2.3 Определение магнитного потока и длины якоря

Определяем магнитный поток номинального режима

,

где Е_дн – противоЭДС двигателя, В;

,

В;

Вб.

Расчётная длина сердечника якоря

,

где k_c – коэффициент заполнения стали сердечника якоря, учитывающий изоляцию (толщину лаковых прослоек); k_c=0,95;

– индукция в зубце, Тл; =1,8 Тл;

_ – величина полюсного перекрытия; _ = 0,62;

см.

Удельная магнитная проводимость паза

,

где l_s – длина лобовых частей обмотки якоря, см;

l_s= ,

где  – полюсное деление, см;

,

см;

l_s=1,319,23=25 см,

.

Среднее значение реактивной эдс

,

В.

Параметры работы якоря

Шаг по коллектору при волновой обмотке

,

.

Шаг по реальным пазам

,

где _n – пазовое удлинение шага, для волновой обмотки при 2p = 4

_n = 0,25;

.

Первый частичный шаг по элементарным пазам

,

.

Второй частичный шаг по элементарным пазам

,

.

Сопротивление обмотки якоря при 20С

,

где  – удельное электрическое сопротивление меди при 20С,

=1/57 Оммм²/м;

l_a – суммарная длина проводников одной параллельной

ветви обмотки, м;

,

где l_n – полная длина одного проводника обмотки, м;

,

м;

м,

Ом.

2.4 Расчёт коллекторно-щёточного узла Контактная площадь щёток одного щёткодержателя

,

где j_щ – допустимая плотность тока под щёткой, А/см²;

принимаем j_щ = 15 А/см²;

p_щ – количество пар щёткодержателей, p_щ=2;

см².

По ГОСТ 434–78 принимаем щётку ЭГ61А.

Щёточное перекрытие

,

.

принимаем  = 3

,

мм.

Максимальная ширина щётки

;

где – укорочение обмотки в коллекторных делениях;

,

Коллекторное деление, пересчитанное по окружности якоря

,

см.

Максимальная ширина щетки

;

см.

Согласно ГОСТ 12232 принимаем, b_щ = 2,5 см.

Общая длина щёток одного щёткодержателя

,

см.

Принимаем количество щеток N_щ = 2.

Длина щётки

,

см.

принимаем длину щётки l_щ = 2,5 см.

Плотность тока под щёткой

,

А/см².

2.5 Разработка эскиза магнитной цепи Сердечник якоря.

Эффективная высота якоря

,

где В_а – индукция в сердечнике якоря, Тл; В_а=1,3 Тл;

см.

Высота якоря

,

где m_k – количество рядов вентиляционных каналов;

d_k – диаметр вентиляционных каналов, см.

Число рядов вентиляционных каналов и их диаметр связаны соотношением:

,

где D_в – диаметр вала, см;

,

см;

тогда:

.

принимаем m_k = 1; d_k = 3 см;

Условие выполняется

.

Подставив значения, получим:

см.

Сердечник главных полюсов

Принимаем индукцию в сердечнике главного полюса В_m =1,5 Тл; cм.

Площадь сердечника главного полюса

,

где  – коэффициент рассеивания главных полюсов,  =1,2;

м².

Ширина сердечника полюса

,

см.

Высота сердечника полюса

,

см.

Станина

Принимаем индукцию в станине В_ст = 1,5 Тл.

Площадь станины

,

м².

Длина расчётного сечения станины

,

см.

Станину выполняем круглой формы.

Внутренний диаметр станины

,

см.

Внешний диаметр станины

,

см.

Толщина станины

;

см.

Расчёт воздушного зазора

Частота вращения двигателя в установившемся режиме

,

где V_у – скорость в установившемся режиме, км/ч, V_у = 60 км/ч;

об/мин.

Определим магнитный поток и магнитную индукцию в воздушном зазоре в установившемся режиме

,

Вб.

,

Тл.

Ток двигателя в установившемся режиме

,

где Р_ду/Р_дн=0,5; _ду/_дн=1;

А .

МДС реакции якоря

,

А .

Величина эквивалентного зазора

,

см .

Коэффициент воздушного зазора

,

где в_z1 – ширина зубца на поверхности якоря, см;

,

см,

.

Магнитное сопротивление воздушного зазора для установившегося режима

,

где μ₀ – магнитная постоянная, μ₀ = 1,25·10⁴ Гн/см;

А .

Коэффициент устойчивости магнитного поля

,

.

Из графика при k_у=0,96; . Принимаем _max=1,55; .

Максимальное межламельное напряжение

,

В.

Определяем зазор под центром полюса

,

где k_э = 1,273 при ;

см.

Зазор под краем полюса

,

см.

Магнитная индукция в воздушном зазоре

,

Тл.

Магнитное сопротивление воздушного зазора

,

А.