6.2 Расчет обмотки якоря

Число проводов в одной параллельной ветви (N/2a)=(30*E)/(n*p*Ф),

где: Ф=α* *ℓ*В_δ*10^-4 - магнитный поток;

Ф=0,6*4,55*2,94*0,68*10^-4=0,0055

(N/2a)=(30*21,6)/(6500*2*0,0055)=9

где Е - потребляемое напряжение;

n - количество оборотов;

р=2 (так как 2р=4);

Ф - магнитный поток;

α - расчетный коэффициент полюсной дуги;

- полюсное деление;

В_δ - магнитную индукцию;

2а - число параллельных ветвей. Обычно для двигателей применяют простую волновю обмотку 2а=2.

Общее число проводников обмотки якоря N=2а*(N/2a):

N=2*9=18

где (N/2a) - Число проводов в одной параллельной ветви;

2а - число параллельных ветвей.

Число витков в секции W_s стремятся вибрать наименьшим, так как при этом уменьшается ЭДС в короткозамкнутой секции и улучшается

комутация. Число W_s может быть предварительно определено по

кривым (Додаток 6 (рис.3)). Выбераем W_s=15.

При W_s>1 К=(N/2a)*(а/W_s)

К=9*(1/15)=0,6.

где (N/2a) - Число проводов в одной параллельной ветви;

а=1 (так как 2а=2);

W_s - число витков в секции.

Число колекторных пластин на паз в авиационных машинах U_n<4. Для волновой обмоти при 2Р=U_n4 должно быть 1 или 3. Выбераем U_n=1.

Задавшись U_n определяют число пазов z=K/U_n.

z=0.6/1=0.6.

где z - количество пазов;

U_n - число колекторных пластин

Полное число проводников в пазу N/z = 18/0.6=30.

Сечение обмотки якоря S_я определяеться из соотношения :

S_я=I/(2a*j_{я пкр})

где j^{я пкр}=j^я√Р^т

j_я=2 - 4 (А/мм²) - для машим с естественым охлаждением.

j_{я пкр}=4*√15,65=15,8

S_я=7,84/(2*15,8)=0,2481 (см²)

После определения сечения уточняеться и вибераеться провод по

таблицам. Выбераем провод диаметром 0,57 и сечением 0,2552.

Сопротивление обмотки якоря определяеться выражением:

R_я=ρ_t((ℓ_ср1/2*N)/(S_я*(2a)²)

где: ρ_t=0,0246 (Ом*мм²)/М - удельное сопротивление меди обмотки при темпратуре +120⁰С;

ℓ_ср1/2 = ℓ + ℓ_лоб -средняя длина полувитка обмотки якоря (м);

ℓ_лоб - длина лобовой части обмотки:

при 2Р=4 ℓ_лоб =1,4

ℓ_лоб =1,4*4,55=6,4 (см)=0,06 (м)

ℓ_ср1/2 =2,94+0,06= 3 (м)

R_я=0,024*((3*18)/(0,2481*4))=1,34 (Ом)

Падение напряжения в обмотке якоря ∆U^я=I^я*R^я

∆U_я=7.81*1.34=10.5 (B)

6.3 Размери магнитопровода

Магнито провод изготавливаться из следующих материалов: якорь - из стали марки Э21 толщиной 0,35 мм (изоляция листов - оксидирование); полюсы - из стали Э толщиной 0,5 мм; корпус - из стали 10.

Воздушный зазор δ= (0,4 - 0,25)*((в*А_пкр)/В_δ)*10^-4 (см), где в=α* (см).

величина воздушного зазора не должна перевышать 0,025-0,03 (см)

в=0,6*4,55=2,7 (см)

δ=0,25*((2,7*395,6)/0,68)*10^-4=0,039 (см)

Высота спинки якоря h_я определяеться по формуле

h_я=(Ф/(2*К_с*ℓ*В_я)*10⁴ (см),

где: К_с=0,95 - коэффициент заполнения пакета сталью;

В_я - магнитная идукция в спинке якоря, определяеться по данным из додатка 6 (табл.1)

В_я=1,4 (Тл)

h_я=(0,0055/(2*0,95*2,94*1,4))*10⁴=7,05 (см)

Висота прямоугольного паза h_п выберается в пределах 0,65-1,3 см. Выбераем h_п =1(см).

Внутренний диаметр якоря Д_вн находится как Д_вн=Д-2(h_п+h_я)

Д_вн=5,8-2*(1+7,05)=10,3 (см)

Диаметр вала d_в равен внутренему диаметру якоря d_в=Д_вн=10,3(см).

Магнитный поток, проходящий через полюсы и корпус, равен:

Ф_m=К_δ*Ф,

где К_δ=1,1-1,25. Выберем К_δ=1,1

Ф_m=1,1*0,0055=0,0061

Сечение полюса S_m=(Ф_m/В_m)*10⁴ (см), где значение величины магнитной идукции в полюсах В_m выбераеться по даным из табл.1 (додаток 6).

В_m=1.2-1.4 выбераем В_m=1,4 (Тл), тогда

S_m=(0,0061/1,4)*10⁴=43,6 (см²).

Длина сердечника полюса ℓ_m берется равной или меньшей длины якоря ℓ_m≤ℓ ℓ_m=2.94 (м)

Задавшись длиной ℓ_m,находят ширину полюса в_m=S_m/(К_с*ℓ_m).

в_m=43,6/(0,95*2,94)=15,6

Высота полюса h_m определяеться как h_m=(1-1,3)*в_m (см²)

h_m=1*15.6=15.6 (см²)

Cечение корпуса S_j= (Ф_m*10⁴)/(2*в_j) (см²), где в_j - магнитная индукция в корпусе, которая берется из данных табл.1(додаток 6).в_j=1.1-1.3 выбераем значение в_j=1,3

S_j=(0,0061*10⁴)/(2*1,3)=23,5 (см²)

Длина коруса обычно равна ℓ_j=(1,2-1,4)ℓ_m, а высота спинки корпуса h_j=S_j/ℓ_j по механическим соображениям не может быть меньше 3,5мм.

ℓ_j=1.4*2.94=4.12 (м)

h_j=23,5/4,12=5,7 (мм)

Наружный диаметр машины Д ^{j нар}=Д+2*δ+2*h^m+2*h^j

Д _{j нар}=5,8+2*0,039+2*15,6+2*5,7=48,6 (см)

Отношение наружного диаметра к диаметру якоря находиться в

пределах:

К_Д=Д _{j нар}/Д

К_Д=48,6/5,8=8,4