трусики женские украина

На головну

 Електродвигун постійного струму потужністю 400 Вт для побутової техніки - Фізика

Міністерство освіти и науки України

Східноукраїнській Національний Університет

имени ВОЛОДИМИРА ДАЛЯ

Кафедра електромеханікіПояснювальна записка до курсового проекту на тему:

Електродвигун постійного струму потужністю 400 Вт для побутової техніки

ПК 037.000.000 ПЗ

Студент групи ЕТ-661

Дундою А.С.

Керівник проекту

Губаревич О.В.

2010 р.

Реферат

Розроблено двигун постійного струм з шіхтованою станини для побутової техніки. Наведено розрахунок магнітного ланцюга для номінального режиму и візначені основні Розміри електродвигун. Побудовані робочі характеристики. Виконаю тепловий та вентіляційній розрахунки.

Введення

Електричні машини в загальному обсязі виробництва електротехнічної промисловості займають основне місце, тому експлуатаційні властивості нових електричних машин мають важливе значення для економіки нашої країни.

Проектування електричних машин - це мистецтво, яке єднає знання процесів електромеханічного перетворення енергії з досвідом, накопиченим поколіннями інженерів - електромеханіків, вміння застосовувати обчислювальну техніку, при проектуванні нової або поліпшення старої, вже випускається машини.

Метою цього проекту є розробка електродвигуна постійного струму потужністю 400 Вт з шіхтованной станиною для побутової техніки. При цьому підвищується ККД двигуна, зменшується металоємність і трудомісткість при виготовленні.

У даному проекті проведені розрахунки головних розмірів електродвигуна, обмотки якоря, обмотки збудження, проведені розрахунки магнітного ланцюга і робочих характеристик машини, виконані теплової та вентиляційний розрахунки, механічний розрахунок валу.

Електромагнітний, теплової та вентиляційний розрахунки виконувалися за методиками, викладеним в [1] ... [4]. Характеристики к.к.д. , А також криві індукції, і лінійної навантаження якоря малих машин постійного струму, наведені на рис. 3.1-3.3, взяті з [4]. Методика електромагнітного, теплового розрахунку двигуна, і вентиляційного розрахунку взяті з [1], [2] з використанням деяких формул, коефіцієнтів і показників, що відображають особливості проектування малих машин, наведених в [4].

1. Техніко-економічне обґрунтування проекту

1.1 Особливості колекторних двигунів для побутових приладів

Колекторні двигуни постійного струму і універсальні колекторні двигуни з цілого ряду властивостей вигідно відрізняються від асинхронних двигунів: вони дозволяють отримувати різні частоти обертання; дають можливість просто, плавно і економічно регулювати частоту обертання в широкому діапазоні, мають порівняно високий ККД, великі пускові моменти.

Ці позитивні якості сприяють широкому поширенню колекторних двигунів незважаючи на наявність у них вельми істотних недоліків, що викликаються наявністю щітково-колекторного вузла, що знижує надійність і вимагає додаткового догляду.

Особливістю колекторних двигунів є те, що вони не мають додаткових полюсів і компенсаційної обмотки. По конструкції колекторні двигуни дуже прості, що є безперечною їх перевагою перед низкою інших двигунів.

Мікродвигуни постійного струму, виконуються, як правило, двополюсними. Корпус і ярмо зазвичай поєднуються. Полюси і ярма статора штампуються як одне ціле з листів електротехнічної сталі, які ретельно ізолюються. Корпусу в цьому випадку, якщо вони є, виконуються із сплавів алюмінію. У двигунах, що мають безкорпусних виконання, підшипникові щити зміцнюються безпосередньо на пакеті сталі статора.

У колекторних двигунах частіше застосовуються кулькові підшипники, які обов'язково забезпечуються спеціальними захисними шайбами, ущільнювачами, необхідними для захисту підшипників від вугільного пилу, особливо в двигунах з поганою комутацією, розрахованих на роботу прибольшое частотах обертання.

Колектори двигунів, як правило, мають пластмасову основу. Іноді для збільшення міцності колектори забезпечуються армирующими кільцями.

1.2 Обгрунтування проекту

Метою цього проекту є розробка електродвигуна постійного струму з шіхтованной станиною. При цьому підвищується ККД двигуна, зменшується металоємність і трудомісткість при виготовленні. За базову конструкцію розроблюваного двигуна прийнята конструкція двигуна шіхтованной станиною квадратного перетину.

При цьому необхідно вирішення наступних завдань:

1) максимально можливе розширення діапазону регулювання частоти обертання;

2) максимально можливе зменшення габаритів і маси двигуна при заданому обертального моменту (потужності) двигуна при заданому значенні висоти осі обертання;

3) поліпшення динамічних властивостей двигуна і їх виброакустических характеристик;

4) підвищення експлуатаційної надійності.

2. Технічне завдання на розробку двигуна

2.1 Найменування КР

Двигун постійного струму потужністю 400 Вт для побутової техніки.

2.2 Мета виконання КР і призначення виробу

Мета виконання - створення електродвигуна для побутової техніки. Застосування електродвигуна підвищує ККД приводу, зменшує металоємність і трудомісткість при виготовленні.

2.3 Технічні вимоги

2.3.1Требованія за призначенням

Режим роботи тривалий по ГОСТ 2582-81.

Основні номінальні параметри двигуна.

Потужність -400 Вт

Напруга живлення обмотки якоря- 220 В.

Напруга живлення обмотки збудження - 220 В.

Номінальна частота обертання 3000 об / хв.

Граничні відхилення від номінальних значень параметрів по ГОСТ 183-74.

2.3.2 Вимоги по надійності

Середній термін служби при напрацюванні 30000 годин не менше 15 років.

Імовірність безвідмовної роботи машини за період 10000 годин експлуатації (при довірчій ймовірності 0,7) - не менше 0,8.

Напрацювання щіток - 20000 ч.

Коефіцієнт готовності - 0,9.

2.3.3 Вимоги по експлуатації

Двигуни повинні виготовлятись в кліматичному виконанні УХЛ, розраховані на експлуатацію на висоті над рівнем моря до 1000 м, при температурі навколишнього повітря від 1 до 40 ° С і відносній вологості 98% при температурі 35 ° С. Двигуни повинні відповідати групі експлуатації М8 за ГОСТ 17516-77.

Ступінь захисту двигуна ІР22 за ГОСТ 14254-80.

Метод охолодження двигуна 1С01 по ГОСТ 20459-75.

2.3.4 Конструктивні вимоги

Конструктивне виконання IM1001

Двигун повинен виготовлятися з ізоляцією не нижче класу В за ГОСТ 8865-70.

Опір ізоляції обмоток щодо корпусу і між пазами повинно бути:

а) при нормальних кліматичних умовах в практично холодному стані двигуна - не менше 40 МОм .;

б) в нагрітому стані - не менше 2,5 МОм .;

в) після випробування на вологостійкість - не менше 1 мОм.

3. Розрахункова частина для номінального режиму

3.1 Вибір головних розмірів

Попереднє значення ККД електродвігателя0,71

Струм споживаний електродвигуном в номінальному режимі (попереднє значення),

400 / (0,71 ? 220) = 2,6А.

Струм якоря, приймаючи струм в незалежній обмотці збудження рівним 10 ... 20% від споживаного струму, (=),

= 0,85 ? 2,6 = 2,21 А.

Втрати в обмотках і контактах щіток малих електродвигунів тривалого режиму складають в середньому близько двох третіх загальних втрат в них. Отже, електромагнітна потужність визначається:

400 (100 + 2 - 0,71) / (3 ? 0,71) = 454,5 Вт

Вибираємо лінійну навантаження якоря попередньо по рис. 3.2 для

400/3000 = 133 - 10-3,

потім уточнюємо після перевірки комутації в п.3.6.3 і 3.6.4. Остаточно отримаємо

Індукція в повітряному зазоре12000 А / м. для133 - 10-30,45 Тл.

Коефіцієнт полюсною дугі0,6 ... 0,72, вибіраем0,72

Рис. 3.1. Криві ККД малих машин постійного струму в зависмости від корисної потужності на валу

Рис.3.2. Індукція в повітряному зазорі і лінійна нгрузка якоря

Відношення довжини пакета якоря до його діаметра для машин малої потужності знаходиться зазвичай в пределах0,4 ... 1,6.

Вибираємо = 0,6

Діаметр якоря

(6 ? 454,5) / (0,72 ? 12 000 ? 0,45 ? 0,6 - ? 3000) 1/3 = 0,073 м.

При відсутності радіальних вентиляційних каналовравна повній довжині сердечника якоря = lп = 0,6 - 0,073 = 0,044 м.

Число полюсів приймаємо = 2

Полюсное поділ

(3,14 ? 0,073) / 2 = 0,115 м.

Дійсна ширина полюсного наконечника

= 0,72 ? 0,115 = 0,083 м.

Розрахункова ширина полюсного наконечника (полюсною дуги) малих машин внаслідок насиченні тонких полюсних наконечників на 2-3% більше довжини дійсної полюсною дуги

= 1,025 - 0,72 ? 0,115 = 0,085 м.

3.2 Вибір обмотки якоря

Струм паралельної гілки

2,21 / 2 = 1,1 А.

При двополюсному виконанні застосовується проста петлевая обмотка, при четирёхполюсном-проста хвильова. Вибираємо просту петлеву обмотку з числом паралельних гілок, рівним числу полюсів (це властивість простий петлевий обмотки) = 2

Попереднє загальне число ефективних провідників по (10.4) [2]

(? 0,073 ? 12000) / 1,1 = 2501.

Вибір числа пазів якоря (з досвіду побудованих електродвигунів малої потужності) проводиться за наступним наближеному співвідношенню:

= (3 ... 4) - 1020,073 = (22 ... 29)

Приймаємо число пазів якоря: = 26

(? 0,073) / 26 = 0,0088 м.

Число ефективних провідників в пазу

2501/26 = 96,

приймаємо = 96 тоді

96 ? 26 = 2496.

Вибираємо паз напівзакритої трапецеїдальної форми з паралельними сторонами зубця.

Число колекторних пластин К для різних значень числа секційних сторін у пазувибіраем, порівнюючи варіанти:

 № п / п

 К = Z

 26 48 16,92

 2 52 24 8,46

 3 78 16 5,64

Посколькудолжно бути в межах, що не перевищують 15-16 В, приймаємо варіант 2: = 2, що забезпечує обмотку з цілим числом витків в секціі24. Тоді число колекторних пластин К = 52, число ефективних провідників = 2 ? 52 ? 24 = 2496 число ефективних провідників в пазу = 2496/26 = 96, число секцій в обмотці якоря

2496 / (2 ? 24) = 52.

Уточнюємо лінійну навантаження:

(2496 ? 1,1) / (? 0,073) = 11978 А / м.

Коригуємо довжину якоря:

0,044 ? 12000/11978 = 0,044 м.

Приймаються = 0,044 м.

Тоді

0,044 / 0,073 = 0,60.

Попереднє значення ЕРС для тривалого режиму роботи при паралельному збудженні

= 454,5 / 2,21 = 206 В,

Попереднє значення магнітного потоку на полюс

60 ? 206 - 2 / (2 ? 2496 ? 3000) = 0,00165 Вб.

Перетин повітряного зазору, табл. 10.17 [2],

= 0,085 ? 0,044 = 0,00374 м2.

Індукція в повітряному зазорі, табл. 10.16 [2],

0,00165 / 0,00374 = 0,44 Тл.

Зовнішній діаметр колектора

(0,5?0,9) ? 0,073 = (0,037?0,066) м.

Приймаємо: = 0,04 м.

Окружна швидкість колектора

(? 0,04 ? 3000) / 60 = 6,28 м / с.

Коллекторное поділ

? 0,04 / 52 = 0,00242 м.

Повний струм паза

1,1 ? 96 = 105,6 А.

Окружна швидкість якоря

(? 0,073 ? 3000) / 60 = 11,5 м / с.

Попереднє значення щільності струму в обмотці якоря прінімаем11000000 A / м2.

Попереднє перетин ефективного проводу по (10.9) [2]

1,1 / 11000000 = 0,000000100 м2.

Приймаємо по табл. П3.1 [] провідник марки ПСД: по ГОСТ діаметр голого проводу dГ = 0,000355 м; діаметр ізольованого проводу = 0,000395 м; перетин елементарного провідника = 0,000000099; число елементарних провідників = 1,

тоді перетин ефективного провідника

1 - 0,000000099 = 0,000000099 м2.

Уточнюємо значення щільності струму в обмотці якоря

= 1,1 / 0,000000099 = 11111111 A / м2

3.3 Розрахунок геометрії зубцеву зони

Висота паза якоря (згідно з досвідом побудованих машин) становить

= (0,24 ... 0,35) - 0,073 = (0,018 ... 0,026)

Прінімаем0,020 м.

Ширина зубця по (10.11) [2].

Частота перемагничивания стали зубців

= (2/2) - 3000/60 = 50 Гц.

Допустиме значення індукції в стали зубця (за технологічними умовами приймається в межах 1,3 ... 1,5 Тл), приймаємо для зменшення втрат в сталі якоря при частоті перемагнічіванія50 Гц1,3 Тл.

0,44 ? 0,0088 / 1,3 / - 0,95 = 0,0031 м,

Розміри паза в штампі приймаємо згідно стр. 293 [1].

Приймаємо ширину шліца паза (табл.8.14) 0,002 м;

висоту шліца паза (cм. рис.3.1) 0,0005 м.

Приймаються товщину кліна0,0005 м.

Виходячи з умови паралельних граней, знаходимо:

b2 = (p?D-2hп) / Z1-bz1 = 3,14 ? (0,073-2 ? 0,02) / 26) - 0,0031 = 0,0009 м = 0,9 мм;

b1 = p (D-2hш1-2hк) / Z1-bz1 = 3,14 (0,073-2 ? 0,0005-2 - 0,0005) / 26-

- 0,0031 = 0,0055м = 5,5 мм;

по (8.44) - (8-45) [1] (= 300)

hпк = hп-hш1- hк = 0,02-0,0005-0,0005 = 0,0190 м = 19 мм.

Рис.3.2. Паз якоря

Згідно з табл. 8.12. [1] припуск по ширині паза на складання: 0,0001 м. Припуск по висоті паза на сборку0,0001 м.

Розміри паза у просвіті по (8.42) [1] з урахуванням припусків на складання = 0,0055-0,0001 = 0,0054 м = 5,4 мм;

= 0,0009-0,0001 = 0,0008 м = 0,8 мм;

= 0,0190-0,0001 = 0,0189 м = 18,9 мм.

Площа поперечного перерізу трапецеидального паза, в якому розташовується обмотка, корпусні ізоляція і прокладки (див. Табл. 3.1.)

Висота паза без шліца по (8.44)

= 0,0189-0,0005 = 0,0184 м.

Площа поперечного перерізу трапецеидального паза, в якому розташовується обмотка, корпусні ізоляція і прокладки (8.43)

= (0,0054 + 0,0008) / 2 · 0,0184 = 0,0000570 м2.

Одностороння товщина ізоляції в пазу поз.1, ріс.3.10,00045м.

Площа поперечного перерізу корпусної ізоляції по (8.42) [1] згідно рис.3.1 і табл. 3.1 (поз.1 і поз.2)

= 0,00045 - (2 ? 0,0189 + 0,0054 + 0,0008) = 0,00001980 м2 = 19,8 мм2,

Площа поперечного перерізу паза, яка залишається вільною для розміщення провідників обмотки по (8.48) [1]

= (0,0054 + 0,0008) ? 0,0189 / 2- 0,00001980 = 0,00003879 = 38,79 мм2.

Коефіцієнт заповнення паза ізольованими провідниками визначаємо з 10.21 [2]:

(0,0003952 ? 96 ? 1) / 38,79 = 0,39,

що задовольняє вимогу технологічності виготовлення обмотки, який повинен знаходиться в межах не більше 0,68 ... 0,72 (див. стор. 147 [2]).

Таблиця 3.1 Ізоляція класу В обмотки статора

 Позиція Матеріал Число шарів Одностороння товщина ізоляції

 Найменування, Марка Товщина, мм

 1 Изофлекс 0,2 1 0,2

 2 Клин (склотекстоліт) 1,5 - 1,5

Рис. 3.3. Ізоляція класу В обмотки статора

Мінімальний перетин зубців якоря по табл.10.16 [2]

(26/2) ? 0,72 ? 0,0031 ? 0,044 ? 0,95 = 0,001213 м2,

 Змін.

 Лист

 № докум.

 Підпис.

 Дата

 Лист

 10

где0,95 - коефіцієнт заповнення муздрамтеатру якоря сталлю.

Для муздрамтеатру приймаємо сталь 2013.Уточняем індукцію в перетині зубців:

0,00165 / 0,001213 = 1,36 Тл.

3.4 Розрахунок обмотки якоря

Середня довжина лобовій частині витка при = 2

0,115 = 0,081 м.

Середня довжина витка обмотки якоря по (10.22) [2]

а) = 0,044 м;

б) 2 ? (0,044 + 0,081) = 0,25 м.

Повна довжина провідників обмотки якоря

2496 ? 0,25 = 312 м.

Опір обмотки якоря при J = 20 ° С

312,0 / (57 ? 106 ? 0,000000100 ? (2) 2) = 13,68 Ом.

Опір обмотки якоря при J = 75 ° С для ізоляції класу В

1,22 ? 13,68 = 16,69 Ом.

Маса міді обмотки якоря по (10.26) [2]

8900 ? 312,0 ? 0,000000100 = 0,278 кг.

Розрахунок кроків обмотки:

а) крок по колектору і результуючий крок

;

б) перший частковий крок

52 / 2- = 26;

в) другий частковий крок

51- 26 = 25.

Практична схема обмотки наведена на рис. 3.4.

3.5 Колектор та щітки

Ширина нейтральної зони по (10.76) [2]

0,115-0,085 = 0,03 м.

Вибираємо щітки марки ЕГ-14. Приймаємо ширину щітки рівною, = 0,00242 м.

За табл. П.4.1 вибираємо стандартні розміри щітки:

ширина щёткі0,004 м.

довжина щёткі0,005 м.

висота щёткі0,01 м.

Поверхня зіткнення щітки з колектором

0,004 ? 0,005 = 0,000020 м2.

Поверхня зіткнення всіх щіток з колектором

2 ? 0,000020 = 0,00004 м2.

Щільність струму під щітками по (8-83) [2]

2 ? 2,6 / 0,00004 = 130000 А / м2.

Допустима щільність струму для щітки марки ЕГ-14.

Активна довжина колектора по осі валу згідно [4]

1,8 ? 0,005 = 0,009 м.

Прінімаем0,009 м.

Повна довжина колектора по осі валу згідно [4]

0,009 + 5 - 0,000395 = 0,0110 м.

3.6 Перевірка комутації

Так як в розглянутих машинах постійного струму малої потужності додаткові полюси в комутаційної зоні відсутні та щітки на колекторі зазвичай розташовуються на геометричної нейтрали, то процес комутації струму в короткозамкнених секціях якоря виходить уповільненим через наявність в них реактивної е. д. С.І е. д. с. Від поперечного поля реакції якоря. Обидві ці е.р.с. підсумовуються і викликають в ланцюзі короткозамкненою секції додатковий струм, що сприяє збільшенню щільності струму на збігати краї щітки. У момент розмикання ланцюга секції при наявності в ній зазначених е. д. с. і струму між краєм щітки і збігає колекторної пластиною виникають невеликі електричні дуги у вигляді дрібних іскор. Інтенсивність цих іскор залежить від величини результуючої е. д. с. в короткозамкненою секції.

Щоб уникнути неприпустимого іскріння під щітками величина е. д. с. в секції не повинна перевищувати певного значення. Однак комутація струму в секції може також погіршитися внаслідок впливу поля полюсів, якщо ширина комутаційної зонибудет близька до відстані між краями наконечників двох сусідніх полюсів.

Ширина зони комутації по (10.75) [2]

а) = 52 / 2- 26 = 0,0;

б) (0,004 / 0,00242 + 2-2 / 2 + 0,0) ? 0,00242 '' 0,073 / 0,04 = 0,0117 м.

Ставлення

0,0117 / (0,115-0,085) = 0,39,

що задовольняє умові [4]

<0,8.

Коефіцієнт магнітної провідності паза по (10.69) [2]

a) = ? 0,073 ? 3000/60 = 11,5 м / с;

= - lg (13,816) = 1,138

б) (0,6 - 2 ? 0,02 / (0,0055+ 0,0009)

+ (0,081 / 0,044) + 0,92 - 1,138) = 6,638.

Індуктивність обмотки якоряпо (6.15) [4]

(12,56 - 10-6 - 4 - 0,044 -

6,638 / 26) - (2496 / (2 - 2 - 2)) 2 = 54,938 мГн.

Реактивна ЕРС по (10.69) [2]

2 ? 10-6 ? 6,638 ? 24 ? 0,044 ? 11 978 ? 11,5 = 1,93 В.

ЕРС, індукована в комутованій секції від поперечного поля реакції якоря, визначається таким шляхом. Спочатку визначаємо індукцію в зоні комутації від дії поперечної МДС якоря [3]:

= 1,25 - 10-6 - 11978 / (1-0,72) = 0,0535 Т.

Потім визначаємо ЕРС, індуковану в комутованій секції від поперечного поля реакції якоря

2 - 24 - 11,5 - 0,044 - 0,0535 = 1,30 В.

Середнє значення результуючої ЕРС в короткозамкненою секції якоря

= 1,93 + 1,30 = 3,23 В.

У машинах малої потужності без додаткових полюсів, якщо щітки розташовані на геометричної нейтрали, для забезпечення задовільної коммутаціі2 ... 3 В. Еслі2 ... 3 В необхідно зменшити лінійну навантаження в п. 3.1.5 і повторити розрахунок.

Індуктивність ланцюга якоря (для розрахунку параметрів електропривода в гл.5)

54,938 = 54,94 мГн

Активний опір ланцюга якоря (для розрахунку параметрів електропривода в гл. 5)

13,68 = 13,68 Ом.

3.7 Визначення розмірів магнітного ланцюга

Внутрішній діаметр якоря і діаметр валу для машин малої потужності

(0,18 ... 0,24) - 0,073 = 0,013 ... 0,018 м.

Прінімаем0,015 м.

Перетин магнітної системи наведено на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Магнітна система двигуна:

1- станина; 2 - якір; 3 - обмотка збудження

У двигунах з безпосередньою посадкою сердечника якоря на вал внутрішній діаметр якоря дорівнює діаметру валу. У таких двигунах сіліучітивают, що частина магнітних силових потоку замикається через вал.

Висота спинки якоря:

а) дійсна висота спинки якоря по (8.126)

= (0,073-0,015) / 2-0,02 = 0,0090 м = 9 мм;

б) розрахункова висота спинки якоря по (8.124) для четирёхполюсніх машин при, а також для двополюсних машин

(0,75 · (0,5 · 0,073-0,02) = 0,012 <0,015 м)

2/2 = 1

(2 + 1) / (3,2 · 1) · (0,073 / 2-0,02) = 0,0155 м;

в іншому випадку

(0,073-0,015) / 2-0,02 = 0,009 м.

Приймаємо розрахункову висоту спинки якоря0,0155 м.

Приймаємо для сердечників головних полюсів сталь марки 2013 товщиною 0,5 мм: коефіцієнт магнітного розсіювання для малих машин = 1,08 ... 1,12 прінімаем1,1, довжина сердечніка0,044 м, коефіцієнт заповнення сталью0,95.

Висота сердечника полюса малих машин попередньо може бути прийнята:

= (0,12 ... 0,4) - 0,073 = 0,009 ... 0,029 м.

Прінімаем0,029 м.

Ширина сердечника головного полюса визначається наступним шляхом.

Приймається індукція в осерді полюса. У машинах для тривалого режиму роботи приймається в межах

Прінімаем1,2 Т.

Визначається поперечний переріз сердечника полюси:

= 1,1 - 0,00165 / (1,2 - 0,95) = 0,0015921 м2,

де- мінімальна ширина сердечника головного полюса

0,0015921 / 0,044 = 0,036 м.

Прінімаем0,036 м.

Індукція в осерді по табл.10.17 [2]

1,1 ? 0,00165 / (0,95 ? 0,036 ? 0,044) = 1,21 Тл.

Індукція в станині в машинах для тривалого режиму роботи приймається в межах не більше

Прінімаем1,2 Т.

Перетин станини попередньо

1,1 ? 0,00165 / (2 ? 1,2 - 0,95) = 0,0007961 м2,

Довжина станини по (10/52) [2]

0,0440 м.

Висота станини попередньо, табл.10.17 [2]

= 0,0007961 / 0,0440 = 0,0181м.

Приймаємо висоту станіни0,0181 м.

Перетин станини остаточно

= 0,0181 ? 0,0440 = 0,000796 м

Повітряний зазор для двигунів тривалого режиму [4]

0,25 - 0,115 - 11978 - 10-6 / 0,45 = 0,00077 м.0,00077 м.

Зовнішній розмір станини з пямоугольним перетином по вертикалі

0,073 + 2 - (0,00077 + 0,029 + 0,0181) = 0,169 м.

Внутрішній розмір станини по вертикалі з прямокутним перетином

0,169-2 ? 0,0181 = 0,133 м.

Зовнішній розмір станини по горизонталі з прямокутним перетином вибираємо на 10% більше

1,1 - 0,169 = 0,186 м.

Прінімаем0,186 м.

Внутрішній розмір по горизонталі станини з прямокутним перетином

0,186 -2 ? 0,0181 = 0,150 м.

3.8 Розрахункові перетину магнітного ланцюга

Перетин повітряного зазору, табл. 10.17 [2],

= 0,085 ? 0,044 = 0,00374 м2.

Довжина стали якоря

0,044 ? 0,95 = 0,042 м.

Мінімальний перетин зубців якоря, табл. 10.16 [2], Sz = 0,001213 м2.

Розрахунковий переріз спинки якоря, табл. 10.16 [2],

0,042 ? 0,0155 = 0,000651 м2.

Перетин сердечника головного полюса, табл. 10.16 [2],

0,95 ? 0,044 ? 0,036 = 0,00150 м2.

Перетин станини (див. П. 3.5.6) 0,000796 м2.

3.9 Середні довжини магнітних ліній

Повітряний зазор для двигунів тривалого режиму з 3.5.10 = 0,00077 м.

Коефіцієнт повітряного зазору, що враховує наявність пазів на якорі, по (10.50б) [2]

= (0,0088 + 10 ? 0,00077) / (0,0088-0,002 + 10 ? 0,00077) = 1,14 м.

Розрахункова довжина повітряного зазору

1,14 ? 0,00077 = 0,000878 м.

Довжина магнітної лінії в зубцях якоря

0,02 = 0,02 м.

Довжина магнітної лінії в спинці якоря

? (0,015 + 0,009) / 2 ? 2 + 0,009 / 2 = 0,023 м.

Довжина магнітної лінії в осерді головного полюса

0,029 м.

Довжина магнітної лінії в станині

(0,169 + 0,186-2 - 0,0181) / (2) + 0,0181 / 2 = 0,1775 м,

3.10 Індукція в розрахункових перетинах магнітного ланцюга

Індукція в повітряному зазорі, табл. 10.16 [2],

0,00165 / 0,00374 = 0,44 Тл.

Розрахункова індукція в перетині зубців якоря, табл. 10.16 [2],

0,00165 / 0,001213 = 1,360Тл.

Індукція в зубцях якоря приймається до 1,3 ... 1,5 Т.

Індукція в спинці якоря, табл. 10.16 [2],

0,00165 / (2 ? 0,000651) = 1,27 Тл.

Максимальна індукція допускається до 1,3 ... 1,5 Т.

Індукція в осерді головного полюса, табл. 10.16 [2],

1,1 ? 0,00165 / 0,00150 = 1,21 Тл.

Індукція в осерді головного полюса в машинах для тривалого режиму роботи допускається до 1,0 ... 1,5 Т.

Індукція в станині, табл. 10.16 [2],

1,1 ? 0,00165 / (2 ? 0,000796) = 1,14 Тл.

Індукція в станині в машинах для тривалого режиму роботи допускається в межах до 1,0 ... 1,4 Т.

3.11 Магнітні напруги окремих ділянок магнітного ланцюга

Магнітне напруга повітряного зазору на два полюси

0,8 ? 0,44 ? 0,000878 - 106 = 309,1 А.

Коефіцієнт витіснення потоку

0,0088 ? 0,044 / (0,0031 ? 0,042) = 2,97.

Магнітне напруга ярма якоря Hjдля стали 2013 визначається за основною кривою намагнічування табл. П.1.5 [2], значення якої введені в програму для автоматичного визначення,

196 ? 0,023 = 4,5 А.

Магнітне напруга зубців якоря визначається для стали 2013 з урахуванням відгалуження магнітного потоку в паз. Якщо індукція в якому або перерізі зубця виявиться більше 1,8 Т, то необхідно врахувати отвлетвленіе частини потоку зубцевого поділу в паз. При цьому дійсна індукція в зубці зменшується ло порівнянні з розрахованою в п 3.10.2. Методика визначення дійсної індукції в зубцеізложена в гл.4 [1], згідно з якою в табл..3.1 закладена програма расчетапрі значеннях як більше 1,8 Т, так і менше 1,8 Т .. Шляхом підбору значеніяв лівій колонці табл..3.1 і подальшого автоматичного перерахунку добіваються рівності значенійв лівої і правої колонках табл. 3.2. Значення лівому стовпчику використовується програмою в подальших розрахунках.

Визначаємо середню ширину паза, п. 8.8 [2]

= (0,0055+ 0,0009) / 2 = 0,0032 м.

Коефіцієнт, що визначає відношення площ поперечних перерізів паза і зубця на половині висоти зубця,

= 0,0032 · 0,044 / (0,0031 · 0,044 · 0,95) = 1,09.

Визначаємо за (4.32) [2]

Таблиця 3.2.

=

 = 1,360-1,256 - 10 -6 - 268 - 1,09 =

 1,36 = 1,36

За значеніюпрограмма вичісляетпо кривої намагнічування для сталі 2013, а потім обчислюємо МДС

268 ? 0,02 = 5,4 А.

Магнітне напруга сердечника головного полюса (сталь 2013), Hгопределяется по табл. П.1.5 аналогічно:

148 ? 0,029 = 4,29 А.

Магнітне напруга станини (шихтованний сталь 2013), Hcопределяется по табл. П.1.5

132,24 ? 0,1775 = 23,5 А.

Сумарна МДС на полюс

309,1+ 5,4 + 4,5 + 4,29+ 23,5 = 347 А.

МДС перехідного шару

309,1+ 5,4 + 4,5 = 319 А.

Аналогічним чином виробляємо розрахунок для потоків, відмінних від номінального значення (наприклад, 0,5; 0,75; 1,0; 1,4 і т.д.). Результати розрахунку зведені в табл.3.2. У верхньому рядку таблиці наведені відносні значення потоку, які ми можемо змінювати при необхідності. Програма виконує розрахунок для тих відносних значень, які ми вкажемо у верхньому рядку. Магнітне напруга зубців якоря в таблиці для двох останніх значень магнітного потоку розраховується для стали 2013 з урахуванням відгалуження магнітного потоку в паз аналогічно п. 3.11.4. Для цього праворуч поруч із таблицею наведена рядок, в яку вставлена ??програма.

Таблиця 3.2 Розрахунок характеристик намагнічування

 п / п Вели чина

 Од.

 вим. 0,5 0,75 0,9 1 1,4 1,85

 Е В 103 154,5 185 206 288 381,1

 Ф б

 Вб 0,083 0,124 0,149 0,165 0,231 0,305

 В б Тл 0,220 0,330 0,396 0,440 0,616 0,814

 F б А 154,6 231,8 278,2 309,1 432,7 571,8

 B z Тл 0,680 1,020 1,224 1,360 1,904 2,516 1,27 1,90 1,68 2,51

 H z А / м 79 118 159 268 196 3060

 F z А 2 2 3 5 4 61

 B J Тл 0,635 0,953 1,143 1,270 1,778 2,350

 H J А / м 74 111 133 196 6208 250000

 F J А 1,7 2,6 3,1 4,5 142,8 5 750,0

 Ф г

 х10 -2 Вб 0,091 0,136 0,164 0,182 0,254 0,336

 В г Тл 0,61 0,91 1,09 1,21 1,69 2,24

 А / м 71 106 126 148 3230 162000

 F г А 2,1 3,1 3,7 4,3 93,7 4 698,0

 У сп Тл 0,61 0,91 1,09 1,21 1,69 2,24

 F сп А 0 0 0 0 0 0

 B c Тл 0,57 0,86 1,03 1,14 1,25 1,31

 H c А / м 66 100 119 132 180 228

 F c А 12 18 21 23 32 40

 F сум А 172 257 309 346 706 11 121

 F перех А 158 236 284 319 580 6383

 22

 е уд В / об // хв 0,034 0,052 0,062 0,069 0,096 0,127

 23

 В б Тл 0,220 0,330 0,396 0,440 0,616 0,814

Будуємо характеристику холостого ходу (намагнічування) - залежність питомої ЕДСот сумарною МДС на один полюс перехідну характеристику - залежність індукції в повітряному зазореот МДС перехідного шару на один полюс (рис. РР1).

3.12 Розрахунок обмоток збудження

Розмагнічуюче дію реакції якоря визначаємо по перехідній характеристиці (рис. РР1) за методикою п.10.5 [2].

При навантаженні під дією поля поперечної реакції якорямагнітное поле в повітряному зазорі спотворюється: під одним краєм полюса індукція індукція зменшується, під іншим зростає. При значній поперечної реакції якоря може статися перекидання поля під одним краєм полюса і індукція прийме негативне значення. Мінімальне значення сили, що намагнічує під збігають краєм полюса (для режиму двигуна) визначиться:

= 319-11978 ? 0,085 / 2 = -190 A,

З перехідної характеристики визначаємо (автоматично програмою) мінімальне значення магнітної індукції в повітряному зазорі під збігають краєм полюса = -0,26.

Тому що поле Реакції якоря замікається по контуру: зубці якоря, спинка якоря, повітряний зазор, полюсний наконечник, то повітряний зазор вібірають таким, щоб індукціяпротягом усієї полюсної дуги змінювала свого напрямку. Если <0 звітність, збільшити повітряний зазору п.3.7.10, а потім повторити розрахунок, починаючі з п.3.7.10.

Максимальне значення сили, що намагнічує під набігаючим краєм полюса:

= 319 + 11 978 ? 0,085 / 2 = 828 A,

З перехідної характеристики визначаємо максимальне значення магнітної індукції в повітряному зазорі під набігаючим краєм полюса = 0,624

З (10.35) [2] визначаємо середнє значення індукції в повітряному зазорі під навантаженням:

= (- 0,26 + 4 ? 0,44+ 0,624) / 6 = 0,354 Тл,

де- номінальне значення індукції в повітряному зазорі в режимі холостого ходу

З перехідної характеристики визначаємо (автоматично програмою): = 253 А.

Визначаємо МДС поперечної реакції якоря:

= 319- 253 = 66 А

Поздовжня коммутационная МДС якоря в машинах малої потужності виникає внаслідок зміщення нейтральної точки обмотки з геометричної нейтрали при сповільненій комутації струму в короткозамкнених секціях. У машинах без додаткових полюсів і положенні щіток на геометричної нейтрали процес комутації в короткозамкнених секціях якоря виходить уповільненим. У цьому випадку коммутационная МДС якоря у двигунів підсилює поле полюсів. Її величина визначається наступним шляхом.

Перехідний падіння напруги в Щіткова контакті на пару щіток марки ЕГ-14 по табл. П4.2 [2] = 2,5 В, складові перехідного падіння напруги в контакті щіток = 2,1 В, = 0,4 В по [4].

Опір щіткового контакту

= 2 - 2,5 / (4 - 2,21) = 0,566 Ом.

Період комутації

0,004 / 6,28 = 0,000637 с.

Середня довжина силової лінії поперечного поля якоря в междуполюсного просторі двигуна

(0,115-0,085) / 2 = 0,015 м.

Середня еквівалентна індуктивність секції якоря

2 - 24 - 6,638 - 10-6 - 11978 - 0,044 - 0,004 - 0,073 / (2,21 - 0,04) = 0,000084 Гн.

Коефіцієнти визначаються:

0,566 - 0,000637 / 0,000084 = 4,29;

1,7 - 2,1 - 4,29 / 2,5 = 6,126;

1,7 - 0,4 - 4,29 / 2,5 = 1,167.

Комутаційна МДС якоря на один полюс

0,0117 - 11978 / (6,126 + 1,167 + 1)) - (1 + 0,2 - 3,14 - 0,115 / (0,015 - 6,638)) = 15 А.

Для стійкої роботи двигуна при зміні навантаження на валу застосуємо стабілізуючу послідовну обмотку. Без стабілізуючою обмотки збудження із збільшенням навантаження на валу двигуна збільшується струм якоря і збільшується розмагнічуюче дію реакції якоря на основний магнітний потік головних полюсів. При досить великому значенні реакції якоря залежність частоти обертання якоря від потужності на валу двигуна має не падаючий, а зростаючий характер, що призводить до нестійкого режиму роботи двигуна. МДС послідовної стабілізуючою обмотки збудження повинна компенсувати МДС реакції якоря. Тому приймаємо МДС стабілізуючою обмотки рівний МДС поперечної реакції якоря (спрямовані назустріч один одному) == 66 А.

Число витків стабілізуючою обмотки на один полюс

66 / 2,21 = 29,86

Приймаємо = 30 витків.

Уточнюємо МДС стабілізуючою обмотки при номінальному режимі роботи

30 - 2,21 = 66,3 А.

Перетин і діаметр проводу послідовної обмотки збудження. Щільність струму в обмотці попередньо вибираємо для машин зі ступенем захисту IP22 по п.10.7: 5000000 А / м2.

Розрахунковий переріз проводу попередньо

= 2,21 / 5000000 = 0,000000442 м2.

Приймаємо по табл. 10.18 [2] круглий дріт ПСД: по табл. Д.3.1 [2] діаметр голого проводу dГСО = 0,00075 м, діаметр ізольованого проводу = 0,000815 м; = 0,000915 м,

переріз проводу = 0,000000442 м2.

Остаточна щільність струму в провіднику стабілізуючою обмотки збудження

= 2,21 / 0,000000442 = 5000000 А / м2.

Середня довжина витка стабілізуючою обмотки

= 2 ? (0,044 + 0,036 = 0,160 м.

Повна довжина обмотки

2 ? 0,160 ? 30 = 9,60 м.

Опір стабілізуючою обмотки збудження при ° С

= 9,60 / (57 ? 106 ? 0,000000442) = 0,38 Ом.

Опір стабілізуючою обмотки збудження при ° С

1,22 ? 0,38 = 0,46 Ом.

Маса міді стабілізуючою обмотки

8900 ? 9,60 ? 0,000000442 = 0,0378 кг.

Вибираємо ізоляцію обмоток: ізоляція сердечника: епоксидна смола, товщина 1 мм.

Потрібна площа вікна для розміщення стабілізуючою обмотки збудження на полюсі

30 - 0,0009152 - 106 / 0,84 = 30 мм2,

де = 0,82 ... 0,88 - коефіцієнт, що враховує можливі неточності намотування рядів дроту в котушці. Фактична площа вікна для розміщення обмотки збудження на полюсі

1,2 - 30 = 36 мм2.

Поздовжня складова МДС якоряна один полюс виникає внаслідок самопрозвольного зсуву щіток з геометричної нейтрали по механічним причин і неточності установки і в малих машинах незначна:

= 0,00025 - 10-2 - 11978 = 3,0 А.

Необхідна МДС шунтовой обмотки збудження на один полюс

347 + 66-66,3-15-3,0 = 328,7 А.

Спочатку приймаємо значеніесогласно отриманому за формулою. Потім виконуємо розрахунок за пп..3.11.5-3.13.12. При розбіжності значення частоти обертання в номінальному режимі (при розрахунку робочих характеристик в п.3.13.12) коригуємо. Після коректування прінімаем329 А.

Приймаються попередньо ширину котушки паралельної обмотки

0,5 - (0,083-0,036) = 0,024 м,

товщину ізоляції обмотки збудження (ізоляція сердечника полюса- епоксидна смола товщиною 1 мм) 0,001 м. тоді середня довжина витка обмотки по (10.57) [2]

2 ? (0,044 + 0,036) + ? (0,024 + 0,001) =

= 0,239 м.

Розрахунковий переріз міді паралельної обмотки при послідовному з'єднанні котушок полюсів по (10.58) [2]

1,1 ? 2 ? 329 ? 0,239 / (220 ? 57 ? 106) =

= +0,00000001379 М2,

де-коефіцієнт запасу.

Приймаємо по табл. 10.18 [2] круглий дріт ПСД: по табл. Д.3.1 [2] діаметр голого проводам, діаметр ізольованого проводу = 0,0001 м; переріз проводу = +0,00000000502 м2.

Номінальну щільність струму приймаємо для машин зі ступенем захисту IP22 по п.10.7:

3500000 А / м2.

Число витків на полюс по (10.64) [2] з урахуванням обраного перетину дроту

329 - +0,00000000502 / (3500000 ? +0,000000013792) = 2481.

Потрібна площа вікна для розміщення обмотки збудження на полюсі

2481 - 0,00012 - 106 / 0,84 = 30 мм2,

де = 0,82 ... 0,88 - коефіцієнт, що враховує можливі неточності намотування рядів дроту в котушці. 3.12.20. Фактична площа вікна для розміщення обмотки збудження на полюсі

1,2 - 30 = 36 мм2.

На основанііпроізводітся розміщення обмотки збудження та уточнення висоти сердечника полюса.

Визначаємо номінальний струм збудження:

329/2481 = 0,13 А.

Повна довжина обмотки

2 ? 0,239 ? 2481 = 1186 м.

Опір обмотки збудження при ° С

= 1186 / (57 ? 106 ? +0,00000000502) = 4145 Ом.

Опір обмотки збудження при ° С

1,22 ? 4145 = 5057 Ом.

Маса міді паралельної обмотки

8900 ? 1186 ? +0,00000000502 = 0,05 кг.

Вибираємо ізоляцію обмоток: ізоляція сердечника: епоксидна смола, товщина 1 мм.

3.13 Втрати і ККД

Електричні втрати в обмотці якоря по п. 10.10 [2]

2,212 ? 16,69 = 81,5 Вт

Електричні втрати в обмотці збудження:

220 ? 0,13 = 28,6 Вт

Електричні втрати в перехідному контакті щіток на колекторі

2,5 ? 2,21 = 5,5 Вт

Втрати на тертя щіток про колектор

0,00004 ? 30 000 ? 0,2 ? 6,28 = 1,5 Вт,

де- тиск на щітку; для щітки марки ЕГ - 14Па.

f = 0,2 - коефіцієнт тертя щітки.

Втрати в підшипниках визначаються наступним шляхом [4].

Маса якоря з обмоткою і валом (стор. 232) [2]

6500 - 0,0732 - 0,044 = 1,5 кг.

Маса колектора з валом (стор. 232) [2]

6100 - 0,042 - 0,009 = 0,1 кг.

Втрати в підшипниках

1,5 - (1,5+ 1,5) - 300010-3 = 7,2 Вт

Втрати на тертя якоря об повітря при швидкості обертання до 12000 об / хв

2 - 0,0733 - 30003 - 0,044 - 10-6 = 0,92 Вт

Маса стали спинки ярма якоря по (10.103) [2]

7800 ?? ((0,073-2 ? 0,02) 2-0,0152) ? 0,044 ? 0,95 / 4 = 0,22 кг

Умовна маса стали зубців якоря по (10.101) [2]

7800 ? 26 ? 0,0031 - 0,02 ? 0,044 ? 0,95 = 0,53 кг

Магнітні втрати в ярмі якоря

a) == 2/2 ? 3000/60 = 50 Гц;

б) 2,3 ? 1,75 ? (50/50) 1,4 ? 1,272 ? 0,22 = 1,43 Вт,

де p1,0 / 50 = 1,75 Вт / кг, по табл 6-24 [2] для сталі 2312.

Магнітні втрати в зубцях якоря

2,3 ? 1,75 ? (50/50) 1,4 ? 1,362 ? 0,53 = 3,95 Вт,

Додаткові втрати

220 ? 2,6 = 5,72 Вт

Сума втрат

81,5+ 28,6 + 5,5 + 1,5 + 7,2 + 0,92 + 3,95 + 1,43 + 5,72 = 136 Вт

Споживана потужність

= 400 + 136 = 536Вт.

Коефіцієнт корисної дії по (8-97) [2]

400 / (400 + 136) = 0,746.

3.14 Робочі характеристики

Для побудови робочих характеристик двігателяпрі номінальній напрузі і струмі возбужденіяпрінімаем, що втрати холостого ходу з навантаженням практично не змінюються і складають:

1,5 + 7,2 + 0,92 + 3,95 + 1,43 = 15,00 Вт

МДС поперечної реакції якорядля кількох значень струму якоря дозволяють представимо завісімостьюот струму I у вигляді (п.12-14 [3]):

= 66 ? / 2,21А.

МДС стабілізуючою обмотки возбужденіядля кількох значень струму якоря представимо завісімостьюот струму I у вигляді:

= 66,3 ? / 2,21А.

Поздовжня коммутационная МДС якоря на один полюс представимо залежністю від струму I

0,5 - 11978 - (/ 2,21) 3 - 0,0117 / ((6,126+ (1,167 + 1) / 2,21)) - (1 + 0,2 - 3,14 - 0,115 / (0,015 - 6,638)) = 11,20 - / (6,126 + 0,98).

Переймаючись струмом якоря IТ, визначаємо ЕРС обмотки якоря:

б) 220- ? 16,69-2,5, В.

Обчислюємо результуючу МДС збудження:

329-66 ? / 2,21 + 66,3 ? / 2,21 + 11,20 - / (6,126 + 0,98), А.

За значеніюпрограмма автоматично знаходить з кривої холостого ходу рис. РР1 питому ЕРС якоря:

,.

Визначаємо швидкість обертання якоря

, Об / хв.

Струм якоря при холостому ході

= 15,00 / 220 = 0,07, A.

Обчислюємо струм двигуна:

IТ + 0,13 A.

Споживана потужність двигуна

220 ? (IТ + 0,13) Вт

Корисна потужність на валу двигуна

(220- ? 16,69-2,5) -15,00-5,72 ? (2,6 / / + 0,13) 2, Вт

Коефіцієнт корисної дії

.

Крутний момент

, Н ? м.

Результати розрахунків, за пп.15.1-15.12 для ряду значень струму якоря IТ, зведені в табл. 3.4, робочі характеристики двигуна наведені на рис РР1.

Таблиця 3.4 Робочі характеристики двигуна

,

 n,

h

 0,13 0,07 216,3 329 0,0658 3287 0,07 44 0 0,000 0,000

 0,13 0,5 208,9 329 0,066 3165 0,50 139 89 0,640 0,269

 0,13 0,7 205,5 329 0,0658 3123 0,70 183 128 0,699 0,392

 0,13 0,8 203,8 329 0,0658 3097 0,80 205 147 0,717 0,454

 0,13 0,9 202,1 329 0,0658 3071 0,90 227 166 0,731 0,517

 0,13 1 200,4 329 0,0658 3046 1,00 249 184 0,739 0,578

 0,13 1,1 198,6 329 0,0658 3018 1,10 271 202 0,745 0,641

 0,13 1,15 197,8 329 0,0658 3006 1,15 282 211 0,748 0,672

 0,13 1,24 196,2 329 0,0658 2982 1,24 301 226 0,751 0,725

У результаті розрахунку і побудови робочих характеристик двигуна встановлені номінальні значення:

= 400 Вт; = 1,24 А; = 3000 об / хв; = 0,725 Hм;

= 0,13 А; = 0,751; = 1,24 A;

В табл..3.5 наведені робочі характеристики двигуна (деякі з них розраховані у відносних одиницях) для автоматизованого побудови на рис.3.8 за допомогою редактора Exel. За базові величини прийняті номінальні значення, наведені вище.

Таблиця 3.5 Робочі характеристики двигуна у відносних одиницях

,

 n,

h

 0,13 0,07 216,3 329 0,0658 1,102 0,06 0,149 0 0,0 0,0

 0,13 0,5 208,9 329 0,066 1,061 0,40 0,458 0,395 0,64 0,371034

 0,13 0,7 205,5 329 0,0658 1,047 0,56 0,603 0,568 0,699 0,54069

 0,13 0,8 203,8 329 0,0658 1,039 0,65 0,684 0,652 0,717 0,626207

 0,13 0,9 202,1 329 0,0658 1,030 0,73 0,757 0,734 0,731 0,713103

 0,13 1 200,4 329 0,0658 1,021 0,81 0,829 0,815 0,739 0,797241

 0,13 1,1 198,6 329 0,0658 1,012 0,89 0,902 0,894 0,745 0,884138

 0,13 1,15 197,8 329 0,0658 1,008 0,93 0,938 0,933 0,748 0,926897

 0,13 1,24 196,2 329 0,0658 1,000 1,00 1,001 1,010 0,751 1,00

3.15 Тепловий розрахунок

Тепловий розрахунок виконується згідно з п. 10.11 [2] для оцінки теплової напруженості машини і наближеного визначення перевищення температури окремих частин машини.

Для наближеної оцінки теплової напруженості машини необхідно опору обмоток привести до температури, відповідної заданому класу ізоляції; при класі нагревостойкости В опору множаться на коефіцієнт 1,15.

Розрахункові опори:

обмотки якоря

16,69 ? 1,15 = 19,19 Ом,

обмотки паралельного збудження

5057 ? 1,15 = 5815,55 Ом,

стабілізуючою обмотки послідовного збудження

0,46 ? 1,15 = 0,53 Ом.

Втрати в обмотках:

1,242 ? 19,19 = 29,5 Вт,

0,132 ? 5815,55 = 98,3 Вт,

1,242 ? 0,53 = 0,8 Вт,

Коефіцієнт тепловіддачі з зовнішньої поверхні якоря (по ріс.10.29) [2] прі3000 - 0,073 = 219 (об / хв) - М90.

Перевищення температури охолоджуваної поверхні якоря над температурою повітря всередині машини визначається по (10.133) [2]:

(29,5 (2 ? 0,044 / 0,25) + 3,95 + 1,43) /

/ (? 0,073 ? 0,044 ? 90) = 17.

Перепад температури в ізоляції пазової частини обмотки якоря визначається по (10.135) [2]:

a) периметр поперечного перерізу паза по по (10.124) [2]:

2 - 19 + 0,0055+ 0,0009 = 0,0444 м;

б) перепад температури

29,5 ? (2 ? 0,044 / 0,25) / (26 ? 0,0444 ? 0,044) -- ((0,0055+ 0,0009) / (16 ? 1,4) +0,0005 / 0, 16) = 0,70,

где1,4

Перевищення температури охолоджуваної поверхні лобових частин обмотки якоря над температурою повітря всередині машини визначається з (10.134), (10.125) [2]:

29,5 ? (1-2 ? 0,044 / 0,25) / (? 0,073 ? 2 ? (0,2 ? 0,115) ? 90) = 10,

где90- коефіцієнт тепловіддачі з лобових поверхонь обмотки якоря по рис. 10.29 [2] прі3000 - 0,073 = 219 (об / хв) - м; 0,023 м - виліт лобових частин обмотки якоря.

Перепад температури в ізоляції лобової частини обмотки якоря визначається з:

а) ? = 0,0444м;

б) 29,5 ? (1-2 ? 0,044 / 0,25) ? 0,02 / (2 ? 26 ? 0,0444 ? 8 ? 1,4) = 0,015.

Середнє перевищення температури обмотки якоря над температурою повітря всередині машини визначається з (10.138) [2]:

17+ 0,70) - ? 2 ? 0,044 / 0,25 + (10+ 0,015) ? (1-2 ? 0,044 / 0,25) = 13

Сума втрат, що відводяться охолоджуючим внутрішній об'єм двигуна повітрям, згідно (10.120) [2],

136-0,1 ? 98,3 = 126,17 Вт

Умовна поверхню охолодження двигуна визначається з (10.137) [2]:

2 - (0,169 + 0,186) - (0,044 + 2 ? 0,023) = 0,064 м2,

Середнє перевищення температури повітря всередині двигуна, згідно (8-142) [2]:

а) Коефіцієнт підігріву повітря, (рис. 10.30) [2], прі3000 - 0,073 = 219 (об / хв) - м625.

б) 126,17 / (0,064 ? 625) = 3,2.

Середнє перевищення температури обмотки якоря над температурою охолоджуючої середовища

= 13+ 3,2 = 16,2.

Перевищення температури зовнішньої поверхні обмотки збудження над температурою повітря всередині машини:

а) периметр поперечного перерізу умовної поверхні охолодження обмотки збудження ПВопределяется за ескізом междуполюсного вікна; визначають довжини ділянок контуру поперечного перерізу обмотки; поверхні, прилеглі до сердечника головного полюса, що не учітиваются0,08 м.

б) зовнішня поверхня охолодження котушки обмотки збудження:

0,239 ? 0,008 = 0,002 м2;

в) втрати потужності, що відводяться охолоджуючим внутрение об'єми машини повітрям (орієнтовно приймаємо 90%):

== 0,9 ? (98,3 + 0,8) = 89,2 Вт;

г) коефіцієнт тепловіддачі з поверхні обмотки збудження (рис. 10.29) [2] прі3000 - 0,073 = 219 (об / хв) - М42.

д) = 89,2 / (2 ? 0,002 ? 42) = 531.

Перепад температури в ізоляції котушки:

а) середня ширина котушки обмотки збудження, визначається за складального креслення двигуна, = 0,024 м;

б) 89,2 / (2 ? 0,002) (0,024 / (8 ? 1,4) + 0,00000 / 0,16) = 75,7,

де- частина теплоти котушки обмотки збудження, що передається через полюс.

1,4

приймаються, як і для ізоляції обмотки якоря.

Середнє перевищення температури обмотки збудження над температурою охолоджуючої середовища

531+ 75,7+ 3,2 = 609,9.

Перевищення температури зовнішньої поверхні колектора над температурою повітря всередині двигуна:

а) поверхня тепловіддачі колектора

= 3,14 ? 0,04 ? 0,009 = 0,001130 м2;

б) коефіцієнт тепловіддачі з поверхні колектора (по рис. 10.31) [2] для окружної швидкості колектора = 6,28 м / С150.

в) = (5,5 + 1,5) / (0,001130 ? 150) = 41.

Середнє перевищення температури колектора над температурою охолоджуючої середовища (при вході охолоджуючого повітря з боку колектора) по (10.150) [2]

= 41+ 3,2 = 44,2

Таким чином, середнє перевищення температури обмотки якоря 16,2, обмотки збудження 609,9, колектора 44,2над температурою охолоджуючої середовища, що нижче граничних допустимих значень для класу ізоляції В 90 (130-40).

3.16 Вентиляційний розрахунок

Вентиляційний розрахунок виконується наближеним методом. Метод полягає в сопоствленіі витрати повітря, необхідного для охолодження для охолодження двигуна, і витрати, який може бути отриманий при даній конструкції і розмірах двигуна.

Розрахуємо для двигуна аксіальну систему вентиляції.

3.16.1.Необходімое кількість охолоджуючого повітря по (8-354) [1]:

a) - перевищення температури повітря;

3,2 = 6,4;

б) 126,17 / (1100 ? 6,4) = 0,018 м3 / с,

де- сума втрат, що відводяться, охолоджуючим внутрішній об'єм машини, повітрям.

3.16.2. Витрати повітря, який може бути отриманий при даній конструкції і розмірах двигуна зі ступенем захисту IP22 визначаємо за емпіричною формулою (8.355) [1].

3.16.3. Коеффіціентдля двигуна з = 1,1

0,11,1 - 3000 - 0,0732 / 100 = 0,018 м3 / с.

Система охолодження двигуна забезпечує необхідний витрата повітря.

Висновок

1. У результаті розрахунків отримані наступні номінальні харак теристики двигуна постійного струму:

 Потужність, Вт 400

 Номінальна напруга, В 220

 Струм якоря, А 1,24

 ККД, в.о. 0,746

 Частота обертання, об / хв 3000

 Момент на валу, Нм 0,725

 Струм обмотки збудження, А 0,13

 Споживана потужність, Вт 301

2. Середнє перевищення температури обмотки якоря 16,2, обмотки збудження 609,9коллектора 44,2над температурою охолоджуючої середовища, що нижче граничних допустимих значень для класу ізоляції В 90 (130-40).

3.Необходімость кількість охолоджуючого повітря 0,018 м3 / с. Система охолодження двигуна забезпечує необхідний витрата повітря.

Список використаних джерел

1. Проектування електричних машин: Навчальний посібник для вузів. - У 2-х кн .: кн. 1 І.П.. Копилов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкін та ін; Під ред. І.П. Копилова. - М .: Вища школа, 1993. -464 с.

2. Проектування електричних машин: Навчальний посібник для вузів. - У 2-х кн .: кн.2 І.П.. Копилов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкін та ін; Під ред. І.П. Копилова. - М .: Вища школа, 1993. -384 с.

3. Сергєєв П.С., Виноградів Н.В., Горяїнов Ф.А. Проектування електричних машін.-М .: Енергія, 1969.-632 с.

4.. Ермолин Н.П. Розрахунок колекторних машин малої потужності. Л .: Енергія. 1973. - 216 с.

5. Довідник по електричним машинам / За заг. ред. І.П. Копилова, Б.К. Клокова. Т.1. - М .: Вища школа, 1988. - 456 с.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка