Вибір головних розмірів.
Попередньо значення коефіцієнта корисної дії по рис. 6-8
кВт
Приймаємо
Розрахункова потужність, кВт
1
кВт
Діаметр осердя якоря по рис. 8-5
м
м
Колова швидкість осердя якоря, м/с
2
м/с
для
якорів з 
Попереднє значення лінійного навантаження, індукції у повітряному зазорі і розрахункового коефіцієнту полюсної дуги по рис. 8-8, 8-9, 8-7 [1]
А/м
Тл
3
м
Округляючи
приймаємо 
м
Отримане
значення дає
можливість
прийняти
аксіальну
систему
вентиляції і
прийняти
довжину
осердя якоря 
Відношення між головними розмірами
4
Отримане
значення 
знаходиться
в допустимих
розмірах згідно
рис. 8-5
Число полюсів по рис. 8-10
5
Гц
Гц, ст.. 346
Полюсне ділення, м
6
м
Округлюючи
приймаємо 
м
Отримане
значення
знаходиться
в
оптимальних
межах 
м для
машин малої
та середньої
потужності.
Повітряний
зазор “
” по осі
полюса, м, по
рис. 8-17
м
Приймаємо
м
Згідно
рекомендації
приймаємо
ексцентричну
форму зазору,
тоді зазор
під краєм полюсного
наконечника 
, м
7
Еквівалентний
розрахунковий
зазор 
, м
8
м
Розрахункова
і дійсна 
полюсна
дуга при
ексцентричному
зазорі, м
9
м
Округлюючи
приймаємо 
м
Уточнене значення розрахункового коефіцієнту полюсної дуги
10
Вибір та розрахунок обмотки і пазів якоря.
Номінальний струм якоря, А
11
А
Необхідна
кількість
паралельних гілок
обмотки
якоря
визначається
із умови
допустимого
значення
струму
однієї гілки
(
А)
12
Приймаємо
просту
хвильову
обмотку 
Струм паралельної гілки обмотки якоря, А
13
А
Попереднє значення кількості ефективних провідників якоря
14
Приймаємо
Попереднє значення діаметра колектора, м
15
м
м
Попереднє значення кількості колекторних пластин
16
де 
–
кількість
витків в
секції
Приймаємо
Приймаємо
Вибраний діаметр колектора і кількості пластин перевіряємо по допустимому найменшому колекторному діленню, м
17
м
м
Попередня
кількість
пазів якоря 
при
відкритих
пазах
визначаємо з
врахуванням
оптимального
значення
зубцевого
ділення
18
де 
м, при 
м
19
Приймаємо
Кінцеве значення пазів осердя якоря
20
Приймаємо
Уточнюємо
раніше
прийняті
значення
наступних
величин 
, 
, 
21
,
що не виходить за межі 5% від раніше прийнятого значення
22
23
А/м
Кількість ефективних провідників в пазу
24
Перевіряємо обмотку по повному струму паза
25
А
А при 
м
Середнє значення напруги між колекторними пластинами
26
В 
В
Перевіряємо обмотку по умовам симетрії
–
–
–
Попереднє
значення
теплового
навантаження
визначаємо
по рисунку 8.8
А2/м3
Приймаємо
А2/м3
Густота струму
27
А/м2
Попереднє значення площі перерізу ефективного провідника
28
м2
Попереднє значення висоти пазу якоря приймаємо по малюнку 8.12
29
Приймаємо
Розміри
пазової
ізоляції
приймаємо
такими, як у
базовій
машині, клас
ізоляції 
м
м
м
Кріплення
обмотки
проводимо за
допомогою
спеціальної
стіклобандажної
стрічки, що
можливо при 
м та 
м/с
Висота
бандажної
канавки
лежить в
межах 
м
Приймаємо
м
Попереднє значення висоти провідника, м
30
де 
–
кількість
провідників
по висоті
пазу
м
вибираємо
номінальний
стандартний
розмір по
висоті 
м
Попередній розмір провідника по ширині паза, м
31
м
м
Згідно
з заданим
класом
ізоляції приймаємо
марку
проводу
ПЕТП-155 з двосторонньою
збільшеною
ізоляцією по
ширині і
висоті 
мм
Розрахункова
площа
перерізу 
м2
Розміри прямо кутового паза в штампі, м
32
м
приймаємо
м
33
м
приймаємо
де 
м – припуск
на штамповку
пазів
Зубцеві ділення і розміри зубця в трьох перерізах по висоті паза, м
34
м
35
м
36
м
37
м
38
м
39
м
Попереднє значення ЕРС обмотки якоря
40
по
таблиці 8.10
В
Попереднє
значення
магнітного
потоку 
в
повітряному
зазорі під
головними
полюсами, Вб
41
Вб
Найменший переріз зубців на полюс, м2
42
–
коефіцієнт
заповнення
пакета
сталлю,
таблиці 6.11
м2
Попереднє
найбільше
значення індукції
в зубцях 
, Тл
43
Тл
Уточнюємо густоту струму і теплове навантаження обмотки якоря, А/м2
44
А/м2
А2/м3
Довжина
лобової
частини 
і
його
середньої
частини 
, м
45
м
46
м
Де 
м – довжина
пазової
частини
обмотки
Опір
обмотки
якоря 
при 
і
при
розрахунковій
температурі 
в
залежності від
класу
ізоляції, Ом
47
Ом
48
де 
–
коефіцієнт
збільшення
опору при
робочій температурі
(таблиця
4.1
Ом
Кроки простої хвильової обмотки:
49
50
51
52
Маса міді обмотки якоря, кг
53
кг
Витрати маси міді при виготовлені обмотки якоря на проектну машину, кг
54
де 
–
коефіцієнт
використання
мідного
проводу при
виготовленні
обмотки
якоря для
базової
машини, кг
кг
Зменшення витрат мідного проводу при виготовленні обмотки якоря на проектну машину зрівняно з базовою, кг
55
кг
Розрахунок колектора та вибір щіток.
Уточнюємо колекторне ділення, м
56
м
Колова швидкість колектора перевіряємо по допустимій максимальній швидкості, м/с
57
м/с
Ширина нейтральної зони, м
58
м
Крайні межі ширини щітки, м
59
м
Для
електронного
двигуна з
середніми
умовами
комутації
вибираємо
електрографічні
щітки марки
ЕГ-4, які мають
стандартні
розміри 
(таблиця
П-34
м
м2
Кількість щіток на один щітковий бовт:
60
де 
приймаємо
Поверхня стікання всіх щіток з колектора, м2
61
м2
Уточнюємо значення густоти струму під щітками, А/м2
62
А/м2
63
м
Повна довжина колектора, м
64
м
Висота колекторної пластини, м
65
см
м
приймаємо
м
Середня товщина колекторної пластини, м
66
де 
м – товщина
ізоляції між
колекторними
пластинами, м
м
Маса міді колектора, кг
67
кг
Витрати колекторної міді на проектну машину, кг
68
– коефіцієнт
використання
при
виготовленні
базової
машини. 
кг
Зменшення витрат колекторної міді на проектну машину зрівняно з базовою, кг
69
кг
Еквівалентна типова магнітна провідність приведена до довжини якоря
70
Індукція в повітряному зазорі під додатковим полюсом, Тл
71
Ширина зони комутації, м
72
м
Ширина зони комутації не повинна перебільшувати нейтральної зони (8.82
Повітряний зазор під додатковим полюсом попередньо приймаємо
м
Ширина
наконечника
додаткового
полюса 
, м
73
м
Приймаємо 
м
Розрахунок ширини дуги наконечника головного полюса, м
74
м
Магнітний потік в повітряному зазорі під додатковим полюсом, Вб
75
Вб
Магнітний потік в осерді додаткового полюса, Вб
76
–
коефіцієнт
розсівання
Вб
Ширину
осердя
додаткового
полюса (
)
визначаємо
по рисунку 8.29
77
приймаємо 
78
м
Вибираємо
для осердя
додаткових полюсів
сталь 1211, листи
товщиною 1мм,
коефіцієнт
заповнення 
Розрахункова
індукція в
осерді додаткового
полюса (
)
перевіряємо
по
допустимому
значенню, Тл
79
м
Тл
Тл
Висота осердя додаткового полюса по рисунку 8.24
м
приймаємо 
м
Коефіцієнт повітряного зазору під додатковим полюсам
де 
–
коефіцієнт,
що враховує
наявність
пазів якоря
–
коефіцієнт,
що враховує
наявність
бандажних
канавок на
якорі
80
81
де 
–
м – ширина
бандажних
канавок;
м – висота
бандажних канавок,
приймаємо
такими ж, як у
базовій
машині
МРС котушки додаткового полюса, А
82
А
Кількість витків збудження додаткового полюса
83
приймаємо 
Попередня площа перерізу провідника котушки додаткового полюса, м2
84
де 
А/м2 –
приймаємо 
А/м2
м2
),
розмірами 
мм
Площа
перерізу
близька до
розрахункової
м2
Середня довжина витка котушки, м
85
де 
, 
– ширина та
довжина
полюса
м
(сторінка 365
приймаємо 
м
м – ширина
котушки
м
Опір обмотки додаткових полюсів в холодному стані і при розрахунковій робочій температурі, Ом
86
Ом
87
Ом
Маса міді додаткових полюсів
88
кг
Витрати мідної стрічки для виготовлення котушки додаткових полюсів, кг
89
–
коефіцієнт
використання
міді
кг
Зменшення витрат міді на проектну машину по зрівнянню з базовою, кг
90
кг
Маса сталі осердів додаткових полюсів, кг
91
Витрати електротехнічної сталі, кг
92
– коефіцієнт
використання
сталі
кг
Зменшення витрат сталі при виготуванні осердя додаткових полюсів зрівняно з базовим двигуном
93
Розрахунок магнітного кола.
Падіння напруги в якірному колі, В
94
Уточнене
значення ЕРС
обмотки якоря
,
магнітного
потоку 
, індукції
в
повітряному
зазорі 
95
В
96
Вб
97
Тл
Коефіцієнт повітряного зазору аналогічно пункту 4.14
98
99
100
МРС повітряного зазору на полюс, А
101
А
Вибираємо для осердя якоря холоднокатану сталь марки 2211, товщиною листів 0,5мм, коефіцієнт заповнення пакета сталлю по табл.. 6.11
Площа зубців якоря в трьох перерізах, м2
м2
102
м2
103
м2
Розрахункове значення індукції в трьох перерізах, Тл
104
– номер
перерізу
Тл
Тл
Тл
Зубцеві коефіцієнти
105
106
107
Напруженість магнітного поля в трьох перерізах визначаємо по табл.. П18
А/м
А/м
А/м
Розрахункове значення напруженості в зубцевій зоні якоря, А/м
108
А/м
Довжина магнітної силової лінії в зубцях для відкритих пазів, м
м
МРС зубців якоря на полюс, А
109
А
При
безпосередній
посадці
осердя на вал
внутрішній
діаметр
осердя 
дорівнює
діаметру
вала 
;
попередньо
визначаємо
діаметр вала,
м
110
м
приймаємо 
м
Висота спинки якоря, м
111
м
Діаметр
вентиляційних
канатів 
приймають
м, і при 
м,
розташовують
в один ряд
приблизно по
серединки.
приймаємо 
м
Діаметр розташування вентиляційних каналів, м
112
м
Кількість каналів
113
приймаємо 
Розрахункова площа перерізу спинки якоря, м2
114
м2
Індукція в спинці ярмі якоря, Тл
115
Тл
Напруженість в спинці якоря (по табл.. П18
А/м
Довжина середньої магнітної лінії в спинці якоря на один полюс, м
116
м
МРС спинки (ярма) якоря на полюс, А
117
А
Для осердя
головних
полюсів
вибираємо
сталь 3411, лист
товщиною 0,5мм;
коефіцієнт
розсіювання
приймаємо 
(стор. 355 ), довжина
осердя
полюса 
,
коефіцієнт
заповнення
сталлю по
табл.. 6.11 приймаємо
, індукцію
в осерді 
Тл (стор. 355
Ширина осердя головного полюса, м
118
м
приймаємо 
м
Уточнюємо значення індукції в осерді головного полюса, Тл
119
Тл
Напруженість в осерді головного полюса по таблиці П27
А/м
Довжина магнітної силової лінії полюса, м
м
МРС осердя головного полюса, А
120
А
Станину
виконуємо із
товстолистової
сталі Ст
Допустиме значення
індукції 
Тл
(сторінка 355
приймаємо 
Тл
Довжина ярма станини, м
121
м
приймаємо 
м
Висота ярма станини, м
122
м
приймаємо 
м
Уточнюємо індукцію в ярмі станини, Тл
123
Тл
По таблиці П25
А/м
Внутрішній 
і
зовнішній 
діаметри
станини, м
124
м
приймаємо 
м
125
Середня довжина середньої магнітної лінії в ярмі станини, м
126
м
МРС ярма станини на полюс, А
127
А
Сумарна МРС магнітного кола, А
128
А
МРС перехідного шару, А
129
А
Поперечна МРС якоря на полюс, А
130
А
Аналогічно
проводимо
розрахунки для
потоків
рівних 0,5; 0,8; 1,2
номінального
значення.
Результати
розрахунків
зведені в
таблицю , на
підставі
даних якої
будуємо
криву
намагнічування
та
перехідну
характеристику
рисунок
3
Розрахунок обмотки збудження головних полюсів.
По перехідній
характеристиці
визначаємо
індукції в
повітряному зазорі
під краями
полюсного
наконечника
Тл
Тл
Середнє значення індукції в повітряному зазорі під головними полюсами, Тл
131
Тл
Зменшення індукції від дії поперечної реакції якоря, Тл
132
Тл
По перехідній характеристиці визначаємо розмагнічуючу дію реакції якоря, А
133
А
МРС обмотки збудження головних полюсів, А
134
А
Середня довжина витка котушки збудження, м
135
де 
м – ширина
котушки в
залежності
від діаметра
якоря
(сторінка 358
м – радіус
закруглення
витка
приймаємо 
м
м
м
136
де 
–
коефіцієнт
запасу МРС
обмотки
збудження
м2
Обмотку збудження головних полюсів виконуємо із круглого проводу марки П F
м2
м
– діаметр
неізольованого
проводу
Кількість витків котушки головного полюса
137
де 
А/м2 –
допустима
щільність
струму
приймаємо 
А/м2
Номінальний струм обмотки збудження, А
138
А
Повна довжина проводу обмотки збудження, м
139
м
Опір
обмотки
збудження
головних полюсів
в
холодному
стані і при
робочій
температурі 
, Ом
140
Ом
141
Ом
Найбільший струм обмотки, А
142
А
Уточнюємо коефіцієнт запасу
143
Маса міді обмотки полюсів, кг
144
кг
Витрати мідного проводу при виготовленні котушок головних полюсів на проектну машину, кг
145
де 
–
коефіцієнт
використання
круглої
проволоки
при намотці
котушок
головних
полюсів базової
машини, кг
кг
Зменшення витрат міді на проектну машину зрівняно з базовою, кг
146
кг
Маса сталі осердя головних полюсів, кг
147
кг
Витрати сталі, кг
148
де 
–
Коефіцієнт
використання
сталі при
виготовленні
осердя
головних
полюсів
кг
Зменшення витрат електротехнічної сталі при виготовленні осердя головних полюсів, кг
149
кг
Визначення витрат потужності та коефіцієнта корисної дії.
Маса спинки якоря, кг
150
кг
151
кг
Втрати в сталі спинки якоря, Вт
152
де 
Вт/кг –
питомі
втрати в
сталі 2211
Вт
Втрати в сталі зубців якоря, Вт
153
Вт
Втрати на тертя щіток по колектору, Вт
154
де 
–
коефіцієнт
тертя щіток
по колектору
Па – тиск на
щітки
Вт
Втрати на тертя в підшипниках і на вентиляцію по рис. 8.30
Вт
Постійні втрати, Вт
155
Вт
Втрати в перехідному контакті щіток на колекторі, Вт
156
де 
В
Вт
Втрати в якірному колі, Вт
157
Вт
Втрати в обмотці додаткових полюсів, Вт
158
Вт
Додаткові втрати, Вт
159
Вт
Втрати в незалежній обмотці збудження
160
Вт
Втрати електричні, Вт
161
Вт
Сума втрат двигуна, Вт
162
Вт
Витрачена потужність двигуна, Вт
163
Вт
Корисна потужність двигуна, Вт
164
Вт
ККД двигуна без врахування втрат в незалежній обмотці збудження
165
Розрахунок та побудова робочих характеристик.
Робочі
характеристики
(
розраховуємо
при умові, що
напруга 
і
струм
збудження 
незалежно
від
навантаження.
Струм холостого ходу, А
166
167
Задаючись
декількома
значеннями струму
якоря від 
до 
визначаємо
ЕРС обмотки
якоря, В
168
де 
Результуюча
МРС при
умові, що
розмагнічуюча
дія реакції якоря
змінюється
пропорційно
струму якоря,
А
169
По кривій
намагнічування
визначаємо
магнітний
потік 
для
відповідного
значення 
Частота обертання якоря, хв-1
170
Змінні втрати, пропорційні струму якоря, Вт
171
Змінні втрати, квадрату струму якоря, Вт
172
Сумарні втрати, Вт
173
Витрачена потужність, Вт
174
Корисна потужність, Вт
175
Коефіцієнт корисної дії
176
Корисний обертаючий момент, Нм
177
Розрахунки розділу 8 проекту зведені в таблицю 2, по даним якої побудовані робочі характеристики двигуна.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L*10-3 |
F |
B |
H |
F |
B |
H |
F |
B |
H |
F |
||||
|
FZ | ||||||||||||||
|
FδZ | ||||||||||||||
|
