3_ПЗ. Магнитная цепь машины. Размеры конфигурация, материал

• Название: Магнитная цепь машины. Размеры конфигурация, материал
• Дата: 15.01.2022
• Размер: 1.45 Mb.
• Имя файла: 3_ПЗ.docx
• Тип: Документы; #331431
• страница: 1 из 15

Оглавление

Введение 5

2 Магнитная цепь машины. Размеры конфигурация, материал 6

2.1 Главные размеры 6

2.2 Сердечник якоря 8

Рисунок 1 – Эскиз листа якоря 9

2.3 Сердечник главных полюсов 9

Рисунок 2 – Эскиз листа главного полюса двигателя 11

2.4 Сердечник добавочных полюсов 11

2.5 Станина 12

3 Обмотка якоря 13

3.1 Тип и шаг обмотки якоря. Количество витков обмотки, коллекторных пластин, пазов 13

3.2 Обмотка якоря с овальными полузакрытыми пазами 16

Рисунок 3 – Эскиз паза якоря 20

4 Обмотка добавочных полюсов 20

5 Стабилизирующая последовательная обмотка главных полюсов 23

6 Характеристики намагничивания машин 24

6.1 Уточнение магнитного потока 24

6.2 МДС для воздушного зазора между якорем и главным полюсом 24

6.3 МДС для зубцов при овальных полузакрытых пазах якоря 25

6.4 МДС для спинки якоря 26

6.5 МДС для сердечника главного полюса 27

6.6 МДС для зазора в стыке между главным полюсом и станиной 27

6.7 МДС для станины 28

Рисунок 4 – Характеристика намагничивания 31

7 Параллельная обмотка главных полюсов 31

8 Размещение обмоток главных и добавочных полюсов 33

8.1 Параллельная обмотка главных полюсов 33

8.2 Стабилизирующая последовательная обмотка 33

8.3 Обмотка добавочных полюсов 34

Рисунок 5 – Эскиз расположения катушек в межполюсном окне двигателя 34

9 Щетки и коллектор 35

10 Коммутационные параметры 37

11 Номинальный режим 39

12 Рабочие характеристики 41

13 Регулирование частоты вращения 43

13.1 Регулирование частоты вращения вверх 43

13.2 Регулирование частоты вращения вниз 44

14 Тепловой и вентиляционный расчеты 46

14.1 Тепловой расчет. Потери в обмотках и контактах щеток 46

14.2 Обмотка якоря 46

14.3 Обмотка добавочных полюсов 49

14.4 Параллельная обмотка главных полюсов 50

14.5 Коллектор 51

14.6 Вентиляционный расчет 51

15 Масса и динамические показатели 53

Заключение 55

Список используемой литературы 56

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 57

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 61

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Спецификация 62

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Спецификация якорь 64

Введение

Двигатели постоянного тока обладают большой глубиной регулирования частоты вращения и сохраняют во всём диапазоне регулирования высокий коэффициент полезного действия. Несмотря на то, что при традиционной конструкции они в 2 – 3 раза дороже асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором их применяют во всех тех случаях, когда их свойства имеют решающее значение. Двигатели постоянного тока находят применение в металлообрабатывающих станках, с их помощью приводятся в действие прокатные станы. Крановые двигатели находят применение в приводах различных подъёмных механизмов. Двигатели постоянного тока широко используются в электрической тяге, например, на магистральных электровозах, в качестве рабочих двигателей на тепловозах, на пригородных электропоездах, в метрополитенах, на трамваях, троллейбусах и т.д. Двигатели постоянного тока используют для привода во вращение гребных винтов на морских судах. Они используются в автомобилях, тракторах, самолётах и других летательных аппаратах, где имеется питание на постоянном токе.

Конструкция двигателей постоянного тока сложнее и стоимость их выше, чем асинхронных двигателей, однако благодаря указанным свойствам удельный вес их в общем выпуске электрических машин не снижается, а наоборот, имеет тенденцию к повышению. Особенно эта тенденция проявляется в течение последних десятилетий в связи с развитием и широким внедрением автоматизированного привода, а также с освоением тиристорных устройств, создающих возможность питания двигателей постоянного тока от сети переменного тока. Вместе с тем развитие статических преобразователей влечет за собой соответствующее сокращение выпуска генераторов постоянного тока.

2 Магнитная цепь машины. Размеры конфигурация, материал

2.1 Главные размеры

Проектирование двигателя постоянного тока начинается с определения главных размеров: наружного диаметра якоря D_н2 и длины сердечника якоря l₂. Предельно допускаемая величина наружного диаметра корпуса D_н1max зависит от высоты оси вращения h.

2.1.1 Высота оси вращения

Так как заданием на проектирование значение высоты h не регламентировано, то его предварительно выбираем из табл. 10-1 [1].


2.1.2 Максимально допустимый наружный диаметр корпуса и сердечника якоря

Максимально допустимый наружный диаметр корпуса определяется по формуле (1-27) [1]



где h – высота оси вращения; h₁ – высота между корпусом двигателя и фундаментом, которая определяется по графику рис. 1-3 [1].



Для машин постоянного тока с монолитной станиной, являющейся частью магнитопровода, максимально допустимый наружный диаметр определяется по формуле (1-29) [1]:



Наружный диаметр сердечника якоря D_н2 определяется по графику
D_н2=f (D_н1) рис. 10-1 [1] с учётом того, что количество главных полюсов 2p при h≥ 112 мм равно 4:



Расчетные значения диаметров не превышают предельно допустимых значений D_н1max и D_н2max, указанных в таблице 10-3 [1].

2.1.3 Коэффициент отношения ЭДС к напряжению и коэффициент отношения тока якоря к току машины

Для двигателей значение коэффициента k_н принимают из графика зависимости рис.10-2 [1], а коэффициента k_т принимают из графика зависимости рис.10-3 [1]:




2.1.4 Предварительное значение КПД

Предварительное значение КПД ηʹ для двигателей может быть принято на уровне средних энергетических показателей выпускаемых машин рис. 10-4 [1].


2.1.5 Расчетная мощность

Расчетная мощность для двигателей постоянного тока рассчитывается по формуле (1-25) [1]:

Принимаем изоляцию класса нагревостойкости F.

Для определения второго главного размера – длины сердечника якоря по формуле (1-32) [1] находят расчетную длину сердечника lʹ₂, при этом задаются предварительным значением электромагнитных нагрузок Aʹ₂ и Bʹ_δ, а также расчетным коэффициентом полюсной дуги αʹ.

Так как h ≤ 200 мм, то применяют полузакрытые овальные пазы со всыпной обмоткой якоря из проводов круглого поперечного сечения.

С помощью графиков рис. 10-5 [1] находим средние значения Aʹ₂ и Bʹ_δ, а на рис. 10-6 [1] – αʹ
2.1.6 Линейная нагрузка обмотки якоря

Так как графики составлены для частоты вращения 1500 об/мин, а по заданию номинальная частота вращения 1000 об/мин, то необходимо полученный результат умножить на коэффициент k₄ из табл. 10-5 [1]:



2.1.7 Максимальное значение магнитной индукции в воздушном зазоре

По аналогии с п. 2.1.6 необходимо полученный результат умножить на коэффициент k₅ из табл. 10-5 [1]:


2.1.8 Коэффициент полюсной дуги



2.1.9 Расчетная длина сердечника якоря

Лист якоря представлен в Приложении 2.

2.1.10 Отношение 

Определение главных размеров сводится к выбору соотношений этих
размеров λ.


2.1.11 Максимальное значение_max

Отношение  целесообразно выбирать таким, чтобы оно приближалось к _max, указанному на рис. 10-7 [1], но не превышало его.