Електричні машини постійного струму

Міністерство науки і освіти України

Одеський національний політехнічний університет

Кафедра електричних машин

Контрольна робота

з курсу "Електричні машини постійного струму"

Одеса 2010



Вступ

В даному розрахунково - графічному завданні для генератора незалежного збудження необхідно накреслити ескіз магнітного кола заданої машини в двох проекціях. А також визначаємо МРС кожної ділянки магнітного кола і розраховуємо результуючу МРС машини при холостому ході для ЕРС. Маємо використати перехідну характеристику, знайти величину МРС від поперечної реакції якоря, що розмагнічує. Метою розрахунку магнітного кола є визначення МРС уздовж контуру середньої лінії основного потоку Ф, що необхідний для створення в магнітній системі магнітного потоку заданої величини. Магнітне коло машини постійного струму поділяються на таких 5-ть послідовно закріплених ділянок: 1 )повітряний зазор;2)зубцевий шар якоря;3)спинка якоря;4)основні полюси;5)ярмо станини. В другу частину входить вивчення характеристик та властивостей генераторів та двигунів постійного струму. Для генератора постійного струму незалежного збудження за своїм варіантом використовується як напруга двигуна. Номінальна напруга мережі, що живить двигун, вибирається близько до генератора з ряду 110,220,440В.також визначаємо частоту обертання та його потужності.



1. Завдання 1. Вивчення магнітного поля в машинах постійного струму при холостому ході та під навантаженням

Початкові дані:

Рн=1.6 кВт

U_н=460 В

n_н=970 об/хв

2p=4 см

д=0.15 см

D_н=30.5см

D_вн=28 см

D_а=13.8см

D_b=5см

la=7.5 см

lm=7.5 см

lя=15.5см

bm=3.5см

Z=27 см

h_z=1.8 см

bn=0.59 см

2a=2

K=108

W_c=16

Kзб=0.04

Ra=1.2 Ом

з _дн=81.3 %



Розрахунок МРС повітряного зазору:

При номінальному режимі роботи машини:

Основний магнітний потік

Розрахункова довжина якоря:

Розрахункова довжина полюсної дуги:

Максимальне значення магнітної індукції в повітряному зазорі:



Коефіцієнт повітряного зазору:

Розрахункова ширина повітряного зазору:

Розрахунок МРС зубцевого шару:

Розміри зубця:

Рис. 1.2.



Значення індукції в знайдених перетинах:

Кс=0.94 - коефіцієнт заповнення пакетів сталлю

Bz1=1.24 Тл Hz1=1.64 А/см

Bzср=1.57 Тл Hzср=13.5 А/см

Bz2=1.59 Тл H_z2=15.8 А/см

Розрахунок напруженості зуба:

Розрахунок МРС спинки якоря:

-

висота спинки якоря



-

довжина середньої магнітної лінії в спинці якоря

Розрахунок МРС полюсів:

Коефіцієнт розсіяння полюсів:

Розрахунок МРС ярма станини:

- довжина середньої силової лінії в ярмі станини.



Магнітна індукція в ярмі станини:

по таблиці 2.4 Ня=12.48 А/см

Розрахунок повної МРС обмотки збудження і струму збудження:

K_м= F₃/(2 F_д)=2245.49/23408=0.33

Результати розрахунків магнітного кола:

№	Величина	Одиниця	0.5	0.8	0.9	1.0	1.1	1.2
1	E0	В	235.09	372.95	419.56	466.18	512.8	559.4
2	Ф	Вб	2.110	3.3410	3.7510	4.1710	4.610	510
3	Bд	Тл	0.355	0.568	0.639	0.71	0.78	0.85
4	Fд	А	397.5	636	715.5	795	874.5	954
5	B'z1	Тл	0.62	0.99	1.116	1.24	1.36	1.5
6	B'zср	Тл	0.79	1.27	1.43	1.59	1.73	1.88
7	B'z2	Тл	0.79	1.27	1.43	1.59	1.75	1.9
8	Bz1	Тл	0.62	0.99	1.12	1.24	1.36	1.5
9	Bzср	Тл	0.78	1.26	1.41	1.57	1.73	1.88
10	Bz2	Тл	0.79	1.27	1.43	1.59	1.75	1.9
11	Hz1	А/см	0.82	1.31	1.48	1.64	1.8	1.97
12	Hzср	А/см	6.75	10.8	12.15	13.53	14.85	16.2
13	Hz2	А/см	7.9	12.64	14.22	15.8	17.38	18.96
14	Hzрас	А/см	35.95	57.52	64.71	71.9	79.1	86.3
15	Fz	А	64.3	102.9	115.7	128.6	141.5	154.3
16	Ba	Тл	0.57	0.9	1.03	1.14	1.26	1.37
17	Ha	А/см	0.68	0.99	1.13	1.29	1.26	1.38
18	Fa	А	3.87	6.2	6.7	7.75	8.5	9.3
19	Fд+ Fz+ Fa/2	А	463.75	742.5	834.75	927.5	1020.25	1113
20	Ks	-	0.55	0.9	1	1.1	1.21	1.32
21	Bm	Вб	0.9	1.44	1.62	1.8	2	2.1
22	Hm	А/см	3.5	5.6	6.3	6.95	7.6	8.3
23	Fm	А	26	41.6	47	52	57.2	62.4
24	Bя	Вб	0.6	0.95	1.06	1.18	1.3	1.41
25	Hя	А/см	6.24	10	11.23	12.48	13.73	14.98
26	Fя	А	143.27	229.23	257.89	386.54	315.2	343.85
27	F3=УFi	А	1122.75	1796.39	2020.94	2285.49	2470.04	2694.59
28	F0	А	2470.04	3952.06	4446.07	4940.08	5434.09	5928.1
30	Kм= F3/(2 Fд)		0.7	1.13	1.27	1.51	1.55	1.7
31	I3	A	0.07	0.11	0.13	0.14	0.15	0.27

Облік розмагнічуючого дії поперечної реакції якоря:

Одержане перекидання поля, що тому розмагнічує дії поперечної реакції якоря шукається по формулі:

2. Для генератора незалежного збудження визначити

1.Опір регулювального реостата, що включається в ланцюг обмотки збудження для того, щоб при незмінному опорі навантаження напруга на її затисках стала рівною . Напругу збудження прийняти рівним

2. На скільки відсотків потрібно зменшити магнітний потік генератора, якщо навантаження його зменшилося до Р=0.4Рн_, а напруга на затисках генератора залишилася постійною U=U_H, n=n_H.

3. Момент, який розвиває дротяний двигун для забезпечення номінальної роботи генератора

Рішення:

1. U_н=460 У

Рн=1.6 кВт

I3н=2.4 A

Iз=1.076 A

2. Р=0.4Рн

U=U_H

E_ан=с_еn_нФ_н

E_а=с_еn_нФ

3. n_н= 970

Рмех=ЕанIан=1622.3_Вт

3. Обмотка збудження включається на затиски якоря генератора визначити

1. Номінальне значення струму збудження, якоря, навантаження при колишніх значеннях Uн, Рн, nн

2. Номінальний КПД

3. Побудувати зовнішню характеристику генератора паралельно збудження

Рішення

1.

2. Рэм=ЕанIан=1622.3 _Вт

3.

Генератор постійного струму використовується як двигун при напрузі Uд,Uн=220 В

Визначити:

1. Частоту обертання і потужність, якщо номінальний струм і насичення залишилися такими ж, як в генераторі.

2. Побудувати природну і штучну характеристики n=f(M) при додатковому опорі Rадоб =10 Ом

3. Додатковий опір, який необхідно включити в ланцюг якоря, щоб при номінальному моменті частота обертання якоря двигуна дорівнювала n_д1 =0.5 nдн

4. На скільки потрібно зменшити напруга на виведеннях двигуна, щоб при номінальному моменті частота обертання n_д2 =0.6 nдн

5. На скільки потрібно збільшити опір ланцюга збудження, щоб частота обертання двигуна стала n_д3 =1.2 nдн

Рішення

1.

2.

3.

4.

5.



Висновок

У ході виконання розрахунково-графічного завдання за темою: "Магнітне поле в машинах постійного струму при холостому ході та під навантаженням " я накреслив ескіз магнітного кола заданої машини в двох проекціях, визначив МРС кожної ділянки магнітного кола і розрахувала результуючу МРС машини при холостому ході для ЕРС. Використовував перехідні характеристики для визначення величин МРС від поперечної реакції якоря. розрахунку магнітного кола є визначення МРС уздовж контуру середньої лінії основного потоку Ф, що необхідно для створення в магнітній системі магнітного потоку заданої величини. А також використовуємо генератор постійного струму незалежного збудження за моїм варіантом береться як двигун при напрузі генератора. Номінальна напруга мережі, що живить двигун, вибираємо близько до номінальної напруги генератора з ряду 110,220,440В.



Список літератури

1. Електричні машини -методичні вказівки до виконання РГР по машинам постійного струму.( Укладач Людмила Яківна Бєлікова )

2. Конспект лекцій по електричним машинам.