1.2. Принципова електрична схема приладу та принцип її роботи.

Принципова електрична схема показана на Мал 1

Мал2 Принципова схема дрилі Bosch RE 13

Позначення:

1- блок управління електронний (БУЕ- 3В); 2- токопровідний провід; 3- перешкодо - давлячий фільтр; 4- дросель; 5- електродвигун.

Принцип роботи електричної схеми: на блок управління 1 подається напруга живлення із токопровідного проводу 2. Нажимаючи на кнопку включення блоку управління 1, напруга подається на перешкододавлячий фільтр. Далі напруга подається на щітки електродвигуна. Двигун починає працювати.

1.3. Технічні та обмоточні дані двигуна електролобзика.

Таблиця 2 - Технічні та обмоточні дані двигуна электродриля.

Тип двигуна	ПС
Потужність Номінальна Корисна	500 300
Напруга, В	220
Сила струму, А	2,53
Частота обертів якоря, об/хв.	14000
Шаг по пазам	1 - 6
Шаг по колектору	1 - 2
Обмотка якоря Число Колекторних пластин Секцій Сторін секцій в пазу Витків в секції Активних провідників Провід Марка Діаметр, мм Маса, г	33 36 6 16 96 ПЕЛШКО 0,38 100
Опір при 20° С, Ом	3,58
Число витків на полюс	190
Статорна обмотка Провід Марка Діаметр, мм Маса, г	ПЕВ2 0,59 200
Середня довжина витків	215
Опір при 20° С, Ом	2,8

1.4. Перевірочний розрахунок обмотки якоря для колекторного двигуна.

1. Напруга живлення(номінальна) Uн = 220 згідно Таблиці 2.

2.Струм збудження. Для розрахунку цієї величини необхідно опір обмотки збудження та напругу джерела живлення даного приладу.

Iзб =Uн / Rзб (А)

(1)

де Uн – напруга збудження;

Rзб – опір обмотки збудження.

3. Струм якоря залежить від того яке збудження в даному електродвигуні.

По електричній принциповій схемі визначаємо що збудження в даному електродвигуні – паралельне.

Iя = Iн. – Iзб = 2,53 – 1,12 = 1,41 (А)

(2)

де Iя – сила струму в обмотці якоря (А);

Iн – номінальна сила струму (А);

Iзб –сила струму в обмотці збудження (А).

Rзб = Rзб₂₀° х (1 + α (Q -20)) = 2,8 х (1+0,004(90 – 20)) = 196,78 (Ом)

(3)

де Rзб₂₀° - опір обмотки збудження при 20 С

α = 0,004 к^-1 для міді;

Q – робоча t двигуна для відповідного класу нагрівостійкості;

Q = 90.

4. Опір обмотки якоря.

Rя = (Uж – E) х Iя = 251,6 (Ом)

(4)

де Uн – номінальна напруга;

Iя – струм збудження якоря;

E – проти Е.Р.С. , яка наводиться в обмотці якоря.

Проти Е.Р.С. залежить від ширини секції обмотки і має найбільше значення при діаметральному кроці: y = 5.

Е = Рел магн / I = M x w = 204,63 х 314 = 64 х 10³ (В)

(5)

де Рел магн - електромагнітна потужність (кВт)

М – електромагнітний момент (Н х м)

5. Потужність живлення колекторного двигуна.

Р₁ = Uн х Iн = 220 х 2.53 = 556,6 (Вт)

(6)

де Uн – номінальна напруга;

Iн – номінальний струм.

6. Корисна потужність.

Р₂ = Р₁ х ККД = 500 х 0,54 = 300 (Вт)

(7)

де Р₁ - номінальна потужнімть;

ККД – коефіцієнт корисної дії.

7. Обертовий момент на валу якоря.

М = (9550 х Р₂)/ n =(9550 х 300) / 14000 = 204.6 (Н х м)

(8)

де n – кількість обертів електродвигуна (об./хв.).

8. Число провідників в обмотці якоря.

N = (60a х Е х 10⁸) / (р х n х Ф) = (60 х 1 х 64 х 10³ х 10⁸) / (2 х 14000) = 574

(9)

де а – число пар паралельних гілок. а = 1;

Е – проти Е.Р.С.;

n – число обертів за хвилину;

р – число пар полюсів.

9. Поперечний перетин ефективного провідника обмотки якоря.

q я = Iя / أ = 1,41 / 0,005358 = 0.0038 (м²)

(10)

де أ – щільність струму (А / м²);

Iя – струм в обмотці якоря (А).

Електричні і механічні втрати, ККД.

1. Розраховуємо електричні і механічні втрати .

А)Втрати в якорі електродвигуна.

Ря = I_я² х Rя = 11,85 (Вт)

(11)

Rя = Rя₂₀° х (1 + α (Q -20)) = 3.58 х (1+0.004(90-20)) = 251,6 (Ом)

(12)

де Rя₂₀° - опір обмотки якоря при 20 С;

α = 0,004 к^-1 для міді;

Q – робоча t двигуна для відповідного класу нагрівостійкості;

Q = 90.

Б) Втрати в обмотці збудження.

Pзб = Uн / Iзб = 220 / 1,12 = 196,45 (Вт)

(13)

В) Втрати між щітками і колектором.

Pщ = ∆Uщ х Iн = 1,5 х 2,53 = 3,795 (Вт)

(14)

де ∆Uщ – це перехідний спад напруги в контакті щітка – колектор, для Вугільно –Графітових щіток обираємо ∆Uщ = 1,5 (В).

Потужність електричних втрат в електродвигуні.

Ре = Ря + Pзб + Pщ= 11,85 +196,45 +3,795 =212,095

(15)

2. Розраховуємо механічні втрати.

А) Втрати холостого ходу.

Рхх = 7% * Р₁ = 0,07 * 556,6 = 38,96 (Вт)

(16)

Б) Додаткові втрати.

Рд =1% * Р₁ = 0,01 * 556,6 = 5,57 (Вт)

(17)

Потужність механічних втрат в електродвигуні.

Рмех = Рхх + Рд = 38,96 + 5,57 = 44,53

(18)

3. Корисна потужність.

Р₂ = Р₁ – ΣР = Р₁ – (Ре + Рмех) = 556,6 – 256,6 = 300 (Вт)

(19)

де Р₁ – номінальна потужність електродвигуна;

Ре – потужність електричних втрат;

Рмех – потужність механічних втрат.

4. Коефіцієнт Корисної Дії.

ή = Р₂ / Р₁ = 300/ 556,6 = 0,54 = 54%.

(20)

Таблиця 3 – Перевірочні розрахунки обмотки якоря.

Параметр	Значення
Напруга живлення(номінальна) Uн, В	220
Струм збудження Iзб, А	2,53
Струм якоря Iя, А	1,41
Опір збудження Rзб, Ом	196,78
Робоча температура двигуна Q, °С	90
Опір обмотки якоря Rя, Ом	251,6
Проти Е.Р.С. ,В	64 х 103
Корисна потужність Р2 , Вт	300
Обертовий момент на валу якоря М, Н х м	204,6
Втрати в якорі Ря, В	11,85
Втрати в обмотці збудження Рзб, В	196,5
Втрати між щітками і колектором Рщ, В	3,795
Перехідний спад напруги ∆Uщ, В	1,5
Потужність електричних втрат в двигуні Ре, В	212,095
Втрати холостого ходу Рхх, В	38,96
Додаткові втрати Рд, В	5,57
Потужність механічних втрат Р мех, В	44,53
ККД	54%
Поперечний перетин провідника обмотки якоря, м2	0,0038
Кількість провідників в обмотці якоря	574