2. Електромагнітний розрахунок двигуна

Розрахунок головних розмірів однофазного колекторного двигуна

виконуєть згідно вихідних даних прийнятих з техніко-економічних

обґрунтувань:

Вихідні дані до розрахунку

= 220 В - номінальна напруга живлення;

=50 Гц - номінальна частота живлення;

=1000 Bт - номінальна потужність;

= 3200 об/хв - номінальна швидкість обертання вала двигуна;

- приймаю попереднє значення ККД. з табл. 1.

2.1. Розрахунок основних розмірів

2.1.1.Електромагнітна потужність

.

2.1.2.Діаметр якоря

де А= 13000 А/м – лінійне навантаження якоря;

= 0,46 Тл – індукція в повітряному проміжку;

=0,6÷0,7 = 0,66 – коефіцієнт полюсного перекриття.

Приймаємо згідно з ГОСТ6636-69.

2.1.3. Розрахункова довжина якоря

2.1.4.Полюсна поділка

2.1.5.Дійсна полюсна дуга

2.2 Розрахунок обмоткових даних якоря

Вибираємо просту хвильову обмотку з кількістю паралельних гілок

.

2.2.1. Частота перемагнічування сталі якоря

Гц.

Коефіцієнт потужності двигуна приймаємо рівним 0,8 при

2.2.2. Магнітний потік в повітряному проміжку.

Вб.

2.2.3.Струм якоря

2.2.4. Кількість провідників обмотки якоря

.

2.2.5. ЕРС якоря при навантаженні

2.2.6. Кількість пазів якоря

2.2.7. Кількість колекторних пластин

де U_n- кількість секцій в пазу, приймаємо рівним 2.

2.2.8. Найменше число колекторних пластин

2.2.9. Кількість витків секції

приймаємо .

2.2.10.Остаточна кількість провідників обмотки якоря

2.2.11. Кількість провідників в пазу

2.2.12. Остаточне лінійне навантаження якоря

2.3 Розрахунок зубцевого шару якоря і провідників обмотки якоря

2.3.1. Перший частковий крок

2.3.2. Другий частковий крок та крок по колектору.

Розрахунок зубців, пазів, провідників обмотки якоря.

2.3.3. Площа поперечного перерізу провідника

де вибираємо за кривими рис.1.8. [5]

попередньо визначивши номінальний момент

Вибираємо провід марки ПЭЛ. Діаметр голого провідника ізольованого,площа поперечного перерізу.

2.3.4. Уточнюємо кінцеву густину струму:

2.3.5. Зубцева поділка

.

2.3.6. Мінімальна ширина зубця

- коефіцієнт заповнення пакета якоря сталлю.

Рис. 2. Ескіз грушоподібного пазу.

2.3.7. Площа пазу

де вибираємо відповідно до діаметра ізольованого провідника [2].

Висота шліца, приймаємо

2.3.8. Головні розміри грушоподібного паза

2.3.9. Висота шліца

2.3.10. Висота паза

2.3.11. Ширина шліца

2.3.12. Діаметр вала

2.3.13. Висота ярма якоря

2.3.14. Перевірка магнітної індукції в ярмі якоря

Магнітна індукція в ярмі якоря не повинна перевищувати допустиме значення оскільки значення, то ми продовжуємо розрахунок.

2.3.15. Середня довжина провідника обмотки якоря

2.3.16. Опір обмотки якоря в нагрітому стані, при

де -коефіцієнт, який враховує збільшення опору обмотки при нагріванні її віддо.

2.4 Розрахунок колектора та щіток

2.4.1. Попереднє значення діаметру колектора

приймаємо остаточне значення діаметру колектора

2.4.2. Колекторна поділка

2.4.3. Товщина колекторної пластини

де - товщина міканітової ізоляції між колекторними пластинами.

2.4.4. Колова швидкість колектора

2.4.5. Попереднє значення площі поперечного перерізу щітки

,

де .

2.4.6. Ширина щітки

Приймаємо стандарту ширину щітки

2.4.7. Довжина щітки

Приймаємо стандарту довжину щітки

2.4.8. Висота щітки

Приймаємо стандарту висоту щітки (щітки електрографітові

ЭГ-4)

2.4.9. Уточнюємо значення густини струму під щітками

2.4.10. Активна довжина колектора

2.4.11. Повна довжина колектора

де - діаметр голого провідника якоря.

2.4.12. Ширина зони комутації

,

де

2.4.13. Ширина зони комутації не повинна перевищувати допустиме значення

.

2.4.14. Швидкість обертання якоря

2.4.15. Середнє значення реактивної ЕРС у комутованій секції обмотки якоря

;

де

;

2.4.16. Обчислюємо середню довжину силової лінії поперечного поля якоря у

міжполюсному просторі машини

2.4.17. Середнє значення ЕРС реакції якоря

2.4.18. Результуюча ЕРС у комутованій секції якоря

2.4.19. Трансформаторна ЕРС у комутованій секції якоря