Антиплагиат (1236027), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Насердечнике будет располагаться каркас с первичной и вторичной обмотками.Площ адь поперечного сечения магнитопровода рассчитывается по формуле:, (1.3)гдеS — площ адь в квадратных сантиметрах,P1 — мощ ность первичной сети в ваттах., см2По значению S определяется число витков w на один вольт по формуле:, (1.4)В нашем случае площ адь сечения сердечника равна S = 10,4 см2, витка на 1 ВольтРассчитаем число витков в первичной и вторичной обмотках.http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.12808247&repNumb=15/1620.05.2015АнтиплагиатЧисло витков в первичной обмотке на 220 вольт:, витков (1.5)Число витков во вторичной обмотке на 2 вольта :,витка, округляем до 10 (1.6)Врежиме нагрузки может быть заметная потеря части напряжения на[22]активном сопротивлении провода вторичной обмотки.Поэтому для них рекомендуется число витков брать на 5-10 % больше рассчитанного.[22]Возьмем витков.Величина тока в первичной обмотке трансформатора:А (1.7)Ток во вторичной обмотке трансформатора:А (1.8)Диаметры проводов первичной и вторичной обмотокопределяются по значениям токов в них исходя из допустимой плотности тока,[22]количества ампер на 1 квадратный миллиметр площ ади проводника.
Для трансформаторов плотность тока, для медногопровода, принимается 2 А/мм².При такой плотности тока диаметр провода без изоляции в[22]миллиметрах определяется по формуле:(1.9)Для первичной обмотки диаметр провода будет:(1.10)Возьмем 0,45 мм.Диаметр провода для вторичной обмотки:(1.11)Возьмем 4,5 мм.Ввиду того, что регулирование частоты вращ ения подшипникового двигателя осущ ествляется изменением величины тока,проходящ его через него, необходимо исследовать вольтамперные характеристики, являющ иеся качественным показателеммощ ности системы.Так, с помощ ью опыта холостого хода на переменном токе (таблиц а 1.1) было определено полное сопротивление первичнойобмотки трансформатора.Таблиц а 1. 1 – Опыт холостого хода на переменном токе.Сила токаНапряж ение0,65101,25201,7530Полное сопротивление первичной обмотки трансформатора:(1.5)Опыт холостого хода на постоянном токе (таблиц а 1.2) позволил получить значение активного сопротивления первичнойобмотки, и, следовательно, мы мож ем рассчитать по известной формуле индуктивное сопротивление первичной обмотки и еёиндуктивность.Таблиц а 1.
2 – Опыт холостого хода на постоянном токе.Сила токаНапряж ение0,9101,45202,230(1.6)(1.7)(1.8)(1.9)Знаяудельное сопротивление меди, мож но рассчитать сопротивление вторичной обмотки:(1.10)Проведя опыт короткого замыкания мы получили вольт-амперные характеристики для первичной и вторичной обмоток(таблиц а 1.3):Таблиц а 1. 3 – Вольт-амперные характеристики трансформатора.U1I1I2n=I2/I1100,25http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.12808247&repNumb=16/1620.05.2015Антиплагиат9,738,8150,3514,842,28200,47519,941,89250,625,442,33300,730,543,57350,835,844,75400,94145,55Расчетное напряж ение удовлетворяет требованию падения напряж ения на валу.
Номинальный ток вторичной обмотки вышеож идаемого порога, поэ тому с учетом сечения провода вторичной обмотке и допустимых токов в нем согласно [4], мож носделать вывод о том, что э кспериментальный реж им для трансформатора, является длительным реж имом. Реж им ж еостановки вала не является кратковременным, так как ток, при э том, выраститприблизительно в 2,5 раза.выше допустимого тока обмоткиСиловая э лектрическая схема подключения двигателя с указанием приборов измерения тока и напряж ения показана нарисунке 1.4.Рисунок 1.4– Схема э лектрическая принц ипиальная подключения подшипникового двигателя.1.2 Параметры исследованного двигателяВходеисследованийбылопроизведеномнож ествоэ кспериментовииспытанийустановкиподшипниковогоэ лектродвигателя.Изначально, был взят для исследований небольшой ротор из двигателя от пылесоса. Для чистоты э ксперимента были снятыобмотки, провода и другие части конструкц ии, был оставлен лишь массивный ротор, для инерц ии, на валу которогоустановлены подшипники с заводской смазкой.
По причине того, что токи в двигателе во много раз превышают падениенапряж ения на нем [15], которое изменяется в сравнительно малых пределах, для питания данного двигателя необходимтрансформатор. Установив ротор с подшипниками на станине, к нему был подключен трансформатор со спец иальноподобранными параметрами на первичной и вторичной обмотках. К валу двигателя был не ж естко приц еплен соосныйэ лектродвигатель, для исследования генераторного э ффекта при запуске подшипникового э лектродвигателя.Наилучшие результаты были получены при испытаниях данной установки, заводской сборки.После подбора оборудования было решено разработать конструкц ию для удобства переноса, демонстрац иии снятияхарактеристик.
Была разработана конструкц ия стенда, показанная на рисунке 1.5.Рисунок 1. 5 – Фотография предварительной сборки стенда для исследования характеристик подшипникового двигателяВ результате э кспериментов были выявлены следующ ие недостатки данной конструкц ии двигателя:Данная конструкц ия не обеспечивала надеж ную установку различных вариантов подшипниковых двигателей, в связи сразличными размерами подшипников;Так как в качестве крепления были применены медные держ атели (для уменьшения деформац ии подшипников при затяж ке),которые были изготовлены из отрезка медного листа, тем не менее деформац ии наблюдались и э то проявлялось в изменениихарактеристик подшипникового двигателя при изменении момента затяж ки;Такж е, невозмож ность точного ц ентрирования вала, в виду ручной гибки шин, приводило к ухудшению характеристикдвигателя.Кроме того, в ходе э ксперимента, наблюдалось улучшение характеристик двигателя при работе в вертикальном полож ениивала.
В ходе математического обоснования было выяснено, что э то связанно с более равномерным распределениемконтактов шариков по всей окруж ности обоймы подшипника.Окончательно, была спроектированаконструкц ия двигателя, представленная в прилож ении 1, с указанием типоразмеровподшипников и вала.1.3 Результаты исследования подшипникового двигателя.После сборки и наладки основных ц епей стенда были проведены измерения и снятие характеристик подшипниковогодвигателя.Ввиду того, что регулирование частоты вращ ения подшипникового двигателя осущ ествляется изменением величины тока,проходящ его через него, необходимо исследовать вольтамперные характеристики, являющ иеся качественным показателеммощ ности системы.Двигатель испытывался в различных реж имах. При пуске э лектродвигателя в масле, возникла проблема пуска: для пусканеобходим начальный толчок, который было проблематично осущ ествить, в связи с недостаточной э ргономичностьюустановки. Тем не менее, установившегося реж има добиться не удалось, в связи с тем, что кривая линия тока «стекала» поповерхности подшипника.
При попытке добавить в подшипники графитовую смазку ухудшились динамическиехарактеристики двигателя: время разгона увеличилось, скорость вращ ения ротора уменьшилась в установившемся реж име.Таким образом, мы выяснили, что наилучшими качествами обладают заводские подшипники, без использованиядополнительной смазки, которая приводит к скольж ению тока по ней, и не имеет достаточной проводимости от шарика кшарику в обойме подшипника.http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.12808247&repNumb=17/1620.05.2015АнтиплагиатНа рисунках 1.3.1 и 1.3.2 отображ ены вольтамперные характеристикиподшипникового двигателя, полученные в результате исследований.идинамическиехарактеристикиразгонаТак как, согласно ранним исследованиям э того э ффекта со временем в работе двигателя наблюдались ухудшенияхарактеристик, то было решено провести исследование вольтамперных характеристик в два э тапа и сравнить их.
Однахарактеристика снимается в начале испытания, затем вторая через определенное время функц ионирования. Вольтамперныехарактеристики представлены на рисунке 1.3.1.Одна из характеристик имеет меньший угол к оси абсц исс, что в свою очередь показывает ухудшение характеристики. Так,при одном и том ж е токе падение напряж ения становится выше, и, следовательно, потребляется большая мощ ность. Дляточногоподтверж дения ухудшения характеристик современем работы двигателя такж ебыли сняты статическиехарактеристики угловой скорости вращ ения ротора от тока двигателя (рисунок 1.3.2).На рисунке 1.3.2 такж е наблюдается проц есс изменения характеристик в худшуюсторону. Так как при той ж е угловойскорости ток двигателя вырос, следовательно, произошло сниж ение крутящ его момента. По предварительным оц енкампричиной э тому становится коррозионный износ поверхности шариков и обойм [15].Рисунок 1.3.1 – Вольтамперные характеристики подшипникового двигателя.Рисунок 1.3.2 – Статические характеристики зависимости угловой скорости вращ ения от тока подшипникового двигателя.Для исследования динамических свойств системы была снята динамическая характеристика переходного проц есса отнеподвиж ного состояния к некоторой установившейся скорости вращ ения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
