Обмотка статора

где — количество эффективных проводников в пазу; — количество параллельных ветвей фазы дополнительной обмотки.

Параллельные ветви дополнительной обмотки применяют при больших значениях тока возбуждения, требующих значительной площади поперечного сечения проводников. При этом в каждой параллельной ветви должно быть одинаковое количество витков, а стороны катушек находиться в магнитном поле в одинаковых условиях.

Для машин с h ≤280 мм количество эффективных проводников дополнительной обмотки в пазу чаще всего принимают =2, а для машин с h =315÷450 мм - =1. При определении количества элементарных проводников дополнительной обмотки в одном эффективном руководствуются теми же положениями, что и для основной обмотки. Размеры и количество элементарных проводников основной и дополнительной обмоток, укладываемых по ширине , и по высоте паза , выбирают с учетом рационального заполнения площади паза и рекомендаций гл. 9.

Предварительное значение номинального фазного тока двигателя (А)

(11-39)

для генераторов

(11-40)

Параметры общие для любой обмотки статора синхронных машин определяют по формулам § 9-4 (указания для дополнительной обмотки приведены в настоящем параграфе).

Обмотка статора с трапецеидальными полузакрытыми пазами. Предварительное среднее значение магнитной индукции в зубцах следует выбирать из табл. 9-16, но со снижением на 5—10%.

Размеры трапецеидальных пазов определяют по (9-24) - (9-34). При этом следует иметь в виду, что площадь поперечного сечения паза , вычисленная по (9-33), в синхронных машинах с самовозбуждением используется для размещения как основной, так и дополнительной обмоток. В этом случае при определении суммарной площади поперечного сечения изоляционных прокладок между верхней и нижней катушками в пазу, на дне паза и под клином должна быть учтена также прокладка между дополнительной и основной обмотками; суммарная площадь поперечного сечения прокладок (мм²)

(11-41)

Площадь поперечного сечения паза для размещения основной обмотки (мм²)

. (11-42)

Площадь поперечного сечения эффективного проводника основной обмотки (мм²)

. (11-43)

Здесь S — площадь поперечного сечения элементарного проводника, мм²; с - количество элементарных проводников в одном эффективном.

Площадь паза (мм²), используемая для размещения дополнительной обмотки,

(11-44)

(при соблюдении условия ), а соответствующая ей часть высоты паза (мм)

. (11-45)

Для определения диаметра изолированного обмоточного провода (мм) задаются предварительным значением коэффициента заполнения паза , который не должен превышать 0,75 при ручной укладке обмотки и 0,72 при машинной (с использованием старообмоточных станков);

. (11-46)

где — количество эффективных проводников основной обмотки в пазу.

Количество элементарных проводников с в одном эффективном выбирают так, чтобы диаметр провода с изоляцией не превышал 1,71 мм при ручной укладке и 1,33 мм при машинной. По приложению 1 находят ближайший стандартизированный диаметр изолированного провода , соответствующий ему диаметр неизолированного провода и площадь его поперечного сечения .

Площадь поперечного сечения эффективного проводника дополнительной обмотки (мм²)

, (11-47)

где — площадь поперечного сечения элементарного проводника дополнительной обмотки, мм²; — количество элементарных проводников в одном эффективном.

Коэффициент заполнения паза

, (11-48)

Здесь — диаметр изолированного проводника дополнительной обмотки (среднюю длину витка дополнительной обмотки можно принять равной средней длине витка основной обмотки).

Плотность тока в обмотке статора и уровень удельной тепловой нагрузки в ней определяют по методике, изложенной в § 9-4, при этом выбирают плотность тока в основной и дополнительной обмотках одинаковыми.

Показателем, характеризующим удельную тепловую нагрузку статора, служит произведение линейной нагрузки А ₁на плотность в обмотке. Допустимые значения для синхронных машин в защищенном исполнении с самовентиляцией, выполненных с изоляцией класса нагревостойкости F приведены на рис. 11-12. В случае применения изоляционных материалов иного класса нагревостойкости полученные по рис. 11-12 значения следует умножить на поправочный коэффициент, равный 0,75 (при классе В) или 1,3 (при классе Н).

Рис.11-12. Средние значения .

Конструкция изоляции обмотки статора из круглого провода в трапецеидальных полузакрытых пазах приведена в приложении 27.

Последовательность расчета обмотки статора с трапецеидальными полузакрытыми пазами такая же, как и для асинхронных двигателей (с учетом дополнений, приведенных в настоящем параграфе).

Обмотка статора с прямоугольными полуоткрытыми и открытыми пазами. Размеры полуоткрытых и открытых прямоугольных пазов синхронных машин и параметры обмотки статора определяют по методике, изложенной в § 9-4. При этом следует иметь в виду, что максимальные значения магнитной индукции в наиболее узком месте зубца , приведенные в табл. 9-16, принимают для синхронных машин со снижением на 5—10%.

Допустимая высота эффективного проводника с витковой изоляцией (мм)

, (11-49)

где =0,85÷0,95 — коэффициент, учитывающий наличие в пазу дополнительной обмотки.

Размеры основной и дополнительной обмоток статора по высоте паза (мм)

(11-50)

. (11-51)

. (11-52)