- •1 Расчетная мощность. Номинальная мощность аккумуляторной батареи
- •2 Главные размеры электродвигателя Соотношение мощности и частоты вращения
- •Основной магнитный поток на два полюса
- •3 Обмотка якоря
- •Плотность тока в обмотке якоря
- •Сопротивление обмотки якоря
- •4 Определение размеров паза
- •Высота второго участка зубцовой зоны
- •Расстояние между проводниками в пазу
- •5 Магнитная система электродвигателя
- •Высота первого участка зубцовой зоны
- •Высота третьего участка зубцовой зоны
- •Высота зубца
- •Длина корпуса
- •6 Расчет параметров обмотки возбуждения
- •Сопротивление обмотки возбуждения
- •Сопротивление катушки
- •Площадь сечения провода
- •Уточненное значение суммарного сопротивления обмотки якоря и возбуждения
- •Уточненное значение суммарного сопротивления цепи якоря
- •7 Рабочие характеристики
- •Мдс возбуждения на два полюса
- •Частота вращения якоря в режиме максимальной электромагнитной мощности
- •Суммарные механические потери
- •Частота перемагничивания стали
- •Сумма механических и магнитных потерь
- •Полезная мощность
- •Мощность, подводимая к стартеру
- •Кпд стартерного электродвигателя
- •8 Характеристики работы стартерного электродвигателя на двс
Плотность тока в обмотке якоря
(3.9)
меньше допустимого ([1], с. 76) значения 30106 А/м2.
Сопротивление обмотки якоря
(3.10)
Отношение
не выходит за рекомендуемые пределы (0,45 … 0,65).
4 Определение размеров паза
Форму и размеры паза выбираем из условия максимального его заполнения (для прямоугольного провода выбирают прямоугольный паз). Применяем полузакрытую форму паза, так как в открытых пазах затруднено крепление проводников обмотки якоря.
Рисунок 6 - Полузакрытый паз и его размеры с учетом технологических требований
Радиус закругления провода
(4.1)
Ширина паза
(4.2)
где Я = 0,0003 м - толщина изоляции паза.
Ширина прорези
aПРЗ = 0,6a = 0,63,0510-3 = 1,8310-3. (4.3)
Максимальный диаметр второго участка зубцовой зоны
(4.4)
где hПРЗ = 10-3 м - высота прорези.
Высота второго участка зубцовой зоны
(4.5)
Минимальный диаметр второго участка зубцовой зоны
D2min = D2max - 2h2 = 0,071 - 20,008125 = 0,055 м. (4.6)
Расстояние между проводниками в пазу
l = h2 - 2(b - OX). (4.7)
OK = 0,5bПЗ - Я - rПРВ - 0,0001 = 0,54,2510-3-0,310-3-1,410-3-0,0001 = 3,27210-4.
ON = 0,5a - rПРВ - 0,0001 = 0,53,0510-3-1,410-3-0,0001 = 1,27210-4.
OX = KN + rПРВ = 0,310-3+ 1,410-3 = 1,710-3.
l = h2 - 2(b - OX) = 8,12510-3 - 2(5,510-3 - 1,710-3) = 0,5510-3 м.
Минимальный размер зубцовой зоны
DЯmin = D2min - bПЗ = 0,055 - 0,00425 = 0,051 м. (4.6)
5 Магнитная система электродвигателя
Основной магнитный поток Ф составляет только часть потока, проходящего через полюс. Другая его часть Ф, называемая потоком рассеивания, ответвляется в междуполюсное пространство, не проходит через воздушный зазор и поэтому не участвует в преобразовании электрической энергии в механическую.
Рисунок 7 - Магнитная система стартерного электродвигателя
Требуемую для создания расчетного магнитного потока магнитодвижущую силу F обмоток возбуждения определяют суммированием падений магнитного потенциала на отдельных участках магнитной системы. В стартерных электродвигателях выделяют шесть участков:
- воздушный зазор (длина средней магнитной силовой линии L = 2),
- зубцовая зона (Lz = 2hz),
- спинка якоря (Lя);
- полюс (Lm = 2hm);
- корпус (Lj);
- зазор в стыке полюса с корпусом ( Lст = 2ст = 0,1 мм).
Расчетные диаметры на трех участках зубцовой зоны (в соответствии с рисунком 8):
Рисунок 8 - Полузакрытый паз прямоугольной формы, его форма и размеры
D1 = 0,5(DЯ + D2max) = 0,5(0,077 + 0,071) = 0,074 м; (5.1)
D2CP = 0,5(D2max + D2min) = 0,5(0,071 + 0,055) = 0,063 м; (5.2)
D3 = D2min - 0,5bПЗ = 0,055 - 0,54,2510-3 = 0,053 м. (5.3)
Высота первого участка зубцовой зоны
h1 = 0,5(DЯ - D2max) = 0,5(0,077 - 0,071) = 0,003 м. (5.4)
Высота третьего участка зубцовой зоны
h3 = 0,5bПЗ = 2,12510-3 м. (5.5)
Высота зубца
hZ = h1 + h2 + h3 = 0,003 + 0,008 + 0,002 = 0,013 м. (5.6)
Зубцовые шаги по наружному диаметру якоря и в расчетных сечениях зубца:
(5.7)
(5.8)
(5.9)
(5.10)
(5.11)
(5.12)
Ширина зубца в расчетных сечениях:
bZ = tz - aПРЗ = 0,0105 - 0,002 = 0,0085 м; (5.13)
(5.14)
b2max = t2max - bПЗ = 0,00972 - 0,00425 = 0,00547 м; (5.15)
b2CP = t2CP - bПЗ = 0,0086 - 0,00425 = 0,00435 м; (5.16)
b2min = t2min - bПЗ = 0,0075 - 0,00425 = 0,00325 м; (5.17)
b3 = t3 - 0,866bПЗ = 0,0072 - 0,8660,00425 = 0,00352 м. (5.18)
Коэффициент заполнения пакета статора сталью принимаем kСТЛ = 0,95.
Магнитные индукции в расчетных сечениях зубца:
(5.19)
(5.20)
(5.21)
(5.22)
(5.23)
Значение индукции B2max = 2,96 Тл не выходит за рекомендуемые [1, с. 76] пределы 1,8 … 3,0 Тл.
Зубцовые коэффициенты для расчетных сечений зубца:
(5.24)
(5.25)
(5.26)
(5.27)
(5.28)
Напряженность магнитного поля определяем по зависимостям, приведенным на рисунке 9.
Рисунок 9 - Зависимости B = f(H) при различных зубцовых коэффициентах
Для B1= 1,37 ТлH1= 1530 А/м.
Для B2min = 1,76 Тл H2min = 6500 А/м.
Для B2CP = 2,21 Тл и kz2cp = 1,1 H2min = 42000 А/м.
Для B2max = 2,96 Тл и kz2max = 1,43 H2max = 235000 А/м.
Для B3 = 2,73 Тл и kz3 = 1,15 H3 = 165000 А/м.
Средняя напряженность на втором участке
(5.29)
МДС для первого участка
F1 = 2h1H1 = 20,0031530 = 10 А. (5.30)
МДС для второго участка
F2 = 2h2H2 = 20,00812568250 = 1110 А. (5.31)
МДС для третьего участка
F3 = 2h3H3 = 20,002125165000 = 700 А. (5.32)
МДС для зубцовой зоны
FZ = F1 + F2 + F3 = 9 + 1110 + 700 = 1720 А. (5.33)
Принимаем длину воздушного зазора = 0,0007 м. Коэффициент воздушного зазора
(5.34)
МДС для воздушного зазора
(5.35)
где 0 = 410-7 Гн/м - абсолютная магнитная проницаемость воздуха.