Коллектор и щётки

Диаметр коллектора

см.

Окружная скорость коллектора при номинальной и максимальной частоте вращения

м/с;

м/с.

Возможность сжатия миканитовых прокладок между коллекторными пластинами оценивается коэффициентом

.

Коллекторное деление

мм > 4,5мм

Толщина коллекторной пластины

мм,

где - толщина изоляции между коллекторными пластинами.

Контактная поверхность щеток одного щеткодержателя

см²,

где - плотность тока под щеткой,

- число щеткодержателей.

Принимаем j_Щ=10 А/см²; g=2p=4.

Ширина щетки ограничивается допустимой шириной коммутационной зоны

см.

По ГОСТ 12232-71 выбираем разрезную щетку размером 12,5x40 мм марки ЭГ-74A. На коллекторе устанавливаются две щётки по окружности коллектора 2х12,5мм и две по длине 2х40мм (n_Щ=2).

Щеточное перекрытие

Длина рабочей части коллектора

мм,

где учитывает расстояние между щетками по длине коллектора с добавлением на шахматное расположение щеток по коллектору и расстояние от краев коллектора до щеток . С учетом ширины петушка и кольцевой выточки , общая длина коллектора получается равной мм.

Высота коллекторной пластины

см

Примем см.

Приближенная масса меди коллектора

Ширина коммутационной зоны

см.

Отношение ширины коммутационной зоны к междуполюсному окну

;

при наличии компенсационной обмотки это значение является допустимым.

Воздушный зазор под главными полюсами при наличии компенсационной обмотки

мм.

Коэффициент воздушного зазора якоря

.

Коммутация и дополнительные полюса

Удельная магнитная проводимость паза

.

Среднее значение реактивной ЭДС за цикл коммутации

Пульсация тока при питании ТЭД от контактной сети постоянного тока принимается равной нулю. Поэтому дополнительная ЭДС, связанная с пульсацией тока, не определяется.

Примем длину дополнительного полюса короче длины сердечника якоря на 1 см: см.

Индукция под дополнительным полюсом

Т.

Зазор под дополнительными полюсами со стороны якоря выполняется на 2…4 мм больше, чем под главными полюсами. Примем мм.

Ширина наконечника дополнительного полюса

см.

Наконечник дополнительного полюса выполняется со скосами под углом 45° до ширины 8 см с целью получения плавной кривой коммутирующей ЭДС , наиболее приближенной к кривой реактивной ЭДС . При этом ширина равновеликого по площади прямоугольника, отражающего распределение индукции под дополнительным полюсом, примерно равна удвоенному зубцовому делению см.

Коммутирующий поток равен

Вб.

Поток рассеяния дополнительных полюсов в 2-3 раза превышает коммутирующий поток. Примем коэффициент рассеяния 3. Тогда поток дополнительного полюса будет равным

Вб.

Сечение дополнительного полюса принимается из условия, что индукция в нем В_wm не превышает значения

Т.

где - коэффициент перегрузки тягового двигателя по току в пусковом режиме.

Принимаем В_wm=0,69Т, тогда ширина сердечника дополнительного полюса

м = 5,2см.

Учитывая, что В_wm - индукция в сердечнике дополнительного полюса, а при выходе из сердечника в станину часть потока рассеивается и индукция уменьшается, для расчета намагничивающей силы, преодолевающей сопротивление второго воздушного зазора, принимается Т, т.е. в 2,4 раза меньше, чем в сердечнике.

Для снижения вероятности возникновения кругового огня на коллекторе при резких повышениях тока и уменьшения потока рассеяния дополнительных полюсов между станиной и дополнительными полюсами выполняется второй зазор, приблизительно равный первому зазору. Принимаем _wj=1,15см.

Современные тяговые двигатели электровозов выполняются с компенсационной обмоткой, значительно повышающей их эксплуатационную надежность.

Намагничивающая сила дополнительного полюса, необходимая для создания коммутирующего магнитного потока

где коэффициент зубчатости якоря для зазора

Первые две составляющие намагничивающей силы дополнительного полюса отражают падение магнитного потенциала в зазорах, третья составляющая - связана с компенсацией поля якоря, четвертая - с наличием компенсационной обмотки (значение определяется при расчете главной магнитной цепи).

Число витков катушки дополнительного полюса

.