ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

(ПГУПС-ЛИИЖТ)

Кафедра «Электрические машины»

Проектирование тяговых электрических машин

ПОСТОЯННОГО И ПУЛЬСИРУЮЩЕГО

ТОКА

Учебное пособие

к курсовому проектированию (с элементами исследований)

по дисциплине: «Тяговые электрические машины»

с примерами расчёта четырёхполюсного и шестиполюсного тяговых двигателей с компенсационной обмоткой

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2004

УДК 621.313.001.24

ББК 0232.1-048.9

ВВЕДЕНИЕ

ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ.

Курсовой проект по «Тяговым электрическим машинам» выполняется для развития навыков самостоятельного решения инженерных задач на основе теоретических положений о выборе параметров и конструировании тяговых электрических машин и перспективных направлений в развитии тягового электропривода.

Проектирование включает электромагнитный расчёт машины и конструктивную разработку, обеспечивающие в целом наиболее полное соответствие электрической машины поставленным требованиям в части тягово-энергетических свойств электроподвижного состава (э.п.с.), надёжности его работы в эксплуатации, массы установленного оборудования.

Задание на проектирование тяговой электрической машины включает:

1. назначение машины, номинальную и максимальную скорость э.п.с.;

2. род тока и напряжения, пределы измерения напряжения в режимах тяги и электрического торможения;

3. длительную и часовую мощность; мощность при максимальной скорости экипажа;

4. основные габаритные ограничения, связанные с шириной колеи и диаметром движущего колеса;

5. тип передачи;

6. систему вентиляции.

Необходимые для проектирования дополнительные данные выбираются студентом самостоятельно с соответствующим обоснованием.

Задание может содержать и дополнительные вопросы, касающееся детальной разработки конструктивных элементов тяговой электрической машины или уточнённых расчётов отдельных параметров; оптимизации некоторых величин.

Курсовой проект выполняется с использованием основной литературы по тяговым электрическим машинам [1], [3], [5] и проектированию тяговых машин [2], [4].

Содержание и оформление курсового проекта

Курсовой проект состоит из расчета и конструкторской разработки тягового двигателя, предназначенного для подвижного состава постоянного или выпрямленного тока.

В пояснительную записку входят расчеты:

1. параметров якоря (главных размеров якоря и коллектора, частоты вращения) и зубчатой передачи;

2. числа, формы и размеров пазов якоря и параметров обмотки с предварительным выбором числа полюсов;

3. размеров коллекторных пластин и щёток;

4. коммутационной напряжённости и дополнительных полюсов;

5. размеров магнитной цепи машины (главных полюсов, станины, сердечника якоря);

6. потенциальной напряженности коллектора и обоснование необходимости применения компенсационной обмотки;

7. компенсационной обмотки (в случае необходимости её применения);

8. потерь и к.п.д. машины;

9. вентиляционный и тепловой;

10. массы двигателя;

11. характеристик двигателя: магнитной Ф(I_в) и электромеханических n, М, (I) при полном и ослабленном поле.

Принимаемые значения отдельных величин в процессе проектирования должны быть обоснованы со ссылкой на литературу. На первой стадии проектирования целесообразно выбрать средние значения рекомендуемых величин: линейной нагрузки, плотности тока в обмотке якоря, индукции в воздушном зазоре, к.п.д. с тем, чтобы в дальнейшем в процессе поиска оптимального варианта тягового двигателя имелась бы возможность изменения этих величин в допустимых пределах. Требование оптимальности противоречиво, и поэтому расчет тяговой машины является многовариантным.

Курсовой проект оформляется в соответствии с требованиями ЕСКД (6) в виде пояснительной записки и чертежей (формата А1) продольного и поперечного разрезов тягового двигателя. Допускается в разрезах показать основные узлы, и характерные элементы машины.

Размерность числовых значений должна соответствовать международной системе единиц СИ. Допускается применение и некоторых внесистемных единиц, характерных для железнодорожного транспорта.

В текст записки должен входить следующий графический материал:

а) эскиз зубца и паза якоря с проводниками, изоляцией и клином;

б) эскиз магнитной цепи на один главный полюс с указанием централи и углубления остова в месте расположения моторно-осевых подшипников;

в) магнитная и электромеханические характеристики двигателя;

г) другие эскизы и графики, связанные с решением дополнительных задач.

Эскизы и графики должны быть выполнены карандашом на миллиметровой бумаге. На эскизах должны быть отмечены размеры основных элементов.