6. Расчет якоря

При расчете обмотки якоря задаем:

а) допустимое значение реактивной ЭДС коммутации ;

б) число витков в секции ТЭД ;

в) напряжение между коллекторными пластинами ;

г) ток в параллельной ветви обмотки якоря .

Число пар полюсов в зависимости от диаметра якоря определяется по диаграмме рис. 3.

Полюсное деление окружности якоря:

Рисунок 3. Число пар полюсов в зависимости от диаметра якоря

Предварительное значение магнитного потока:

ЭДС тягового электродвигателя:

Якорная обмотка укладывается в пазы на внешней цилиндрической поверхности якоря. Два проводника обмотки, заложенные в пазы и соединенные между собой, образуют виток. Для повышения токовой нагрузки применяются многоходовые обмотки.

Эксплуатация тепловозных электрических машин показала, что для условий тяги наиболее целесообразно применять петлевую обмотку.

Число параллельных ветвей:

- число ходов обмотки; для тепловозных машин

Число проводников обмотки в параллельной ветви:

Общее число проводников обмотки якоря:

Принимаем

Число пазов, в которые уложена обмотка, определяется по зависимостям рис. 4. Для петлевой обмотки оно должно быть четным.

Рисунок 4. Зависимость числа пазов якоря ТЭД от его диаметра.

Определяем число пазов, в которые уложена обмотка ().

Число проводников обмотки якоря в пазу:

Принимаем число проводников в пазу

Уточненное число проводников обмотки якоря:

Число коллекторных пластин:

Для обеспечения симметрии и возможности укладки петлевая обмотка должна удовлетворять следующим условиям:

Расположение секционных сторон и порядок соединения секций между собой и с коллекторными пластинами устанавливается шагами обмотки (рис. 5).

Рисунок 5. Схемы петлевых обмоток якоря: а – одноходовой; б – двухходовой.

Шаг обмотки по пластинам коллектора:

Шаг обмотки по пазам:

Число элементарных пазов в реальном пазе:

Первый частичный шаг обмотки по элементарным пазам:

- укорочение или удлинение шага; берется минимальным так, чтобы величинабыла целым числом.

Второй частичный шаг по элементарным пазам:

Электромашинная постоянная:

Напряжение между коллекторными пластинами:

- коэффициент, учитывающий возможное превышение напряжения над номинальным.

Ток в проводнике обмотки якоря при номинальной нагрузке:

Объем тока в пазу:

Фактическая линейная нагрузка:

Фактор коммутации:

Плотность тока в проводнике обмотки якоря:

- фактор нагрева.

Предварительное значение поперечного сечения проводника обмотки якоря:

При вертикальном расположении проводников в пазу якоря и с учетом того, что поперечное сечение отдельного стержня якорной обмотки , геометрические размеры меди выбираются по табл. 2[1].

Выбираем геометрические размеры меди:

Количество стержней в секции обмотки:

– площадь поперечного сечения стержня, мм².

Уточненная площадь поперечного сечения проводников:

Фактическая плотность тока:

Сечение проводника уравнительного соединения:

Выбираем геометрические размеры проводника уравнительного соединения:

По ширине паза толщина изоляции провода ПДА составляет

Прокладки между витками из микаленты толщиной

корпусная изоляция из микаленты толщиной в три слоя () в половину нахлеста витков. Защитная стеклолента допуск на распущение изоляции на укладку

Общая толщина изоляции по ширине паза:

- количество проводников, расположенных по ширине паза, равное числу элементарных пазов в реальном пазе.

По высоте паза толщина прокладок на дне паза и под клином

; высота клина, но не более ширины паза. Допуск на распущение изоляции, на укладку. Толщина изоляции провода ПДА, корпусная изоляция и защитная стеклолента те же, что и по ширине паза.

Общая высота изоляции по высоте паза:

- количество проводников, расположенных по высоте паза, численно равное.

Ширина паза:

Высота паза:

Отношение должно быть в пределах 3…5.

Зубцовое деление по поверхности якоря:

Зубцовое деление по основанию зубцов:

Зубцовое деление на 1/3 высоты зубца:

Расчетная ширина зубца у основания:

Толщина зубца на 1/3 высоты:

Общая длина проводников обмотки якоря:

- длина стороны витка с учетом лобовых частей, м.

Вес меди обмотки якоря:

- удельный вес меди.

Активное сопротивление обмотки якоря при 15°С:

Сопротивление обмотки при 100°С:

- температурный коэффициент сопротивления меди.