2.7 Расчет обмотки возбуждения

Расчет обмотки возбуждения электродвигателя постоянного тока заключается в определении числа витков, приходящихся на один полюс, сечения провода, а также в соответствующем размещении обмотки на сердечниках полюсов.

а) Электродвигатель последовательного возбуждения.

Число витков обмотки возбуждения, приходящихся на один полюс,

, (2.7.1)

Сечение и диаметр провода обмотки возбуждения.

Предварительно

м², (2.7.2)

где — предварительное значение плотности тока в обмотке возбуждения, выбираемое, например, по кривым рис.2.4.2 в зависимости от режима работы, типа исполнения и вращающего момента электродвигателя или по формулам (2.4.3) и (2.4.4).

Из приложения 1 окончательно выбираются ближайшие большие сечение и диаметр провода:

Окончательная плотность тока в проводнике обмотки возбуждения

А/м² , (2.7.3)

Сопротивление обмотки возбуждения в нагретом состоянии при расчетной температуре С

Ом, (2.7.4.)

где Ом м — удельное электрическое сопротивление меди при С;

, м — средняя длина витка обмотки возбуждения, определяемая по эскизу расположения обмотки на полюсе (рис.2.7.1).

Рис.2.7.1 Размеры катушки возбуждения

Число проводников по высоте катушки

м, (2.7.5)

высота катушки

м, (2.7.6)

высота полюсного наконечника

м, (2.7.7)

где м — толщина изоляции катушки возбуждения на две стороны;

Тл — магнитная индукция в полюсном наконечнике.

Число проводников по ширине катушки

(2.7.8)

Ширина катушки

м. (2.7.9)

Средняя длина витка катушки возбуждения

м. (2.7.10)

В случае отъемных полюсов (рис.2.6.1) внутренний периметр катушки возбуждения определяется размерами поперечного сечения полюса и ; в случае же шихтованной станины (рис.2.6.2) следует размер в формуле (2.7.10) увеличить на величину для того, чтобы было возможно надевать катушку на сердечник полюса со стороны полюсного наконечника.

Падение напряжения в обмотке возбуждения

В, (2.7.11)

Проверка величины э.д.с. якоря при нагрузке

В, (2.7.12)

Полученная здесь величина э.д.с. Е не должна отличаться от предварительного значения её в начале расчета более чем на ±5%. При большем отклонения её от предварительного значения и для получения заданной частоты вращения необходимо внести поправку в величину требуемой м.д.с. возбуждения электродвигателя. Для этого по полученному значению э.д.с. определяется величина потока:

(2.7.13)

По кривой намагничивания (Рис.2.6.3) находится м.д.с. и полная м.д.с. возбуждения:

(2.7.14)

После этого производится окончательный перерасчет обмотки возбуждения.

б) Электродвигатель параллельного возбуждения.

Сечение провода обмотки возбуждения в этом случае определяется по формуле

м², (2.7.15)

где l_ср рассчитывается по формуле 2.7.10 при С_к=0, затем из приложения 1 выбираются ближайшие сечение и диаметр провода

…

и производится перерасчет l_ср с рассчитанным значением С_к.

Плотность тока в проводнике обмотки возбуждения

А/м². (2.7.16)

Величина плотности тока в обмотке возбуждения должна соответствовать данным кривых рис. 2.4.2 если полученная в этой позиции плотность тока не вполне согласуется с данными указанных кривых, то следует соответственно несколько изменить величину тока возбуждения , предварительно принятого в начале расчета.

Число витков обмотки возбуждения, приходящихся на один полюс

, (2.7.17)

Необходимая площадь окна для размещения обмотки возбуждения определяется, как указано выше.

Сопротивление обмотки возбуждения в нагретом состоянии при определяется по формуле (2.7.4) для уточненного значения .

Полученное здесь сопротивление обмотки возбуждения должно при заданном напряжении машины практически определять значение тока возбуждения:

. (2.7.18)

Проверка величины ЭДС якоря при нагрузке

(2.7.19)

Полученная здесь величина ЭС Е не должна отличаться от предварительного значения ее в начале расчета более чем на %. При большем отклонении ее от предварительного значения необходимо корректировать расчет.