5 Завдання № 5 до розділу

„Машини постійного струму”

5.1 Визначення потужності машини постійного струму і числа витків обмотки збудження

Час, необхідний для виконання даного завдання складає приблизно 24 години.

Вихідні дані до завдання №5 наведені в таблиці 5.1, у якій зазначені номінальні параметри машин постійного струму.

Пояснення до таблиці 5.1.

Скорочені позначення в графі 17 варто розуміти так: ПрЗД, ПрЗГ - обмотка паралельного збудження відповідно двигуна і генератора; ПсЗД - обмотка послідовного збудження двигуна.

Для варіантів 01, 02, 03, 06, 80, 81, 82, 85 задається овальний паз із шириною зуба 6 мм. Ширина зуба по його висоті приймається однаковою.

Довжина головного смуга приймається рівній довжині якоря . Для варіантів, у яких задана магнітна система якоря з радіальними вентиляційними каналами (стовпчик 15), ширина вентиляційного каналу приймається рівною 10 мм. Для варіантів у колонку 15, у яких задана магнітна система якоря з аксіальними каналами, використовується скорочена форма запису, наприклад, ак.14/17, яке читається так: вентиляція - аксіальна, число отворів 14, діаметр отвору 17 мм.

Матеріал: сердечника якоря і полюсів - листова гарячекатана електротехнічна сталь марки 1111, 1112, 1311, 1312; ярмо - лита сталь, за винятком машин по варіантах 34, 35, 38 - з чавуну. Машини виконані з додатковими полюсами. Клас ізоляції машини А.

5.2 Методичні вказівки

Перед виконанням завдання вивчається за конспектом лекцій матеріал, який відноситься до даного завдання, конструкція машини постійного струму, принцип роботи генератора і двигуна за (1, с.627

або 2, с.62), магнітний ланцюг машини постійного струму - за (1, с.39, або 2, с.78) обмотки й е.р.с. якоря – за (1, с.53 або (2, с.97).

До п.5.1. Розрахунок магнітного кола. Розрахунок магнітного кола носить характер перевірочного, котрий виконується в інженерній практиці. У цьому випадку розміри магнітного кола задані.

Розрахунок магнітного кола виконується в наступному порядку:

- викреслюється в масштабі магнітне коло і зубцева ділянка;

- розраховується намагнічуюча сила, (н.с.) магнітного кола;

- по розрахунковим даним н.с. магнітного кола будується характеристика холостого ходу, виробляється її аналіз, визначається коефіцієнт насичення і дається висновок про використання матеріалу магнітного кола;

- визначається число витків обмотки збудження одного полюса і всієї машини.

За даними таблиці 5.1 викреслюється в масштабі магнітне коло основних (головних) полюсів машини постійного струму аналогічно (1, с.40 або 2 ,с.78) . При цьому визначається кут між осями полюсів за формулою

,

де - число головних полюсів.

В іншому масштабі викреслюється зубцева ділянка (3 - 4 зубці і паза) аналогічно (1, с.46 або 2, с.85).

Розрахункова дуга полюсного наконечника визначається за формулою: ,

де - розрахунковий коефіцієнт полюсної дуги, що знаходиться в межах 0,62-0,74 і вибирається в залежності від діаметра якоря по с.34 [3] або за таблицею 2.1 даних методичних указівок;

- полюсний розподіл, обумовлений за формулою

,

де - зовнішній діаметр якоря.

Дійсна величина полюсної дуги приймається рівній розрахунковій величині її :

Таблиця 5.1 - Вихідні дані до завдання №5

Варіант	Напруга номінальна	Швидкість обертання	Число полюсів	Зовнішній діаметр якоря	Висота спинки якоря	Висота зубця	Зазор під основн. полюсом	Довжина якоря	Висота полюса в радіальн. напрям.	Висота ярма	Довжина ярма	Зовнішній діаметр ярма	Число пазів якоря	Число вентиляц. каналів	Ширина паза	Спосіб збудження
			2р
№	В	об/ хв	-	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм	-	-	мм	-
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
01 02 03 04 05	110 115 220 230 220	1500 1430 1500 1450 950	4 4 4 4 4	160 170 175 200 235	35 38 40 40 62	20 22 22 24 28	1,0 1,0 1,5 1,5 2,5	100 140 160 180 200	62,0 64,0 68,0 71,0 76,0	22 25 28 30 34	140 240 220 230 290	330 350 370 405 460	29 29 29 33 37	- 1 1 2 3	- - - 8 8	ПрЗД ПрВГ ПрЗД ПрВГ ПрЗД
06 07 08 09 10	110 115 220 230 220	1500 950 1500 1460 1000	4 4 4 4 4	160 185 185 245 245	35 40 40 60 60	22 28 28 35 35	2,5 1,0 2,0 2,0 2,5	65 95 160 180 220	60,5 68,5 67,5 80,0 79,0	22 28 28 35,5 36	140 220 220 290 290	330 380 380 480 480	29 31 31 35 35	- - 1 - 1	- 8 8 8,5 8,5	ПрЗД ПрВГ ПрЗД ПрЗГ ПрЗД

Продовження таблиці 5.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
11 12 13 14 15	220 220 115 220 220	960 960 940 950 850	4 4 4 4 4	410 410 300 245 400	115 115 60 50,5 72,5	40 40 30 36 31	4,0 4,0 4,0 2,0 3,0	195 145 150 80 170	141 141 136 95,5 137	50 50 34 27,5 37	400 350 270 200 270	800 800 648 495 754	46 50 33 35 49	2 2 - - -	10,3 9,8 10,4 7,9 11,0	ПрЗД ПрЗД ПрЗГ ПрЗД ПрЗД
16 17 18 19 20	230 220 220 230 115	940 950 700 680 1350	4 4 4 6 4	350 245 400 480 245	100 56,5 92,5 105 56,5	31 36 36 45 36	3,5 2,0 4,5 5,0 2,0	225 120 315 230 80	96,5 95 135,3 135 95,5	50 27,5 42 46 27,5	350 240 420 330 200	650 495 764 852 495	45 35 43 51 35	2 - 4 3 -	9,3 7,9 11,5 12,0 7,9	ПрЗГ ПрЗД ПрЗД ПрЗГ ПрЗГ
21 22 23 24 25	220 400 110 230 220	730 730 850 940 1430	4 4 4 4 4	400 380 245 300 245	107 79 56,5 79 56,5	30 36 36 29 36	4,0 4,0 2,0 4,0 2,0	180 190 80 150 80	1476 136 96,5 116 95,5	40 45 27,5 30 27,5	340 340 200 270 200	780 750 495 600 495	48 41 35 35 35	2 2 - 2 -	13,3 12,0 7,9 11,4 7,9	ПрЗГ ПрЗГ ПрЗД ПрЗГ ПрЗД
26 27 28 29 30	220 230 115 230 230	920 1830 1150 750 1810	4 4 4 6 4	280 245 320 520 245	48 56,5 46 85,5 56,5	30 36 36 45 36	4,0 2,0 4,0 3,0 2,0	140 80 140 259 60	86 95,5 141 92 95,5	27 27,5 43 41 27,5	230 200 240 400 240	514 495 696 842 495	37 35 37 60 35	- - - 3 -	10,6 7,9 10,0 11,0 7,9	ПрЗД ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ
31 32 33 34 35	230 230 220 115 230	1285 2000 1350 850 1460	4 4 4 4 4	245 380 240 360 245	56,5 109 45 80 56,5	36 36 32 40 36	2,0 5,0 3,5 4,5 2,5	60 90 86 120 60	95,5 150 116,5 160,5 70	27,5 45 60 45 26	240 320 335 335 160	495 780 600 780 442	35 56 41 38 35	- - 2 3 -	7,9 9,0 7,5 11,6 8,5	ПрЗГ ПрЗГ ПрЗД ПрЗД ПрЗГ

Продовження таблиці 5.1

1	2	3		4	5		6		7	8	9			10		11		12		13		14			15		16		17
36 37 38 39 40	220 220 230 120 600	800 800 960 1460 1000	4 4 4 2 2			320 240 240 130 675		48 51 52 25 125	32 32 33 24 37	4,0 2,0 2,0 2,0 5,0			160 74 70 32 230		181 104 100 58 232,5		30 50 50 17,5 82		240 250 260 194 300		750 552 544 285 1314		61 36 36 24 62	2 2 2 - 3		7,3 7,3 6,5 7,0 13,4		ПрЗД ПрЗД ПрЗГ ПрЗД ПрЗГ
41 42 43 44 45	220 220 220 220 220	1500 1500 940 965 950		2 2 2 2 2	210 245 340 410 550		48 60,5 86,5 114 150		27 27 41 41 45	1,5 2,0 4,0 4,0 6,0		125 135 140 200 350		102,5 123 121 141 199		48 46 44 59 62		200 210 20 280 420		524 587 678 818 1084		31 37 43 45 58			ак14/17 ак14/17 ак24/22 ак30/22 4		7,7 5,5 8,7 10,2 10,2		ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ
46 47 48 49 50	220 750 660 750 230	970 1000 1000 600 1360		2 4 4 4 4	475 750 990 1500 245		131,5 126 185 155 49		46 44 45 45 36	4,5 5,0 6,5 7,0 2,0	220 310 330 330 120			213 280 279,5 318 95,5		69 89 90 95 27,5		300 400 420 420 240		1048 1518 1742 2342 495		70 87 117 14 35			ак30/22 4 5 5 -		8,4 11,5 10,5 14,0 7,3		ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ
51 52 53 54 55	230 115 230 460 230	2000 1470 1470 1470 1360		4 4 4 4 4	245 295 295 340 245		49 69 69 81,5 49		36 36 36 41 36	2,0 2,0 2,0 2,5 2,0	80 100 140 140 120			95,5 115,5 115,5 122,5 95,5		27,5 32,5 32,5 42,5 27,5		200 250 290 300 240		495 595 595 675 495		33 31 31 41 35			- - - - -		8,4 11,5 11,0 9,3 7,3		ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ
56 57 58 59 60	115 230 460 230 230	1240 1410 1700 2100 970		4 4 4 4 4	2,95 2,95 3,40 2,45 4,75		69 69 81,5 49 129		36 36 41 36 46	2,0 2,0 2,5 2,0 4,5	100 140 140 80 220			115,5 115,5 122,5 95,5 143		32,5 32,5 42,5 27,5 70,0		250 290 300 200 220		595 595 675 495 910		31 31 41 33 63			- - - - -		11,5 11,0 9,2 8,4 9,0		ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ

Продовження таблиці 5.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
61 62 63 64 65	230 230 230 230 115	970 970 970 1470 1470	4 4 4 4 4	475 410 410 340 295	129 107,5 107,5 81,5 69	46 40 40 41 36	4,5 4,0 4,0 3,0 2,0	165 200 150 190 100	147 131 131 122 115,5	70 60 60 42,5 32,5	165 200 150 390 250	910 800 800 675 595	63 42 49 50 31	- - - - -	9,0 11,5 10,0 7,5 11,0	ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ
66 67 68 69 70	230 230 230 490 110	1460 2200 1470 1200 730	4 4 4 4 4	245 245 295 340 295	49 49 69 81,5 76	36 36 36 41 36	2,0 2,0 2,0 2,5 3,0	120 80 140 140 140	95,5 95,5 115,5 122,5 110	22,5 22,5 32,5 42,5 45	240 200 290 300 200	495 495 595 675 611	35 33 31 41 33	- - - - ак21/20	7,3 8,4 11,0 9,2 10,6	ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ ПрЗД
71 72 73 74 75	230 220 220 110 220	1850 1500 1500 1500 3000	4 4 4 4 4	245 245 294 195 195	57 47 56 32 32	35 27 34 27 27	2,5 2,0 2,0 1,5 1,5	120 150 150 140 140	100 98 113 78 78	45 27 31 21 21	180 200 200 190 190	540 499 586 396 396	33 29 37 35 35	ак21/20 ак21/20 ак21/20 - -	8,5 10,0 8,7 7,3 7,3	ПрЗГ ПрЗД ПрЗД ПрЗД ПрЗД
76 77 78 79 80	230 230 230 230 220	2000 2000 1260 970 1500	4 4 4 4 4	245 245 295 295 160	46 46 60 60 35	36,2 36,2 36,2 36,2 20,0	1,5 1,5 2,0 2,0 1,0	80 120 100 140 140	96 96 115 115 62	20 25 30 30 22	130 160 150 190 180	480 490 589 589 330	35 35 35 33 29	ак9/10 ак9/10 ак18/15 ак18/15 -	8,5 8,5 9,8 10,8 -	ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ ПрЗГ ПрЗД
81 82 83 84 85	230 220 230 220 220	1430 1500 1450 950 1500	4 4 4 4 4	170 175 200 235 160	38 40 40 62 35	22 22 24 28 22	1,0 1,5 1,5 2,5 2,5	160 170 200 220 85	64 68 71 76 60,5	25 28 30 34 22	230 230 250 320 160	350 370 405 460 330	29 29 33 37 29	1 1 2 3 -	- - 8,0 8,0 -	ПрЗГ ПрЗД ПрЗГ ПрЗДПрЗД

Продовження таблиці 5.1

1	2	3	4	5	6	7		8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
86 87 88 89 90	230 220 230 220 220	950 1500 1460 1000 960	4 4 4 4 4	185 185 245 245 410	40 40 60 60 115	28 28 35 35 40		1,0 2,0 5,0 2,5 4,0	100 180 200 250 210	68,5 67,5 80 79 141	28 28 35,5 36 50	220 230 310 320 400	380 380 480 480 800	31 31 35 35 46	- 1 - 1 2	8,0 8,0 8,5 8,5 10,3	ПрГ ПрЗД ПрЗГ ПрЗД ПрЗД
91 92 93 94 95	220 230 220 220 230	60 940 950 850 940	4 4 4 4 4	410 300 245 400 350	115 60 56,5 72,5 100		40 30 36 31 31	4,0 4,0 2,0 3,0 3,5	165 170 100 180 240	141 136 95,5 137 96,5	50 34 27,5 37 50	350 280 210 280 360	800 648 495 754 650	50 33 35 49 45	2 - - - 2	9,8 10,4 7,9 11,0 9,3	ПрЗД ПрЗГ ПрЗД ПрЗД ПрЗГ
96 97 98 99 00	220 230 220 220 230	950 700 680 350 730	4 4 6 4 4	245 400 480 245 400	56,5 92,5 105 56,5 107		36 36 45 36 30	2,0 4,5 5,0 2,0 4,0	130 340 250 110 210	95 135,5 135 95,5 146	27,5 42 46 27,5 40	250 430 380 210 350	495 764 852 495 780	35 43 51 35 48	- 4 3 - 2	7,9 11,5 12,0 7,9 13,3	ПрЗД ПрЗГ ПрЗД ПрЗД ПрЗГ

Таблиця 2.2 - Розрахунковий коефіцієнт полюсного перекриття в залежності від діаметра якоря для машин з додатковими полюсами

, мм	140	200	300	400	450	500	600	700
	0,62	0,64	0,66	0,67	0,68	0,685	0,695	0,70

Ширина сердечника головного полюса визначається за формулою:

,

де - розрахункова дуга полюсного наконечника;

- індукція в повітряному зазорі при номінальному режимі, що вибирається за табл.2.2 у залежності від діаметра якоря або за (3, с.342 );

- індукція в сердечнику головного полюса, значення якої можна прийняти в межах (1,2 ÷ 1,6)Т або (1, с.52);

- коефіцієнт розсіювання потоку головних полюсів вибирається за (2, с.92) і має значення:

= 1,28 для 2Р = 4; = 25 см.

= 1,25 для 2P > 4; = (25 ÷ 75) см для машини з додатковими полюсами;

= 1,12 ÷ 1,25 для машин без додаткових полюсів.

Таблиця 2.3 – Рекомендована величина індукції

, див	6,0	8,0	10,0	15,0	20,0	30,0	50,0	60,0	80,0	100,0
, Т	0,40	0,50	0,55	0,66	0,76	0,88	0,90	0,92	0,94	0,95

Розрахунок магнітного кола зводиться до визначення сили, що намагнічує, (н.с.) головних полюсів, яка необхідна для створення основного магнітного потоку, що наводить задану е.д.с. в обмотці якоря, а також для створення потоку розсіювання. Унаслідок

симетричної будови машини і рівності потоків усіх полюсів магнітне коло розраховується на один полюс, як у [1] або на пару полюсів, [2].

Магнітне коло розраховується на підставі закону повного струму для середньої довжини магнітної лінії. Основних ділянок магнітного кола п'ять, у яких напруженість вважається приблизно постійною: повітряний зазор , зубцева ділянка якоря , спинка якоря , сердечник полюса з наконечником , ярмо .

Вихідною величиною для розрахунку н.с. є індукція магнітного поля в повітряному зазорі . Величина індукції, що рекомендується, у повітряному зазорі для номінального режиму може бути обрана з табл.5.2 або за (3, с.342).

Розрахунок н.с. для кожної ділянки виконується для п'яти значень індукції в повітряному зазорі (0,25; 0,50; 0,75; 1,00; 1,25) , визначаються основний потік і індукції ділянок (зазору, спинки якоря, полюса, і ярма). За кривими намагнічування (1, c.15 або 2, с.54) у залежності від матеріалу ділянки визначається напруженість ділянки і н.с. ділянки для прийнятих п'яти значень .

Розрахунок н.с. зубцевої ділянки здійснюється на один зубцевий крок. Для зубцевої ділянки з трапецеїдальною формою зубця індукція визначається для трьох перетинів зубця (верхнього , середнього , нижнього ) для кожного прийнятого значення індукції в повітряному зазорі . Якщо індукція зубця перевищує 1,8 Т ( 1,8.Т), то враховується провідність паза через зубцевий коефіцієнт ДО3. Потім за кривими намагнічування листової електротехнічної сталі з обліком ДО3 по с.48 [1] або по с.88 [2] визначається напруженість у кожнім перетині зубця.

Розрахункове значення напруженості поля Н3 знаходиться за формулою (1, с.47) або за формулою (2, с.89). Н.С. зубцевого ділянки на пару полюсів визначається за формулами (1, с.47 або 2, с.89).

Для зубцевої ділянки з овальною формою паза, ширина зубця по висоті зубця буде однаковою. Розрахунок індукції і н.с. виконується тільки для одного перетину.

Якщо індукція перевищує 2,3 Т при 1,25 , то варто задатися або визначити за формулою (1, с.47 або за формулою(2, с.89) нове номінальне значення .

Розрахунок н.с. магнітного ланцюга здійснюється за табличною формою аналогічно таблиці 5.4. У графу 1 табл.5.4 містяться формули і числові значення, що відповідають номінальному режимові. Підсумовуючи н.с. усіх ділянок магнітного кола кожної графи одержуємо основну н.с. машини на пару полюсів для кожного прийнятого значення.

Таблиця 5.4 - форма розрахунку магнітного кола машини постійного струму

№ розділів і параграфів	Найменування величини	Література, № формул, таблиць	Розрахункова формула в буквеному і числовому позначеннях	Одиниці виміру	Результати розрахунків					Примітка
					0.25BδH	0.5BδH	0.75BδH	1.0BδH	1.25BδH
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11

Отримані в результаті розрахунку величини магнітної індукції для номінального режиму ділянок магнітного кола порівнюється з відповідними величинами індукції, наведеними (3, с.342) або в табл.5.5 дійсних методичних указівок.

У випадку значної розбіжності результатів розрахунку індукції з тими, які були рекомендовані, потрібно відповідно змінити індукцію в повітряному зазорі і розрахунок повторити спочатку.

За даними табл.5.4 будується магнітна характеристика і характеристика холостого ходу у

Таблиця 5.5 - Магнітна індукція для сталевих ділянок

Ділянки магнітного ланцюга	Матеріал	Значення індукції (Т)
Ярмо якоря -	Електротехнічна сталь	1,0 – 1,5
Зубці якоря в найменшому перетині -	Електротехнічна сталь	1,8 - 2,5
Сердечник полюса -	Електротехнічна сталь	1,2 - 1,6
Ярмо станини -	Сталеве лиття (прокат)	1,1 – 1,2
	Чавунне лиття	0,5 – 0,7

відносних одиницях. За базисні величини тут приймаються: , , , , .

Визначається коефіцієнт насичення магнітного кола за магнітною характеристикою для або за формулою (1, с.51 або 2, с.75). У машинах нормального виконання коефіцієнт насичення знаходиться в межах 1,2 ÷ 1,35.

Дати висновок про використання активного матеріалу машини постійного струму.

По п.5.2. Визначення числа активних провідників, витків, числа секцій, витків секції, вибір типу обмотки здійснюється в наступному порядку:

- визначається е.р.с. генератора за формулою

- для двигуна

.

За формулою е.р.с. обмотки якоря (1, с.91 або 2, с.113 або 3,с.121) визначається число активних провідників обмотки якоря , при цьому спочатку приймається число пар паралельних гілок обмотки якоря , тобто приймається проста хвильова обмотка, як найбільш доцільна.

У випадку якщо зазначена обмотка не підходить, застосовується проста петельна обмотка. Застосовувати складні обмотки не бажано.

По числу провідників обмотки якоря визначається загальне число витків обмотки якоря .

Число секцій обмотки якоря і число колекторних пластин К визначається, виходячи із середньої напруги між двома сусідніми

колекторними пластинами за наступною формулою:

,

де 2Р - число полюсів машини;

- номінальна напруга, В;

- середня напруга між двома колекторними пластинами, В.

Для машин середньої потужності (10-100) кВт і =(16-40) см, може бути прийняте =(23-28) В і для машин малої потужності до 10 кВт =(33-40) B. Число секцій повинне бути цілим числом і дорівнює або кратним числу пазів. Число витків секції визначається за формулі

Потім визначається колекторний розподіл (ширина колекторної пластини й ізоляції між колекторними пластинами) за формулою:

,

де - діаметр колектора, ;

К - число колекторних пластин.

Отримана величина порівнюється з припустимою .

По п.5.2. Розрахунок параметрів схеми і виконання розгорнутої схеми обмотки якоря.

До основних параметрів схеми обмотки якорі відносяться:

- перший частковий крок;

- другий частковий крок;

- результуючих ваг і крок по колектору;

- відстань між подовжніми осями;

- відстань між поперечними осями;

- відстань між подовжньою і поперечною осями;

- крок між осями щіток у колекторних розподілах;

- ширина полюсного наконечника в елементарних пазах.

Формули для визначення основних параметрів схеми хвильової і петельної обмоток наведені в [1], [2], с.97. Після визначення основних параметрів схеми обмотки, на окремому листі форматом А4, А3 або А2 виконується розгорнута схема обмотки якоря. Схема виконується в наступному порядку: викреслюються і нумеруються елементарні пази. Ліворуч від цифр розташовуються верхні активні сторони секції, праворуч - нижні. Активні сторони секції, розташовані у верхньому шарі обмотки, позначається суцільними лініями і порядкові номери секцій пишуться без штриха. Активні сторони секцій нижнього шару обмотки позначаються пунктирними лініями і порядковими номерами пишуться з одним штрихом.

Багатовиткова секція зображується у виді одного еквівалентного витка. Розташовуються вісі полюсів; викреслюються полюсні наконечники головних полюсів і їм надається полярність. Ширина полюсного наконечника в елементарних пазах визначається за формулою:

,

де - розрахунковий коефіцієнт полюсного перекриття;

- елементарні пази.

Приймають, що полюси знаходяться над площиною креслення.

Розрізаний по утворюючий і розгорнутий якір рухається щодо нерухомих полюсів зліва направо.

Визначається напрямок е.р.с. (для генератора) і напрямок струму (для двигуна) у секційних сторонах під полюсними наконечниками.

Виконується схема обмотки відповідно до основних її параметрів: з'єднуються секційні сторони через ; ; , визначені в елементарних пазах так, щоб е.р.с. (струми) у секційних сторонах збігалися.

Колекторні пластини позначають такими ж номерами, якими позначені верхні провідники, що підключаються до цих колекторних пластин.

Щітки розташовуються на тих колекторних пластинах, до яких приєднані секційні сторони, що знаходяться на геометричної нейтралі. Вісі щіток точно розташовуються через колекторних розподілів. Ширина щітки приймається рівній ширині колекторної пластини, зображеної на схемі.

Щітки однакової полярності з'єднуються між собою паралельно.

Складається таблиця - схема з'єднання активних сторін секцій у паралельних гілках обмотки якоря між щітками різної полярності. Указуються на розгорнутій схемі й у таблиці секції, замкнуті накоротко. Визначається величина пульсації напруги на гілках за (2, с.88).

По п.5.3. Визначення потужності машини постійного струму і числа витків обмотки збудження.

Виходячи з площі паза SП і коефіцієнта заповнення паза КП визначається загальний перетин міді провідників , що заповнює даний паз:

,

де .

Число провідників у пазу

Розрахунковий перетин одного провідника

.

Отриманий перетин округляється до найближчого значення за стандартом на обмотувальну мідь. Стандартний перетин обмотувальної міді наведений у табл.5.6. Якщо розрахунковий перетин провідника більше зазначеного в табл.5.6, тоді приймається 2 або більш провідників у паралель, і надалі розрахунок здійснюється на сумарний перетин провідників.

Для визначення номінального струму якоря приймається щільність струму в провіднику

, або

Визначаються:

- струм у паралельній гілці обмотки якоря

- струм якоря

,

де - число паралельних гілок обмотки якоря.

Обчислюється електромагнітна потужність

Визначається струм збудження:

- для машин паралельного збудження

,

Таблиця 5.6 – Довідкові дані обмоткових мідних проводів

Діа- метр	Пере-тин	Маса 1000 м	Опір 1000 м при 15˚С	Діа-метр	Пере-тин	Маса 1000 м	Опір 1000 м при 15˚С
d	q	G		d	q	G
мм	мм2	кг	Ом	мм	мм2	кг	Ом
1	2	3	4	5	6	7	8
0.05	0.00196	0.01746	9100	(0.77)	0.466	4.14	36.900
0.06	0.00283	0.02520	6310.0	0.80	0.503	4.47	34.200
0.07			4630.0			4.81	31.800
0.08			3550.0			5.16	29.600
0.09			2810.0			5.66	27.000
0.10			2270.0			6.04	25.300
0.11			1813.0			6.43	23.800
0.12			1524.0			6.98	21.900
0.13			1296.0			7.55	20.300
0.14			1118.0			8.14	18.790
0.15			974.0			8.75	17.470
0.16			856.0			9.40	16.280
0.17			758.8			10.05	15.220
0.18			674.0			10.91	14.020
0.19			606.0			11.80	12.960
0.20			548.0			12.73	12.010
0.21			497.0			13.69	11.180
0.23			415.0			14.68	10.410
0.25			351.0			15.71	9.740
0.27			300.0			16.99	9.000
0.29			260.0			18.32	8.360
0.31			228.0			19.71	7.750
0.33			201.0			21.10	7.230
0.35			178.8			22.90	6.700
0.38			151.8			24.70	6.190
0.41			130.3			26.50	5.760
0.44			113.2			28.50	5.380
0.47			99.2			30.80	4.970
/0.49/			91.3			35.70	4.290
0.51			84.4			41.60	3.680
/0.53/			77.8			48.30	3.170
0.55			72.3			55.90	2.730
/0.57/			67.5			65.00	2.350
0.59			63.0			75.10	2.040
/0.62/			57.0			87.00	1.758

Продовження таблиці 5.6

1	2	3	4	5	6	7	8
0.64			53.4			100.00	1.518
/0.67/			48.7			117.40	1.303
0.69			46.0			141.40	1.082
0.72			42.3			160.90	0.951
0.74			40.0			188.80	0.812

Примітка. Діаметри провідників, які вказані в дужках, є мало поширеними.

де - струм збудження в (%).

Величина в % наведена в табл.5.7.

Таблиця 5.7 – Величина струму збудження машин паралельного збудження в (%)

Рем,кВт	до1	5	10	20	40	60	100	300	1000
Ізб, %	10-8	7.0	5.0	4.0	3.0	2.5	2.0	1.5	1.2

- для машин послідовного збудження:

Для машин паралельного збудження що віддається (корисна) потужність генератора визначається за формулою:

Для двигуна спочатку визначається підведена потужність:

А потім корисна потужність (потужність на валу):

,

де - коефіцієнт корисної дії;

Коефіцієнт корисної дії вибирається в залежності від електромагнітної потужності машини постійного струму за табл.5.8 або на (3, с.343).

Таблиця 5.8 - Значення к.к.д. (орієнтований)

Рем, кВт	5	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
η, %	82	87	88	88.5	89	89.5	90	90.5	91	91.5	92

Для двигуна послідовного збудження підведена потужність визначається за формулою

І корисна потужність

- також вибирається за табл. 5.8 або на (3, с.343).

Розрахована номінальна потужність машини перевіряється за нагрівом.

Визначають номінальне лінійне навантаження

Обчислюють фактор нагріву

,

де - фактична щільність струму обмотки якоря.

Порівнюють його з рекомендованою величиною , яка наведена в табл. 5.9 для класу ізоляції А або на (3, с.342).

Таблиця 5.9 - Рекомендована величина фактора нагріву

Dа, см	10	20	30	40	50
АΔ, А/см*А/мм2	550- 620	1000- 1200	1400- 1700	1700- 2000	1830-2180
АΔ, А/м*А/м21012	0.55- 0.62	1.00- 1.20	1.40- 1.70	1.70- 2.00	1.83-2.18

Продовження таблиці 5.9

Dа, см	60	70	80	90	100
АΔ, А/см*А/мм2	1920- 2250	1990- 2370	2000- 2400	2010- 2410	2020- 2420
АΔ, А/м*А/м21012	1.92- 2.25	1.99- 2.37	2.00- 2.40	2.01- 2.41	2.02- 2.42

Якщо обчислене значення , то машина проходить по нагріву (тобто температура нагріву обмоток не перевищує припустимі). Якщо > , то варто зменшити щільність струму провідника і зробити перерахування потужності машини.

Число витків обмотки збудження одного полюса визначається за формулою

,

де - н.с. машини при холостому ході та номінальної індукції,

- 1.15 -1.16 - коефіцієнт, який враховує розмагнічуючу дію реакції якоря.