Лифанов - расчет эл. машин малой мощности

гдеPa – расчётная мощность, а

ΩH –

номинальная угловая частота вращения.

При этом

P

≈

P2H

−0,8P

1−

η

; Ω

H

=

πnH

.

(3.16)

a

η

2H

η

30

Расчётная длина якоря (см. рис. 3.3 б)

lδ

= λK Da , м.

(3.17)

Диаметр выходного конца вала

d0

=

kПM

, м.

(3.18)

0,2τ ДОП

Здесь kП – коэффициент перегрузки; М – полезный момент на валу,

M = 9,55 P2H ,

(3.19)

nH

касательного напряжения зависит от материала вала:

τ ДОП = 58 106 Па

для стали 4ОХ;

(3.20)

τ ДОП =107,8 106 Па

для стали Х17Н2.

(3.21)

Диаметр под пакетом якоря (см. рис. 3.3 а)

dВ = (1,3...1,5)d0 .

(3.22)

3.4. Обмотка якоря, коллектор и щётки

Ток и ЭДС якоря электродвигателя

Pa

I

=

P2H

, A; E =

B,

(3.23)

ηU

a

a

Ia

гдеη – заданная величина КПД.

Сечение проводников обмотки якоря

q

=

Ia

.

(3.24)

a

2aja

Здесь ja – плотность тока в

обмотке якоря.

Её величина зависит от

класса

изоляции и срока службы машины. Как отмечалось выше,

предварительно её

можно выбрать по кривым ja=f(M)

[6]. Обычно значение ja

лежит в пределах

(10…18) 106 A/м2. По стандарту выбирается

провод ПЭТВ или ПЭТ-155 ( qa,

рассчитывается следующим образом:

h = (2d

аиз

+δ

K

+δ

MC

+δ

П

) 10−3

, м.

(3.25)

oc

Здесь dанз диаметр изолированного

проводника, мм; δK = 0,15...0,20 , мм –

толщина наружного слоя изоляции

и

компаунда;

δМС = 0,10...0,15,

мм –

Число активных проводников обмотки якоря

из

условия их размещения на

поверхности якоря

2π(Da − 2δK − 2δMC −3dаиз) 0,95

N =

,

(3.26)

n/dаиз

где n/ – число элементарных

проводников

в

эффективном

проводнике,

сечение каждого из которых

равно q/ = q / n/ .

a

a

Линейная нагрузка и удельная тепловая нагрузка

A =

NIa

, A/м; (Aj

) = Aj , A2

/ м2 .

(3.27)

2πDaa

a

a

Число секций обмотки якоря

N

S =

,

(3.28)

2W

C

гдеWC = 3...6 – число витков в секции.

Сопротивление обмотки якоря

ρN

l + kЛπDa

δ

2 p

r

=

.

(3.29)

(2a)2 n/q/

a

a

DK = Da .

(3.30)

ЭДС якоря

Ea =U − Iara − UЩ ,

(3.31)

Немагнитный промежуток (см. рис. 3.3 а)

) 10−3

δ = (δ

T

+ h ) = (δ

T

+ 2d

аиз

+δ

K

+δ

MC

+δ

П

,

(3.32)

oc

Наружный диаметр станины

DЯН = DЯ + 2hЯ , м.

(3.43)

Длина средней магнитной линии в станине

L

Я

= π(DЯ + hЯ )

+ h , м.

(3.44)

2 p

Я

МДС внешней магнитной цепи

F = Fδ + Fa + FЯ , А,

(3.45)

Λ =

Φ1 = μ

lδ h1

,

(3.46)

1

F

0 ϕh

где

m

0,5T

, м; ϕ = π −arctg

bm

h =

, рад;

1

1−

arctg(bm 2T )

2

2T

.

(3.47)

π

N

= m + h

, м; m =

0,5D/

+δ + h

, м.

m

a

δ

Величину углаφможно определить непосредственно из эскиза

Λ

= μ

2lδ

T ln

T − h1

+ h

− h

.

(3.48)

0 πh

T − h

2

1

m

m

m

Λσ = Λ1 + Λ2 + Λ3 + Λ4 + Λ5 + Λ6 + Λ7 + Λ8 .

(3.57)

или приближённо

Λσ = Λ1 + Λ3 + Λ4 + Λ5 + Λ6 + Λ8 .

(3.58)

Λ3 = 0,255μ0lm .

(3.62)

г) Проводимость между боковыми поверхностями полюсных наконечников

Λ4 =

2μ0lm (0,5bm −b)

.

(3.63)

0,5D

sinψ + n/ sin π sin ω

П

4

2

Здесь ψ =π / 4 −θ / 2 ; DП — диаметр расточки полюсов.

b =

DП sin θ

;

ω

= arctg

bm / 2 −b

; n =

DП

cosθ .

(3.64)

2

2

2

m/ − n

2

2

д) Проводимость между торцом полюса и ярмом индуктора

2b h/

Λ

5

= μ

0

m

.

(3.65)

πh

m

е) Проводимость рассеяния между торцовыми поверхностями полюсов

(T −h/ )(T + h/ )

b

4 2μ

0

b

T + hm −

m

b

Λ6

=

[

ln(T

−h/ ) + m/ −

m

2

ln m/ −

m

−

πhm

2

2

2

2

b

b

.(3.66)

/

/

)

T −h

−

m T + h

−

m

bm

T

+ hm

/

/

/

/

2

2

bm (hm −h

−

ln T

−h

−

−m

ln m

−

]

2

2

2

4

ж) Суммарная магнитная проводимость полей рассеяния (на пару полюсов)

6

Λσ = ∑Λi .

(3.67)

Λδ

= μ0

Qδ

= μ0

αδτlδ .

(3.68)

2δ

2δ

Для графического

определения рабочей точки магнита и

уточнения его

построенная для

выбранного материала

магнита в

относительных единица,

т.е. в координатах

B

H

Φ

F

B =

; H

=

или

Φ

=

; F

=

.

*

B

*

H

C

*

Φ

r

*

F

r

C

Здесь Br и HC –

остаточная индукция и

коэрцитивная сила, принимаемые в

качестве базовых

значений индукции и напряжённости поля; Φr и FC – базовые

значения потока и МДС, определяемые по формулам

B (Φ )

1

1

P

Φm

2

4

PH

Φδн

3

0,5

Λσ

α

H (F ) 1

FP*

0

Рис. 3.5. Рабочая диаграмма магнита

m

= Фr

=

BrQm

.

(3.69)

Λ

FC

2hmHC

Тогда относительная магнитная

проводимость

рассеяния может быть

представлена в виде

= Λσ

Λ

*

= tgα

σ

.

(3.70)

σ

mλ

полезного потока магнита, отдаваемого им

во внешнюю цепь, от МДС. Точка

PH соответствует потоку в зазоре, а точка Р – потоку в нейтральном

сечении

магнита Фm* . Отрезок PPH определяет поток рассеянияФσH* .

В результате будем иметь:

ФσH

Ф

=Ф Ф

; Ф

=Ф Ф ; F

= F

F

; k

=1+

.

(3.71)

δH

δH* R

m

m* r P

P*

C

σ

ФδH

Определяемые

k

величины

0,5

0,8

1,0

1,15

1,3

kΦδ , Вб

Fδ , A

Ba , Тл

Ha , A/м

Fa , A

BЯ , Тл