Двигатель постоянного тока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Тольяттинский Государственный Университет

Кафедра «Электрооборудование автомобилей и электромеханика»

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине

«Проектирование электромеханических преобразователей»

Двигатель постоянного тока

КП02ЭМ07.01.000ПЗ

Преподаватель: Петунин Ю. П.

Студент: Аблясов В.Л.

Группа: ЭА-301

Тольятти 2007

Исходные данные для проектирования

Расчет двигателя выполняется в соответствии с техническим заданием, в котором указываются следующие данные:

1. Номинальная отдаваемая мощность ;

2. Номинальная частота вращения ;

3. Номинальное напряжение ;

4. Высота оси вращения ;

5. Предел регулирования частоты вращения вверх от номинальной ослаблением поля главных полюсов ;

6. Предел регулирования частоты вращения вниз от номинальной изменением напряжения на якоре ;

7. Степень защиты от внешних воздействий IP23;

8. Способ охлаждения IC01;

9. Исполнение по способу монтажа IM1001.

Аннотация

В данном курсовом проекте спроектирован двигатель постоянного тока серии П. В процессе проектирования ДПТ проводились электромагнитные расчет основных параметров и размеров двигателя: наружный диаметр якоря и длину сердечника якоря. Была рассчитана и построена обмотка якоря, а также характеристика намагничивания машины и рабочие характеристики. А так же в пояснительную записку были включены: тепловой и вентиляционный расчеты, расчет массы двигателя и динамических показателей - динамического момента инерции и электромеханической постоянной якоря.

Курсовой проект состоит из пояснительной записки объемом 35 листов, дополняемой 12 рисунками и содержащей 3 таблицы.

Содержание

Введение

1. Описание конструкции

2. Электромагнитный расчет

2.1 Магнитная цепь машины. Размеры, конфигурация, материал

2.1.1 Главные размеры

2.1.2 Сердечник якоря

2.1.3 Сердечник главных полюсов

2.1.4 Сердечники добавочных полюсов

2.1.5 Станина

2.2 Обмотка якоря. Тип и шаги обмотки якоря. Количество витков обмотки, коллекторных пластин, пазов

2.3 Обмотка добавочных полюсов

2.4 Стабилизирующая последовательная обмотка главных полюсов. (Принимаем размеры и марку провода такими же, как и у обмотки добавочных полюсов)

2.5 Характеристика намагничивания машины

2.5.1 Уточнение магнитного потока

2.5.2 МДС для воздушного зазора между якорем и главным полюсом

2.5.3. МДС для зубцов при овальных полузакрытых пазах якоря

2.5.4 МДС для спинки якоря

2.5.5 МДС для сердечника главного полюса

2.5.6 МДС для зазора в стыке между главным полюсом и станиной16

2.5.7 МДС для станины

2.6 Параллельная обмотка главных полюсов

2.7 Размещение обмоток главных и добавочных полюсов

2.7.1 Параллельная обмотка главных полюсов

2.7.2 Стабилизирующая последовательная обмотка

2.7.3 Обмотка добавочных полюсов

2.8 Щетки и коллектор

2.9 Коммутационные параметры

2.10 Номинальный режим

2.11 Рабочие характеристики

2.12 Регулирование частоты вращения

2.12.1 Регулирование частоты вращения вверх

2.12.2 Регулирование частоты вращения вниз

3. Тепловой расчет

3.1 Потери в обмотках и контактах щеток

3.2 Обмотка якоря

3.3 Обмотка добавочных полюсов

3.4 Параллельная обмотка главных полюсов

3.5 Коллектор

4. Вентиляционный расчет

5. Масса и динамические показатели

Заключение

Литература

Приложения

Введение

Двигатель постоянного тока (ДПТ)- это электромеханическое устройство действие которого основано на явление электромагнитной индукции позволяющее преобразовывать электрическую энергию в механическую.

ДПТ применяют в электроприводах, требующие широкого, плавного и экономичного регулирования частоты вращения, высоких перегрузочных пусковых и тормозных моментов, главным образом в металлообрабатывающих станках, бумагоделательных машинах, в текстильной, резиновой, полиграфической промышленности, вспомогательных механизмах и металлургической промышленности т.д.

Достоинства ДПТ: высокий пусковой, тормозной и перегрузочным моменты, сравнительно высокое быстродействие, что важно при реверсировании и торможении, возможность широкого и плавного регулирования частоты вращения.

Недостатки ДТП: дороговизна конструкции, нужно часто чистить щетки.

Расчеты проведены по Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин. - М.: Высшая школа, 2001. - 430 с.: ил.

1. Описание конструкции

Устройство простейшего электродвигателя постоянного тока. Неподвижная часть двигателя, называемая индуктором, состоит из полюсов и круглого стального ярма, к которому прикрепляются полюсы. Назначением индуктора является создание в электродвигателе основного магнитного потока. Индуктор простейшего электродвигателя имеет два полюса. Вращающаяся часть электродвигателя состоит из укрепленных на валу цилиндрического якоря и коллектора. Якорь состоит из сердечника, набранного из листов электротехнической стали, и обмотки, укрепленной на сердечнике якоря. Обмотка якоря в простейшем электродвигателе имеет один виток. Концы витка соединены с изолированными от вала медными пластинами коллектора. На коллектор налегают неподвижные щетки, с помощью которых обмотка якоря соединяется с внешней цепью. Основной магнитный поток в электродвигателях постоянного тока создается обмоткой возбуждения, которая расположена на сердечниках полюсов и питается постоянным током. Магнитный поток проходит от северного полюса N через якорь к южному полюсу S и от него через ярмо снова к северному полюсу. Сердечники полюсов и ярмо также изготовляются из ферромагнитных материалов. Режим двигателя. Рассматриваемая простейшая машина может работать двигателем, если к обмотке ее якоря подвести постоянный ток от внешнего источника. При этом на проводники обмотки якоря будут действовать электромагнитные силы и возникнет электромагнитный момент. Величины силы и момента определяются, как и для генератора. При достаточной величине Мэм якорь электродвигателя придет во вращение и будет развивать механическую мощность. Момент Мэм при этом является движущим и действует в направлении вращения. Если мы желаем, чтобы при той же полярности полюсов направления вращения двигателя были одинаковы, то направление действия, а следовательно, и направление тока у двигателя должны быть обратными по сравнению с генератором. В режиме двигателя коллектор превращает потребляемый из внешней цепи постоянный ток в переменный ток в обмотке якоря и работает, таким образом, в качестве механического инвертора тока. Принцип обратимости. Каждый электродвигатель постоянного тока может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Такое свойство присуще всем типам вращающихся электрических машин и называется обратимостью. Для перехода машины постоянного тока из режима генератора в режим двигателя и обратно, при неизменной полярности полюсов и щеток и при неизменном направлении вращения требуется только изменение направления тока в обмотке якоря. Поэтому такой переход может осуществляться весьма просто и в определенных условиях даже автоматически. Аналогичным образом может происходить изменение режима работы также в электродвигателях переменного тока. Электрические машины постоянного тока широко применяются в различных отраслях промышленности.

Значительное распространение электродвигателей постоянного тока объясняется их ценными качествами: высокими пусковым, тормозным и перегрузочным моментами, сравнительно высоким быстродействием, что важно при реверсировании и торможении, возможностью широкого и плавного регулирования частоты вращения.

Электродвигатели постоянного тока используют для регулируемых приводов, например, для приводов различных станков и механизмов. Мощности этих электродвигателей достигают сотен киловатт. В связи с автоматизацией управления производственными процессами и механизмами расширяется область применения маломощных двигателей постоянного тока общего применения мощностью от единиц до сотен ватт.

Электродвигатели постоянного тока составляют значительную часть электрооборудования летательных аппаратов. Электродвигатели летательных аппаратов используют для привода различных механизмов; мощность их имеет значительный диапазон - от долей до десятков киловатт. На самолетах, например, устанавливается более 200 различных электродвигателей постоянного тока. Двигатели постоянного тока широко используются в электрической тяге, в приводе подъемных устройств, для привода металлорежущих станков. Мощные двигатели постоянного тока применяются для привода прокатных станов и на судах для вращения гребных винтов. Постоянный ток для питания двигателей получается с помощью генераторов постоянного тока или выпрямительных установок, преобразующих переменный ток в постоянный.

В зависимости от схемы питания обмотки возбуждения машины постоянного тока разделяются на несколько типов:

с независимым

параллельным

последовательным

смешанным возбуждением.

Ежегодный выпуск машин постоянного тока в РФ значительно меньше выпуска машин переменного тока, что обусловлено дороговизной двигателей постоянного тока.

2. Электромагнитный расчет

2.1 Магнитная цепь машины. Размеры, конфигурация, материал

2.1.1 Главные размеры

2.1.1.1. Высота оси вращения , (табл.10-1, 1);

2.1.1.2. Минимально допустимое расстояние от нижней части корпуса машины до опорной плоскости лап , (табл. 10-3, 1);

2.1.1.3. Максимально допустимый наружный диаметр корпуса

;

2.1.1.4. Максимально допустимый наружный диаметр ;

2.1.1.5. Наружный диаметр сердечника якоря , (рис. 10-1, 1);

2.1.1.6. Коэффициент отношения ЭДС к напряжению , (рис. 10-2, 1);

2.1.1.7. Коэффициент отношения тока якоря к току машины , (рис. 10-3, 1);

2.1.1.8. Предварительное значение КПД , (рис. 10-4, 1);

2.1.1.9. Расчетная мощность ;

2.1.1.10. Предварительное значение электромагнитной нагрузки

, (рис. 10-5,а);

2.1.1.11. Предварительное значение электромагнитной нагрузки

, (рис. 10-5,б);

2.1.1.12. Расчетный коэффициент полюсной дуги , (рис. 10-6, 1);

2.1.1.13. Расчетная длина сердечника якоря ;

2.1.1.14. Отношение длины сердечника к его диаметру;

2.1.1.15. Максимальное значение отношения длины сердечника к его диаметру , (рис. 10-7, 1);

2.1.2 Сердечник якоря

Принимаем для сердечника якоря: сталь 2013, толщина 0,5мм, листы сердечника лакированные; форма пазов - полузакрытая овальная; род обмотки - двухслойная всыпная; скос пазов на зубцового деления.

2.1.2.1. Коэффициент заполнения сердечника якоря сталью ;

2.1.2.2. Припуск на сборку сердечника по ширине паза для штампов ,

(табл. 10-6, 1);

2.1.2.3. Конструктивная длина сердечника якоря ;

2.1.2.4. Эффективная длина сердечника якоря ;

2.1.2.5. Предварительное значение внутреннего диаметра листов якоря , (рис. 10-10, 1);

2.1.3 Сердечник главных полюсов

Принимаем для сердечников главных полюсов сталь 3411, толщина 1мм, листы сердечников полюсов неизолированные; компенсационная обмотка не требуется; вид воздушного зазора между главными полюсами и якорем - эксцентричный.

2.1.3.1. Коэффициент заполнения сердечника сталью ;

2.1.3.2 Количество главных полюсов 2р=2;

2.1.3.3. Величина воздушного зазора , (рис. 10-13, 1);

2.1.3.4. Высота зазора у оси полюса ;

2.1.3.5. Высота зазора у края полюса ;

2.1.3.6. Длина сердечника полюса ;

2.1.3.7. Полюсное деление ;

2.1.3.8. Расчетная ширина полюсной дуги ;

2.1.3.9. Действительная ширина полюсной дуги ;

2.1.3.10. Магнитная индукция ;

2.1.3.11. Предварительное значение магнитного потока в воздушном зазоре ;

2.1.3.12. Эффективная длина сердечника полюса ;

2.1.3.13. Ширина сердечника полюса ;

2.1.3.14. Ширина уступа полюса, предназначенная для упора обмотки возбуждения при ее креплении ;

2.1.3.15. Высота ;

2.1.4 Сердечники добавочных полюсов

Принимаем для сердечников добавочных полюсов сталь марки 3411 толщиной 1мм, листы сердечников полюсов неизолированные.

2.1.4.1. Коэффициент заполнения сердечника сталью ;

2.1.4.2. Добавочный полюс ;

2.1.4.3. Длина наконечника добавочного полюса ;

2.1.4.4. Длина сердечника добавочного полюса ;

2.1.4.5. Предварительное значение ширины сердечника добавочного полюса ,

(рис. 10-15, 1);

2.1.4.6. Ширина воздушного зазора , (рис. 10-16, 1);

2.1.5 Станина

Принимаем монолитную станину из стали марки Ст3.

2.1.5.1. Длина станины ;

2.1.5.2. Магнитная индукция ;

2.1.5.3. Высота станины ;

2.1.5.4. Высота станины , (рис. 10-17, 1);

2.1.5.5. Магнитная индукция в месте распространения магнитного потока в станине при входе его в главный полюс ;

2.1.5.6. Допустимое значение магнитной индукции ;

2.1.5.7. Внутренний диаметр монолитной станины ;

2.1.5.8. Высота главного полюса ;

2.1.5.9. Высота добавочного полюса .

2.2 Обмотка якоря. Тип и шаги обмотки якоря. Количество витков обмотки, коллекторных пластин, пазов

2.2.3 Предварительное значение тока ;

2.2.4 Окружная скорость якоря ;

2.2.5 Принимаем простую петлевую обмотку из провода ПЭТ-155 (табл. 10-7, 1);

2.2.6 Количество параллельных ветвей , (табл. 10-8, 1);

2.2.7 Предварительное количество витков обмотки якоря ;

2.2.8 Количество секций в пазу , (табл. 10-8, 1);

2.2.9 Округленное количество витков в секции ;

2.2.10 Предварительное количество пазов якоря ;

2.2.11 Округленное количество пазов якоря , (табл. 10-8, 1);

2.2.12 Количество коллекторных пластин ;

2.2.13 Зубцовое деление по наружному диаметру якоря ;

2.2.14 Наружный диаметр коллектора ;

2.2.15 Округленное значение наружного диаметра коллектора D_к=56 мм;

2.2.16 Коллекторное деление ;

2.2.17 Коэффициент искажения поля k_и=1,17, (рис. 10-19, 1);

2.2.18 Максимальное напряжение между соседними коллекторными пластинами при нагрузке ;

2.2.19 Допустимое значение максимального напряжения между соседними коллекторными пластинами при нагрузке ;

2.2.20 Число витков обмотки ;

2.2.21 Количество эффективных проводников в пазу ;

2.2.22 Ток в пазу ;

2.2.23 Уточненная линейная нагрузка якоря ;

2.2.24 Шаг по реальным пазам , (табл. 10-8, 1);

2.2.25 Результирующий шаг по элементарным пазам ,

(табл. 10-8, 1);

2.2.26 Первый частичный шаг по элементарным пазам ,

(табл. 10-8, 1);

2.2.27 Второй частичный шаг по элементарным пазам ,

(табл. 10-8, 1);

2.2.28 Высота паза , (рис. 10-21, 1);

2.2.29 Высота спинки якоря ;

2.2.30 Предварительная магнитная индукция в спинке якоря ;

2.2.31 Допускаемое значение магнитной индукции в спинке якоря ,

(табл. 10-9, 1);

2.2.32 Предварительная магнитная индукция в зубцах , (табл. 10-10, 1);

2.2.33 Ширина зубца ;

2.2.34 Высота шлица паза h_ш2=0,8 мм;

2.2.35 Больший радиус паза ;

2.2.36 Меньший радиус паза ;

2.2.37 Ширина зубца ;

2.2.38 То же, контрольное значение ;

2.2.39 Расстояние между центрами радиусов ;

2.2.40 Площадь поперечного сечения паза в штампе ;

2.2.41 Площадь поперечного сечения паза в свету ;

2.2.42 Односторонняя толщина корпусной изоляции b_и=0,5 мм;

2.2.43 Площадь поперечного сечения корпусной изоляции ;

2.2.44 То же, клина и прокладок ;

2.2.45 Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой ;

2.2.46 Предварительный диаметр провода с изоляцией ;

2.2.47 Ближайший меньший стандартный диаметр провода с изоляцией и без изоляции , (приложение 1, 1);

2.2.48 Коэффициент заполнения паза ;

2.2.49 Площадь поперечного сечения провода без изоляции при принятом диаметре , (приложение 1, 1);

2.2.50 Плотность тока в обмотке ;

2.2.51 Удельная тепловая нагрузка якоря от потерь обмотке ;

2.2.52 То же, допустимое значение , (рис. 10-22, табл. 10-5, 1);

2.2.53 Среднее зубцовое деление якоря ;

2.2.54 Средняя ширина секции обмотки ;

2.2.55 Средняя длина одной лобовой части секции ;

2.2.56 Средняя длина витка обмотки ;

2.2.57 Сопротивление обмотки при температуре ;

2.2.58 То же, в относительных единицах ;

2.2.59 То же, контрольное значение ;

2.2.60 Длина вылета лобовой части обмотки ;

2.2.61 Ширина шлица паза ;

2.3 Обмотка добавочных полюсов

2.3.3 Поперечная МДС якоря ;

2.3.4 Предварительное количество витков катушки добавочного полюса у некомпенсированной машины ;

2.3.5 Уточненное (округленное) количество витков ;

2.3.6 Уточненная МДС катушки ;

2.3.7 Уточненное отношение МДС некомпенсированной машины ;

2.3.8 Предварительное значение плотности тока , (рис. 10-26, табл. 10-5, 1);

2.3.9 Предварительная площадь поперечного сечения проводника ;

2.3.10 Принимаем провод ПЭТП-155 (табл. 10-14, 1);

2.3.11 Меньший и больший размер проводника

2.3.12 Площадь поперечного сечения принятого проводника

2.3.13 Размеры проводника с изоляцией

2.3.14 Уточненная плотность тока в обмотке ;

2.3.15 Предварительная ширина многослойной катушки из изолированных проводников ;

2.3.16 Средняя длина витка многослойной катушки из изолированных проводников ;

2.3.17 Сопротивление обмотки при температуре ;

2.3.18 .

2.4 Стабилизирующая последовательная обмотка главных полюсов. (Принимаем размеры и марку провода такими же, как и у обмотки добавочных полюсов)

2.4.1. МДС стабилизирующей обмотки на полюс ;

2.4.2. Предварительное количество витков в катушке ;

2.4.3.Уточненное (округленное) количество витков ;

2.4.4. Уточненное значение МДС обмотки ;

2.4.5. Предварительная ширина катушки ;

2.4.6. Средняя длина витка многослойной катушки из изолированных проводов ;

2.4.7. Сопротивление обмотки при температуре ;

2.4.8. .

2.5 Характеристика намагничивания машины

2.5.1 Уточнение магнитного потока

2.5.1.1 Сопротивление обмоток якорной цепи двигателя, приведенное к стандартной рабочей температуре ;

2.5.1.2 Уточненная ЭДС при номинальном режиме работы двигателя ;

2.5.1.3 Уточненный магнитный поток .

2.5.2 МДС для воздушного зазора между якорем и главным полюсом

2.5.2.1 Площадь поперечного сечения в воздушном зазоре ;

2.5.2.2 Уточненная магнитная индукция в воздушном зазоре ;

2.5.2.3 Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения якоря ;

2.5.2.4 Общий коэффициент воздушного зазора ;

2.5.2.5 МДС для воздушного зазора .

2.5.3 МДС для зубцов при овальных полузакрытых пазах якоря

2.5.3.1 Площадь равновеликого поперечного сечения зубцов ;

2.5.3.2 Уточненная магнитная индукция в зубцах ;

2.5.3.3 Напряженность магнитного поля , (приложение 5, 1);

2.5.3.4 Средняя длина пути магнитного потока ;

2.5.3.5 МДС для зубцов .

2.5.4 МДС для спинки якоря

2.5.4.1 Площадь поперечного сечения спинки якоря без аксиальных каналов ;

2.5.4.2 Уточненная магнитная индукция в спинке якоря ;

2.5.4.3 Напряженность магнитного поля , (приложение 5, 1);

2.5.4.4 Средняя длина пути магнитного потока ;

2.5.4.5 МДС для спинки якоря .

2.5.5 МДС для сердечника главного полюса

2.5.5.1 Площадь поперечного сечения сердечника полюса ;

2.5.5.2 Уточненная магнитная индукция в сердечнике полюса ;

2.5.5.3 Напряженность магнитного поля , (приложение 20, 1);

2.5.5.4 Средняя длина пути магнитного потока ;

2.5.5.5 МДС для сердечника полюса .

2.5.6 МДС для зазора в стыке между главным полюсом и станиной

2.5.6.1. Эквивалентный зазор в стыке между главным полюсом и станиной ;

2.5.6.2. МДС для зазора .

2.5.7 ДС для станины

2.5.7.1 Площадь поперечного сечения станины ;

2.5.7.2 Уточненная магнитная индукция в станине ;

2.5.7.3 Напряженность магнитного поля , (приложение 21, 1);

2.5.7.4 Средняя длина пути магнитного потока ;

2.5.7.5 МДС для станины ;

2.5.7.6 Суммарная магнитодвижущая сила магнитной цепи ;

2.5.7.7 Коэффициент насыщения магнитной цепи .

2.6 Параллельная обмотка главных полюсов.

2.6.1. ;

2.6.2. Коэффициент магнитной индукции в зубцах , (рис. 10-29, 1);

2.6.3. Размагничивающее действие ;

2.6.4. МДС для параллельной обмотки ;

2.6.5. Предварительная ширина катушки ;

2.6.6. Средняя длина витка обмотки ;

2.6.7. Предварительное поперечное сечение провода ;

2.6.8. Принимаем круглый провод марки ПЭТ-155, (табл. 10-14, 1);

2.6.9. Принятое ближайшее стандартное поперечное сечение провода , (приложение 1, 1);

2.6.10. Уточненный коэффициент запаса ;

2.6.11. Диаметр принятого провода без изоляции , (приложение 1, 1);

2.6.12. Диаметр принятого провода с изоляцией , (приложение 1, 1);

2.6.13. Предварительная плотность тока в обмотке , (рис. 10-30, табл. 10-5, 1);

2.6.14. Предварительное количество витков одной катушки ;

2.6.15. Уточненное (округленное) количество витков ;

2.6.16. Уточненная плотность тока в обмотке ;

2.6.17. Сопротивление обмотки при ;

2.6.18. Максимальный ток обмотки ;

2.6.19. Максимальная МДС .

2.7 Размещение обмоток главных и добавочных полюсов

2.7.1 Параллельная обмотка главных полюсов

Принимаем трапецеидальную форму поперечного сечения катушки с раскладкой витков по средней ширине 54, по высоте 36.

2.7.1.1. Ширина катушки на рассматриваемом участке ;

2.7.1.2. Высота катушки на рассматриваемом участке .

2.7.1 Стабилизирующая последовательная обмотка

2.7.2.1. Ширина катушки на рассматриваемом участке ;

2.7.2.2. Высота катушки на рассматриваемом участке .

2.7.2 Обмотка добавочных полюсов

2.7.2.1 Ширина катушки на рассматриваемом участке ;

2.7.2.2 Высота катушки на рассматриваемом участке .

2.8 Щетки и коллектор

2.8.1 Стандартная ширина щетки ;

2.8.2 Стандартная длина щетки ;

2.8.3 Число перекрытых щеткой коллекторных делений ;

2.8.4 Укорочение ;

2.8.5 Ширина зоны коммутации ;

2.8.6 Отношение ширины зоны коммутации к расстоянию между соседними наконечниками главных полюсов ;

2.8.7 Контактная площадь одной щетки ;

2.8.8 Необходимая контактная площадь всех щеток ;

2.8.9 Количество щеток на одном бракете ;

2.8.10 Уточненное (округленное) количество щеток на одном бракете ;

2.8.11 Уточненная контактная площадь всех щеток ;

2.8.12 Уточненная плотность тока под щетками ;

2.8.13 Активная длина коллектора ;

2.8.14 Окружная скорость коллектора при номинальной частоте вращения .

2.9 Коммутационные параметры

2.9.1 Проводимость рассеяния овального полузакрытого паза ;

2.9.2 Окружная скорость якоря для двигателей с частотой вращения, регулируемой вверх от номинальной ;

2.9.3 Реактивная ЭДС коммутирующих секций ;

2.9.4 Среднее значение магнитной индукции в зазоре под добавочным полюсом ;

2.9.5 Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения якоря ;

2.9.6 Общий коэффициент воздушного зазора ;

2.9.7 Необходимый зазор под добавочным полюсом ;

2.9.8 Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения якоря ;

2.9.9 Общий коэффициент воздушного зазора ;

2.9.10 Необходимый зазор под добавочным полюсом ;

2.9.11 Магнитный поток в зазоре под добавочным полюсом при номинальной нагрузке ;

2.9.12 То же, при перегрузке ;

2.9.13 Магнитный поток в сердечнике добавочного полюса при номинальной нагрузке ;

2.9.14 То же, при перегрузке ;

2.9.15 Площадь поперечного сечения сердечника добавочного полюса ;

2.9.16 Магнитная индукция в сердечнике добавочного полюса при перегрузке ;

2.9.17 Расчетная магнитная индукция на участках станины, в которых суммируются магнитные потоки главных и добавочных полюсов ;

2.9.18 То же, допустимое значение ;

2.9.19 Расчетная магнитная индукция на участках спинки якоря, в которых суммируются магнитные потоки главных и добавочных полюсов ;

2.9.20 То же, допустимое значение .

2.10 Номинальный режим

2.10.1 Масса стали зубцов якоря ;

2.10.2 Удельные магнитные потери ;

2.10.3 Магнитные потери в зубцах ;

2.10.4 Масса стали спинки якоря ;

2.10.5 Магнитные потери в спинке якоря ;

2.10.6 Суммарные магнитные потери в стали

;

2.10.7 Потери на трение щеток о коллектор ;

2.10.8 Потери на трение подшипников, трение о воздух и на вентиляцию машин ;

2.10.9 Суммарные механические потери ;

2.10.10 Добавочные потери ;

2.10.11 Электромагнитная мощность двигателя ;

2.10.12 ЭДС якоря двигателя ;

2.10.13 Ток якоря двигателя;

2.10.14 Уточненный ток двигателя ;

2.10.15 Подводимая мощность двигателя;

2.10.16 Суммарные потери в двигателе ;

2.10.17 Уточненный КПД двигателя ;

2.10.18 Магнитный поток двигателя ;

2.10.19 МДС магнитной цепи двигателя , (по характеристике намагничивания);

2.10.20 Размагничивающее действие МДС якоря двигателя ;

2.10.21 МДС последовательной стабилизирующей обмотки двигателя ;

2.10.22 Необходимая МДС параллельной обмотки главных полюсов двигателя ;

2.10.23 Момент вращения на валу двигателя .

2.7 2.11 Рабочие характеристики

2.11.1.	Коэффициент нагрузки,	0,1	0,25
2.11.2.	,А
2.11.3.	,В
2.11.4.	,А
2.11.5.	,А
2.11.6.	,А
2.11.7.	,Вб	0.0162	0.01652
2.11.8.	, об/мин
2.11.9.	,А
2.11.10.	,Вт
2.11.11.	,Вт
2.11.12.	,Вт
2.11.13.	,Вт
2.11.14.	,Вт
2.11.15.	,о.е.
2.11.16.	,Нм
2.11.1.	Коэффициент нагрузки,	0,5	0,75
2.11.2.	,А
2.11.3.	,В
2.11.4.	,А
2.11.5.	,А
2.11.6.	,А
2.11.7.	,Вб	0,0168	0,0171
2.11.8.	, об/мин
2.11.9.	,А
2.11.10.	,Вт
2.11.11.	,Вт
2.11.12.	,Вт
2.11.13.	,Вт
2.11.14.	,Вт
2.11.15.	,о.е.
2.11.16.	,Нм
2.11.1.	Коэффициент нагрузки,	1	1,25
2.11.2.	,А
2.11.3.	,В
2.11.4.	,А
2.11.5.	,А
2.11.6.	,А
2.11.7.	,Вб	0,0174	0,0176
2.11.8.	, об/мин
2.11.9.	,А
2.11.10.	,Вт
2.11.11.	,Вт
2.11.12.	,Вт
2.11.13.	,Вт
2.11.14.	,Вт
2.11.15.	,о.е.
2.11.16.	,Нм

2.7 2.12 Регулирование частоты вращения

2.12.1 Регулирование частоты вращения вверх

2.12.1.1 Магнитный поток при наибольшей частоте вращения ;

2.12.1.2 МДС при минимальном магнитном потоке ;

2.12.1.3 Минимальный ток возбуждения ;

2.12.1.4 Максимальная величина регулирующего сопротивления ;

2.12.1.5 Частота вращения при холостом ходе .

2.12.2 Регулирование частоты вращения вниз

2.12.2.1. Допустимый момент вращения на валу при наименьшей частоте вращения , (рис. 10-33, б, 1);

2.12.2.2. Магнитный поток при наименьшей частоте вращения ;

2.12.2.3. Ток якоря при наименьшей частоте вращения ;

2.12.2.4. ЭДС при наименьшей частоте вращения ;

2.12.2.5. Напряжение на якоре при наименьшей частоте вращения ;

2.12.2.6. Результирующая МДС при наименьшей частоте вращения ;

2.12.2.7. Размагничивающая МДС реакции якоря ;

2.12.2.8. МДС стабилизирующей обмотки ;

2.12.2.9. МДС обмотки возбуждения главных полюсов ;

2.12.2.10. Ток обмотки возбуждения ;

2.12.2.11. Максимальная величина регулирующего сопротивления .

3. Тепловой расчет

3.1 Потери в обмотках и контактах щеток

3.1.1. Потери в обмотке якоря ;

3.1.2. Потери в обмотке добавочных полюсов ;

3.1.3. Потери в стабилизирующей последовательной обмотке ;

3.1.4. Потери в параллельной обмотке главных полюсов ;

3.1.5. Потери в контактах щеток .

3.2 Обмотка якоря

3.2.1 Условная поверхность охлаждения активной части якоря ;

3.2.2 Условный периметр поперечного сечения паза ;

3.2.3 Условная поверхность охлаждения пазов

;

3.2.4 Условная поверхность охлаждения лобовых частей обмотки ;

3.2.5 Условная поверхность охлаждения машины ;

3.2.6 Удельный тепловой поток от потерь в активной части обмотки и от потерь в стали, отнесенных к поверхности охлаждения активной части якоря ;

3.2.7 То же, от потерь в активной части обмотки, отнесенных к поверхности охлаждения пазов ;

3.2.8 То же, от потерь в лобовых частях ;

3.2.9 Окружная скорость якоря при номинальной частоте вращения ;

3.2.10 Коэффициент теплоотдачи поверхности якоря ,

(рис. 10-34, 1);

3.2.11 Превышение температуры поверхности активной части якоря над температурой воздуха внутри машины ;

3.2.12 Эквивалентный коэффициент теплопроводности изоляции в пазу ;

3.2.13 Эквивалентный коэффициент теплопроводности внутренней изоляции катушек ;

3.2.14 Перепад температуры в изоляции паза и проводов ;

3.2.15 Превышение температуры поверхности лобовых частей обмотки над температурой воздуха внутри машины ;

3.2.16 Перепад температуры в изоляции катушек и проводов лобовых частей обмотки ;

3.2.17 Среднее превышение температуры обмотки над температурой воздуха внутри машины;

3.2.18 Сумма потерь в машине ;

3.2.19 Коэффициент подогрева воздуха , (рис. 10-35б, 1);

3.2.20 Среднее превышение температуры воздуха внутри машины над температурой наружного охлаждающего воздуха ;

3.2.21 Среднее превышение температуры обмотки якоря над температурой наружного охлаждающего воздуха .

3.3 Обмотка добавочных полюсов

3.3.1 Периметр катушки ;

3.3.2 Условная поверхность охлаждения многослойных катушек из изолированных проводов ;

3.3.3 Удельный тепловой поток от потерь в обмотке, отнесенных к поверхности охлаждения обмотки ;

3.3.4 Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности охлаждения обмотки возбуждения , (рис. 10-36, 1);

3.3.5 Превышение температуры наружной поверхности охлаждения обмотки ;

3.3.6 Перепад температуры в наружной и внутренней изоляции многослойных катушек обмотки из изолированных проводов ;

3.3.7 Среднее превышение температуры обмотки над температурой воздуха внутри машины ;

3.3.8 Среднее превышение температуры обмотки над температурой наружного охлаждающего воздуха .

3.4 Параллельная обмотка главных полюсов

3.4.1 Периметр катушки ;

3.4.2 Условная поверхность охлаждения всех катушек ;

3.4.3 Удельный тепловой поток от потерь в обмотке, отнесенных к поверхности охлаждения обмотки ;

3.4.4 Превышение температуры наружной поверхности охлаждения обмотки над температурой воздуха внутри машины ;

3.4.5 Перепад температуры в наружной и внутренней изоляции обмотки ;

3.4.6 Среднее превышение температуры обмотки над температурой воздуха внутри машины ;

3.4.7 Среднее превышение температуры обмотки над температурой наружного охлаждающего воздуха .

3.5 Коллектор

3.5.1 Условная поверхность охлаждения коллектора ;

3.5.2 Удельный тепловой поток от потерь в обмотке, отнесенных к поверхности охлаждения обмотки ;

3.5.3 Коэффициент теплоотдачи поверхности коллектора , (рис. 10-37, 1);

3.5.4 Превышение температуры коллектора над температурой воздуха внутри машины ;

3.5.5 Превышение температуры коллектора над температурой наружного охлаждающего воздуха .

4. Вентиляционный расчет

4.1. Коэффициент, учитывающий изменение теплоотдачи по длине корпуса машины ;

4.2. Необходимый расход воздуха ;

4.3. Приближенный расход воздуха ;

4.4. Напор воздуха .

5. Масса и динамические показатели

5.1. Масса проводов обмотки якоря ;

5.2. То же, обмотки добавочных полюсов ;

5.3. То же, стабилизирующей последовательной обмотки ;

5.4. То же, параллельной обмотки главных полюсов ;

5.5. Масса меди коллектора ;

5.6. Суммарная масса проводов обмоток и меди коллектора ;

5.7. Масса стали зубцов сердечника якоря ;

5.8. То же, спинки сердечника якоря ;

5.9. То же, сердечников главных полюсов ;

5.10. То же, сердечников добавочных полюсов ;

5.11. То же, массивной станины ;

5.12. Суммарная масса активной стали ;

5.13. Масса изоляции машины ;

5.14. Масса конструкционных материалов , (коэффициенты А и В - табл. 10-17, 1);

5.15. Масса машины ;

5.16. Динамический момент инерции якоря ;

5.17. Электромеханическая постоянная времени .

Заключение

В данном курсовом проекте был рассчитан ДПТ мощностью 750 Вт со скоростью вращения 3000 об/мин, в результате расчетов получены данные, которые полностью удовлетворяют ГОСТам.

Коэффициент заполнения паза К_п=0,696

Коэффициент насыщения магнитной цепи К_нас=2,16

Среднее повышение температуры обмотки над

температурой воздуха внутри машины

Среднее превышение температуры воздуха внутри машины

над температурой наружного охлаждающего воздуха

Перепад температуры в наружной и внутренней изоляции

многослойных катушек обмотки из изолированных проводов

Перепад температуры в наружной и внутренней изоляции обмотки

Среднее превышение температуры обмотки над температурой наружного охлаждающего воздуха

Превышение температуры коллектора над температурой

воздуха внутри машины

Превышение температуры коллектора над температурой наружного охлаждающего воздуха

Расход охлаждающего воздуха

Приближенный расход воздуха

Динамический момент инерции якоря

Электромеханическая постоянная времени якоря

Масса машины

Список литературы

1. Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин. - М.: Высшая школа, 2001. - 430 с.: ил.

2. Гурин Я.С., Кузнецов Б.И. Проектирование серий электрических машин. - М.: Энергия, 1978. - 479с.

3. Копылов И.П. Электрические машины. - М.: Высшая школа, 2000.

Приложение 1

Приложение 2

Характеристика намагничивания

Таблица 2. Зависимость Ф=f(FУ)

FУ, A	0	845,686	1302,052	1638,837	1995,705	2719,788	3506,023
Ф, Вб	0	0,008255887	0,012384	0,014861	0,016512	0,018163	0,018989

Приложение 3

Рабочие характеристики двигателя



Размещено на Allbest.ru