1. Конструкція електричної машини постійного струму

1. 1. Спрощений розрахунок магнітної системи

Нижче наведене визначення габаритів магнітної системи електричної машини (ЕМ) та деяких ії параметрів.

Конструкція машини постійного струму складається з елементів: ротор (1), колектор з щоточним апаратом (2), вал (3), головні (4) та додаткові (5) полюси, станина (6), щити (7).

1. Загальні дані (рис.1.1):

N - порядковий номер студента у групі.

D=12+N - діаметр якоря, см.

L=8+N - довжина якоря, см.

d_B=0,2D - діаметр валу, см.

2р=2 - кількість полюсів.

Z = D - кількість зубців (ціле число).

2. Повітряний проміжок:

δ=0,1N - повітряний проміжок, мм.

Ф_Я = ατLB_δ 10 ^{– 4} - робочий магнітний потік, Вб,

де α =0,65 - коефіцієнт полюсного перекриття;

τ= πD/(2p) - полюсне ділення, см;

B_δ =0,7…0,8 - магнітна індукція у повітряному проміжку, Тл (Вб/м²).

3. Зубці якоря:

- висота зубца якоря, см.

- ширина зубца якоря, см.

4. Якор:

- площина січення якоря, через яку проходить половина робочого магнітного потоку, см².

- довжина магнітної силової лінії якоря, см.

5. Головний полюс (рис.1.2):

- площа січення головного полюса, см²,

де B_m=1,4 - магнітна індукція в головному полюсі, Тл;

σ = 1,1…1,25 - коефіцієнт розсіяння магнітного потоку головного полюса.

l_m =L - довжина головного полюса, см.

h_m = 0,4D - висота головного полюса, см.

b_m = S_m/ (к_ст l_m) - ширина головного полюса, см.

к_ст=0,95 - коефіцієнт заповнення сталі магнітної системи головного полюса.

6. Станіна (рис.1.1):

В_С=1…1,4 - магнітна індукція станіни , Тл.

- площа перетину станіни, через яку проходить половина робочого магнітного потоку, см².

L_C=L+0,6- довжина станіни вздовж осі ротора, см.

h_C = S_C /L_C - товщина станіни, см.

d_c= D+2h_m+2δ - внутрішній діаметр станіни, см,

де h_m – висота головного полюса, см.

l_CM = π(d_C + h_C)/2p +h_C - довжина магнітної силової ліній станіни, см.

7. Магнітна індукція в елементах машини постійного струму:

В_δ = 0,7…0,8 Тл – повітряного проміжка.

В_Z = 1,2…2,0 Тл – зубців якоря.

В_Я = 1,0…1,6 Тл – осердя якоря.

В_m = 1,2…1,7 Тл – головного полюса.

В_Ст = 1,2…1,7 Тл – станіни.

8. Накреслити у масштабі з вказівкою відповідних розмірів на аркуші 210*297 мм конструкцію ЕМ згідно рис.1.1.

1.2. Розрахунок кривої намагнічування магнітної системи машини постійного струму

Таблиця 1.1. Крива намагнічучої сили сталі

В, Тл	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0
Н, А/см	0,44	0,67	0,90	1,33	2,17	4,44	14,1	59,8	181	883

1. Задатись 8 точками магнітного потоку Ф_Яі ,( і=1,2,…,8), в диапазоні Ф_Яі = (0,1…1,3)Ф_Я.

2. Для кожного значення магнітного потоку розрахувати відповідні величини магнітної індукції:

- магнітна індукція повітряного проміжку, Тл.

- напруженість магнітного поля повітряного проміжку, А/м (тут , Г/м).

- магнітна індукція зубців ротора (вважаємо, що весь магнітний потік проходить через зубци і не заходить у пази, що справедливо, якщо магнітна індукція в зубцах не перевищує 1,8 Тл; для реальних машин ця індукція в зубцах може досягти до 2,6 Тл, і тоді розрахунки ускладнюються), Тл.

- магнітна індукція осердя якоря, Тл.

- магнітна індукція головного магнітного полюса, Тл.

- магнітна індукція станіни, Тл.

3. Для магнітних індукцій по кривій B=f(H), отриманій з табл. 1.1, визначити відповідні значення напруженості магнітного поля .

4. Розрахувати відповідні значення н.с.

.

5. Побудувати функціональну залежність Ф_Я = f(F₀).

Звіт повинен вміщувати:

1. Розрахунок розмірів магнітної системи та параметрів ЕМ.

2. Конструкцію ЕМ постійного струму у відповідному масштабі на аркуші 210*297 мм або менше на основі індивідуально визначеннх розмірів магнітної системи ЕМ. Для цього використати конструкцію ЕМ постійного струму показану на рис.1.1.

3. Розраховану функціональну залежність Ф_Я = f(F₀). Математичну апроксимацію кривої Ф_Я = f(F₀) у вигляді формули

та ,

де К₁₁-K₂₃ – постійні коефіцієнти, а F₀ –намагнічуюча сила, (А∙витки).