)
Площадь поперечного сечения паза (мм2)		(9-89)
Высота спинки ротора (мм)	h с2 – по (9-66) или по (9-67)
Магнитная индукция в спинке ротора (Тл)	Вс2 – по (9-68)
Ширина зубца в наиболее узком месте (мм)		(9-90)
Магнитная индукция в наиболее узком месте зубца (Тл)		(9-91)
Длина стержня (мм)		(9-92)
Здесь hc и b c – припуски на сборку сердечника (см. § 9-4); h c = 4 мм.

Короткозамыкающее кольцо обмотки ротора. На рис. 9-13 показаны короткозамыкающие кольца для литой (а) и сварной (б) конструкций клетки. Размеры кольца определяют следующим образом. Поперечное сечение кольца S _кл связано с ранее определенным сечением стержня клетки S _ст, а высота кольца h _кл – с высотой паза h _п2. Это предопределяет длину кольца _кл. Для определения расположения кольца клетки вычисляют его средний диаметр D _кл.ср.

Рис.9-13. Короткозамыкающие кольца ротора

Размеры короткозамыкающего кольца находят в такой последовательности:

Поперечное сечение кольца (мм2): литой клетки		(9-93)
сварной клетки		(9-94)
Высота кольца (мм):   литой клетки		(9-95)
сварной клетки		(9-96)
Длина кольца (мм)		(9-97)
Средний диаметр кольца (мм): литой клетки		(9-98)
сварной клетки		(9-99)
Вылет лобовой части обмотки (мм)		(9-100)
Здесь л2 = 50 мм – длина лобовой части стержня; k л2 = 0,9 – коэффициент, учитывающий изгиб стержня