6 Расчет обмотки возбуждения двигателя постоянного тока

6.1 Поперечная МДС обмотки якоря на пару полюсов [1, 10.82, с. 275]

F₂ = (0,5×N₂×I_{2 ном.})/2а₂×р, (55)

F₂=(0,5×270×193)/4=6513,75 А.

6.2 Коэффициент, учитывающий размагничивающее действие МДС поперечной реакции якоря при В_z2max = 2,181 Тл

F₂/F_в.о = 6513,75/4055,826=1,606 А [1, по рисунку 20.20, с. 275];

k_р.я. = 0,2.

6.3 Размагничивающее действие МДС поперечной реакции якоря на пару полюсов [1, 10.82, с. 275]

F_qd = k_р.я × F₂, (56)

F_qd=0,2×6513,75=1302,75 А.

6.4 Требуемое значение МДС, обмотки возбуждения при нагрузке на пару полюсов [1, 10.81, с. 274]

F_в.н= F_в.о+ F_qd − F_с, (57)

где МДС стабилизирующей обмотки на пару полюсов [1, 10.94, с. 281]

F_в.н = 4055,826+1302,75−977,0625=4381,51 А.

F_с = 0,15 × F₂, (58)

F_с=0,15×6513,75=977,0625 А.

6.5 Средняя длина витка многослойной полюсной катушки параллельного возбуждения [1, 10.84, с. 277]

l_ср.к = 2×(l_м+b_m)+π×(b_к.ш+2×b_из+2×b_з+2×b_к), (59)

где ширина катушки [1, рисунок 10.22, с. 277] b_к.ш=36 мм; толщина изоляции катушки [1, таблица 10.14, с. 278] b_из=0,2 мм; односторонний зазор между катушкой и сердечником полюса b_з=0,6 мм; толщина каркаса b_к =2 мм;

l_ср.к =2×(217+72)+3,14×(36+2×0,2+2×0,6+2×2)=709 мм.

6.6 Площадь поперечного сечения обмоточного провода (при последовательном соединении всех полюсных катушек) [1, 10.88, с. 280]

q_в = (F_в.н×k_зап.×р_си×р×l_ср.к×1000)/U_в , (60)

где k_зап. – коэффициент запаса МДС обмотки возбуждения [1, с. 280]

k_зап. = 1,05;

р_си – удельное электрическое сопротивление меди при расчетной рабочей температуре [1, таблица 2.1, с. 31]

q_в=(4381,51×1,05×24,4×10⁻⁹×2×709×1000)/220=0,723 мм².

По таблице 10.16 [1, с. 281] принимаем катушку возбуждения из изолированного провода круглого сечения, многослойную по ширине и высоте: провод марки ПЭТ−155

q_в=0,723 мм²; d=1,18 мм; d_из.=1,26 мм.

6.7 Число витков в полюсной катушке [1, 10.89, с. 280]

ω_к.в = F_в.н/2×q_в×Δ_в, (61)

где плотность тока [1, рисунок 10.24, с. 280]

Δ_в = 3,1 А/мм²;

ω_к.в = 4381,51/(2×3,1×0,723)=977,45.

6.8 Сопротивление обмотки возбуждения [1, 10.90, с. 281]

r_в=(р_си×2р×ω_к.в×l_ср.к ×1000) / q_в, (62)

r_в=(24,4×10⁻⁹×4×977,45×709×1000)/0,723=93,55 Ом.

6.9 Наибольшее значение тока возбуждения [1, 10.91, с. 281]

I_в = U_в/q_в , (63)

I_в = 220 / 93,55 = 2,35 А.

6.10 Уточненное значение плотности тока в обмотке возбуждения [1, 10.92, с. 281]

Δ_в = I_в/q_в, (64)

Δ_в = 2,35/0,723 = 3,25 А/мм² .