- •Самарский государственный университет путей сообщения Кафедра «Локомотивы»
- •Реферат
- •Содержание
- •Исходные данные
- •1. Определение основных параметров электрической передачи тепловоза
- •2.Построение регулировочных характеристик электропередачи
- •2.1. Расчет внешней характеристики тг
- •2.2. Определение коэффициентов ослабления поля тэд
- •2.3.Регулировочные характеристики электрической передачи
- •3. Построение тяговой характеристики тепловоза
- •4. Определение передаточного числа тягового редуктора
- •5. Определение основных параметров тэд
- •5.1. Расчет приведенного объема и длины якоря тэд
- •5.2. Расчет обмотки якоря и размеров паза
- •5.3. Выбор числа и размеров щёток и установление рабочей длины коллектора.
- •5.4. Расчёт магнитной цепи тэд.
- •6. Скоростная и тяговая характеристика двигателя
- •7 . Построение характеристик электрического тормоза тепловоза
- •8. Описание силовой схемы
- •Библиографический список
- •Приложение
5.3. Выбор числа и размеров щёток и установление рабочей длины коллектора.
Число щеткодержателей принимается равным числу полюсов (2Рщ = 2p).
Плотность тока под щёткой ТЭД выбирать в пределах Δ = 11 ÷15 А/см2.
Площадь соприкосновения щеток одного щёткодержателя с коллектором:
см2.
Ширина щётки:
bщ = γ ∙ tк =3 ∙ 4,76 = 14,3 мм.
где γ – 2 ÷ 5 величина щёточного перекрытия;
Округлим до ближайшего стандартногомм
Длина щёки:
cм.
где nщ = 2 ÷ 4 – количество щёток в одном щёткодержателе.
Округлим до ближайшего стандартного lщ =50 мм.
Полная длина коллектора:
lк = nщ ∙ lщ +1.5 = 3 ∙ 5 + 1.5 = 16,5 см;
Окончательно проверяем:
Qщ = nщ ∙ bщ ∙ lщ = 3 ∙ 1,4 ∙ 5 = 21 см2;
.
Проверка коллектора на максимальную окружную скорость (по условиям, прочность):
.
5.4. Расчёт магнитной цепи тэд.
Рис.5 Эскиз магнитной цепи ТЭД.
Активная высота сечения сердечника якоря в:
м
где Вя – магнитная индукция в сердечнике якоря, равная 1,4 ÷ 1,6 Тл, Bя = 1,4 Тл.
kс – коэффициент заполнения сердечника сталью, равный 0,97.
Сечение сердечника, по которому замыкается поток определяется:
Sя = hя ∙ lя ∙ kc =80 ∙ 471 ∙ 0,97 = 36549,6 мм2;
Конструктивная высота сечения сердечника якоря:
мм.
где dк = 20 ÷ 30 мм – диаметр вентиляционных каналов, расположенных в n"к рядов, размещенных в шахматном порядке;
= 2 ÷ 3, а расстояние между их центрами 2,5 ÷ 3 мм.
Осевая длина сердечника полюса lm = lя.
Внутренний диаметр сердечника якоря:
Dв = Dя – 2 ∙ (hz + ) = 0.493 – 2 ∙ (0,0395 + 0,1) = 0,215 м.
Ширина полюсного сердечника:
м;
где σ = 1,1 – коэффициент рассеяния главных полюсов;
kmc – коэффициент заполнения сердечника полюса сталью;
Bm = 1,4 ÷ 1,7 Тл – допустимая в полюсе индукция, Bm = 1,4 Тл;
lm = lя – осевая длина сердечника полюса.
Расчётная полюсная дуга:
bσ = α∙ τ = 0,7 ∙ 0,387 = 0,271 м.
Высота сердечника полюса:
hm = 0,2 ∙ τ = 0,2 ∙ 0,38 = 0,076 м.
Длина станины электродвигателя:
lc = lя + 0,4 ∙ Dя = 0,47+ 0,4 ∙ 0,493 = 0,667 м.
Сечение ярма остова определяют, исходя из выбранной величины
Вс <1,4 Тл:
м2.
Расчётная толщина станины:
м.
По магнитному потоку Ф0 и сечениям отдельных участков Qi находим индукции:
Далее находим напряженности магнитного поля Hi, умножая на длины соответствующих участков Li, определяем магнитные напряжения:
Fi = Hi ∙ Li.
Коэффициент воздушного зазора:
Расчёт намагничивающих сил сводится в таблицу 5. Намагничивающая сила обмотки возбуждения:
∑F = ∑H ∙ L + ,
где – размагничивающая сила реакции якоря,
Ток, протекающий по катушке главного полюса:
А.
где am = 2 – число параллельных ветвей обмотки возбуждения главных полюсов.
Таблица 5.
Определение магнитных (намагничивающих сил) участков магнитной цепи машины
Участок магнитной цепи |
Длина участка; см |
Сечение участка; м2 |
Магнитная индукция В; Тл |
Удельная н.с. Н; А/cм |
Магнитное напряжение (н.с.) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Воздушный зазор |
Lδ = δ ∙ kδ |
Qδ = α ∙ τ ∙ lя |
|
Hδ = 0,8 ∙Bδ ∙ 104 |
Fδ = Hδ ∙ Lδ |
1,12 |
0,125 |
0,84 |
6720 |
7526.4 |
|
Зубцы якоря |
Lz = hz = hn |
|
|
3 |
Fz = Hz ∙ Lz |
3.93 |
0,149 |
0,64 |
118 |
||
Сердечник якоря |
lя |
Qя = 2hя∙lя∙kc |
|
4,2 |
Fя = Hя ∙ Lя |
47.1 |
0,01 |
0.81 |
197.82 |
||
Полюс |
lm = hm |
Qm=bm∙lm∙kmc |
|
4.95 |
Fm = Hm ∙ Lm |
7.6 |
0,123 |
0,92 |
372.4 |
||
Станина |
lc |
Qc=hc∙lc |
|
450 |
Fc = Hc ∙ Lc |
66.7 |
0,049 |
2.13 |
4500 |
||
∑F= |
13669.62 |
Число витков в катушке:
Площадь сечения проводника определяется по допустимой плотности тока:
где Δв = 4 А/мм2.
Средняя длина витка катушки главного полюса:
lв = 2(bm + lm) ∙ π ∙ bк = 2(0,17+ 0,47) ∙ 3,14 ∙ 0,05 = 0,2 м.
где bк = 50 мм – ширина катушки.
Сопротивление обмотки возбуждения главных полюсов при 100°С:
rb 100oC = 1,34 ∙ rb 20oC = Ом.
Магнитный поток дополнительных полюсов:
Fдп = 1,15 ∙ Fр.я. = 1,15 ∙ 7643.25 = 8789.73
Число витков дополнительного полюса:
;
где – ток в катушке возбуждения дополнительного полюса, адп = 1.
Площадь сечения проводника катушки дополнительного полюса:
мм2.
где Δдп = 4 А/мм – плотность тока в проводнике катушки дополнительного полюса.
Средняя длина витка катушки дополнительного полюса:
∙ 0,47 + 3,14∙ (0,03+0,034) = 1.14 м.
где bкдп = 30 мм – ширина катушки дополнительного полюса;
lд = lя – длина дополнительного полюса.
Ширина сердечника дополнительного полюса:
bmдп = 1,1 tz1 = 1,1 ∙ 0,031 = 0,0341 м.
Воздушный зазор под дополнительным полюсом следует принять:
δдп = 2δ = 1,1 ∙ 0,009 = 0,0135 м
Сопротивление обмотки возбуждения дополнительных полюсов при 100oC:
rдп 100oC = 1,34 ∙ rдп 20oC = Ом.