Jak obliczyć liczbę zwojów na szczelinę w jednofazowym lub trójfazowym silniku indukcyjnym?

Obliczanie liczby zwojów na szczelinę w jednofazowym lub trójfazowym silniku indukcyjnym (znany również jako silnik asynchroniczny) obejmuje szczegóły konstrukcji i określone parametry silnika. Projektowanie zwojów silnika ma na celu optymalizację jego wydajności, współczynnika mocy i niezawodności. Poniżej przedstawiono ogólne kroki i metody obliczania liczby zwojów na szczelinę:

Przegląd kroków

1. Określenie parametrów silnika: Zrozumienie podstawowych parametrów silnika, w tym mocy nominalnej, napięcia znamionowego, częstotliwości, liczby biegunów i liczby szczelin.

2. Obliczenie całkowitej liczby zwojów: Na podstawie wymagań projektowych silnika, obliczenie całkowitej liczby zwojów w zwojach.

3. Rozdział zwojów na szczelinę: Rozdzielenie całkowitej liczby zwojów między każdą szczelinę.

Specyficzne kroki

1. Zebranie parametrów silnika

• Moc znamionowa (P): Moc wyjściowa silnika nominalna.

• Napięcie znamionowe (U): Napięcie pracy silnika.

• Częstotliwość (f): Częstotliwość zasilania, zwykle 50Hz lub 60Hz.

• Liczba par biegunów (p): Liczba par biegunów, która określa prędkość synchroniczną silnika.

• Liczba szczelin (Z): Liczba szczelin na statorze.

• Liczba faz (m): Jednofazowy lub trójfazowy.

2. Obliczenie całkowitej liczby zwojów

Obliczanie całkowitej liczby zwojów polega na zrozumieniu określonych wymagań projektowych silnika, takich jak wydajność, współczynnik mocy i maksymalna prąd. Całkowitą liczbę zwojów można oszacować za pomocą następującego wzoru empirycznego:

Gdzie:

• $\mathrm{<br>}$k to współczynnik empiryczny zależny od specyficznej konstrukcji silnika.

• U to napięcie znamionowe silnika.

• ϕ to kąt fazowy, zwykle $\sqrt{\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">3</span>}}$ dla trójfazowego silnika.

• ${\mathrm{<br>}}_{}$Bm to maksymalna gęstość strumienia magnetycznego w szczelinie powietrznej silnika.

3. Rozdział zwojów na szczelinę

Po ustaleniu całkowitej liczby zwojów, można ją rozdzielić między każdą szczelinę. Dla trójfazowego silnika, liczba zwojów w każdym zwoju fazowym powinna być taka sama, a liczba zwojów na szczelinę powinna być równomiernie rozłożona, aby zapewnić równowagę. Liczbę zwojów na szczelinę można obliczyć za pomocą następującego wzoru:

Gdzie:

• Nslot to liczba zwojów na szczelinę.

• Z to całkowita liczba szczelin.

Przykładowe obliczenie

Zakładamy, że trójfazowy silnik indukcyjny ma następujące parametry:

• Napięcie znamionowe U=400 V

• Liczba biegunów p=2 (czterobiegunowy silnik)

• Liczba szczelin Z=36

• Częstotliwość znamionowa f=50 Hz

• Maksymalna gęstość strumienia magnetycznego Bm=1.5 T

Zakładając, że współczynnik empiryczny $\mathrm{<br>}$k=0.05:

Zakładając, że całkowita liczba zwojów wynosi 47, rozłożona na 36 szczelin:

Ponieważ rzeczywisty projekt zwojów zazwyczaj wymaga, aby liczba zwojów na szczelinę była liczbą całkowitą, może być konieczne dostosowanie całkowitej liczby zwojów, aby umożliwić ich równomierne rozłożenie na szczeliny.

Uwagi

• Rzeczywisty projekt: W rzeczywistych projektach silników, liczba zwojów na szczelinę może wymagać dostosowania w oparciu o konkretne wymagania i procesy produkcyjne silnika.

• Typ zwojów: Różne typy zwojów (np. zwoje skupione lub rozłożone) mogą wpływać na obliczenie liczby zwojów na szczelinę.

• Dane empiryczne: Współczynnik empiryczny $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;"><br></span>}$k we wzorze może wymagać dostosowania w oparciu o specyficzny typ i wymagania projektowe silnika.

Wykonując te kroki, można przybliżone obliczyć liczbę zwojów na szczelinę w jednofazowym lub trójfazowym silniku indukcyjnym. Niemniej jednak rzeczywiste projektowanie silników często wymaga specjalistycznego oprogramowania do projektowania silników oraz szerokiego doświadczenia praktycznego, aby zoptymalizować projekt zwojów.