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

36. Размеры станины

Поперечное сечение станины

где индукция в станине Вс1 в машинах для продолжительного ре­ жима работы принимается в пределах 1,0 — 1,4 Т, а в машинах для кратковременного режима этот предел может быть повышен до 1,5 Т.

Осевая длина станины (в сантиметрах) обычно: у станины с отъемными полюсами (рис. 1.13, а)

/1 = /0 + (3 -5 ),

у шихтованной станины (рис. 1.13, б)

к = к-

Высота станины

Ас і= 7 7 -. см> k2ll

где /0 берется из позиции 4; Ф0 — из позиции 8; о — из позиции 35. В случае шихтованной станины

^2 = 0,95;

Е случае цельной стальной станины

ft = 1,0 .

37.Эскиз магнитной системы машины (в масштабе)

Из эскиза магнитной системы машины окончательно опреде­ ляются средние длины путей (в сантиметрах) магнитного поля в каждом участке:

38.М. д. с. для воздушного зазора

Коэффициент воздушного зазора

t2+ 10а

4 + 1 0 6 '

50

М.д. с. для воздушного зазора

р6= і , б а д . і о * ,

где В6 берется из позиции 3; t2 и Ъ32— из позиции 21; б — из по­ зиции 33.

39.М. д. с. для зубцов якоря

Индукция (в теслах) по трем сечениям зубцов якоря в случае прямоугольного или круглого паза

Bèh .

■ ®з2мин :

0,936з2

по высоте определяется только одно значение индукции и удель­ ной м. д. с. в зубце.

40. М. д. с. для сердечника якоря

41.М. д. с. для сердечников полюсов

М д. с. для сердечника якоря

М. д. с. для станины

^cl

где Фб берется из позиции 8; а — из позиции 35; k 2, /гс1 и lt — из позиции 36; Ьс1 — из позиции 37; # с1 — из кривой намагничи­ вания рис. 1.30 или 1.31.

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

иотъемными полюсами

Индукция в зазоре стыка

Вс6 = Віи Т.

М. д. с. для воздушного зазора в стыке

Fce= l,6 ß n6c-101,

где Вп берется из позиции 41; длина эквивалентного воздушного зазора в месте стыка при шлифованных поверхностях соприкосно­ вения станины и полюса может быть в среднем принята:

бс = 0,0035-4-0,0040 см.

44. Характеристика холостого хода мащины

Под характеристикой холостого хода машины понимается за­ висимость э. д. с. якоря от тока или м. д. с. возбуждения при посто­ янной скорости вращения и токе якоря, равном нулю.

С помощью этой характеристики определяются: у электродви­ гателей — характеристики скорости и вращающего момента, у генераторов — внешняя характеристика.

Расчет характеристики холостого хода машины для удобства обычно сводится в табл. 1.3. В основной столбец ее, соответствую­ щий номинальной э. д. с. якоря Е, вписываются значения полезного

.поля в воздушном зазоре и индукций отдельных участков магнит­ ной системы из позиций 2, 8, 39, 40, 41, 42 и 43. Остальные столбцы таблицы заполняются значениями этих величин, измененными про­ порционально величинам э. д. с.

52

Далее для каждого участка магнитной системы машины по со­ ответствующим значениям индукции и кривым намагничивания рис. 1.30 и рис. 1.31 определяются удельные м. д. с. и вписываются в соответствующие строку и столбец табл. 1.3.

Таблица 1.3

ІіЕ

Величина

0,5£ 0,8£ £ 1,15В 1,3£

Фе

Bö

Взгтш В32ср

Язамакс

ВС2

Вп

Всі

Всб

^ЗЙМИН Н32Ср

^зймако

иН32MHH“Г"4 //з2ср~Ь Нзгмакс "

Я32- б

Яса

Яп

Ясі

Fs — 1,65б^бб-101 Я33 = Я 32і-32

FС2 = Я С2^-С2

Вп — FIaL n

Fсі — Я С1І С1

Fcs = 1,6В сббс - ІО4

F a = 2 F

Затем производится умножение удельных м. д. с. на средние длины соответствующих участков. Сложение этих произведений дает общую м. д. с. возбуждения на пару полюсов:

= ^6 + ^з2 + FсЗ + ^п.+ ^cl ~Ь V

Наконец, строится характеристика холостого хода (рис. 1.15).

E = f(FB).

53

45. М. д. с. реакции якоря

Реакция якоря в машинах постоянного тока, оказывающая оп­ ределенное влияние на рабочие свойства машины, в общем случае может проявляться в виде: а) поперечной составляющей м. д. с,, якоря Fq, б) продольной составляющей ее F^ и в) продольной м. д. с. добавочных коммутационных токов короткозамкнутых секций об­ мотки якоря при ускоренной или замедленной коммутации тока

вних FK.

Вмашинах постоянного тока без добавочных полюсов и поло­ жении щеток на геометрической нейтрали процесс коммутации тока

П о п е р е ч н а я составляющая м. д. с. якоря Fq определяется по так называемой переходной характеристике машины

D Л Р й + Р з 2 )

B&= f ------------ .

построение которой производится по данным табл. 1.3. Определение Fq показано на рис. 1.14, где прямоугольник abdc

с основанием Ь0А 2 передвигается вправо так, чтобы площади за­ штрихованных криволинейных треугольников были равны, тогда искомая поперечная м. д. с. якоря на пару полюсов будет

Fq= 2тп.

В случае двухколлекторного генератора в произведении Ь0А 2 под величиной А 2 понимается суммарная линейная нагрузка двух обмоток якоря.

П р о д о л ь н а я составляющая м. д. с. якоря Fp возникает вследствие самопроизвольного сдвига щеток с геометрической ней­ трали по механическим причинам и неточностям установки и в ма­

54

шинах малой мощности возникает благодаря смещению нейтраль­ ной точки обмотки с геометрической нейтрали при замедленной

определяется отдельно для каждой обмотки якоря и затем сумми­ руется.

55

46. Полная м. д. с. возбуждения машины при нагрузке на пару полюсов

П о с л е д о в а т е л ь н о е возбуждение электродвигателей

1-7. РАСЧЕТ ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ

Расчет обмоток-возбуждения электродвигателей и генераторов постоянного тока заклібчйется в определении числа их витков на полюс и сечения провода и соответствующем размещении обмотки на сердечниках полюсов.

Электродвигатель последовательного возбуждения

47. Число витков последовательной обмотки возбуждения на полюс

где / , берется из позиции 2; FB— из позиции 46.

56

48.Сечение и диаметр провода обмотки возбуждения

Предварительно

Я \= Ц -, мм2, h

где / 2 берется из позиции 2; —• предварительное значение плот­

ности тока в обмотке возбуждения, выбираемое по кривым рис. 1.16 в зависимости от режима работы, типа исполнения и вращающего момента электродвигателя, определяемого в позиции 16.

49.Окончательная плотность тока в проводнике обмотки возбуждения

/! = — , А /мм2,

Яі

где / 2 берется из позиции 2; qx — из позиции 48.

50.Сопротивление последовательной обмотки возбуждения

внагретом состоянии при Я°С

rc = kQ 2pW c^cpi , Ом;

5700qx

где 2р — число полюсов машины; Wz берется из позиции 47; q1 — из позиции 48; k@ = 1 + 0,004 (-б- — 20) — коэффициент, учиты­ вающий увеличение сопротивления обмотки при нагревании ее от 20 до -б0 С; /ср1 — средняя длина витка обмотки возбуждения, оп­ ределяемая по эскизу расположения обмотки на полюсе, см.

В случае отъемных полюсов (рис. 1.13, а) внутренний периметр катушки возбуждения определяется размерами поперечного сечения сердечника полюса Ьп и /п; в случае же шихтованной станины, (рис. 1.13, б) нужно размер Ъп увеличить на величину (Ь0 — ЬП)12 для того, чтобы было возможным надевание катушки на сердечник полюса со стороны полюсного наконечника. Здесь Ь0 берется из позиции 6; Ьп и /п — из позиции 35.

57

51. Падение напряжения в обмотке возбуждения

Дt/j. = /агс, В,

где'/2 берется из позиции 2; гс — из позиции 50.

Полученная здесь величина э. д. с. Е не должна отличаться от предварительного значения ее в позиции 2 более чем на + 3%. При большем отклонении ее от предварительного значения и для получения заданной скорости вращения нужно внести поправку в величину требуемой м. д. с. возбуждения электродвигателя. Для этого по полученному в данной позиции значению э. д. с. Е и харак­

После этого производится окончательный перерасчет величин позиций 47, 50, 51 и 52.

53. Потребная площадь окна для размещения обмотки возбуждения на полюсе

Q; , мм3,

где f = 0,82 н~ 0,88 — коэффициент, учитывающий возможные

неточности намотки рядов проволоки в катушке; Wz берется из позиции 47; dla — из позиции 48.

54. Фактическая площадь окна для размещения обмотки возбуждения

0 с~(1Л-^-1>2) Qc, мм2,

где Q'c берется из позиции 53.

На основании этих данных и выбранной конструкции магнитной системы производится размещение обмотки возбуждения и уточне­ ние высоты сердечника полюса.

Электродвигатель и генератор параллельного возбуждения

55. Сечение и диаметр провода обмотки возбуждения

Сечение qx определяется по формуле:

<7і= *ѳ pF вЕрі , мм2,

5700U

58

где U берется по заданию; р — из позиции 6; FB— из позиции 46; k e — из позиции 50; /ср1 — средняя длина витка обмотки возбуж­ дения определяемая так, как указано в позиции 50, см.

По ГОСТ из приложения I окончательно выбираются ближай­ шие сечение и диаметр провода:

Яі= • • ■'< di/din= . . •

56. Плотность тока в обмотке возбуждения

/х = — , А/мм2,

где / ш берется из позиции 2; qx — из позиции 55.

Величина плотности тока в обмотке возбуждения, в зависимости от режима работы и вращающего момента машины, должна соот­ ветствовать данным рис. 1.16. Если полученная в этой позиции плотность тока не вполне согласовывается с данными рисунка, то нужно соответственно несколько изменить величину тока возбуж­ дения / ш, предварительно принятого в позиции 2.

57. Число витков обмотка возбуждения на полюс

где / ш берется из позиции 2 с уточнением в позиции 56; FB— из позиции 46.

58. Размещение обмотки возбуждения на сердечнике полюса

Это размещение обмотки производится так же, как указано

впозициях 53 и 54.

59.Сопротивление обмотки возбуждения в нагретом состоянии

где 2р — берется из позиции 6; -qx — из позиции 55; Ѵ?ш— из по­ зиции 57; Lcpi уточняется после размещения обмотки возбуждения на сердечнике полюса.

Полученное здесь сопротивление обмотки возбуждения должно при заданном напряжении машины определять установленное в по­ зиции 56 значение тока возбуждения

А.

1-8. ПОТЕРИ И КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ МАШИНЫ

Потери в электродвигателях и генераторах постоянного тока малой мощности слагаются из следующих видов потерь:

1) потери в обмотках якоря и возбуждения машины;

59