5.Расчет магнитных напряжений участков магнитной цепи и мдс обмотки возбуждения для машины постоянного тока

5.1 Предварительное значение ЭДС двигателя при номинальной нагрузке (10.60) стр.271

E_2ном=0.5*U_ном(1+ ή_ном),

где U_ном- номинальное напряжение;

E_2ном=0.5*220(1+0.84)=202.4 В.

5.2 Полезный магнитный поток (10.58) стр.271

Ф=60*а₂*E_2ном/р*N_2* n_ном,

где E_2ном- предварительное значение ЭДС двигателя при номинальной нагрузке;

Ф=60*2*202.4/2*546*600=0.0370 Вб

5.3 Уточненное значение магнитной индукции в воздушном зазоре (10.62) стр.271

В_δ=Ф*10⁶/α_i* *l_i,

где Ф- полезный магнитный поток;

l_i- расчетная длина сердечника якоря;

В_δ=0.0370 *10⁶/0.655*227*233.7=0.755 Тл.

5.4 Коэффициент воздушного зазора (10.63) стр.271

к_δ= к_δ2*к_б,

где к_δ2- влияние на магнитное сопротивление зазора наличие пазов сердечника якоря;

к_б- влияние на магнитное сопротивление зазора наличие бандажных канавок на сердечнике якоря;

к_δ=1.31*1.17=1.53.

к_δ2=1+b_п2/(t₂- b_п2+5*δ*t₂/b_п2),

где b_п2- ширина паза;

к_δ2=1+12.8/(30-12.8+5*2*30/12.8)=1.31.

к_б=1+(n_б*l_б*h_б/l₂*(δ+h_б)-n_б*l_б*h_б,

где n_б- число бандажных канавок;

l_б- длина бандажной канавки;

h_б- высота бандажной канавки;

к_б=1+(0.25*233.7*3/233.7(2+3)-0.25*233.7*3)=1.17,

где n_б*l_б=0.25*l_2; h_б=3 мм.

5.5 Магнитное напряжение воздушного зазора (10.61) стр.271

F_δ=0.8*В_δ*δ*к_δ*10³,

где В_δ- уточненное значение магнитной индукции в воздушном зазоре;

к_δ- коэффициент воздушного зазора;

F_δ=0.8*0.755*2*1.53*10³=2594 А.

5.6 Магнитная индукция в наименьшем сечении зуба (5.183) стр.100

B_Zmax= В_δ*t₂/ k_c2*b_z2min,

где b_z2min- ширина зубца якоря в его основании;

B_z2max=0.755*30/0.95*9.4=2.24 Тл,

где b_z2min=9.4 мм (см.пункт 4.2).

5.7 Ширина зубца в его наибольшем расчетном сечении (5.160) стр.98

b_z2max=t₂- b_п2

b_z2max=30-12.8=17.2 мм.

5.8 Ширина зубца в его среднем расчетном сечении (5.161) стр.98

b_z2ср=0.5*(b_z2min+ b_z2max),

где b_z2max- ширина зубца в его наибольшем расчетном сечении;

b_z2ср=0.5*(9.4+17.2)=13.3 мм.

5.9 Магнитная индукция в расчетных сечениях зубца:

в наименьшем

B_z2max=2.24 Тл;

в наибольшем (5.163) стр.98

B_z2min=В_δ*t₂/k_c2*b_z2max

B_z2min=0.755*30/0.95*17.2=1.3 Тл;

в среднем

B_z2ср= В_δ*t₂/k_c2*b_z2ср,

где b_z2ср- ширина зубца в его среднем расчетном сечении;

B_z2ср=0.755*30/0.95*13.3=1.7 Тл.

5.10 Коэффициент для определения напряженности магнитного поля в наименьшем сечении зубца (5.165) стр.98

К_п2max=t₂/k_c2*b_z2min

К_п2max=30/0.95*9.4=3.3.

5.11 Напряженность поля при B_z2max=2.24 Тл (рисунок П.2.4) стр.348 для марки стали 2312 Н_z2max=8*10⁴ А/м А/м.

5.12 Напряженность поля при B_z2min=1.3 Тл и B_z2ср=1.7 Тл (таблица П.2.4) стр.342 Н_z2min=610 А/м; Н_z2ср=4400 А/м

5.13 Расчетное значение напряженности поля в зубце (5.186) стр.100

H_z2=(Н_z2max+4* Н_z2ср+ Н_z2min)/6

H_z2=(8*10⁴+4*4400+610)/6=16.36*10³ А/м.

5.14 Магнитное напряжение зубцового слоя якоря (5.186) стр.100

F_z2=H_z2*h_z2*10^-3,

где H_z2- расчетное значение напряженности поля в зубце;

h_z2- уточненные размеры паза по высоте;

F_z2=16.36*10³*31.1*10^-3=509 А.

5.15 Магнитная индукция в спинке якоря (10.29) стр.261

B_c2= В_δ*α_i* /2k_c2(h_c2-2/3 d_k2)

B_c2=0.755*0.655*227/0.95*2*(65-2/3*22)=1.17 Тл.

5.16 Расчетная длина магнитной силовой линии в спинке якоря (10.70) стр.273

L_c2=( /2p)*(D_2BH+h_c2)+ h_c2

L_c2=(3.14/4)*(89.9+65)+65=186 мм.

5.17 Напряженность поля в спинке якоря (таблица П.2.4) стр.342 H_c2=330 A/м.

5.18 Магнитное напряжение в спинке якоря (10.69) стр.272

F_c2= H_c2* L_c2*10^-3,

где H_c2- напряженность поля в спинке якоря;

L_c2- расчетная длина магнитной силовой линии в спинке якоря;

F_c2=330*186*10^-3=61 А.

5.19 Магнитная индукция в сердечнике главного полюса (10.75) стр.273

В_m= _г*Ф*10⁶/l_m*k_c1*b_m,

где l_m- длина сердечника главного полюса;

В_m=1.2*0.037*10⁶/233.7*0.98*1.53 Тл.

5.20 Напряженность поля в сердечнике главного полюса (таблица П.2.10) стр.345 H_m=910 A/м.

5.21 Магнитное напряжение сердечника главного полюса (10.74) стр.273

F_m= H_m*L_m*10^-3,

где H_m- напряженность поля в сердечнике главного полюса;

L_m- расчетная длина магнитной силовой линии в главном полюсе L_m=h_m=100 мм;

F_m=910*100*10^-3=91 А.

5.22 Зазор между главным полюсом и станиной (10.77) стр.274)

δ_mc1=2*l_m*10^-4+0.1

δ_mc1=2*233.7*10^-4+0.1=0.14 мм.

5.23 Магнитное напряжение зазора между главным полюсом и станиной (10.76) стр.274

F_δmc=0.8*В_m*δ_mc1*10³,

где δ_mc1- зазор между главным полюсом и станиной;

F_δmc=0.8*1.53*0.14*10³=171 А.

5.24 Магнитная индукция в спинке станины (10.79) стр.274

B_c1= _г*Ф*10⁶/2*l_c1*h_c1

B_c1=1.2*0.037*10⁶/2*375.6*29.5=1.25 Тл, полученное значение мало отличается от принятого в пункте 2.17.

5.25 Напряженность поля в спинке станины по таблице П.2.12 для массивных станин Н_с1=1127 А/м.

5.26 Расчетная длина магнитной силовой линии в спинке станины (10.80) стр.274

L_c1=( /2p)*(D_1BH+h_c1)+ h_c1,

L_c1=(3.14/4)*(496+29.5)+29.5=442 мм.

5.27 Магнитное напряжение станины (10.78) стр.274

F_c1=H_c1*L_c1*10^-3,

где H_c1- напряженность поля в спинке станины;

L_c1-.расчетная длина магнитной силовой линии в спинке станины;

F_c1=1127*442*10^-3=498 А.

5.28 Магнитодвижущая сила обмотки возбуждения на пару полюсов в режиме холостого хода (10.57) стр.270

F_во=2*F_δ+2*F_z2+F_c2+2*F_m+2*F_δmc+F_c1,

где F_δ- магнитное напряжение воздушного зазора;

F_z2- магнитное напряжение зубцового слоя якоря;

F_c2- магнитное напряжение в спинке якоря;

F_m- магнитное напряжение сердечника главного полюса;

F_δmc- магнитное напряжение зазора между главным полюсом и станиной;

F_c1- магнитное напряжение станины;

F_во=2*2594+2*509+61+2*91+2*171+498=7289 А.