11. Вычисляем внутренний диаметр ротора:
=
62,64 – 2×9
– 2×10
= 24,64 мм.
Это, фактически, диаметр вала в месте посадки на него ротора. Видим, что диаметр вала является приемлемой величиной.
12. Площадь сечения паза статора
–
bZS hZS
=
=
–
14,76×29,52
= 998,1 мм2 .
Площадь катушки максимальная
мм2 .
13. Максимальный интервал нарастания тока при минимальной проводимости
γвкл_max
= 0,5 ( tZR – βS – βR)
= 0,5 (1,571 – 0,471 – 0,524) = 0,288 рад
.
Угловая скорость вращения ротора
=
314,159 рад/с .
Время нарастания тока при минимальной проводимости
=
0,917 мс .
Минимальный угол поворота
γmin
= tZR – tZS
= 1,571 – 1,047 = 0,524 рад .
Интервал работы фазы по (2.33) γраб = γmin = 0,524 рад .
Время работы фазы
=
1,667 мс .
Угол перекрытия зубцов при повороте ротора из полностью рассогласованного положения на угол γраб
βSRm
= γраб – γвкл_max = 0,524 –
0,288 = 0,236 рад .
Ширина перекрытия зубцов статора и ротора
bSRm
= 0,5 βSRm (Di
– δ) = 0,5×0,236
(63,24 – 0,3) = 7,427 мм .
14. Коэффициент магнитной проводимости зоны перекрытия зубцов
=
=
.
Коэффициент максимальной магнитной проводимости воздушного зазора
=
=
.
Коэффициент минимальной магнитной проводимости воздушного зазора
=
.
Коэффициент отношения проводимостей
.
Полученное значение коэффициента Kλ является весьма высоким (см. п. 1.4); можно перейти к следующему шагу проектирования ВИД.
15. Принимаем число параллельных ветвей а = 1. Принимаем число элементарных проводников в эффективном аэл = 1.
Число катушек в фазе
nк
= 
=
.
Число последовательно соединенных катушек в ветви
nкв
= 
=
.
16. Принимаем приблизительное значение КПД двигателя η = 0,7. Падение напряжения в вентиле коммутатора принимаем равным UВ = 1 В.
Действующее значение тока на выходе инвертора
=
8,12 А .
где Ud – напряжение питания, приведенное в задании на проектирование. В дальнейшем, в пункте 40 данного примера расчета, оно будет уточнено.
17. При одиночной коммутации и прямоугольной форме тока
IКm
= 
=
8,12
А .
Действующее значение тока катушки предварительно
IК
= 
=
4,688
А .
При одиночной коммутации и треугольной форме тока
IКm=
IК 2,4
=
4,688×2,4×
=
19,49 А .
Нахождение амплитудных значений тока для двух крайних случаев, минимального при предположении прямоугольной формы тока и максимального при треугольной форме тока, дает нам границы токового диапазона, в котором должно оказаться расчетное значение тока IКm, вычисляемое в пункте 19 настоящего примера расчета.
18. Переходим к выбору длины сердечников lδ и числа витков в катушке WК ВИД. Это итерационный процесс: необходимо будет провести несколько последовательных расчетов для того, чтобы найти оптимальное сочетание значений lδ и WК. Эти значения будем подбирать исходя из обеспечения требуемой мощности и приемлемого коэффициента заполнения медью.
Для уменьшения затрат времени на проведение вычислений целесообразно запрограммировать эту часть расчета, а лучше весь расчет, в одном из математических пакетов, например в Mathcad.
В качестве первого приближения для lδ можно взять любое числовое значение. Первоначально принимаем расчетную длину сердечников lδ равной, например величине внешнего диаметра статора Da:
lδ
= Da = 140 мм .
Необходимо подобрать число витков WК таким, чтобы мощность ВИД стала равной требуемой по заданию. Для первого приближения WК можно взять любое числовое значение. Примем первоначально WК = 100 . Кроме того, предварительно примем DUR = 0 и определим Udl
UdL = Ud – DUR = 530 – 0 = 530 В .
19. Максимальное значение тока в катушке
=
40,73 А .
Это значение является неудовлетворительным, оно должно лежать в диапазоне от 8,12 до 19,49 А, определяемом в пункте 17 расчета. Продолжаем расчет до получения значения мощности ВИД и коэффициента заполнения паза медью.
20. Максимальное значение потока
=
4,417 мВб .
Амплитудное значение индукции в зубце статора
=
2,25 Тл .
Это значение также является неудовлетворительным. Оно должно лежать в диапазоне от 1,6 до 1,7 Тл, что важно с точки зрения использования стали и величины потерь в ней.
