7. Расчет коллектора и щеток

Диаметр коллектора:

Принимаем,

Коллекторное деление:

Коллекторное деление тепловозных электрических машин должно быть не менее 0,004 м при толщине изоляции между пластинами

Толщина коллекторной пластины:

Высота коллекторной пластины:

Окружная скорость коллектора:

Число щеточных бракетов обычно берется равным числу полюсов. Ток, протекающий через щетки бракета:

Плотность тока под щеткой принимается в зависимости от выбранной марки щеток (табл. 3 [1]). Выбираем марку щетки ЭГ-2А (2х12,5)х40х60.

Площадь контактной поверхности щеток бракета:

Щетки ТЭД разрезные, установлены в одни ряд вертикально.

Суммарная ширина контакта щетки и коллектора для ТЭД:

Площадь контакта пары щеток с коллектором:

Количество пар щеток в одном щеточном бракете:

Общее количество щеток для ТЭД:

Щеточное перекрытие для ТЭД:

Суммарная площадь соприкосновения щеток одного бракета с коллектором:

Фактическая плотность тока под щетками:

Площадь поперечного сечения петушков коллектора:

Полная длина коллектора:

8. Расчет магнитной цепи

Целью расчета магнитной цепи является определение намагничивающей силы главных полюсов, необходимой для создания основного магнитного потока. При этом следует учитывать допустимые значения магнитной индукции по участкам магнитной цепи (табл. 4[1]).

Намагничивающая сила, требующаяся для проведения магнитного потока через воздушный зазор, составляет не менее 60% всей намагничивающей силы главных полюсов ТГ, а для ТЭД эта величина достигает 80%. Необходимо тщательно подходить к выбору параметров воздушного зазора, т.к. может оказаться, что малое значение магнитной индукции в зазоре приведет к недоиспользованию магнитных свойств стали в остальных участках магнитной цепи и, как следствие, к увеличению размеров машины и ее веса. Одновременно с этим при слишком большой магнитной индукции в воздушном зазоре может оказаться, что отдельные участки магнитной цепи находятся в насыщении и не способны провести требуемый магнитный поток. При расчете воздушного зазора учитывается то, что магнитные силовые линии сгущаются над зубцами и разрежаются в зоне пазов.

Основной поток главного полюса:

Полный поток главного полюса:

- коэффициент рассеивания магнитного потока.

Магнитная индукция в воздушном зазоре:

Из опыта проектирования тепловозных электрических машин зазор между полюсами и якорем определяется по выражению:

Зазор под краями полюсного башмака:

Эффективный воздушный зазор:

- эффективный коэффициент зазора.

Коэффициент зазора:

Намагничивающая сила воздушного зазора:

Сердечник якоря набирают из отдельных листов электротехнической стали толщиной 0,0005 м и марок Э12, Э13, Э22, Э310, Э320, Э1300 и других.

Традиционно принято расчет параметров зубцов вести по сечению зубца на 1/3 высоты от его основания.

Индукция в зубце на 1/3 его высоты:

– коэффициент заполнения сердечника сталью.

Коэффициент ответвления магнитного потока в пазе:

Расчетная индукция в зубце:

- магнитная постоянная;

- напряженность магнитного поля в зубцах при магнитной индукции(находится по табл. 5[1]).

Намагничивающая сила зубцовой зоны якоря:

- напряженность магнитного поля в зубцах при магнитной индукции

Начальное значение индукции сердечника якоря выбирается по табл. 4[1]).

Якорь тягового электродвигателя выполняется сплошным, внутри располагаются вал диаметром и вентиляционные каналы в два ряда диаметром

Строительная высота сердечника якоря ТЭД:

Индукция сердечника якоря:

Расчетная длина средней магнитной силовой линии в сердечнике якоря на один полюс:

По табл. 5[1] находятся значения напряженности магнитного поля в сердечнике якоря

Намагничивающая сила сердечника якоря:

Расчетная полюсная дуга:

Длина сердечника полюса:

Ширина сердечника полюса:

- коэффициент рассеивания магнитного потока главных полюсов;

- магнитная индукция в сердечнике полюса, принятая по табл. 4[1]), Тл.

Высота сердечника полюса:

В соответствии с выбранным материалом сердечника главного полюса по табл. 5[1] или 6[1] определяется напряженность магнитного поля в сердечнике главного полюса

Намагничивающая сила сердечника главного полюса:

Остов тягового электродвигателя отлит из стали марки 25JIс последующей термообработкой.

Для принятого материала станины по табл. 4[1] принимаем величину магнитной индукции в станине, по табл. 7[1] или 8[1] находим значение напряженности магнитного поля

Длина станины ТЭД:

Площадь поперечного сечения станины:

- коэффициент рассеивания магнитного потока в станине;

- магнитная индукция в станине, Тл (выбирается по табл. 4[1]).

Минимальная высота стенки станины:

Средняя длина магнитной силовой линии в станине, приходящаяся на один полюс:

Намагничивающая сила станины:

Суммарная намагничивающая сила главных полюсов:

«Коэффициент насыщения» машины:

Полная намагничивающая сила реакции якоря: