Расчет двигателя постоянного тока

Размещено на http://allbest.ru

Введение

Продукция электротехнической промышленности используется почти во всех промышленных установках, поэтому качество электротехнических изделий во многом определяет качество продукции других отраслей промышленности. Электрические машины в общем объеме производства электротехнической промышленности занимают основное место, поэтому эксплуатационные свойства новых электрических машин имеют важное значение для экономики нашей страны.

При проектировании электрической машины рассчитываются размеры статора и ротора, выбираются типы обмоток, обмоточные провода, изоляция, материалы активных и конструктивных частей машины. Отдельные части машины должны быть так сконструированы и рассчитаны, чтобы при изготовлении машины трудоемкость и расход материалов были наименьшими, а при эксплуатации машина обладала наилучшими энергетическими показателями. При этом электрическая машина должна соответствовать условиям применения ее в электроприводе. При проектировании необходимо учитывать возможности электротехнических заводов, стремиться к максимальному снижению трудоемкости.

В данном курсовом проекте необходимо рассчитать и разработать конструкцию двигателя постоянного тока серии 2ПН степенью защиты от внешних воздействий IP22 - двигатель, защищенный от попадания твердых тел размером более 12 мм и от капель воды; способом охлаждения машины - IC01 - защищенная машина с самовентиляцией, вентилятор расположен на валу двигателя; с исполнением по способу монтажа - IМ1001 - с двумя подшипниковыми щитами на лапах, с одним горизонтально направленным цилиндрическим концом вала.

Технические условия:

Мощность Р_н = 10000 Вт.

Номинальное напряжение сети U_Н = 340 В.

Номинальная частота вращения n_н = 1000 об/мин.

Высота оси вращения h = 180 мм.

Возбуждение параллельное со стабилизирующей обмоткой.

Исполнение по степени защиты IP22, по способу охлаждения - самовентиляция IC01, конструктивное IM1001.

Режим работы длительный S1.

Изоляция класса нагревостойкости В.



1. Выбор главных размеров

Максимально допустимый наружный диаметр корпуса

D_корп =2 • (h - h₁) = 2(180 - 7) = 346 мм,

где h₁ = 7 мм - минимальное расстояние от нижней части корпуса до опорной плоскости лап [1, табл. 10-3].

Максимально допустимый наружный диаметр машины [1, табл. 10-3]

D_н1 = 346 мм.

Наружный диаметр сердечника якоря [1, табл. 10-3]

D_н2 =181 мм.

Коэффициенты двигателя по напряжению и току для IP22 и IC01 по [1, рис. 10-2 и 10-3];

k_н = 0.89;

k_т = 0.974.

Расчетная мощность двигателя

10000 0.89•0.974 / 0.84 = 10320 Вт,

Поправочные коэффициенты

- по нагревостойкости для IP22 и IC01 и изоляции класса В по [1,табл.10-4]

k₁=0.91;

k₂=0.97;

k₃=0.91;

- по частоте вращения 1500 об/мин для IP22 и IC01

k₄=0.94;

k₅=0.94;

k₆=0.88.

Предварительное значение линейной нагрузки на якорь по [1, рис. 10-5] с учетом поправочных коэффициентов:

А^/₂ = 280 k₁ •k₄ = 280 0.91•0.94 = 240 А/см.

Предварительное значение магнитной индукции в воздушном зазоре по [1, рис. 10-5] с учетом поправочных коэффициентов

В^/₁ = 0.72 k₂ •k₅ = 0.72•0.97•0.94 = 0.66 Тл.

Расчетная длина сердечника якоря двигателя

.

Принимаем l₂ = 195 мм.

Отношение длины якоря к его диаметру

П = l₂ / D_н2 = 195 / 181 = 1.077

2. Расчет сердечника якоря

Принимаем для сердечника якоря: сталь 2013, толщина 0.5 мм, листы сердечника якоря лакированные; форма пазов для двигателя - полузакрытая овальная; род обмотки - двухслойная всыпная; скос пазов на 1/2 зубцового деления.

Коэффициент заполнения сердечника якоря сталью

k_c2 = 0.95 [1, с. 228].

Припуск на сборку сердечника по ширине и высоте паза для компаундного штампа [1, табл. 10-6]

b_c = 0.2 мм;

h_c = 0 мм.

Конструктивная длина сердечника принимается

l₂ ? 195 мм.

Эффективная длина сердечника якоря (радиальные каналы отсутствуют):

l_эф2 = k_c2 l₂ =0.95•195 = 185.3 мм.

Внутренний диаметр листов якоря по [1, рис. 10-10]

D₂ = 60 мм.

3. Сердечник главных полюсов

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

Коэффициент заполнения сердечника сталью

k_c = 0.98 [1, с. 230].

Количество главных полюсов 4.

Длина сердечника полюса

l_п = 195 мм.

Полюсное деление

.

Ширина полюсной дуги:

- расчетная b^/_нп = 0.627•142.2 = 89.2 мм;

- действительная b_нп = 89.2 мм.

Предварительное значение индукции в гл. полюсе, для IP22 и IC01 равно B^/_п = 1.65 Тл.

Предварительное значение магнитного потока в воздушном зазоре

Ф^/= В^/₁•b_нп•l^/₂ •10^-6 = 0.66•89.2•195•10^-6 = 1.148•10^-2 Вб.

Эффективная длина сердечника полюса

l_эф.п = k_cl_п =0.98•195 = 191.1 мм.

Ширина сердечника главного полюса:

.

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

b^/_п =0.1•b_п = 0.1•44 = 4.4 мм.

Высота полюсного наконечника в основании выступа уступа полюса

.

4. Сердечники добавочных полюсов

Сердечники добавочных полюсов из листов стали марки 3411 толщиной 1 мм; листы сердечников полюсов неизолированные.

Коэффициент заполнения сердечника сталью k_c = 0.98 [1, с. 232].

Количество добавочных полюсов 4 [1, с. 232].

Длина наконечника добавочного полюса

l_н.д. = 195 мм.

Длина добавочного полюса

l_д. = l_н.д. -10 = 195 - 10 =185 мм.

Предварительная ширина сердечника добавочного полюса [1, рис. 10-15] b^/_д = 22 мм.

5. Станина

Принимаем монолитную станину из стали марки Ст3.

Коэффициент заполнения сердечника сталью k_c = 1 [1, с. 236].

Длина станины

l₁ ? l₂ +0.65+142.2

Высота станины

,

где B^/_c1 = 1.2 - предварительная магнитная индукция в станине [1, с. 236]. Магнитная индукция в месте распространения магнитного потока в станине при входе его в главный полюс



- полученное значение меньше предельно допустимого 1.7 Тл.

Внутренний диаметр станины

D₁ = D_н1 - 2h_c1 = 346 - 2•20 = 306 мм.

Высота главного полюса

h_п = (306 - 4•2 - 181) / 2 = 58.5 мм.

Высота добавочного полюса

h_д = = (306 - 4•3.7 - 181) / 2 = 55 мм.

6. Расчет обмотки якоря

Предварительное значение тока якоря

.

При токах якоря меньше 600А выбираем простую волновую обмотку, у которой число пар параллельных ветвей 2а=2.

Предварительное количество витков обмотки якоря

.

Предварительное количество витков в секции обмотки якоря

.



Число секций (коллекторных пластин) на один реальный паз N_ш = 3.

Принимаем w_c2 = 4.

Предварительное количество пазов

.

Принимаем Z₂=33.

Количество коллекторных пластин равно числу секций обмотки

K = S = N_ш•Z₂=3•33 = 99.

Зубцовое деление по наружному диаметру якоря

t₂ = 12•181 / 33 = 17.2 мм - значение находится в допустимых пределах (10-20) мм.

Наружный диаметр коллектора

D_к ?(0.75-0.8) D_н2 = (0.75-0.8)•181 = (135.75-144.8)мм

В соответствие с ГОСТ 19780-74 принимаем значение D_к = 140 мм.

Коллекторное деление

t_к =140 / 99 = 4.44 мм

Полученное значение удовлетворяет проверочному условию t_к >3 мм

Напряжение между соседними коллекторными пластинами при нагрузке

,



где k_и = 1.7 - коэффициент искажения поля;

Полученное значение не превышает максимального 50 В [1, с. 243].

Уточняем число витков обмотки якоря

w₂ = w_c2•K = 396.

Значение w₂ = 396 отличается от расчетного w^/₂ = 395 менее, чем на 5%, поэтому корректировка расчетов не требуется [1, с. 243].

Количество эффективных проводников в пазу

N_п2 = 2 N_ш w_c2 = 2•3 4 = 24.

Полный ток паза

.

Полученное значение не превышает 1500 А [1, с. 243].

Уточненная линейная нагрузка якоря

.

Полученное - А₂=237 А/см значение отличается от предварительного

А^/₂ = 240 А/см менее, чем на 10%, поэтому корректировка расчетов не требуется [1, с. 243].

Расчет шагов обмотки

- шаг по реальным пазам



;

- шаг по коллектору и результирующий шаг

49;

- первый частичный шаг по элементарным пазам

y₁ = N_шy_п = 3•9 = 27;

- второй частичный шаг по элементарным пазам

y₂ = y_к - y₁ = 49 - 27 = 22.

7. Расчет геометрии зубцовой зоны для полузакрытых овальных пазов

Высота паза по [1, рис. 10-21] и предварительного расчета h_п2 = 27 мм. Высота спинки якоря

h_с2 = (D_н2 - D₂)/2 - h_п2 = (181 - 60)/2 - 27 = 33.5 мм.

Предварительная магнитная индукция в спинке якоря

.



Расчетное значение не превышает предельно допустимое В^/_с2= 1.4 Тл [1, с. 248. табл. 10-9].

Принимаем предварительное значение магнитной индукции в зубцах якоря по [1, табл. 10-10] для IP22, IC01 и f=50 Гц равным В^/_з2 = 1.75 Тл.

Ширина зубца

.

Больший радиус паза

,

где h_ш2 = 0.8 мм - высота шлица паза.

Меньший радиус паза

.

Расстояние между центрами радиусов

h₁ = h_п2 - h_ш2 - r₁ - r₂ = 27 - 0.8 - 4.7 - 2.9 = 18.6 мм.

Площадь поперечного сечения паза в штампе

S_п2 = Ѕ•( r₁² + r₂² ) + ( r₁ + r₂)•h₁ =Ѕ•(4.7² + 2.9²) + (4.7 + 2.9)•18.6 = 189 мм².



Площадь поперечного сечения паза в свету

S`_п2 = Ѕ•( ( r₁ - b_c/2 ) ² + ( r₂ - b_c/2 )² ) + ( r₁ + r₂- b_c)•h₁ = Ѕ•(( 4.7 - 0.2 / 2 )² + (2.9 - 0.2 / 2)² ) + (4.7 + 2.9 - 0.2)•18.6 = 183 мм².

Площадь поперечного сечения корпусной изоляции

S_и = b_и (1•r₁+ 1•r₂ +2•h₁ ) = 0.5 (1•4.7+ 1•2.9 +2•18.6 ) = 31 мм²,

где b_и = 0.5 мм - односторонняя ширина корпусной изоляции.

Площадь поперечного сечения клина и прокладок

S_кл+S_пр ? 3•r₁ =3•4.7= 14.1 мм².

Площадь поперечного сечения паза, занимаемая обмоткой

S^//_п2 = S`_п2 - S_и - S_кл - S_пр = 181 - 31 - 14.1 = 138 мм².

После предварительного расчета, для обмотки якоря принимаем провод марки ПЭТ-155.

Диаметр провода без изоляции d = 1.35 мм.

Диаметр провода с изоляцией d_из = 1.435 мм.

Сечение провода q_а = 1.431 мм².

Количество элементарных проводов в одном эффективном n_эл = 2;

Коэффициент заполнения паза

.



Рисунок 1 - Поперечный разрез паза якоря

Плотность тока в обмотке

.

Удельная тепловая нагрузка в якоре

К= A2 J2 = 237 5.96 =1413 A²/(см•мм²).

Допустимое значение тепловой нагрузки в якоре определяется по [1. рис. 10-22] - 1900 A²/(см•мм²).

При классе нагревостойкости и частоте вращения, отличной от 1500 об/мин, допустимое значение тепловой нагрузки в якоре необходимо умножить на квадрат коэффициентов k₁²и k₄²

Поправочный коэффициент k₁ учитывает влияние на допускаемую удельную тепловую нагрузку изменения допускаемого превышения температуры классах нагревостойкости B и H, а k₄ влияние изменения эффекта охлаждения обмоток при частотах вращения, отличных от 1500 об/мин [1, с. 226].

Расчетное значение превышает допустимое менее чем на 15%. Корректировка расчетов не требуется.

Среднее зубцовое деление якоря

.

Средняя ширина секции обмотки

b_cp = t_cp•y_п = 14.66 •9 = 131.9 мм.

Средняя длина одной лобовой части секции

l_л2 = (0.7 + 0.4р)• b_cp + 15 = (0.7 + 0.4•2)• 131.9 + 15 = 213 мм.

l_cp2 = 2(l₂ + l_л2) = 2 (195 + 213) = 816 мм.

Сопротивление обмотки при температуре 20°С

.



Сопротивление обмотки при температуре 20°С в относительных единицах

.

Контрольное значение сопротивление обмотки при температуре 20°С

.

Длина вылета лобовой части обмотки

l_в2 = ( 0.12 + 0.14р )•b_cp + 7.5 = ( 0.12 + 0.14•2 )•131.9 + 7.5 = 60.3 мм.

b_ш2 = d_из + 2b_из + 0.3 = 1.435 + 2•0.5 + 0.3 = 2.7 мм.

8. Расчет обмотки добавочных полюсов

Поперечная МДС якоря

.

,

где k^/_д = 1.25 - соотношение катушки добавочного полюса к МДС якоря;

а_д = 1 - число ветвей обмотки добавочного полюса.

Принимаем значение w_д = 62.

Уточненная МДС катушки

.

Уточненное соотношение МДС

k_д = F_д / F₂ =2114 / 1688 = 1.25.

Предварительная плотность тока в обмотке.

Принимаем по [1, рис.10-26] значение J^/_д =4 А/мм². При изоляции класса нагревостойкости, отличного от F и частоте вращения, отличной от 1500 об/мин, значение J^/_д умножается на поправочные коэффициенты k₃ и k₆:

J^/_д =J^/_д•k₃•k₆ = 4 • 0.91 • 0.88 = 3.2 А/мм².

Предварительная площадь поперечного сечения проводника

.

Принимаем проводник ПЭВП прямоугольного сечения. Род выполнения обмотки: многослойная по ширине и по высоте катушки из изолированных проводов прямоугольного поперечного сечения.

Принимаемые стандартные размеры проводника без изоляции.

Площадь поперечного сечения принятого проводника

S_д = 10.99 мм².

Уточненная плотность тока в обмотке



.

Предварительная ширина катушки добавочного полюса

b^/_кд =0.12•D_н2 = 0.12•181 = 21.7 мм.

Сопротивление обмотки при температуре 20°С

.

Отношение рассчитанных сопротивлений

0.197 / 0.495 = 0.4 - допустимые пределы - от 0.4 до 0.65.

9. Расчет стабилизирующей последовательной обмотки главных полюсов

МДС стабилизирующей обмотки на один полюс

F_пос = 0.15•F₂ = 0.15•1688 = 253 A.

Предварительное количество витков в катушке

,

где а_пос = 1 - число ветвей стабилизирующей обмотки.

Принимаем значение w_пос = 7.

Уточненное значение МДС обмотки

.

Предварительная ширина катушки стабилизирующей обмотки

b^/_к.пос = 0.1•D_н2 = 0.1•181 =18.1 мм.

Сопротивление обмотки при температуре 20°С

.

Отношение рассчитанных сопротивлений

R_пос.20/ R_2.20 = 0.025 / 0.495= 0.051 - находится в допустимых пределах - от 0.04 до 0.12.

10. Расчет магнитной цепи машины

Сопротивление обмоток якорной цепи двигателя, приведенное к стандартной рабочей температуре

m_тR₂m_т•(R_2.20 + R_д.20 + R_пос.20) = 1.22•(0.495 + 0.197 + 0.025) = 0.875 Ом,

где m_т=1.22 - коэффициент приведения сопротивлений к рабочей температуре для изоляции класса В. Уточненный магнитный поток



.

МДС для воздушного зазора между якорем и главным полюсом. Площадь поперечного сечения в воздушном зазоре

Sb^/_нп l2 = 89.2•195 = 17394 мм².

Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивление воздушного зазора вследствие зубчатого строение якоря

.

11. МДС для зубцов якоря

Площадь равновеликого поперечного сечения зубцов

S_з2 = Z₂/(2p)•?^?•b_з2•l_эф2 = 33/4•0.627•6.8•185.3 = 6518 мм².

Зубцовое деление на 1/3 высоты зубца

t_2(1/3) = 2•( D_2н - 4/3•h_п2 ) / Z₂ = 2•( 181 - 4/3•27) / 33 = 13.8 мм.

Средняя длина пути магнитного потока в зубцах

L_з2 = h_п2 - 0.2 r₂ = 27 - 0.2•2.9 = 26.4 мм.



МДС в зубцах якоря

F_з2 = 0.1• H_з2 • L_з2 = 0.1• 66 • 26.4 =174 A.

12. МДС для спинки якоря

Площадь поперечного сечения спинки якоря без аксиальных каналов

S_c2 = h_c2l_эф2 = 33.5•185.3 = 6208 мм².

Уточненная магнитная индукция в спинке якоря

.

Напряженность магнитного поля в спинке якоря [1, прилож.5]

H_с2 = 1.0 А/см.

Средняя длина магнитного потока в спинке якоря

.

МДС для спинки якоря

F_с2 = 0.1• H_с2 • L_с2 = 0.1• 1.0 • 53.5 = 5 A.

13. МДС для сердечника главного полюса

Площадь поперечного сечения сердечника полюса

S_п = 44•191.1 = 8408 мм².

Уточненная магнитная индукция в сердечнике главного полюса

.

Напряженность магнитного поля в главном полюсе [1, прилож.20]

H_п = 17 А/см.

Средняя длина магнитного потока

L_с.п. = 58.5 мм.

МДС для сердечника полюса

F_с.п = 0.1• H_п • L_с.п = 0.1• 17 • 58.5 = 99 A.

14. МДС для станины

Площадь поперечного сечения станины из монолитного материала

S_с1 = h_c1l₁ = 20 • 287 = 5740 мм².

Уточненная магнитная индукция в станине

.

Напряженность магнитного поля определяем по [1, прилож.21]

H_с1 = 13.4 А/см.

Средняя длина магнитного потока в станине



.

МДС для станины

F_с1 = 0.1•Н_с1•L_c1 = 0.1•13.4•138 = 185 A.

15. Расчет суммарной МДС цепи

Коэффициент насыщения магнитной цепи

.

Результаты расчета магнитной цепи машины приведены в таблице и на рисунке.

Таблица 1 - Расчет характеристики намагничивания машины постоянного тока

Расчетная величина	0.5·ЕН	0.75·ЕН	0.9·ЕН	1.0·ЕН	1.1·ЕН	1.15·ЕН
Ф, Вб ·10-3	5.835	8.752	10.5	11.67	12.84	13.42
Воздушный зазор под главным полюсом
В, Тл	0.34	0.5	0.6	0.67	0.74	0.77
F, А	282	414	497	555	613	638
Зубцовая зона сердечника якоря2.08
Вз2,Тл	0.9	1.34	1.61	1.79	1.97	2.06
Hз2, А/см	1	2	19	66	181	360
Fз2, A	3	5	50	174	478	950
Спинка якоря
Вc2,Тл	0.47	0.7	0.85	0.94	1.03	1.08
Hc2, А/см	0.6	0.8	0.9	1	1.1	1.2
Fc2, A	3	4	5	5	6	6
Сердечник главного полюса
Вп,Тл	0.83	1.25	1.5	1.67	1.83	1.92
Hп А/см	1.4	3.2	7	17	50	112
Fсп, A	8	19	41	99	293	655
Зазор между станиной и полюсом205
Fп1, A	93	140	168	187	205	215
Станина
Вc1,Тл	0.61	0.91	1.1	1.22	1.34	1.
Hc1, А/см	5	8.1	10.9	13.4	17.6	20.9
Fc1, A	69	112	150	185	243	288
Суммарная МДС цепи
F?, А	458	694	911	1205	1838	2752

Рисунок 2 - Кривая намагничивания двигателя

16. Параллельная обмотка главных полюсов

Размагничивающее действие поперечной МДС якоря

F_p2 = k_p2 F₂ =0.17•1688 = 287 А,

где k_p2 = 0.17 - определяем по [1, рис.10-29] для соотношения

МДС обмотки параллельного возбуждения

F_пос = 1205 + 287 - 239 = 1253 А.

Предварительная ширина катушки возбуждения

b^/_кп = 0.12•D_н2 = 0.12•181 =21.7 мм.

Средняя длина витка обмотки

L_cp.п =2(195 + 44 ) +•( 21.7 + 5 ) = 562 мм.

Предварительное поперечное сечение провода

.

Для обмотки возбуждения принимаем провод марки ПЭТ-155.

Диаметр провода без изоляции d_п = 0.51 мм.

Диаметр провода с изоляцией d_п.из = 0.565 мм.

Сечение провода q_п = 0.204 мм².

Уточненный коэффициент запаса

k_зап = 1.15•q_п / q^/_п = 1.15•0.204/0.204 = 1.15.

Предварительная плотность тока в обмотке возбуждения по [1, рис.10-30], учетом поправочных коэффициентов k₃ и k₆ равна

J^/_п = 4• k₃• k₆ = 4•0.91•0.88 = 3.2 А/мм².

Предварительное количество витков одной катушки возбуждения

.



Принимаем значение w_п = 2207 витка.

Уточненная плотность тока в обмотке возбуждения

.

Сопротивление обмотки возбуждения при 20°С

.

Максимальный ток обмотки возбуждения

.

Максимальная МДС обмотки возбуждения

F_п.max = I_п.max w_п = 0.65•2207 = 1435 A.

17. Размещение обмоток главных и добавочных полюсов. Стабилизирующая последовательная обмотка

Количество витков в катушке w_пос = 7.

Выполняем навивку обмотки - 7 слоев в 1 ряд с навивкой на широкую сторону.

Высота катушки последовательной стабилизирующей обмотки

h_к.пос = 1.05 1•8.15 = 8.6 мм.

Принимаем h_к.пос = 9 мм.

Ширина катушки последовательной стабилизирующей обмотки

b_к.пос = 1.05•7•1.55 = 11.4 мм. Принимаем b_к.пос = 11.5 мм.

18. Параллельная обмотка главных полюсов

Предварительная площадь проводов в катушке возбуждения равна

S^/_обм.п = 1.05² w_п•d²_п.из = 1.05² • 2207 • 0.565² = 777 мм².

Распределение проводов в катушке возбуждения

- по высоте

,

где 9 мм - запас для охлаждения катушки. Принимаем N_выс = 50.

- по ширине

.

Принимаем N_шир = 44.

Принимаем прямоуглльную форму поперечного сечения катушки с размерами

- высота катушки

h_п.к = 1.05•N_выс •d_п.из = 1.05•55•0.565 ? 29.7 мм;

- ширина катушки



b_п.к = 1.05•N_шир •d_п.из = 1.05•44•0.565 ? 26.1 мм.

Полученная площадь сечения

S_обм.п = h_п.к b_п.к = 7755 мм².

19. Обмотка добавочных полюсов

Принимаем прямоугольную форму катушки с раскладкой витков по высоте N_выс = 6 и по ширине N_шир = 10. Размеры катушки:

- высота катушки

h_д.к = 1.05•N_выс b^/_д = 1.05•6•8.15 ? 51.3 мм;

- ширина катушки

b_д.к = 1.05•N_шир а^/_д = 1.05•10•1.55 ? 16.3 мм.

20. Коммутационные параметры

Коэффициент магнитной проводимости рассеяния паза

.



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

.

Необходимый зазор под добавочным полюсом

.

Магнитный поток в зазоре под добавочным полюсом при номинальной нагрузке

Ф_д = b_з.к • l_нд В_д•10^-6 = 43.43•195•0.19 10-⁶ = 1.609•10^-3 Вб.

Магнитный поток в зазоре под добавочным полюсом при перегрузке

Ф^/_д = 1.5 Ф_д = 1.5•1.609•10^-3 = 2.413•10^-3 Вб.

Магнитный поток в сердечнике добавочного полюса при перегрузке

Ф^/_д = 1.5• 4.827•10^-3 = 7.24•10^-3 Вб.

Площадь поперечного сечения добавочного полюса

S_д = b_д l_д k_c = 22•195•0.98 = 3989 мм².

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



.

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

.

21. Номинальный режим

Масса стали зубцов якоря

.

Магнитные потери в зубцах

,

где р_1.0/50 = 2.5 Вт/кг - удельные магнитные потери в стали 2013 [1, с. 73];

Масса стали спинки якоря



Магнитные потери в спинке якоря

.

Суммарные магнитные потери в стали

Р_с = Р_з2 + Р_с2 = 73 + 39 = 112 Вт.

Потери на трение щеток о коллектор

Р_т.щ. = 5•S_щv_к•10^-3 = 5•1600•7.33•10^-3 = 59 Вт.

Потери на трение подшипников, трение о воздух и на вентиляцию машины

Р_т.п + Р_вент =.

Электромагнитная мощность двигателя

Р_эм = Р_н + Р_с + Р_мех. + Р_доб = 10000 + 112 + 109 + 119 = 10340 Вт.



=

.

Ток якоря двигателя

I₂= Р_эм / E₂ = 10340 / 308.7 = 33.5 A.

Уточненный ток двигателя

I = I₂ + I_п.max = 33.5 + 0.65 = 34.15 A.

Подводимая мощность двигателя

P₁ = U_н • I = 340•34.15 = 11611 Вт.

Уточненный магнитный поток двигателя

.

Момент вращения на валу двигателя

М₂ = 9.55Р_н / n_н = 9.55•10000/1000 = 95.5 Н•м.

двигатель ток обмотка магнитный



22. Расчет рабочих характеристик

Меняем значение тока якоря в двигателе.

По тем же формулам, что и при расчете номинального режима, для соответствующего тока находим все параметры двигателя. Результаты заносим в таблицу.

Графики рабочих характеристик представлены на рисунке.

Таблица 2 - Рабочие характеристики двигателя

k	0.1	0.25	0.5	0.75	1.0	1.25
I2, A	3.35	8.38	16.75	25.13	33.5	41.88
E2, B	335.1	330.7	323.3	316	308.7	301.4
Fр2, А	28	70	141	211	282	352
Fпос, А	23	59	117	176	235	293
F	1248	1241	1229	1217	1205	1193
Ф•10-2, Вб	1.168	1.167	1.167	1.167	1.167	1.156
I, A	4	9	17.4	25.8	34.1	42.5
P1, Вт	1360	3069	5916	8764	11611	14459
Pэм, Вт	1122	2769	5416	7940	10341	12620
Pд, Вт	1	7	30	67	119	186
P2, Вт	900	2541	5165	7652	10000	12213
P, Вт	460	528	751	1111	1610	2246
M2, Н•м	7.9	22.6	47	71.2	95.3	118.1

Рисунок 3 - Рабочие характеристики двигателей



Список используемой литературы

1. Проектирование электрических машин: Учеб. пособие для вузов/ И.П. Копылов, Ф.А. Горяинов, Б.К. Клоков и др.; под ред. И.П. Копылова. - М.: Энергия, 1980. - 496 с., ил.

2. Справочник по электрическим машинам: В 2 т./ Под общ. ред. И.П. Копылова, Б К. Клокова. Т. 1. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 456 с.: ил.

3. Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин: Учебник для втузов/ Под ред. О.Д. Гольдберга. - М.: Высш. шк., 1984.

Размещено на Allbest.ru