Основные параметры обмоток двигателя

1. Механический угол и электрический угол

Когда обмотки двигателя распределены в пазах сердечника, они должны быть встроены и соединены в соответствии с определенным правилом для вывода симметричного синусоидального переменного тока или создания вращающегося магнитного поля. Помимо того, что они связаны с некоторыми другими параметрами, нам также необходимо использовать концепцию электрической стоимости для отражения закона относительного положения каждой катушки и обмотки. Из механики мы знаем, что окружность можно разделить на 360°, и эти 360° — это то, что мы обычно называем механическим углом. В электротехнике угловая единица для измерения электромагнитных отношений называется электрическим углом, который делит каждый цикл синусоидального переменного тока на 360° по горизонтальной оси, то есть, когда пространство проводника проходит через пару магнитных полюсов, электромагнитный угол изменяется на 360°. Следовательно, соотношение между электрическим углом и механическим углом в двигателе следующее: электрический угол α = число пар полюсов xP x360°. Например, для двухполюсного двигателя число пар полюсов p = 1, тогда электрический угол равен механическому углу, для четырехполюсного двигателя p = 2, тогда на одной окружности двигателя находятся две пары магнитных полюсов, и соответствующий электрический угол равен 2×360° = 720°. И так далее.

2. Шаг полюса (τ)

Полюсный шаг обмотки относится к расстоянию каждого магнитного полюса на окружной поверхности сердечника. Обычно он относится к расстоянию между пазами между центрами двух соседних магнитных полюсов сердечника двигателя. Сердечник статора рассчитывается по расстоянию между пазами внутренней поверхности воздушного зазора; ротор рассчитывается по расстоянию между пазами внешней поверхности воздушного зазора сердечника. Обычно существует два способа выражения полюсного шага, один - выразить его длиной; другой - выразить его числом пазов. Обычно его выражают числом пазов. Обычно полюсный шаг равен τ=Z1/2p.

3. Шаг (y)

Число пазов сердечника, занимаемых двумя сторонами каждого элемента катушки обмотки двигателя, называется шагом, также известным как пролет. Когда шаг элемента катушки равен шагу полюса, это обмотка с полным шагом, y=τ; когда шаг элемента катушки меньше шага полюса, это называется обмоткой с коротким шагом, y<τ; и когда шаг элемента катушки больше шага полюса, это называется обмоткой с длинным шагом y>τ. Поскольку обмотки с коротким шагом имеют много преимуществ, таких как более короткие концы, меньше электромагнитного материала провода и более высокий коэффициент мощности, обмотки с коротким шагом используются без исключения в более часто используемых двухслойных обмотках.

4. Коэффициент намотки

Коэффициент обмотки представляет собой произведение коэффициента короткого замыкания и коэффициента распределения распределенной обмотки переменного тока, то есть:

Кдп1=Кд1Кп1.

5. Угол паза (α)

Электрический угол между двумя соседними пазами сердечника двигателя называется углом паза и обычно обозначается буквой a, то есть

α=общий электрический угол/z1=p×360°/z1

6. Фазовый пояс

Фазовый пояс относится к области, занимаемой каждой фазной обмоткой на каждом магнитном полюсе, обычно выражаемой в электрических углах или количестве пазов. Если обмотка трехфазного двигателя под каждой парой магнитных полюсов разделена на шесть областей, то под каждым полюсом будет три. Поскольку угол паза α=360°P/Z, если двигатель имеет 4 полюса и 24 паза, ширина каждой фазы и каждой области составляет qα=Z/6P*360P/Z=60°, и обмотка, встроенная в это распределение, называется 60° фазной ременной обмоткой. Из-за очевидных преимуществ 60° непрерывной фазной ременной обмотки эта обмотка используется в большинстве трехфазных двигателей.

7. Количество пазов на полюс на фазу (q)

Число пазов на полюс на фазу относится к числу пазов, занимаемых каждой фазной обмоткой в ​​каждом магнитном полюсе, и число катушек, которые должны быть намотаны в каждом полюсе на фазную обмотку, определяется на его основе. То есть,

q=Z/2Pm

Z: количество пазов сердечника; 2P: количество полюсов двигателя; m: количество фаз двигателя.

Результат расчета: если q — целое число, то это называется целочисленной пазовой обмоткой; если q — дробь, то это называется дробно-пазовой обмоткой.

8. Количество проводников на слот

Число проводников в пазу обмотки двигателя должно быть целым числом, а число проводников в пазу двухслойной обмотки также должно быть четным числом. Число проводников в пазу обмотки фазного ротора определяется ее напряжением холостого хода. Число проводников в пазу фазного ротора двигателя средней мощности должно быть равно 2. Число проводников в пазу обмотки статора можно рассчитать по следующей формуле:

NS1=NΦ1m1a1/Z1

NS1: количество проводников в пазу обмотки статора;

NΦ1: количество проводников в пазу, рассчитанное в соответствии с плотностью потока в воздушном зазоре;

m1: число фаз обмотки статора;

а1: число параллельных ветвей обмотки статора;

Z1: количество пазов статора.

9. Количество последовательно соединенных проводников на фазу

Количество проводников, соединенных последовательно на фазу, относится к количеству витков шины, соединенных последовательно для каждой фазной обмотки двигателя. Однако количество витков шины, соединенных последовательно, связано с количеством параллельных ветвей в каждой фазной обмотке. Если количество параллельных ветвей двигателя имеет одностороннее соединение, то все витки последовательных проводов катушек под каждым полюсом двигателя должны быть сложены, чтобы получить количество витков шины в фазной обмотке. Если в каждой фазной обмотке двигателя имеется несколько параллельных ветвей, то есть двигатель имеет двухстороннее соединение, трехстороннее соединение и т. д., то количество проводников, соединенных последовательно на фазу, может быть основано только на количестве витков проводов, соединенных последовательно в одной из обмоток. Поскольку количество витков последовательных проводов в каждой ветви фазной обмотки одинаково, невозможно увеличить количество витков последовательных проводов после их параллельного соединения для формирования фазной обмотки.

10. Общее количество витков

Обмотки в двигателе состоят из катушек различных размеров и форм. Поскольку каждая катушка имеет две стороны компонентов, встроенных в паз сердечника, то есть каждая катушка должна быть встроена в два паза. В однослойной обмотке, поскольку в каждый паз встроена только одна сторона элемента катушки, общее количество катушек равно только половине общего количества пазов; в двухслойной обмотке, поскольку две стороны элемента катушки встроены в верхний и нижний слои каждого паза, общее количество катушек равно количеству пазов сердечника.