Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Ермолин Н.П. Расчет коллекторных машин малой мощности

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

24.10.2023

Размер:

9.48 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 / 2218 19 20 21 22 > Следующая >>>

37. Эскиз магнитной системы преобразователя (в масштабе).

Из эскиза магнитной системы преобразователя получаются следующие

средние длины		путей магнитного		поля на каждом	участке:		Lc, =	14 см;
Ln =	2ЛП= 2-1,4 = 2,8 см;		І б = 26 = 2-0.025 = 0,05 см; L32 =			2/гП =		2-1,3 =
—.2,6	см;
	■Я' (Ди« — 2/іпг		йСо)	л (4,95 —2-1,3 —0,67) _
	LС2 —	2Р		2	~	’	см.

38. М. д. с. для воздушного зазора. Коэффициент воздушного зазора

_ /2 + 106 _ 1,04 + 10-0,025

63, + 106 0,82 +10-0,025

М. д. с.

7=6 = 1,65бМ-10'> = 1,6-0,35-1,21 -0,025- ІО4 = 170.

39. М. д. с. для зубцов якоря. Индукция в сечении зубца1

		б 32—				0,35-1,04
		б 32—				0,93-0,25
				0,93&”2		0,93-0,25
М. д. с.				Fз2 — 7/ 32^.32— 18-2,6 — 47,
				Fз2 — 7/ 32^.32— 18-2,6 — 47,
где Я3= = 1 8 — для стали марки Э11 (кривая на рис.									1.30).
40.	М. д. с. для			сердечника		якоря.
Индукция		в сердечнике			якоря
				Ф6 104		0,88-10~3 ■ІО4
М. д. с.		ВС2 — 2- 0,93/іс2/0				2-0,93-0,67-5,0
М. д. с.				Fс» =		= 16-2,6 = 42,
				Fс» =		= 16-2,6 = 42,
где ЯС2 = 16 — для стали марки Э11 (кривая на рис.									1.30).
41. М. д. с. для сердечников полюсов.
Индукция		в сердечнике			полюса
		D fj —	Фв(М0»		0,88-10_ 3 -1,1-104		—	.	_
		D fj —		“	—	0,95-1,6-5,0	—		1,Z( 1
				!гфиІп		0,95-1,6-5,0
М. д. с.				Fn = HnLn = 8-2,8 «22,
				Fn = HnLn = 8-2,8 «22,
где Нп = 8 — для стали марки Э11 (кривая на рис.							1.30).
42.	М. д. с. для			станины.
Индукция		в станине

ФдО-Ю4 _ 0,88-10~3- 1,1-104

2kzhcllcl 2-1-0,5-8

М. д. с.

Т+і — 7/сіТ-сі = 8,2-14 = 115, где ЯС1 = 8,2 — для стали 10 (кривая на рис. 1.31).

170

43. М. д. с. для воздушного зазора в стыке между станиной н отъемными полюсами.

Индукция в зазоре стыка

Ясб = 5 п = 1,27 Т .

М, д, с,

/ 4 6 = І,6 Я сб6с -104 = 1,6-1,27-0,004-10* = 81.

44.Характеристика холостого хода преобразователя. Расчет этой характеристики производится по табл. 1.3 гл. 1.

45.М. д. с. реакции якоря.

Поперечная м. д. с. якоря. Так как эта м. д. с. определяется по переход^ ной характеристике рис. 1.14 путем перемещения вправо прямоугольника ßbcd с основанием bQ — Лв), то они в преобразователях обычно прлуг

чащтся небольшими и в данном примере состандягат Fq = }2.

Продрлрная ад д. р, якоря:

	ң	=	2bßА \|.j =	2 ■0,02'65 2;
	FßB		2bßAB — 2'0,02 - 55 ^ 2,
Коммутационная м. д.		с. якоря:
FK. Н — Ьк■НАП	1		I		іо~8^ =*
	+ ьон +				Ѵ н
■/0Н
	_____ 1_____				^ ■ ^ 7 .8 : ^ . 10- B\ = 2 I ,
*= 1,81-66-

	6 , 5 Н - 5 , 7 Ң - 1		1 ,3 2 -2 ,7 3 -IO- 8
F K . В “ b K . B ^ B	j	I 0 ,2 я - т а
	J 0B +' &0B + 1	Ѵ в

= 1,20-55 ------------ 1------------

- ) =

0,96 +

0 , 1 9 + 1

1 ,3 2 -3 ,4 2 -ІО- 8

где

^он — W C. нЧі''1 н Ѵ щ . н

3 - 2 ,73 - ІО“ 8-6 5 - 5 - 1,3

= 0 , 6 1 - 1 0-

Г;

'2Н

Н[

~ ’ 'w

Г\ (

щ. И —

1,5

0,066 Ом;

2/щ. Н

2- 11,3

Ѵ ѵ . .

Н _

0,63 _

■

10“

Г Н =

Ь щ .

940

= 0,67

Н ^ Н

0,066 -0,67- 1 0 -

7,2;

: 0Н

0 ,6 1 - 1 0 - 5

1,7а'н Д'н

1 ,7 -0 ,8 -7 ,2

6,5;

он ■

ДС/

щ. Н

1,5

i t i

"он	1' 7&нл н			1,7-0,7-7,2		= 5,7;
	ДUщ. н				1,5
Lов = ■"с. в^вл в^о^ідв		48-3,42-10“ 8-55-5-0,335					75,5-10—5 Г;
ІпВ					0,2
R щ .	в =	ДУщ. в			2,4 = 3,0 Ом;
		2-/щ. в		2-0,4
	Ѵ в		0,25
	Ѵ в		1450 =		0,172-10_3 с;
	'к. В		1450 =		0,172-10_3 с;
у4в — ^щ.в^в				3,0-0,172-10і-З		0,68;
				75,5-10“ 5
°ов :	1,7ав/1в			1.7-	2,0-0,68
°ов :	А Uщ . в				=	0,96;
	А Uщ . в				2Ä
	1,7&ВЛ в			1.7-	0,4-0,68
b0ß —					=	0,19,
	ДІ/щ.В				2,4
при ЭТОМІ					Ьн — 0,7
для щеток марки М-б.Оң = 0,8 В;					Ьн — 0,7	В;
для щеток марки ЭГ-8 ав =			2,0 В;		6В = 0,4 В.

Результирующая м. д. с. якоря преобразователя будет

FR — Fq — (FßН — Fßв) — ( F K H — Fк.в) =

=12 — (2 —2) — (21 —64) = 55.

46.Полная м. д. с. возбуждения преобразователя при нагрузке на пару

полюсов.

Э.д. с. якоря

=t/„ — Ät/2„ — At/щ. „ = 24— 1,4— 1,5 = 21,1 В,

тогда согласно характеристике холостого хода (рис. 1.15) получается

FB= F'p + FR = 570 + 55 = 625.

Расчет	обмотки возбуждения преобразователя
47. Сечение и	диаметр провода обмотки параллельного возбуждения
дш=	1,2 2 ^ £ £ і =	1,22 V f2.5LT = 0.1° мм2,
	5700 t/ Н	5700-24

где tcpi ~ 2 {bji -I- Іи Ч" 2бк) — 2 (1,6 + 5,0 + 2-1,2) Ä 18 см; при этом предварительно принято 6К = 1,2 см.

По ГОСТ 7262—54 из приложения I окончательно принимаем; <7ш= 0,113 мм2; djiJdux, ң = 0,38/0,44 мм,

провод марки ПЭВ-2.

172

48. Плотность тока в обмотке возбуждения

1	ш = —	0,8	= 7,1 А/мм2;
	Яш 0,113
при этом окончательно принято / ш =			0,8 А.
49. Число витков обмотки возбуждения на полюс
	Wui = —	= 625 = 390.
	2U		20,8

50. Потребная площадь окна для размещения обмотки возбуждения на полюсе

Wmd:	390-0.442
Ш и Ш . II	----------- т 92 мм?,
Qm '	----------- т 92 мм?,
	0,82

где принято f0 — 0,82.

51. Фактическая площадь окна для размещения обмотки возбуждения

Qm = (1,1 + 1,2) <3щ= 1,2.92= ПО мм»,

т. е. примерно

h'бк = 9,0-12 мм2.

Число витков в одном слое катушки по высоте сердечника полюса

т	,	А '—2б„	9 — 2-0,5
т		= --------- - -	----------— - 18.
		dm. з	0,44
Число слоев в катушке
		т!	390 22.
		т!	18

Окончательная толщина катушки

6К = ni"dm. „ = 22-0,44 к 10 мм.

Окончательная высота сердечника полюса будет

Ап = А' + 5 мм = 9 + 5 = 14 мм.

52. Сопротивление обмотки возбуждения в нагретом состоянии при

75° С
гш = 1,22 g P ^m/cpi =	1 22 2-390-18 я 27 QM
5700 qm	5700-0,113
и ток возбуждения
/ Ш= * Ѵ	24
гш	— = 0,89 А.
гш	27

173

Потери и к. п. д. преобразователя

53.

Потери в обмотках

якоря

возбуждения:

я м2н =

' т гт =

11 ,За

0,125 л

16,0

Вт;

/»мае =

/|в г*В

0.43100 =

16,0

Вт;

р м. ш =

/шТш = 0,89°»-27 =

21,3

Вт,

54.

Переходные потери в контактах щеток и коллектора:

Р к. UJ. ң =

^2 нД0 /щ. ң —

11,3-1,5=

17,0 Вт;

Рк. щ. в

ß =

0,4-2,4 =

0,96

Вт.

55. Потери на гистерезис и вихревые токи р стали якоря. Масса (вес)

стали:

C?pg — 5,5 (D„a — 2ЛПа)а ^о' № 3

~ 5,5 (4 ,9 5 -2 -1 ,3)а■5,0• 10

3 =

0,152 кг;

бэа =

7.8ztb"s2hnilD-Ю-з _

7ig. 15.0,25-1,3-5-10_3 =

0,19 кг.

Потери:

^са = Рс2

с2

°сз = 30,1 1,513-0,152= 10,4 Вт;

Р з г = / ’ 3 3

3 3 = 31,6-1,683-0,19= 17,0 Вт,

где

р‘- = Н ы ) + 2 -5р

— У = 2-4,1

125'

lOOj

100 +

+ 2.5-5.1 f— У = 30,1 Вт/кг;

І100/

Рзз =

,5е (А ] +

зр

А у =

.5 ■4.1 т

Л00'

юо/

\iooj

+ 3-5,1 / — У =

31,6

Вт/кг;

чоо/

ß -2 =

Ен

21,1

Т;

Sc2— =

1,41-----=1,51

с2

c2ß„

19,6

ß32 =

ß э2-А =

1,56

21,1

1,68 Т;

19,6

Е я

S Р с =

с2 + Р з г

= 10,4 +

17,4 =

27,8

Вт.

56.Механические потери в преобразователе:

Рт. щ-н = Вн/’щ- HSm. HÜK. н —

= 0,2-1,96-2-0.63 9,4 = 4,65 Вт;

174

Р-т. Щ. В — 11вРщ- В^ІД.В°І<- В ~

=0,25• 2,45■2• 0,08• 14,5 — 1,42 Вт;

	Рт. „ = kmGan -10_3 =	1,1 • 0,97• 7500• 10	3 = 8,0 Вт,
где принято	km = 1,1;
ба = —	+ DK. H Іц. Н +	Pit. В Ік. в ) Та' 10	3 ~
4

і-З

(4,952-5,0 + 2,42- 1,8 + 3,72-0,8)8,5-10_л я 0,97 кг;

Рт. n = 2D32/t3/0-lO_1‘l = 2-4,953-7500 -5,0-10~14 = 5,0 Вт;

Р мх — Р т . щн ~Г ^т. ІД В + Р т. п + Р т. в =

=4,65 +1,42 + 8,0 + 5,0 =19,1 Вт.

57.Общие потерн в преобразователе

Б Р = S o ( ^ М 2 Н " Ь Р М2 в + Р н . ш + Р ц . і д . н + Р к . щ . в + 2 Р с + Р м х ) =

= 1,08 (16,0+16,0 + 21,3 + 17,0 + 0,96 + 27,4+19,1)= 128 Вт.

58. Коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке преоб разователя

11= ■	-•100 =	180
11= ■	-•100 =	-•100 = 58,5%
Р В + £ Р		180+128

и потребляемый им ток от источника низшего напряжения

Р в + 2 Р	180+128
'н = -	= 12,8 А.
	24

Упрощенный тепловой расчет преобразователя

59. Превышение температуры якоря преобразователя. а. Полные потери в активном слое якоря

К 2 = (Д,2Н + Д,2в)	+ 2 Д = (16,0 +	16,0) ^ +
	/ср2	*1
	+	27,4 = 41,9 Вт.

б. Поверхность охлаждения активного слоя якоря

Sa X nDll2lo = Jt-4,95-5,0 = 78 см2.

в. Среднее превышение температуры якоря над окружающей средой

ДЭ,	м 2	41,9
ДЭ,	а' (1 + 0,lv2) Sa	76° С.
	а' (1 + 0,lv2) Sa	0,0024 (1 + 0,1 • 19,4)-78

175

ВО. Превышение температуры коллекторов преобразователя, а. Полные потерн на коллекторах:

	Рк. н — Рк. щ. н “I" Рт- щ. н — 17,0 -\|- 4,65 — 21,6 Вт;
	Рк. в ~	Р*- щ. в Н" ■Т’т. іц. в — 0,96 + 1,42 =					2,4	Вт.
б.	Поверхности	охлаждения коллекторов:
	S K. ң —		р\|1к. ң — эт-2,4-2,0 — 15,1				см-;
	■SK. в =		л£>к. в /к. в =	я -3,7- 0,8 = 9,3 см2.
в. Средние превышения температуры коллекторов над окружающей
средой:
	н —'		к. н			21,6		92' С;
	н —'							92' С;
	®к (1 + 0,1 Ѵ к . ң ) S K. н				0,008(1 + 0,1-9,4)15,1
		'к- в				2,4
		Р						18° С.
	в —' « к (1 +	0,1 ок. в ) S K. в						18° С.
	в —' « к (1 +	0,1 ок. в ) S K. в			0,006(1 + 0,1 - 1 4 ,5 )- 9 ,3
61.	Превышение	температуры обмотки				возбуждения		преобразователя.
а. Потери в одной			катушке обмотки возбуждения
		..	73м. ш	21,3		1П, D
		им. ш = ------ =		------ ~		Ю,7 Вт.
			2р	2
б. Поверхность охлаждения одной катушки обмотки возбуждения
So - 2 (ba + /п + 4бк) hK j- 2 (йп +					2б\|() бк —
	= 2 (1,6 +		5,0 + 4-1,0) 0,8 +		2 (1,6 + 2-1,0) 1,0 « 24,0 см2.

в. Среднее превышение температуры обмотки возбуждения над окру жающей средой

ДНШ= ^2+1 = — ^ — = 100° С. a0S0 0,0044-24

Упрощенный тепловой расчет машины дает только весьма приблизи тельную оценку теплового режима работы, так как он оперирует весьма ори ентировочными значениями коэффициентов теплоотдачи • соответствующих ее поверхностей.

ГЛАВА СЕДЬМАЯ

РАСЧЕТ УНИВЕРСАЛЬНЫХ КОЛЛЕКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МАЛОЙ МОЩНОСТИ

Универсальные коллекторные электродвигатели мощностью от нескольких единиц до сотен ватт имеют разнообразное применение. Они широко используются, например, в телеграфных аппаратах, в устройствах автоматики и телемеханики, в часовой промышлен ности и т. д. Эти же двигатели с одной обмоткой возбуждения на полюсах находят большое применение и в установках домашнего быта, как-то: в вентиляторах, швейных и полотерных машинах, пылесосах, мясорубках и др.

176

Универсальные коллекторные электродвигатели в принципе представляют собой двигатели последовательного возбуждения, работающие как от сети постоянного, так и сети переменного тока при ^одинаковой скорости вращения в режиме полной нагрузки. Они)’развивают относительно высокий вращающий момент и имеют ограниченные размеры и массу вследствие их быстроходности.

При очень малых мощностях эти двигатели иногда строятся на весьма большие скорости вращения. Так, например, в часовой промышленности для привода мелкого шлифовального инструмента встречаются универсальные коллекторные электродвигатели мощ ностью около 1 Вт при 30 000 — 40 000 об/мин.

Универсальный коллекторный электродвигатель малой мощно сти имеет шихтованную магнитную систему, собираемую из листо

вой

электротехнической

стали толщиной

0,35

или

0,5

мм,

(рис.

1.13, б), и две

обмотки

воз

буждения на полюсах (рис. 7.1). Одна обмотка,

с меньшим

числом витков

зажимами

«0»

и «оэ», предназначена для работы двигателя от

сети

переменного тока, а другая

включается до

полнительно последовательно с первой при ра

боте его от сети постоянного тока;

зажимы

дви

гателя в этом случае обозначены «0» и «=».

Увеличение числа витков обмотки

возбужде

ния при работе двигателя от

сети

постоянного

тока

вызывается

необходимостью

обеспечения

при

номинальной

мощности

той

же

скорости

Рис. 7.1. Схема

вращения, что и при работе от сети перемен

универсального

ного

тока. В самом деле, скорость вращения

коллекторного

двигателя

при

определенном

магнитном

поле

двигателя

в воздушном зазоре характеризуется электро

движущей силой

вращения. Эта э. д. с. при

работе

двигателя от

сети

переменного

тока

вследствие

наличия

нем

индуктивных

э. д. с. меньше, чем при работе от сети постоянного тока,

поэтому

в последнем случае скорость вращения

двигателя при

том же

поле была бы выше.

Для понижения этой скорости при работе двигателя от сети по стоянного тока до требуемой величины приходится усиливать поле полюсов посредством включения дополнительной обмотки возбуж дения.

7-1. ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Основой для расчета универсальных коллекторных электродви гателей малой мощности являются следующие данные:

полезная мощность Р 2, Вт;

напряжения питающих сетей Unc и /Упр, В; частота сети /у, Гц;

скорость	вращения п,	об/мин;
Г/г 7 З а к а з №	1495	177

режим работы продолжительный, кратковременный; исполнение двигателя закрытое, защищенное.

Универсальные коллекторные электродвигатели строятся обычно закрытого исполнения на напряжения сети переменного тока 127 и 220 В и сети постоянного тока ПО и 220 В.

7-2. ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ ДВИГАТЕЛЯ

Определение диаметра и длины якоря универсального коллек торного двигателя, как и в случае проектирования других машин, является также важнейшим этапом его расчета. Этот якорь имеет аналогичное устройство и технологию изготовления, как и выше рассмотренные машины постоянного тока.

1. Расчетная мощность электродвигателя

Если приближенно положить, что потери в обмотках и контак тах щеток малых универсальных коллекторных двигателей для продолжительного режима работы при питании их от сети перемен ного тока составляют в среднем около одной трети общих потерь, то расчетную мощность таких двигателей, как и рассмотренных

600 700 800 900 W00 ф В т

Рис. 7.2. Кривые к. п. д. универсальных коллекторных двигателей в зависимости от полезной мощности на валу

178

выше двигателей постоянного тока, можно определить по следую щей формуле:

р а==£/ 2= 2± Л р 2 Вт,

Зт]

где Р 2 — номинальная мощность электродвигателя по заданию, Вт; т) — к. п. д. двигателя, выбираемый по кривым рис. 7.2.

2. Ток и э. д. с. якоря при нагрузке

Величины тока и э. д. с. якоря при нагрузке универсальных коллекторных электродвигателей предварительно определяются по следующим формулам:

I =

Рг

А '

2T|£/npCoscp

Е= Т ~ = 'Ч г 1 и *рcos ф’ В’

где	Unp — номинальное					напряжение двигателя по заданию; г\| —
берется из позиции				1; cos ср — коэффициент мощности универсаль
ного	коллекторного				двигателя
при номинальной нагрузке, пред
варительно выбираемой						по	кри
вым рис. 7.3 в зависимости от
коэффициента трансформации /е
между		обмотками		возбуждения
и якоря k,			числа полюсов 2р и
отношения			здесь			— ча
стота		сети	переменного				тока;
/ 2 =	рп/60 — частота перемагни-
чивания стали якоря; п — ско
рость вращения якоря по за
данию.				коллектор
Универсальные
ные		электродвигатели					мощ
ностью до			150—200 Вт обычно
выполняются двухполюсными и
свыше этих			мощностей — четы
рехполюсными.
Коэффициент мощности дви
гателя		cos ср, как		показывают
кривые рис. 7.3, имеет оптималь								Рис. 7.3. Кривые cos ф =Tjj (k) уни
ные значения при				коэффициен				версального коллекторного двигателя
тах	трансформации					порядка
0,10 — 0,15			в случае		2р = 2 и			порядка 0,05 — 0,075 в случае
2р = 4;		поэтому для			получения			высокого cos ф целесообразно вы
бирать значение коэффициента трансформации /г в пределах:
0,10 — 0,25 — для					2р = 2;
0,05 — 0,10 — для					2р — 4.
1х/з 7*								179

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 / 2218 19 20 21 22 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ

#
29.10.20233.12 Mб10Ерзинкян Л.А. Приготовление и применение лечебного ацидофильного молока и молока Наринэ.pdf
#
29.10.20238.7 Mб8Ерин Б.Г. Контроль качества мостостроительных работ.pdf
#
30.10.202321.35 Mб15Ермолаев Н.Н. Механика грунтов. Основания и фундаменты.pdf
#
30.10.202323.7 Mб21Ермолаев Н.Н. Проектирование оснований и фундаментов справочное пособие.pdf
#
23.10.20236.67 Mб4Ермолаева Э.Н. Элементы численного анализа учеб. пособие.pdf
#
24.10.20239.48 Mб21Ермолин Н.П. Расчет коллекторных машин малой мощности.pdf
#
23.10.20238.12 Mб23Ермолов Р.С. Цифровые частотомеры.pdf
#
20.10.20238.24 Mб34Ермолов, Л. С. Основы надежности сельскохозяйственной техники учебное пособие.pdf
#
19.10.20232.64 Mб8Ерофеева, И. А. Импульсные устройства на однопереходных транзисторах.pdf
#
22.10.202311.43 Mб9Ерусалимский, Б. Л. Процессы ионной полимеризации-1.pdf
#
19.10.202314.28 Mб10Ерусалимский, Б. Л. Процессы ионной полимеризации.pdf