4. Расчет обмотки якоря
Длина лобовой части витка:
(4.1)
Средняя длина полувитка обмотки якоря:
(4.2)
где –длина якоря, приближенно для машин без радиальной вентиляции .
Полная длина проводников обмотки якоря:
(4.3)
Сопротивление обмотки якоря при температуре 20 °С:
(4.4)
Сопротивление обмотки якоря при температуре 75 °С:
(4.5)
Масса меди обмотки якоря:
(4.6)
Расчет шагов обмотки:
Шаг по коллектору :
(4.7)
Первый частичный шаг :
(4.8)
где å – дробное число, с помощью которого Y1 округляется до целого числа
5. Определение размеров магнитной цепи
Высота спинки якоря (см. рис. 3.1):
(5.1)
Магнитная индукция в спинке якоря:
(5.2)
где – площадь поперечного сечения спинки якоря с учетом аксиальных каналов диаметром d.
Предельно допустимое значение магнитной индукции в спинке якоря Bj =1.4¸1.45 Тл.
Ширина выступа полюсного наконечника:
(5.3)
где из п. 1.13.
Ширина сердечника главного полюса:
(5.4)
Индукция в сердечнике:
(5.5)
где для четырех полюсной машины.
Для стали 3411 предельно допустимая индукция
Размеры главного полюса показаны на рис. 5.1
Рис. 5.1 Полюсный наконечник главного полюса.
Сечение станины:
(5.6)
где ВС – индукция в станине, ВС = 1,3 Тл.
Длина станины:
(5.7)
Высота станины:
(5.8)
Наружный диаметр станины:
(5.9)
Внутренний диаметр станины:
(5.10)
Высота главного полюса:
(5.11)
где d – воздушный зазор; d = 0,0018
6. Расчетные сечения магнитной цепи
Сечение воздушного зазора:
(6.1)
Длина стали якоря:
(6.2)
Минимальное сечение зубцов якоря:
SZ из п. 3.7
Сечение спинки якоря:
(6.3)
Сечение сердечников главных полюсов:
(6.4)
где
Сечение станины:
из п. 5.5
7. Средние длины магнитных линий
Воздушный зазор:
Коэффициент воздушного зазора, учитывающий наличие пазов на якоре:
(7.1)
Расчетная длина воздушного зазора:
(7.2)
Зубцы якоря:
(7.3)
Спинка якоря:
(7.4)
Сердечник главного полюса:
Воздушный зазор между главным полюсом и станиной:
(7.5)
Станина:
(7.6)
8. Индукция в расчетных сечениях магнитной цепи
Индукция в воздушном зазоре:
(8.1)
Индукция в сечении зубцов якоря:
(8.2)
Индукция в спинке якоря:
из п. 5.1
Индукция в сердечнике главного полюса:
из п. 5.4
Индукция в станине:
(8.3)
где для четырех полюсной машины;
9. Магнитное напряжение отдельных участков магнитной цепи
Таблица 9.2 - Расчёт характеристики намагничивания
Расчётная величина
| Расчётная формула
| Ед. изм.
| 0,5Fdн
| 0,75Fdн
| Fdн
| 1,1Fdн
| 1,15Fdн
| 1,2Fdн
| ЭДС
| E
| В
| 53,35
| 80
| 106,7
| 117,4
| 122,7
| 128
| Магнитный поток
|
| Вб
| 0,006
| 0,009
| 0,012
| 0,0132
| 0,0138
| 0,0144
| Магнитная индукция в воздушном зазоре
|
| Тл
| 0,305
| 0,457
| 0,61
| 0,67
| 0,7
| 0,732
| МДС воздушного зазора
| Fd =1,6∙106 BdLd
| А
| 1054,45
| 1581,67
| 2108,9
| 2319,39
| 2425,235
| 2530,68
| Магнитная индукция в зубцах якоря
| Bz =Kz Bd
| Тл
| 0,805
| 1,21
| 1,61
| 1,77
| 1,85
| 1,93
| Напряжённость магнитного поля в зубцах якоря
| Hz
| А/м
| 140
| 410
| 3600
| 11700
| 16400
| 23700
| Магнитное напряжение зубцов
| Fz =2Hz Lz
| А
| 5,6
| 16,456
| 144,49
| 469,6063
| 658,25
| 951,2539
| Магнитная индукция в спинке якоря
|
| Тл
| 0,465
| 0,6975
| 0,93
| 1,023
| 1,0695
| 1,116
| Напряжённость магнитного поля в спинке якоря
| Hj
| А/м
| 73
| 96
| 205
| 252
| 282
| 320
| Магнитное напряжение в спинке якоря
| Fj =Hj Lj
| А
| 2,26
| 3,39
| 14,53
| 4,972
| 5,198
| 5,424
| Магнитный поток главного полюса
| Fг =sг Fd
| Вб
| 0,007275
| 0,01091
| 0,01455
| 0,016
| 0,0167
| 0,0175
| Магнитная индукция в сердечнике главного полюса
|
| Тл
| 0,55
| 0,825
| 1,1
| 1,21
| 1,256
| 1,32
| Напряжённость магнитного поля в сердечнике главного полюса
| Hг
| А/м
| 81
| 136
| 213
| 246
| 261
| 283
| Магнитное напряжение сердечника главного полюса
| Fг =2Hг Lг
| А
| 13,467
| 22,61
| 35,41
| 40,90
| 43,395
| 47,053
| Магнитная индукция в воздушном зазоре между главным полюсом и станиной
| Bс п =Вг
| Тл
| 0,55
| 0,825
| 1,1
| 1,21
| 1,256
| 1, 32
| Магнитное напряжение воздушного зазора между главным полюсом и станиной
| Fс п =1,6∙106 BгLс п
| А
| 102,6313
| 153,947
| 205,4
| 225,789
| 234,373
| 246,315
| Магнитная индукция в станине
|
| Тл
| 0,65
| 0,98
| 1,30
| 1,43
| 1,50
| 1,56
| Напряжённость магнитного поля в станине
| Нс
| А/м
| 535
| 898
| 1590
| 2300
| 2890
| 3560
| Магнитное напряжение станины
| Fc =Hс Lс
| А
| 93,827
| 157,49
| 278,852
| 403,37
| 506,844
| 624,348
| Суммарная МДС на пару полюсов
| FS =Fd +Fz +Fj+Fг +Fc n +Fc
| А
| 1272,235
| 1935,563
| 2787,58
| 3464
| 3873,295
| 4405,07
| МДС переходного слоя
| Fdjz =Fd +Fz +Fj
| А
| 1060,05
| 1601,52
| 2267,9
| 2793,97
| 3088,68
| 3487,358
| По данным таблицы 9.2 строится переходная характеристика Bδ =f(FδZj ) рис. 9.1.
Рисунок 9.1 Характеристика холостого хода и переходная характеристика
|