
4. Электромагнитный расчёт
4.1 Расчёт основных размеров двигателя
4.1.1. Предварительное значение к.п.д. и cosφ, %
Принимаем = 0,75; cosφ = 0,88
4.1.2. Расчетная мощность машины, Вт
4.1.3. Ток и э.д.с якоря при нагрузке, А
В
4.1.4. Машинная постоянная
,
где
-амплитудное
значение индукции в воздушном зазоре
под полюсом (выбирается по кривым);
-
линейная нагрузка якоря (выбирается по
кривым);
=0,7
4.1.5. Диаметр и расчетная длина якоря
4.1.5.1. Внутренний диаметр полюсов, см
,
где n
берется по заданию;
-
из позиции 4.1.2; С
- из позиции 4.1.4
4.1.5.2. Расчетная длина пакета якоря, см
l0==7,
4.1.5.3. Диаметр якоря, см
-
2
=
7-2*0,36=6,28
4.1.6. Окружная скорость якоря, м/с
4.1.7. Полюсный шаг
4.1.8. Расчетная полюсная дуга,
см
,
где
берется
из позиции 4.1.4.
4.1.9.
Частота перемагничивания стали якоря,
Гц
4.2 Расчет якоря двигателя
4.2.1. Обмотка якоря
4.2.1.1. Число проводников обмотки якоря
4.2.1.2. Полезное магнитное поле полюса в воздушном зазоре при нагрузке машины, Вб
4.2.1.
3. Число пазов якоря
4.2.1.4. Число коллекторных пластин
4.2.1.5 Число витков в секции обмотки якоря
4.2.1.6. Число проводников в пазу якоря
4.2.1.7. Шаги обмотки якоря по секциям и коллектору
;
4.2.1.8. Линейная нагрузка якоря, Асм2
Рис 4.1. Схема обмотки якоря.
4.2.2.
Размеры зубцов, пазов и проводов обмотки
якоря
4.2.2.1. Предварительный выбор плотности тока в обмотке якоря - 15 А/мм2
4.2.2.2 Вращающий момент, Н*см
=124
4.2.2.3. Предельно допустимое
превышение температуры якоря над
температурой окружающей среды
4.2.2.4. Удельная тепловая загрузка поверхности якоря при продолжительном режиме работы, Вт/см2
4.2.2.5. Удельная тепловая нагрузка поверхности якоря, А/мм2
4.2.2.6. Сечение и диаметр провода обмотки якоря
Предварительно:
мм2
Сечение и диаметр провода окончательно выбирается по ближайшим данным ГОСТ:
d2/d2и=0,70/0,75
4.2.2.7.
Площадь сечения паза якоря
а. Площадь, занимаемая изолированными проводниками, мм2
=25
б. Площадь, занимаемая пазовой изоляцией, мм2
Периметр паза, см
Толщина пазовой изоляции, мм
мм
в.
Площадь, занимаемая клином, мм2
Ширина клина по дуге окружности
якоря
=5
мм
Высота клина по дуге окружности
якоря
=
0,5 мм
г. Общая требуемая площадь паза якоря, мм2
4.2.2.8. Коэффициент заполнения паза
0,45
Рис 4.2. Эскиз паза якоря.
Коэффициент заполнения входит в рекомендуемые пределы Кз=0,3-0,48.
Эскиз паза с обмоткой изображен на рисунке 4.3, спецификация паза в таблице 4.2.
4.2.2.9. Размеры паза и зубцов якоря
1. Диаметр паза якоря, мм
2. Высота паза якоря, мм
11,5
3. Ширина паза якоря, мм
4. Ширина прорези паза, мм
=
2,5
5. Зубцовые шаги по вершинам, серединам и основаниям зубцов якоря, см
1,73
6. Размеры зубца, мм
№ |
Материал |
Размер, мм |
Число слоев |
1 |
Провод ПЭТВ-2 |
|
|
2 |
Имидофлекс |
0,17 |
1 |
3 |
Стеклотекстолит СТ-ЭТФ |
0,5 |
1 |
Таблица 4.1. Спецификация паза якоря
7. Максимальная индукция в минимальном сечении зубца, Т
0,56
4.2.2.10. Средняя длина одного проводника обмотки якоря, см
4.2.2.11. Сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии, Ом
,
где
-1+0,004(
-коэффициент,
учитывающий увеличение сопротивления
обмотки при нагреве ее от 20 до
С
4.2.2.12. Падение напряжения в обмотке якоря при полной нагрузке, В
9,3*1,4=13
4.2.3.
Коллектор, щеткодержатели и щетки
4.2.3.1 Предварительный диаметр коллектора, см
=
7
4.2.3.2. Ширина коллекторной пластины
Коллекторное деление:
Толщина пластмассовой изоляции между коллекторными пластинами:
Окончательное коллекторное деление, см
+
=0,8
4.2.3.3. Окончательный диаметр коллектора и его окружности
1. Диаметр коллектора, см
2. Окружная скорость коллектора, м/с
4.2.3.4. Сорт щеток и плотность тока под щетками
Электрографитные ЭГ-8
Допустимая плотность тока jщ=10 А/см2
Переходное падение напряжения
при номинальном токе и окружной скорости
15 м/с
В
Максимальная окружная скорость
м/с
Коэффициент
трения при
м/с
не более 0,25
Удельное
нажатие рщ=1,96*3,92
Н/см2
4.2.3.5. Площадь сечения щетки и ее размеры, см2
,
где
;
Высота щетки
4.2.3.6. Окончательная плотность тока под щетками , А/см2
4.2.3.7.
Длина коллектора
Активная длина коллектора по оси вала, см
Полная длина коллектора, см
4.2.3.8. Проверка коммутации
Ширина коммутационной зоны, см
,
где
-
число секционных сторон в одном слое
паза;
;
;
а=1
Удельная магнитная проводимость для полей рассеяния обмотки якоря
Среднее значение реактивной э.д.с. в короткозамкнутой секции якоря, В
Э.д.с поля якоря, В
Трансформаторная э.д.с., В
Среднее значение результирующей э.д.с. в короткозамкнутой секции якоря