В книге рассматриваются вопросы проектирования электрических машин общепромышленного применения. Излагаются электромагнитные, тепловые, вентиляционные и механические расчеты асинхронных, синхронных машин и машин постоянного тока, а также вопросы их конструирования. Изложенные методы поясняются примерами расчета электрических машин. Приведены необходимые для практических расчетов вспомогательные материалы и частные программы расчетов на вычислительных машинах. Книга является учебным пособием для студентов электротехнических факультетов энергетических и политехнических вузов, выполняющих курсовые проекты по электрическим машинам. Она может быть также использована инженерами, проектирующими электрические машины. ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие 3 Введение 4 Глава первая. Общие вопросы проектирования электрических машин 6 1-1. Подход к проектированию электрических машин 6 1-2. Проблемы оптимального проектирования. Применение ЭВМ при проектировании 8 1-3. Подход к расчету отдельной машины и серии машин . 10 1-4. Основные конструктивные исполнения электрических машин 14 1-5. Унификация и стандартизация з электротехнической промышленности СССР . 20 1-6. Надежность электрических машин 22 1-7, Методические указания к выполнению учебного проекта 26 Глава вторая. Материалы, применяемые в электромашиностроении 28 2-1. Магнитные материалы 28 2-2. Проводниковые материалы 30 2-3. Электроизоляционные материалы 31 2-4. Обмоточные провода 36 2-5. Конструкционные материалы 40 Глава третья. Якорные обмотки 42 3-1. Виды конструктивного исполнения обмоток машин переменного тока 42 3-2. Изоляция обмоток машин переменного тока 47 3-3. Коэффициент заполнения паза 65 3-4. Элементы схем обмоток машин переменного тока 67 3-5. Обмоточный коэффициент 68 3-6. Схемы однослойных обмоток 72 3-7. Схемы двухслойных обмоток 75 3-8. Обмотки с дробным числом пазов на полюс и фазу 79 3-9. Схемы обмоток для механизированной укладки 86 3-10. Обмотки фазных роторов асинхронных двигателей 88 3-11. Якорные обмотки машин постоянного тока 92 3-12. Уравнительные соединения . 96 3-13. Виды конструктивного исполнения обмоток якоря машин постоянного тока 97 Глава четвертая. Магнитная цепь. Параметры. Потери 102 4-1. Расчет магнитной цепи . 102 4-2. Параметры электрических машин 110 4-3. Потери и КПД 115 Глава пятая. Тепловой и вентиляционный расчет электрических машин 118 5-1. Общие сведения 118 5-2. Вопросы теплопередачи 119 5-3. Нагревание однородного тела 123 5-4. Расчет установившегося нагрева 123 5-5. Тепловой расчет с помощью тепловых схем замещения 128 5-6. Упрощенные формулы теплового расчета установившегося режима 134 а) Машины постоянного тока 135 б) Асинхронные машины 136 в) Синхронные машины 138 5-7. Системы вентиляции при поверхностном охлаждении 138 5-8. Вентиляционные расчеты 141 5-9. Вентиляторы 144 5-10. Расчет центробежного вентилятора 148 5-11. Приближенные вентиляционные расчеты 149 Глава шестая. Проектирование асинхронных машин 150 6-1. Серии асинхронных машин 150 6-2. Конструкции двигателей серии 4А 154 6-3. Задание на проектирование. Выбор базовой конструкции 162 6-4. Выбор главных размеров и расчет обмотки статора 163 6-5. Расчет размеров зубцовой зоны статора 174 6-6. Выбор воздушного зазора 180 6-7. Расчет ротора 181 а) Фазные роторы 181 б) Короткозамкнутые роторы 184 в) Сердечники роторов 190 6-8. Расчет магнитной цепи 191 6-9. Периметры асинхронной машины для номинального режима 195 а) Активные сопротивления обмоток статора и фазного ротора 196 б) Индуктивные сопротивления обмоток двигателей с фазными роторами. 199 в) Сопротивления обмоток двигателей с короткозамкнутыми роторами 201 г) Относительные значения параметров 205 д) Учет скоса пазов 205 6-10. Потери и КПД 206 6-11. Расчет рабочих характеристик 210 6-12. Пусковые характеристики 214 6-13. Особенности расчета асинхронных двигателей с роторами, имеющими двойную беличью клетку или фигурные пазы 223 6-14. Общий метод расчета влияния эффекта вытеснения тока з роторных стержнях произвольной конфигурации 229 6-15. Особенности теплового и вентиляционного расчета асинхронных двигателей 234 6-16. Примеры расчета 240 а) Расчет двигателя с короткозамкнутым ротором 240 б) Расчет асинхронного двигателя с фазным ротором 252 Глава седьмая. Проектирование синхронных машин 261 7-1. Общие сведения 261 7-2, Конструкция серийных синхронных машин общего назначения 263 7-3. Система относительных единиц 271 7-4. Задание на проектирование 272 7-5. Выбор главных размеров 272 7-6. Обмотка и зубцовая зона статора 277 7-7. Сегментиропка статора 279 7-8, Пазы, обмотка и ярмо статора 281 а) Размеры пазов статора 281 б) Обмотка статора 284 7-9. Воздушный зазор и полюсы ротора 284 7-10. Расчет демпферной (пусковой) обмотки 287 7-11. Расчет магнитной цепи 289 7-12 Определение МДС реакции якоря 293 7-13. Параметры обмотки статора для установившегося режима работы машины 295 7-14. Определение МДС обмотки возбуждения при нагрузке. Векторные диаграммы 296 7-15. Расчет обмотки возбуждения 297 7-16. Параметры и постоянные времени 304 7-17. Масса активных материалов 307 7-18. Потери и КПД 308 7-19. Характеристики синхронных машин 309 а) Основные характеристики 309 б) Токи короткого замыкания 311 в) Пусковые характеристики 312 7-20. Пример расчета трехфазного синхронного двигателя 313 Глава восьмая. Проектирование машин постоянного тока 330 8-1. Общие сведения 330 8-2. Задание на проектирование машины постоянного тока 338 8-3. Выбор главных размеров 339 8-4. Расчет обмотки и пазов якоря 341 8-5. Расчет воздушного зазора под главными полюсами. Компенсационная обмотка 348 8-6. Расчет магнитной цепи 353 8-7. Расчет обмотки возбуждения 357 8-8. Расчет коммутации 360 8-9. Расчет добавочных полюсов 362 8-10. Потери и КПД. Рабочие характеристики 365 8-11. Особенности теплового и вентиляционного расчетов машин постоянного тока 367 8-12. Пример расчета двигателя постоянного тока 373 Глава девятая. Элементы конструкции и механические расчеты 387 9-1. Магнитопровод статора 387 9-2. Станины 392 9-3. Валы 394 9-4. Подшипники. Подшипниковые щиты 401 9-5. Полюсы 407 9-6. Механический расчет магнитопровода ротора синхронной машины 418 а) Расчет дискового ротора 419 б) Расчет ротора в виде магнитного колеса 420 9-7. Роторы асинхронных двигателей и якоря машин постоянного тока 422 а) Механический расчет магнитопроводов 423 б) Расчет бандажей и клиньев 426 9-8. Коллекторы 429 а) Механический расчет коллектора с нажимными конусными фланцами 431 б) Механический расчет коллектора на пластмассе 434 9-9. Контактные кольца 435 9-10. Токосъемный аппарат 436 Приложения 440 Приложение I. Программы расчета на ЭВМ 440 П1-1. Расчет размеров трапецеидальных пазов статора со всыпной обмоткой (для ЭВМ "Электроника-С50"). 440 П1-2. Расчет размеров грушевидных пазов короткозамкнутого ротора асинхронного двигателя (для ЭВМ "Электроника-С50") 442 П1-3. Расчет рабочих характеристик асинхронных двигателей (для ЭВМ "Электро- ника-С50") 444 П1-4. Расчет пусковых характеристик асинхронных двигателей (для ЭВМ "Электро- ника-С50") 445 П1-5. Расчет коэффициентов kr и kд для стержней обмотки короткозамкнутого ротора асинхронного двигателя 448 П1-6. Расчет магнитной цепи и характеристика холостого хода синхронных машин и машин постоянного тока 451 Приложение II. Таблицы и кривые намагничивания сталей 458 Приложение III. Обмоточные провода, ленты и шины 470 Приложение IV. Щетки для электрических машин 480 Приложение V. Подшипники качения 482 Приложение VI. Высоты оси вращения и установочные размеры электрических машин 485 Список литературы 487 Предметный указатель 488