Соотношение числа пазов статора (Z1), ротора (Z2) и пар полюсов (P).

Обмоточные данные трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Соотношение числа пазов статора (Z1), ротора (Z2) и пар полюсов (P).

По справочным данным [10,19] на примере штатного электродвигателя RA100L4 для горизонтального навозоуборочного транспортера, произведем расчет обмотки статора на случай ремонта данного двигателя в условиях хозяйства. Расчет, обмоточная таблица и развернутая схема обмотки статора кроме того позволяют сориентироваться в правильном выборе имеющегося в запасе статора или ротора разукомплектованного двигателя, когда из двух – трех двигателей собирается один исправный, что часто приходиться делать на практике.

Процесс подбора статора и ротора усложняется при отсутствии бирки с номинальными данными электродвигателей, потому что при одинаковых размерах посадочных мест подшипниковых щитов, при одинаковом количестве пазов статора, например Z₁ = 36, число полюсов и соответственно синхронная частота вращения магнитного поля статора может быть другой, кроме того должно быть соответствие числа пазов ротора Z₂, статора Z₁ и полюсов 2р. Для данного электродвигателя RA100L4, рекомендуемое число пазов ротора должно быть Z₂ = 26,27,28,30,44,45,46,48 пазов. При несоблюдении соотношений Z₂, Z₁, 2р двигатель либо совсем не разгоняется, либо разворачивается до половины номинальной частоты. В любом случае потребляется ток больше номинального и без должной защиты обмотка статора сгорает [20].

При перегорании обмотки статора трехфазного асинхронного двигателя (АД) с короткозамкнутым или с фазным ротором в ремонт он может быть отправлен без ротора, который остается присоединенным к рабочей машине, например, к крыльчатке вентилятора или к редуктору станка. В этом случае послеремонтные испытания не в полной мере выполняются, то есть двигатель не пускается, не проверяется механика, не измеряются величины токов холостого хода и их симметричность по фазам.

Отсутствие паспортных данных при потере или закрашивании бирки на корпусе АД может привести к ошибочным действиям при ремонте, когда двигатель перематывается на другую частоту вращения. Такая ошибка возможна потому, что при одном и том же числе пазов статора, например Z₁ = 36, число полюсов может быть 2р = 2, 4, 6 (таблица 1). В этом случае изменяется число полюсов, создаваемых статорной обмоткой (2р), полюсное деление (), шаг (y) обмотки по пазам, число пазов на полюс и фазу (q), фазовый сдвиг (y_фаз). При этом иногда наблюдается, что двигатель либо залипает и не разворачивается совсем, либо застревает на пониженной частоте вращения. Тогда по обмоткам статора и ротора текут токи перегрузки вплоть до пусковых, которые с большой скоростью нагревают изоляцию, и при отсутствии должной защиты она может быстро (за секунды) выйти из строя. Такая ненормальная ситуация после перемотки АД объясняется несоответствием соотношения чисел пазов статора (Z₁), ротора (Z₂) и пар полюсов (P).

В литературе [16,20,21] о неисправностях и ремонте электродвигателей даны разрозненные рекомендации и даже при правильном теоретическом пересчете обмотки статора (Z₁ и 2р) на другую частоту вращения на практике необходимо учесть ряд особенностей:

а) пересчитать по 10-ти рекомендуемым [20] формулам несовместимые числа пазов ротора (Z₂) к статору (Z₁);
1) Z₂ ¹ Z₁

2) Z₂ ¹ 0,5 × Z₁

3) Z₂ ¹ 2 × Z₁

4) Z₂ ¹ 6P × K (где K = 1, 2, 3, 4)

5) Z₂ ¹ Z₁ ± P

6) Z₂ ¹ Z₁ + 2P

7) Z₂ ¹ 0,5Z₁ ± P

8) Z₂ ¹ 2Z₁ + 2P

9) Z₂ ¹ 6P × K ± 1

10) Z₂ ¹ 6P × K ± (2P ± 1)

По данным формулам получены следующие расчетные результаты недопустимых чисел пазов ротора для данного двигателя: 7, 9, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 23, 24, 25, 27, 29, 31, 33, 34, 35, 36, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 43, 45, 47, 48, 49, 51, 53, 72, 76.

б) полученные 37 ответов уточняем по рекомендуемой таблице 11 [20], где многие возможные пазы ротора (Z₂) могут быть вычеркнуты по результатам первого пункта. Рекомендуемые [20] числа пазов ротора для данного короткозамкнутого двигателя Z₂ = 26, 27, 28, 30, 44, 45, 46, 48. Сравнивая полученные цифры, видим, что из рекомендуемых пазов ротора выпадают числа:27, 45, 48. Фактически ротор этого двигателя имеет 28 пазов, что не противоречит расчетным и рекомендуемым значениям.

Таким образом, подбираются по этим двум пунктам число пазов ротора (Z₂) к статору (Z₁) и наоборот - статор к ротору, когда из двух - трех двигателей комплектуется один исправный, что часто случается на практике. Поэтому при ремонте АД следует обращать внимание как на технические особенности, так и на вышеприведенные теоретически несложные расчеты, которые могут предостеречь от напрасных затрат материалов, денег и времени.

Кроме вышеперечисленных условий совместимости ротора и статора, напрашивается также следующее предложение: дублировать стандартную маркировку фаз (русскую С1 – С4, С2 – С5, С3 – С6 или международную U1 – U2, V1 – V2, W1 – W2) цветными выводными проводами или цветными кембриками (желтыми, зелеными, красными). (Рис.6.9, Лист.6).

Рис.6.9 Маркировка трехфазной обмотки статора асинхронного двигателя, синхронного генератора и двигателя.

Цветная маркировка фаз позволяет уменьшить вероятность ошибки при подключении АД и, что не менее важно, заведомо определить нужное направление вращения ротора и соответственно – рабочей машины, зная последовательность чередования фаз питающей сети (с помощью простейшего указателя).

Дата добавления: 2015-07-20