Расчет двигателя постоянного тока
Методика расчета двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением без стабилизирующей обмотки. Выбор главных размеров машины. Расчет обмотки и пазов якоря, магнитной цепи, обмотки возбуждения, коллектора и щеток, добавочных полюсов двигателя.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 09.02.2019 |
Размер файла | 813,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Омский государственный университет путей сообщения
Кафедра «Электротехника и электрические машины»
Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине
«Электрические машины»
Расчет двигателя постоянного тока
Студент Н.Г. Долговязова
Руководитель- Доцент каф. П.Г. Петров
Омск 2016
Реферат
Двигатель постоянного тока, номинальная мощность, частота вращения, магнитопровод, якорь, нагрузка, обмотка.
Объектом проектирования является двигатель постоянного тока.
Цель работы - закрепление теоретических знаний, расчетов всех узлов двигателя постоянного тока и приобретение опыта конструирования.
Задача курсового проекта - построение чертежа двигателя постоянного тока. Для этого необходимо рассчитать параметры, представленные ниже.
1. Высота оси вращения h
2. Внешний диаметр корпуса машины Dвн
3. Диаметр якоря D
4. Расчетная длина якоря lд
5. Внешний диаметр коллектора Dк
6. Внутренний диаметр якоря D0
7. Внутренний диаметр станины dc
8. Длина стали якоря lст
9. Средняя длина лобовой части lл
10. Высота главного полюса hг
11. Ширина полюсного наконечника bp
12. Длина сердечника lг
13. Ширина сердечника добавочного полюса bд
14. д - воздушный зазор
15. Параметры щетки П.6.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Задание на проектирование двигателя постоянного тока
2. Выбор главных размеров машины
3. Расчет обмотки и пазов якоря
4. Расчет магнитной цепи
5. Расчет обмотки возбуждения
6. Коллектор и щетки
7. Расчет добавочных полюсов
8. Потери и КПД
Заключение
Библиографический список
ВВЕДЕНИЕ
Электрические машины в общем объеме производства электротехнической промышленности занимают основное место, поэтому их технико-экономические показатели и эксплуатационные свойства имеют важное значение для экономики нашей страны.
Проектирование электрических машин соединяет в себе знание процессов электромеханического преобразования энергии с опытом, накопленным поколениями инженеров-электромехаников, создающих новую или улучшающих уже выпускаемую машину, а также умение применять вычислительную технику.
Двигатели постоянного тока допускают плавное регулирование частоты вращения в широком диапазоне, характеризуются высокими пусковыми и перегрузочными моментами. Это определило их распространение в приводах, требующих изменения частоты вращения или специальных скоростных характеристик: в станкостроении, электрическом транспорте и в других отраслях народного хозяйства[2].
1. ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯПОСТОЯННОГО ТОКА
Разработка любого изделия всех отраслей промышленности определяется техническим заданием, в котором устанавливаются основное назначение, технические характеристики, показатели качества и технико-экономические требования, предъявляемые к проектируемому изделию.
За основу конструкции принять машину постоянного тока серии 2П с параллельным возбуждением без стабилизирующей обмотки (см. рис. П.1.). Исполнение двигателя по степени защиты - IP22; способ охлаждения - самовентиляция ICO1; режим работы - продолжительный; класс изоляции по нагревостойкости -В; исполнение по форме монтажа - с горизонтальным валом, лапами вниз.
В качестве исходных данных для выполнения данной курсовой работы, посвященной отдельным вопросам расчета двигателя постоянного тока (ДПТ), будут служить значения:
Pн - 14 кВт;
Uн - 220 Вт;
nн - 1000 об/мин;
h - 225 мм.
2. ВЫБОР ГЛАВНЫХ РАЗМЕРОВ МАШИНЫ
Машины постоянного тока имеют единую шкалу высоты оси вращения. При заданной высоте оси вращения h внешний диаметр корпуса машины не может превышать размера 2h,м:
, (2.1)
Предварительное значение диаметра якоря, м,
, (2.2)
где µ = 1 - относительная радиальная высота магнитной системы.
Истинное значение электромагнитной мощности можно определить только после полного расчета электрической машины - на этапе расчета ее характеристик, поэтому ее предварительное значение P? определяется по номинальной мощности Pн и принятому значению КПД з [4, рис. 2.1], кВт:
, (2.3)
Расчетная длина якоря, м,
, (2.4)
где бд - коэффициент полюсного перекрытия [4, рис. 2.2]; A - линейная нагрузка [4, рис. 2.3], А/м; Bд - индукция в воздушном зазоре [4, рис. 2.4], Тл.
Увеличение электромагнитных нагрузок A и Bд приводит к улучшению использования объема якоря. Однако с ростом линейной нагрузки A увеличивается нагрев якоря и машины, ухудшается коммутация, с повышением Bд насыщаются отдельные участки магнитной цепи.
При выборе линейных нагрузок необходимо учитывать, что для хорошо охлаждаемых машин можно выбрать более высокие значения линейных нагрузок; для тихоходных машин, работающих с перегрузками и частыми реверсами, необходимо принимать меньшие значения линейных нагрузок.
Отношение длины магнитопровода якоря к его диаметру
. (2.5)
Для машин общепромышленного применения рекомендованные значения л находятся в пределах 0,4 ? л ? 1,25. Если значение л окажется за пределами указанного диапазона, необходимо выбрать другие значения бд, A и Bд.
Число главных полюсов машин постоянного тока общего назначения в зависимости от диаметра принимается из графика зависимости числа полюсов от диаметра якоря: 2p=4
Полюсное деление, м,
. (2.6)
Расчетная ширина полюсного наконечника, м,
(2.7)
Действительная ширина полюсного наконечника при эксцентричном зазоре равна расчетной ширине, м
(2.8)
3. РАСЧЕТ ОБМОТКИ И ПАЗОВ ЯКОРЯ
Тип обмотки и число параллельных ветвей определяются исходя из принятого числа главных полюсов 2р и тока параллельной ветви Ia.
Предварительное значение тока двигателя А,
; (3.1)
ток якоря, А,
. (3.2)
Значения коэффициента kв, определяющего отношение тока возбуждения к току якоря, kв=0,02 [4, табл. 3.1].
Ток параллельной ветви, А,
, (3.3)
где a - число параллельных ветвей, определяется исходя из допустимого тока параллельной ветви Ia? 250 ч300 А.
Предварительное общее число эффективных проводников обмотки якоря
. (3.4)
По соотношению Z?/2p, рассчитывается число пазов якоря, Z?/2p= 11,25.
. (3.5)
Принимаем Z = 45.
Число пазов якоря должно находиться в следующем диапазоне:
; (3.6)
, (3.7)
где tZ1max, tZ1min- зубцовый шаг, крайние пределы которого определяются для различных высот вращения из соотношений, tZ1max=35, tZ1min = 15.
Зубцовый шаг для выбранного Z
. (3.8)
Число эффективных проводников в пазу
. (3.9)
При симметричной двухслойной обмотке это число проводников должно быть четным, поэтому полученное значение Nп округляется до ближайшего меньшего четного числа и окончательное значение Nопределяется по соотношению (3.9).
При диаметре якоря свыше 0,2 м применяют открытые пазы, обмотки якоря выполнена из прямоугольного обмоточного провода в виде формованных жестких секций.
Для расчета числа коллекторных пластин К целесообразно рассмотреть несколько вариантов выполнения обмотки с различным числом секционных сторон в пазу uп.
Число коллекторных пластин К выбирается из [4, табл. 3.1] при условии, что число витков в секции Wс должно быть минимальным целым числом, напряжение между коллекторными пластинами Uкср не должно превышать 16 В для серийных машин без компенсационной обмотки и 30 В для машин малой мощности (до 1 кВт).
Таблица 3.1 Результаты расчета числа коллекторных пластин К
Вариант выполнения обмотки |
|||||
1 |
1 |
45 |
4 |
19,55 |
|
2 |
2 |
90 |
2 |
9,778 |
|
3 |
3 |
135 |
1.33 |
6,51 |
Внешний диаметр коллектора, м:
при открытых пазах -
Dк = (0,65ч 0,7) D; (3.10)
По полученному значению принимается ближайшее Dк из стандартного ряда: 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315,355, 400, 450, 500, 560 мм.
Коллекторное деление, м,
. (3.11)
После выбора варианта обмотки необходимо уточнить линейную нагрузку, А/м:
. (3.12)
Корректируются длина якоря, м:
; (3.13)
окружная скорость коллектора, м/с,
; (3.14)
полный ток паза обмотки якоря, А:
. (3.15)
Предварительное значение плотности тока в обмотке якоря, А/м2,
, (3.16)
Произведение AJ выбирается из, AJ=.
Предварительное сечение эффективного провода, м2,
. (3.17)
Так как у нас открытый паз прямоугольной формы с прямоугольным проводом, предварительно задаемся высотой паза . Ширина зубца в минимальном сечении , определяется по формуле
, (3.18)
где BZ - допустимое значение индукции в зубцах BZ= 2,2 Тл; kc- коэффициент заполнения пакета якоря сталью, kc= 0,95.
Частота перемагничивания определяется по выражению, Гц:
. (3.19)
После выбора размеров паза и зубца определяется максимальная ширина проводника с изоляцией, м:
. (3.20)
двигатель постоянный ток
При скосах пазов на одно или половину зубцового деления расчетную ширину паза (3.20) необходимо уменьшить на 0,1 мм.
Предельно допустимая высота проводника с изоляцией, м,
, (3.21)
где hк- высота клина, hк = 4 мм.
По рассчитанному значению q?выбирается стандартный проводник размером aпр Ч bпр марки ПЭТВП при классе изоляции B при условии (3.22) с учетом ограничений (3.20), (3.21), nэл ? 4.
. (3.22)
После проверки размещения всех проводников обмотки якоря в пазу с учетом клина, пазовой витковой изоляции уточняются размеры паза, которые округляются до ближайшей десятой доли миллиметра.
Минимальное сечение зубцов при прямоугольных пазах, м2,
. (3.23)
Составляется эскиз пазов прямоугольной формы (рис 1).
Рис 1. Открытые пазы с параллельными стенками при креплении обмоток бандажом
Предварительное значение ЭДС для двигателя В,
, (3.24)
Значения коэффициента kд приведены в таблице зависимости мощности от коэффициентов, kд = 0,85.
Предварительное значение магнитного потока на полюс, Вб,
, (3.25)
Для магнитопровода якоря принимаем сталь марки 2312. Индукция в сечении зубцов, Тл,
(3.26)
Средняя длина лобовой части, м:
при 2р ?4 -
(3.27)
Средняя длина полувитка секций обмотки якоря, м,
, (3.28)
где lл - длина лобовой части, м; lп- длина якоря, м.
Полная длина обмотки якоря, м,
, (3.29)
Сопротивление обмотки якоря при температуре ?=20°С, Ом,
(3.30)
Сопротивление обмотки якоря при ?=75°С, Ом,
; (3.31)
масса меди обмотки якоря, кг,
(3.32)
Обмотки якоря подразделяются на волновые и петлевые. В зависимости от схем соединения каждая из них подразделяется на простые и сложные. Тип обмотки якоря выбирается согласно рекомендациям, приведенным в источнике [2].Соотношения размеров и схемы обмоток характеризуются двумя частичными и результирующими шагами, шагом по коллектору и шагом по пазам якоря[3]. Частичные шаги (y1иy2) и результирующий шаг у измеряются в элементарных пазах.
Число элементарных пазов Zэ, число секций во всей обмотке якоря S, число пластин коллектора К и число пазов якоря Z связаны соотношением:
Zэ = S = К = Zuп. (3.33)
Схемы обмоток якорей машин постоянного тока изображают на чертежах в виде развернутых схем. Их изображение имеет ряд особенностей, связанных с тем, что каждая катушка обмотки якоря состоит из нескольких секций и имеет столько пар выводных концов, сколько секций содержится в ней. Выводные концы секций соединены с пластинами коллектора. Поэтому на схеме обмотки якоря нужно показывать пазовые части катушки одной линией, а лобовые части каждой секции - отрезками, соединенными с концами пазовой части и с пластинами коллектора.
В простых петлевых обмотках якоря результирующий шаг равен шагу по коллектору:
у = ук = у1 - у2 = ± 1. (3.34)
Первый частичный шаг петлевой обмотки выбирают близким к полюсному делению:
у1 = Zэ/ 2p ± б, (3.35)
где б - наименьшее число (или дробь), при котором у1 выражен целым числом, кратным числу uп.
Второй частичный шаг:
По полученным данным необходимо построить схему обмотки.
(приложение 1)
4. РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ
Воздушный зазор под главными полюсами является одним из главных размеров машины (рис.2)
Рис 2. Магнитная цепь машины постоянного тока
Предварительное значение внутреннего диаметра якоря, м:
. (4.1)
Высота спинки якоря, м:
(4.2)
Для сердечника главных полюсов принимается сталь марки 3411 толщиной 0,5 мм, коэффициент заполнения сталью kс=0,95.
Коэффициент рассеяния уг= 1,2 при 2p = 4. Длина сердечника lг = lд. Ширина выступа полюсного наконечника bг.в. = 0,1bp=0,11. Размеры главного полюса показаны на рис. 3
Рис 3. Сердечник главного полюса
Ширина сердечника главного полюса, м:
, (4.3)
Индукция в сердечнике главного полюса, Тл:
. (4.4)
Для стали марки 3411 допустимым значением индукции является Вг 1,6 - 1,7 Тл.
Сечение станины, м2:
, (4.5)
где Вс- индукция в станине, Вс=1,3 Тл.
Расчетная длина станины для машин постоянного тока, м:
, (4.6)
где lг - длина главного полюса.
Высота станины hс определяется по формуле, м:
. (4.7)
Внутренний диаметр станины, м:
. (4.8)
Высота главного полюса, м:
, (4.9)
где д - воздушный зазор, д =.
Сечение воздушного зазора, м2:
. (4.10)
Длина стали якоря, м:
(4.11)
Сечение спинки якоря, м2:
. (4.12)
Сечение сердечника главного полюса, м2:
. (4.13)
Коэффициент воздушного зазора, учитывающий наличие пазов на якоре:
для пазов прямоугольной формы -
. (4.14)
Расчетная длина воздушного зазора, м:
(4.15)
Длина магнитной линии в зубцах якоря, м:
для пазов прямоугольной формы -
(4.16)
Длина магнитной линии в спинке якоря, м:
(4.17)
Длина магнитной линии в сердечнике главного полюса, м:
. (4.18)
Воздушный зазор между главным полюсом и станиной, м:
. (4.19)
Длина магнитной линии в станине, м:
. (4.20)
Индукция в воздушном зазоре, Тл:
. (4.21)
Индукция в сечении зубцов якоря, Тл:
. (4.22)
Индукция в спинке якоря, Тл:
. (4.23)
Индукция в сердечнике главного полюса, Тл:
. (4.24)
Для стали марки 3411 допустимое значение индукции Вг=1,6 - 1,7 Тл.
Индукция в станине, Тл:
. (4.25)
Индукция в воздушном зазоре между главным полюсом и станиной, Тл:
. (4.26)
Магнитное напряжение воздушного зазора, А:
. (4.27)
Коэффициент вытеснения потока
. (4.28)
Магнитное напряжение зубцов якоря, А:
, (4.29)
где Hz определяется по Bz для стали марки 2312 [2, табл. П.1.8].
Магнитное напряжение ярма якоря, А:
, (4.30)
где Hj определяется по Bj для стали 2312 [2, табл. П.1.8].
Магнитное напряжение сердечника главного полюса, А:
, (4.31)
где Hг определяется по Bг для стали 3411[2, табл. П.1.16].
Магнитное напряжение воздушного зазора между главным полюсом и станиной, А:
. (4.32)
Магнитное напряжение станины, А:
(4.33)
где Hс определяется по Bс для массивной стали Ст3 [2, табл. П.1.15].
Суммарная МДС на полюс, А:
. (4.34)
МДС переходной характеристики, А:
. (4.35)
Аналогичным образом проводится расчет для участков магнитной цепи при значениях магнитного потока в воздушном зазоре от 0,5Фдн до 1,15 Фдн. Результаты расчета сводятся в табл. 4.1.
По данным табл. 4.1 строятся характеристика намагничивания Bд =f(FУ) и переходная характеристика Bд =f(Fдzj) машины постоянного тока.
Таблица 4.1.Расчет характеристик намагничивания машины
Расчетная величина |
Расчетная формула |
Единица измерения |
0,5Фдн |
0,75Фдн |
0,9Фдн |
Фдн |
1,1Фдн |
1,15Фдн |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
ЭДС |
E |
В |
93,5 |
140,25 |
170,28 |
187 |
205,7 |
215,187 |
|
Магнитный поток |
Вб |
0,5 |
0,75 |
0,9 |
1 |
1,1 |
1,15 |
||
Магнитная индукция в воздушном зазоре |
Тл |
0,225 |
0,337 |
0,404 |
0,449 |
0,494 |
0,517 |
||
МДС воздушного зазора |
А |
635,303 |
952,954 |
1144 |
1271 |
1398 |
1461 |
||
Магнитная индукция в зубцах якоря |
Тл |
0,915 |
1,373 |
1,648 |
1,831 |
2,014 |
2,105 |
||
Напряженность магнитного поля в зубцах якоря для стали 2312 |
HZ |
А/м |
195 |
830 |
4400 |
15200 |
41000 |
65500 |
|
Магнитное напряжение |
А |
5,85 |
24,9 |
132 |
456 |
1230 |
1985 |
||
Магнитная индукция в спинке якоря |
Тл |
0,271 |
0,407 |
0,488 |
0,542 |
0.596 |
0,624 |
||
Напряженность магнитного поля в спинке якоря для стали 2312 |
Hj |
А/м |
68 |
68 |
75 |
80 |
85 |
88 |
|
Магнитное напряжение спинки якоря |
А |
4,617 |
4,617 |
5,093 |
5,432 |
5,772 |
5,975 |
||
Магнитный поток главного полюса |
Вб |
0,00589 |
0,008 |
0,011 |
0,012 |
0,013 |
0,014 |
||
Магнитная индукция в сердечнике главного полюса |
Тл |
0,355 |
0,532 |
0,639 |
0,71 |
0.781 |
0,816 |
||
Напряженность магнитного поля в сердечнике главного полюса |
Hг |
А/м |
170 |
170 |
170 |
170 |
170 |
170 |
|
Магнитное напряжение сердечникаглавного полюса |
А |
15,693 |
15,693 |
15,693 |
15,693 |
15,693 |
15,693 |
||
Магнитная индукция в воздушном зазоре между главным полюсом и станиной |
Тл |
170 |
170 |
170 |
170 |
170 |
170 |
||
Магнитное напряжение воздушного зазора между станиной и главным полюсом |
А |
39,781 |
69,671 |
71,606 |
79,562 |
87,518 |
91,496 |
||
Магнитная индукция в станине |
Тл |
0,65 |
0,975 |
1,17 |
1,3 |
1,43 |
1,495 |
||
Напряженность магнитного поля в станине |
Hс |
А/м |
535 |
885 |
1227 |
1590 |
2300 |
2800 |
|
Магнитное напряжение станины |
А |
93,297 |
154,332 |
213,972 |
277,275 |
401,089 |
488,203 |
||
Сумма значений магнитного напряжения всех участков магнитной цепи |
А |
2178 |
2258 |
2425 |
2813 |
3711 |
4534 |
||
Сумма значений магнитного напряжения участков переходного слоя |
А |
1990 |
2009 |
2116 |
2441 |
3215 |
3950 |
5. РАСЧЕТ ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ
Размагничивающее действие реакции якоря Fqd определяется по переходной характеристике , представленной на рис.4
Рис 4. Характеристика холостого хода и переходная характеристика
При нагрузке под действием реакции якоря магнитное поле в воздушном зазоре искажается: под одним краем полюса индукция уменьшается, под другим возрастает. Точки d и f откладываются от ординаты ab на расстоянии 0,5A'bp =1,018 =(bp- ширина полюсной дуги). Ордината ab равна Bд для Фдн (см. табл. 4.1).
Ординатой de определяется Bдmin, а ординатой fh - Bдmax.
Среднее значение индукции определяется по уравнению, Тл:
. (5.1)
Необходимая МДС параллельной обмотки, А,
Из графика 1,
.(5.2)
Средняя длина витка обмотки, м,
. (5.3)
где Диз-толщина изоляции катушки, Диз = 0,5 ч 0,8·10-3 м.
Размеры катушек ориентировочно могут быть приняты в зависимости от диаметра якоря.
Сечение меди параллельной обмотки, мм2,
, (5.4)
где a- число параллельных ветвей обмотки параллельного возбуждения, a= 1; kз - коэффициент запаса, kз = 1,1 - 1,2;- удельное сопротивление меди, Ом·м.
Для выполнения обмотки возбуждения принимается стандартный круглый медный провод марки ПЭТВ с сечением qв ?q?в, диаметром без изоляции d и диаметром с изоляцией dиз[2, табл. П.3.1].
Для расчета числа витков необходимо задаться плотностью тока Jв в обмотке возбуждения. Средние значения Jв могут быть приняты равными
(4,5 - 6)·106 А/м2 при исполнении по степени защиты IP22.
Число витков обмотки на один полюс
, (5.5)
где - номинальный ток возбуждения.
Исходя из предыдущего, определяем номинальный ток возбуждения, А,
. (5.6)
Плотность тока в обмотке, А/м2,
. (5.7)
Полная длина обмотки, м,
. (5.8)
Сопротивление обмотки возбуждения при ?=20°С, Ом,
. (5.9)
Сопротивление обмотки возбуждения при ?=75°С, Ом,
(5.10)
Масса меди обмотки возбуждения, кг,
(5.11)
6. КОЛЛЕКТОР И ЩЕТКИ
Ширина нейтральной зоны, м,
. (6.1)
Принимается ширина щетки, м:
при простой волновой обмотке -
bщ=(2 ч 4)tk.; (6.2)
bщ=0,008
Принятое значение ширины щетки округляется до ближайшего стандартного размера bщ [2, табл. П.4.1].
Принимаем bщ=12,5 мм
Марка щетки определяется условиями работы. Для генераторов и двигателей со средними и затрудненными условиями коммутации принимается марка щетки ЭГ14 с плотностью тока Jщ=11 A/см2искоростью по коллектору нк=40 м/с.
Поверхность соприкосновения щетки с коллектором,м2,
(6.3)
При допустимой плотности токаJщ =11·104 А/м2 число щеток
. (6.4)
По выбранным размерам щеток bщ, lщ и Nщ определяют фактическую контактную площадь и уточняют плотность тока в щеточном контакте Jщ.
Поверхность соприкосновения всех щеток с коллектором, м2,
. (6.5)
Плотность тока под щетками, А/м2,
. (6.6)
Активная длина коллектора при шахматном расположении щеток по длине коллектора, м,
. (6.7)
7. РАСЧЕТ ДОБАВОЧНЫХ ПОЛЮСОВ
МДС обмотки добавочного полюса, А,
. (7.1)
Число витков обмотки на один добавочный полюс
. (7.2)
где ад - число параллельных ветвей обмотки добавочного полюса, ад = 1.
Число витков округляется до ближайшего целого числа.
Предварительное сечение проводников, м2,
. (7.3)
где Jд- плотность тока при IP22, Jд= (4,5 ч 6,5)106 А/м2.
Выбирается проводник обмотки добавочных полюсов из провода ПСД стандартного сечения [2, табл. П.3.1].
qД=7•4,36=30,52•10-6 м2
Сердечник добавочного полюса, м:
lд =la при D> 0,132 м;
Ширина сердечника bд выбирается из рис. 7.1.
Средняя длина витка обмотки добавочного полюса, м,
, (7.4)
где bд и lд - ширина и длина сердечника добавочного полюса; bктд- ширина катушки добавочного полюса; Диз -односторонний размер зазора между сердечником добавочного полюса и катушкой с учетом изоляции сердечника, Диз = (1,7 ч 2,2)·10-3 м.
Полная длина проводников обмотки, м,
. (7.5)
Сопротивление обмотки добавочных полюсов при ? =20°С, Ом,
. (7.6)
Сопротивление обмотки добавочных полюсов при ? =75°С, Ом,
(7.7)
Масса меди обмотки добавочных полюсов
. (7.8)
8. ПОТЕРИ И КПД
Электрические потери в обмотке якоря при ? =75°С, кВт,
. (8.1)
Электрические потери в обмотке добавочных полюсов, кВт,
. (8.2)
Электрические потери в параллельной обмотке возбуждения, кВт,
. (8.3)
Электрические потери в переходном контакте щеток, кВт,
. (8.4)
где 2ДUщ= 2,5В для щеток марки ЭГ-14.
Потери на трение щеток о коллектор, кВт,
, (8.5)
где pщ - давление на щетку (для щетки марки ЭГ-14 pщ= 3·104Па); f- коэффициент трения щетки, f = 0,2; нк - окружная скорость коллектора, м/с.
Масса стали ярма якоря определяется по формуле, кг:
. (8.6)
Условная масса стали зубцов якоря, кг,
. (8.7)
Магнитные потери в стали зубцов и ярма якоря, кВт,
, (8.8)
где с1,0/50 - удельные потери в стали, с1,0/50 = 1,785Вт/кг; в - коэффициент пропорциональности, в = 2.
Добавочные потери, кВт,
. (8.9)
Сумма потерь, кВт,
. (8.10)
Потребляемая мощность, кВт,
. (8.11)
Коэффициент полезного действия
. (8.12)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной курсовой работе были выбраны главные размеры машины постоянного тока, произведен расчет обмотки и пазов якоря, магнитной цепи, обмотки возбуждения, добавочных полюсов, потерь и КПД.
На основании полученных результатов изображены пазы и обмотка якоря, характеристика холостого хода и переходная характеристика, а также выполнен чертеж двигателя постоянного тока серии 2П-200L, основные параметры которого приведены в приложении 1.
Данный расчет может быть использован для решения различного рода задач, связанных с разработками и использованием двигателей постоянного тока.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Справочник по электрическим машинам: В 2 т. / Под общей ред. И. П. Копылова, Б.К. Клокова. М.: Энергоатом издат, 1989. Т. 1. 456 с.
2. Копылов И. П. Проектирование электрических машин / И. П. Копылов, Б. К. Клоков, В. П. Морозкин. М.: Высшая школа, 2005. 767 с.
3. Вольдек А. И. Электрические машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы / А. И. Вольдек, В. В. Попов. СПб.: Питер, 2008. 320 с.
4. Расчет двигателя постоянного тока. Методические указания к выполнению курсовой работы / П. Г. Петров, Е. А. Третьяков; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2014. 43с
5. СТП ОмГУПС
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчеты главных размеров двигателя. Выбор и определение параметров обмотки якоря. Проверка магнитной цепи машины, также расчет параллельной обмотки возбуждения, щеточно-коллекторного узла и добавочных полюсов. Конструкция двигателя постоянного тока.
курсовая работа [852,4 K], добавлен 30.03.2011Проектирование двигателя постоянного тока с мощностью 4,5 кВт, степенью защиты IP44. Выбор электромагнитных нагрузок. Расчет обмотки якоря, магнитной цепи, обмотки добавочных полюсов. Рабочие характеристики двигателя со стабилизирующей обмоткой и без нее.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.05.2014Размеры, конфигурация и материал магнитной цепи машины. Выбор размеров сердечников якоря, главных и добавочных полюсов. Определение необходимого количества витков обмотки якоря, коллекторных пластин и пазов с целью разработки двигателя постоянного тока.
курсовая работа [242,8 K], добавлен 16.09.2014Расчет машины постоянного тока. Размеры и конфигурация магнитной цепи двигателя. Тип и шаги обмотки якоря. Характеристика намагничивания машины, расчет магнитного потока. Размещение обмоток главных и добавочных полюсов. Тепловой и вентиляционный расчеты.
курсовая работа [790,3 K], добавлен 11.02.2015Конструкция двигателя постоянного тока. Сердечник главных плюсов, тип и шаг обмотки якоря. Количество витков обмотки, коллекторных пластин, пазов. Характеристика намагничивания двигателя. Масса проводов обмотки якоря и основные динамические показатели.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 21.05.2012Электромагнитная мощность генератора постоянного тока, выбор числа пар полюсов и коэффициента полюсной дуги. Расчет обмотки якоря и магнитной цепи, построение характеристики холостого хода. Определение магнитодвижущей силы возбуждения при нагрузке.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 27.10.2011Расчет двигателя постоянного тока: главные размеры машины; параметры обмотки якоря, коллектор и щеточный аппарат; геометрия зубцовой зоны. Магнитная система машины: расчет параллельной обмотки возбуждения; потери и коэффициент полезного действия.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 06.09.2012Аналитический расчет коллекторного двигателя постоянного тока с возбуждением от феррит бариевых постоянных магнитов. Определение размеров двигателя. Подбор обмотки якоря. Расчет параметров коллекторов и щетки. Потери и коэффициент полезного действия.
курсовая работа [241,5 K], добавлен 31.05.2010Данные двигателя постоянного тока серии 4А100L4УЗ. Выбор главных размеров асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Расчет зубцовой зоны и обмотки статора, конфигурация его пазов. Выбор воздушного зазора. Расчет ротора и магнитной цепи.
курсовая работа [4,8 M], добавлен 06.09.2012Основные этапы проектирования электрического двигателя: расчет параметров якоря и магнитной системы машины постоянного тока, щеточно-коллекторного узла и обмотки добавочного полюса. Определение потери мощности, вентиляционных и тепловых характеристик.
курсовая работа [411,3 K], добавлен 11.06.2011