123911 (689704), страница 3
Текст из файла (страница 3)
, (4.27)
4.6 Участок сердечника главного полюса
Площадь сечения сердечника главного полюса
, (4.28)
Индукция в сердечнике главного полюса
, (4.29)
По индукции =1,7 Тл, согласно [1],находим напряженность Нm = 7050 А/м.
Падение магнитных потенциалов в сердечнике главных полюсов
, (4.30)
где Lm – длина силовой линии из эскиза. Lm = 0,12 м.
Fm = 7050 · 0,12 = 846 А.
4.7 Участок стыка полюса с остовом
Магнитное напряжение этого участка Fmj, оценивают по приближенной эмпирической формуле
, (4.31)
4.8 Участок выхода потока из полюса в остов
Площадь сечения участка поворота магнитного потока Sj’, зависит от толщины остова в месте расположения главных полюсов
, (4.32)
Индукция на участке выхода потока из полюса в остов
, (4.33)
Магнитное напряжение на участке выхода потока из полюса в остов
, (4.34)
где Hj’ – магнитная напряженность на участке перехода из полюса в остов,
согласно[1], Hj’ = 6800 А/м;
Lj’ – длина силовой линии на участке поворота потока в остове.
Lj’ = 0,08 м.
Fj’ = 6800 ∙ 0,08 = 544 А.
4.9 Ярмо остова
Площадь сечения ярма остова
, (4.35)
Sj = 0,06053 · 0,7234 = 0,043787 м2.
Индукция в остове
, (4.36)
Магнитное напряжение в ярме остова
, (4.37)
где Hj – магнитная напряженность в остове, согласно [1], Hj = 2010 А/м;
Lj – длина силовой линии в ярме остова, из эскиза магнитной цепи.
Lj’ = 0,644 м.
Fj = 2010∙ 0,644 = 1294,44 А.
4.10 Расчет воздушного зазора
Таблица 4.1 – Расчет магнитных напряжений и МДС возбуждения
Номер участка | Наименование участка | Магнитный поток, Вб | Сечение, м2 | Индукция, Тл | Напряженность, А/м | Длина силовой линии, м | Магнитное напряжение, А | |
1 | Сердечник якоря | 0,058 | 0,032439 | 1,8 | 14200 | 0,1625 | 2307,5 | |
2 | Зубцовый слоя якоря | 0,117 | 0,064876 | 1,8 | 14200 | 0,0331 | 470,02 | |
3 | Зубцовый слой полюса | – | – | – | – | – | – | |
4 | Сердечник полюса | 0,123 | 0,072127 | 1,7 | 7050 | 0,12 | 846 | |
5 | Стык полюса с остовом | – | – | – | – | – | 136 | |
6 | Переход из полюса в остов | 0,061 | 0,036862 | 1,66 | 6800 | 0,08 | 544 | |
7 | Ярмо остова | 0,061 | 0,043787 | 1,4 | 2010 | 0,644 | 1294,44 | |
Сумма магнитных напряжений стальных участков | 5597,96 | |||||||
8 | Воздушный зазор | 0,117 | 0,001947 | 0,86 | – | – | 4248,19 | |
МДС намагничивания | 9846,15 | |||||||
МДС на компенсацию действия реакции якоря | 918,3 | |||||||
МДС Возбуждения обмотки главного полюса | 10764,45 |
Потребная МДС воздушного зазора для обеспечения заданных свойств двигателя
, (4.38)
где – коэффициент использования мощности.
При ,
. Принимаю
= 0,8;
– коэффициент регулируемости по скорости;
– коэффициент магнитной устойчивости;
– МДС поперечной реакции якоря.
, (4.39)
.
, (4.40)
В машинах без компенсационной обмотки, для снижения воздействия поперечной реакции якоря наконечникам главных полюсов придают особую форму, так чтобы зазор расходился бы к краям полюса. Расходящиеся воздушные зазоры обеспечивают нарастание магнитного сопротивления потоку поперечной реакции якоря соответственно росту её МДС от центра главного полюса. Очевидно, что степень искажения магнитного поля главных полюсов, а значит, и величина максимальных межламельных напряжений в этом случае зависят от формы и величины воздушного зазора. Поэтому коэффициент магнитной устойчивости в некомпенсированных двигателях определяется специальным расчетом с учетом индивидуальных особенностей проектируемой машины.
Коэффициент максимального искажения магнитного поля
, (4.41)
где – максимальный уровень межламельного напряжения.
Принимаю
Коэффициент раскрытия воздушного зазора принимаю,
Тогда согласно [1], рисунок 8.3
Согласно закону полного тока, сумма падений магнитных напряжений в контуре должна компенсироваться МДС намагничивания
, (4.42)
Реальное значение МДС возбуждения главных полюсов
, (4.43)
где – поперечная составляющая реакции якоря.
Наиболее простым методом нахождения составляющей является ее расчет через коэффициент реакции якоря
, (4.44)
В двигателях без компенсационной коэффициент реакции якоря, определяется по диаграмме рисунка 8.4.
Для индукции Тл, принимаем
.
При этом удостоверяемся в правильности выбора по формуле
, (4.45)
Так как число витков округлили, то необходимо уточнить потребную МДС воздушного зазора. Для этого уточним реальное значение МДС возбуждения главных полюсов.
, (4.46)
, (4.47)
, (4.48)
Для определения точных геометрических размеров воздушного зазора сначала рассчитаем эквивалентный воздушный зазор
, (4.49)
где – магнитная постоянная.
Гн/м.
м.
Связь между конструкционными и эквивалентными воздушными зазорами устанавливается через коэффициент Картера по поверхности якоря, учитывающий геометрические размеры зубцового слоя якоря
. (4.50)
Принимаю = 3,183 мм.
.
Найдем коэффициент Картера по поверхности полюса для эксцентричного зазора
, (4.51)
.
, (4.52)
4.11 Расчет конструкционных размеров и параметров катушки главного полюса
При нахождении параметров катушки главных полюсов, одним из решающих значений для вписывания катушки, является сечение проводника обмотки возбуждения. Принимаю класс изоляции «В» и плотность тока равную
jв = 3,5 А/мм2. (4.53)
Далее рассчитываю пределы, в которых должно находиться сечение проводника обмотки возбуждения.
, (4.54)
мм2.
Катушки главных полюсов при 2р = 2 выполняются намоткой проводников на широкое ребро. Выбираю размеры проводника, согласно[1]
hпр × bпр = 25 × 1,81 qв = 44,6 мм2. (4.55)
Примем: мв = 0,5 мм, разд = 1 мм, выст = 0,5 мм.
Найдем размер катушки по высоте hвк
, (4.56)
Разбиваем общее число витков на два слоя
(4.57)
Тогда размеры катушки по ширине при намотке на широкое ребро
, (4.58)
, (4.59)
Исходя из полученных размеров катушки, рассчитывается средняя длина одного витка обмотки возбуждения для верхнего и нижнего слоя
, (4.60)
, (4.61)
Общая длина меди обмоток возбуждения Lв
, (4.62)
Сопротивление обмотки возбуждения при 20С
, (4.63)
где kподр – коэффициент, учитывающий подрез катушки. kподр = 1.
Масса меди катушек главных полюсов mмв
, (4.64)
5 Расчет стационарной коммутации
Целью данного расчета является нахождение среднего за период коммутации значения реакции ЭДС. Расчет выполняется на основе ранее полученных параметров активного слоя, коллектора и щеток. Необходимо обеспечить выполнение ограничения по допустимой величине средней реактивной ЭДС.
Рассмотрим четыре характерных области замыкания потоков пазового рассеяния
, (5.1)
где – суммарный удельный коэффициент индуктивности;
– магнитная проводимость в пазу якоря над медью;
– то же для части паза, занятой медью проводников;
– то же по коронкам зубцов якоря;
– то же для лобовых частей обмотки якоря.
Удельная магнитная проводимость части паза, занятой медью
, (5.2)
где – высота части паза, занятой медью проводников;