Содержание

Вступление………………………………………………………….. 1 Выбор главных размеров……………………………………….… 2 Выбор обмотки якоря…………………………………….……….. 3 Расчет геометрии зубцовой зоны………………………….……... 4 Расчет обмотки якоря……………………………………….…….. 5 Определение размеров магнитной цепи…………………………. 6 Расчетные сечения магнитной цепи…………………………....... 7 Средние длины магнитных линий……………………………….. 8. Индукция в расчетных сечениях магнитной цепи……………... 9 Магнитные напряжения отдельных участков магнитной цепи... 10 Расчет параллельной обмотки возбуждения…………………..... 11 Коллектор и щетки…………………………………………….… 12 Коммутационные параметры…………………………………… 13 Расчет МДС обмотки возбуждения добавочных полюсов……. 14 Расчет обмотки добавочных полюсов………………. 15 Потери и КПД………………………………………… 16 Рабочие характеристики……………………………… 17 Рабочие характеристики двигателя со стабилизирующей обмоткой……………..…………………………………………………. 18 Тепловой расчет……………………………….…………………. 19 Вентиляционный расчет………………………………….……… Перечень рекомендуемой литературы…………………………….. Приложения……………………………………………….

4 5 11 16 22 23 26 27 29 31 41 46 48 51 55 57 61 67 72 82 85 86

ВСТУПЛЕНИЕ

Целью курсового проектирования является приобретение студентами навыков самостоятельного решения вопросов, связанных с:

– расчетом электрических машин и их конструированием;

– изучением государственных стандартов в области электрических машин;

– изучением современных методик проектирования электрических машин;

– применением ЭВМ для выполнения, как отдельных разделов, так и курсового проекта в целом.

Долгие годы основным учебником по данному разделу является учебник /Проектирование электрических машин: Учеб. пособие для вузов/ И. П. Копылов, Ф. А. Горяинов, Б. к, Клоков и др.; Под ред. И. П. Копылова. – М.: Энергия, 1980. – 496 с., ил./ Однако в нем не учтено появление современных ЭВМ, программное приложение которых широко используется в процессе расчета. Данные методические указания являются дополнением к указанному учебнику. В нем приведен пример расчета, взятый из него. Авторы постарались исправить некоторые опечатки, добавили комментарии по принимаемым решениям и показали, как некоторые расчеты наиболее удобно проводить в MathCAD. Основной текст пособия набран шрифтом Times New Roman. Комментарии и дополнения Times New Roman (курсив). В приложении приведены все необходимые справочные материалы.

1. Выбор главных размеров

Задание на проект.

Номинальная мощность Р_н = 7,5 кВт.

Номинальное напряжение U_н = 220В.

Номинальная частота вращения n_н = 1500 об/мин.

Высота оси вращения м.

Возбуждение параллельное:

а) без стабилизирующей обмотки;

б) со стабилизирующей обмоткой.

Исполнение по степени защиты IP 22

По способу охлаждения – самовентиляция (IC01).

Режим работы длительный.

Изоляция класса нагревостойкости – В.

Конструкция двигателя должна соответствовать требованиям ГОСТ на установочные и присоединительные размеры. (ГОСТ 13267 – 73), а также общие технические требования на машины электрические (ГОСТ 183 – 74).

За основу конструкции принимается машина постоянного тока серии П или 2П.

Дополнительные требования: рассчитать и сравнить рабочие характеристики двигателя без стабилизирующей обмотки и со стабилизирующей обмоткой.

1.1 Предварительное значение КПД электродвигателя выбираем по рисунку 1

η=84%.

Значение КПД по рисунку 1, является предварительным и служит для расчета потребляемого тока.

1.2 Ток электродвигателя (предварительное значение).

Рисунок 1 Зависимость КПД от мощности.

1.3 Ток якоря, принимая ток в шунтовой обмотке согласно таблицы 1 К_в=0,025 I_н

_{Таблица 1 – Значение коэффициентов Кв}

Мощность машины, кВт	До 1	1 – 10	10 – 100
Кв	0,2 – 0,08	0,1 – 0,025	0,035 – 0,02

1.4 Электромагнитная мощность

1.5 Диаметр якоря

Принимаем (см. таблицу 2).

Таблица 2 – Наружные и внутренние диаметры магнитопровода якоря с овальными пазами.

h, мм	90	110	112	132	160	180	200
, мм	90	106	110	132	156	180	202
, мм	24	28	38	50	55	60	65

1.6 Выбираем линейную нагрузку якоря по рисунку.2

1.7 Индукция в воздушном зазоре по рисунку. 3.

1.8 Расчетный коэффициент полюсной дуги по рисунку. 4

1.9 Расчетная длина якоря

При отсутствии радиальных вентиляционных каналов равно полной длине сердечника якоря.

1.10 Отношение длины магнитопровода к его диаметру.

.

Это отношение должно входить в пределы, указанные на рисунке 5. Если оно выходит за указанные пределы, то необходимо изменить линейную нагрузку А и индукцию в воздушном зазоре в пределах указанных на рисунке. 2 и

Рисунок 1 – Зависимость линейной нагрузки от диаметра якоря.

Рисунок 3. – Зависимость индукции в воздушном зазоре от диаметра якоря.

Рисунок 4 – Зависимость коэффициента полюсной дуги от диаметра якоря.

Рисунок 5 – Зависимость λ от диаметра якоря машин общего назначения. 1 – верхняя граница; 2 – нижняя граница

рисунке 3. Если это не помогает, то можно несколько изменить диаметр якоря. При этом надо иметь в виду, что увеличение диаметра якоря может привести к трудностям с размещением обмотки возбуждения, а уменьшение диаметра якоря уменьшает заполнение межполюсного окна и эффективность использования внутреннего объёма машины. Можно, также, попробовать изменить высоту оси вращения.

1.11 Число полюсов

Как правило, при высоте оси вращения 2p=2, при 2р=4

1.12 Полюсное деление

1.13 Расчетная ширина полюсного наконечника

1.14 Действительная ширина полюсного наконечника при эксцентричном зазоре равна расчетной ширине