KURSOWIK (729558), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

7.15. Радиус закругления медного провода катушки стабилизирующей обмотки

r = 0,5 (b_c + 2b_з) = 0,5 (4,25 + 2 0,6) = 2,725 мм,

минимально допустимый радиус закругления

r_min = 0,05 b² / a = 0,05 4,25² / 0,80 = 1,13 мм.

7.16. Средняя длина витка катушки стабилизирующей обмотки

l_ср,к = 2 (l_т + b_т) +  (b_к,с + 2 r) = 2 (114 +24) + 3,14 (13 + 2 2,725) = 334 мм,

где

b_к,с = b = 13 мм.

7.17. Сопротивление стабилизирующей обмотки

2p_cu l_ср,к _к,c 10³ 4 24,4 10^-9 340 17 10³

r_с = ^{________________________} = ^{____________________________} = 0,157 Ом.

a_c² q_c 1² 3,53

8. Обмотка добавочных полюсов

8.1. Число витков катушки добавочного полюса

_к,д = k_д F₂ a_д / 2I_2ном =1,25 1840 1 / 2 16 = 71,875 витков,

принимаем

_к,д = 72 витка,

где

a_д = 1,

k_д = 1,25

8.2. Площадь поперечного сечения проводника катушки добавочного полюса

q’_д = I_2ном / a_{д д} = 16 / 1 4,9 = 3,26 мм² .

 _д = 4,9.

8.3. Принимаем для изготовления катушек добавочных полюсов голый медный провод круглого сечения по таблице

q_д = 3,53 мм².

8.4. Уточненное значение плотности тока в обмотке добавочных полюсов

_д = I_2ном / a_д q_д = 16 / 1 3,53 = 4,53 A/мм² .

8.5. Средняя длина витка катушки добавочного полюса

l_ср,к = 2l_д + (b_д + b_к,д + 2b_з + 2b_из) = 2 114 + 3,14 (2 + 13 + 2 0,6 + 2 0,2) = =280 мм,

где

b_к,д = b = 13,

b_з = 0,6,

b_из = 0,2.

8.6. Сопротивление обмотки добавочных полюсов

_cu l_ср,к _к,д 2p 10³ 24,4 10^-9 340 72 4 10³

r_д = ^{________________________} = ^{____________________________} = 0,66 Ом.

a_д² q_д 1² 3,53

9. Размещение обмоток главных и добавочных полюсов

9.1. Ширина многослойной катушки главного полюса

b_к,в = k_p N_ш d_из + b_из,пр = 1,05 10,1 1,485 + 2,4 = 18,1 мм,

где

N_ш = b_к,ш / d_из = 15 / 1,485 = 10,1

k_p = 1,05,

b_{из, пр} = 2 + 0,2 2 =2,4 мм.

9.2. Высота многослойной катушки главного полюса с учетом разделения полюсной катушки на две части вентиляционным каналом шириной

b_в,к = 0,

h_к,в = k_p N_в d_из + h_из,пр + b_в,к = 1,05 12,5 1,485 + 1,485 0 = 21 мм,

где N_в - число изолированных проводов по высоте катушки:

N_в = _к,в / N_ш = 127 / 10,1 = 12,5;

высота прокладок и каркаса

h_из,пр = 1,485 мм.

9.3. Высота полюсной катушки стабилизирующей обмотки

h_к,с = h + h_из,пр = 1,485 мм,

где

h_из,пр = 1,485 мм.

9.4. Общая высота катушек и вентиляционного канала главного полюса

h_r,п = h_к,в + h_к,с = 21 + 1,485 = 22,485 мм.

9.5. Площадь занимаемая непосредственно в межполюсном окне двумя частями (секциями) катушки возбуждения, включая все прокладки и вентиляционный зазор

Q_к,в = b_к,в h_к,в = 18,1 21 = 380 мм².

Рис. 2.

Эскиз междуполюсного окна двигателя постоянного тока

(3 кВт, 220 В, 1500 об/мин).

9.6. Высота катушки добавочного полюса из неизолированной меди

h_к,д = k_p [_к,д h + 0,3(_к,д - 3)] + 2 =

= 1,05 [71,85 0 +0,3(71,85 - 3)] + 2 ~ 24 мм.

9.7. На рисунке показан эскиз межполюсного окна. При этом площадь занимаемая полюсной катушкой возбуждения из двух секций, включая вентиляционный зазор 0 мм, составляет Q_к,в = 380 мм², а компоновка этих секций такова, что минимальный воздушный промежуток между выступающими краями главных и добавочных полюсов, а так же между краями полюсных катушек и внутренней поверхностью станины составляет 0 мм.

10. Щетки и коллектор

10.1. Расчетная ширина щетки

D_к а₂ 90 1

b_щ’ = k_з,к b_н,з ^_____ - t_к (N_ш + _к - ^_____ ) = 0,75 31 ^_____ - 3 (4 + 0,25 - ^___ ) = 7,68 мм;

D₂ p 112 2

здесь

k_{з, к} = 0,75;

t_к = 3 мм;

b_{н, з} =  - b_р = 88 - 57 = 31 мм;

_к = (K / 2p) - y₁ = (115 / 4) - 29 = 0,25.

По таблице принимаем стандартную ширину щетки

b_щ = 8 мм.

10.2. Число перекрываемых щеткой коллекторных делений

 = b_щ / t_к = 8 / 3 = 2,

что находится в пределах рекомендуемых значений для простой волновой обмотки якоря.

10.3. Контактная площадь всех щеток

 S_щ = 2 I_ном / ’_щ = 2 16 / 0,11 = 290 мм² ,

где принимаем по таблице для электрографитированных щеток марки ЭГ14

_щ = 0,11 А/мм².

10.4. Контактная площадь щеток одного бракета

S_щ,,б =  S_щ / 2p = 290 / 4 = 73 мм² .

10.5. Требуемая длина щетки

l’_щ = S_{щ ,б} / b_щ = 73 / 8 = 9,125 мм,

принимаем на одном бракете по одной щетке

(N_щ,б = 1).

Длина одной щетки

l_щ = 10 мм.

10.6. Плотность тока под щеткой

_щ = 2 I_ном / N_щ,б b_щ l_щ 2p = 2 16 / 1 8 10 4 = 0,1 А/мм² ,

что не превышает рекомендуемого значения

’_щ = 0,11 А/ мм².

10.7. Активная длина коллектора при шахматном расположении щеток

l_к = N_щ,б (l_щ + 8) + 10 = 1 (10 + 8) + 10 = 28 мм.

10.8. Ширина коллекторной пластины

b_к = t_к - b_из = 3 - 0,2 = 2,8 мм,

толщина изоляционной прокладки

b_из = 0,2 мм.

11. Расчет коммутации

11.1. Окружная скорость якоря

U₂ =  D₂ n 10^-3 / 60 = 3,14 112 150 10^-3 / 60 = 8,792 м/с.

11.2. Приведенный коэффициент проводимости пазового рассеяния якоря при круглых пазах

h_z2 h_ш2 l_л2 2,5 10⁸ a₂

 = 0,6 ^_____ + ^_____ + ^_____ + ^{___________________ _____} =

d_п2 b_ш2 l₂ _c2 l₂ A_{2 2} p

21 0,8 291 2,5 10⁸ 1

= 0,6 ^_____ + ^_____ + ^_____ + ^{________________________ _____} = 10,142 .

6,24 6,24 114 4 114 209 10² 8,79 2

11.3. Реактивная ЭДС

E_p = 2 _c2 l_i v₂ 10^-5 = 2 4 114 209 10² 8,792 6,49 10^-5 = 10876 B.

12. Потери и КПД

12.1. Масса зубцового слоя якоря

d_п2 + d’_п2

G_z2 = 7,8 10^-6 z₂ b_z2 (h_п2 + ^{_______________} ) l_i k_c =

4

5,46 + 9,76

= 7,8 10^-6 24 6,36 ( 12,6 ^{_______________} ) 114 0,95 = 2,01 кг.

4

12.2. Масса стали спинки якоря

G_с2 = 7,8 10^-6 {( / 4)[(D₂ - 2 h_z2)² - D₂²_вн - d²_к2 n_к2]} l_i k_c =

= 7,8 10^-6 {( / 4)[(112 - 2 21)² - 39,2² - 0 0]}114 0,95 = 2,23 кг.

12.3. Магнитные потери в сердечнике якоря

P_м2 = 2,3 P_1,0/50 (f₂ / 50)^ (B²_z2ср G_z2 + B²_c2 G_с2) =

= 4,02 (1,25² 2,60 + 0,97² 2,88) = 27 Вт,

где

f₂ = p n / 60 = 2 1500 / 60 = 50 Гц;

P_1,0/50 = 1,75 Вт/кг;

 = 1,4;

принимаем

2,3 P_1,0/50 (f₂ / 50)^ = 4,02 Вт/кг;

12.4. Электрические потери в обмотке возбуждения

P_э,в = U²_в / r_в = 220² / 25,6 = 1891 Вт.

12.5. Электродвижущая сила якоря при номинальной нагрузке двигателя

P N₂ 2 920

E_2ном = ^___________ Фn_ном = ^___________ 0,0048 1500= 193,2 В.

60а₂ 60 1

12.6. Уточненное значение тока якоря при номинальной нагрузке

I_2ном = (U_ном + E_2ном - U_щ ) / r = (220 193,2 - 2,5) / 2,207 = 10,7 A,

r = r₂ + r_c +r_д = 1,39 + 0,15 + 0,66 = 2,207 Ом,

U_щ = 2,5 В.

12.7. Электрические потери в обмотке якоря

P_э2 = I²_2ном r₂ = 10,7² 1,39 = 162 Вт.

12.8. Электрические потери в обмотках статора, включенных последовательно с обмоткой якоря

P_э,п1 = I²_2ном (r_д + r_c) = 10,7² (0,66 + 0,157) = 93,5 Вт.

12.9. Электрические потери в переходном щеточном контакте

P_э,щ = U_щ I²_2ном = 2,5 10,7 = 26,75 Bт.

12.10. Потери на трение щеток о коллектор где окружная скорость на коллекторе

P_т,щ = 0,5  S_щ v₂ = 0,5 290 7,06 = 10,24 Bт,

где окружная скорость на коллекторе

v_к =  D_к n_ном / 60 10^-3 = 3,14 90 1500 / 60 10^-3 = 7,06 м/с.

12.11. Потери на трение в подшипниках и на вентиляцию

P_т.п,в = 20 Вт

Рис.3.

Рабочие характеристики двигателя постоянного тока

( 3 кВт, 220 В, 1500 об/мин).

12.12. Суммарные механические потери

P_мех = P_т,щ + P_т.п,в = 10,24 + 20 = 30,24 Вт.

12.13. Добавочные потери

P_доб = 0,001 P_ном / _ном 10^-3 = 0,001 3 / 0,755 10^-3 = 0,012 Вт.

12.14. Суммарные потери в двигателе

 P = (P_м2 + P_э2 + P_э,в + P_э,п1 + P_э,щ + P_мех + P_доб) 10^-3 =

= (27 = 162 + 1891 + 93,5 + 26,75 + 30,24 + 0,012) 10^-3 = 2,23 кВт.

12.15. Коэффициент полезного действия двигателя при номинальной нагрузке

_д,ном = 1 -  P/ P₁ = 1 -2,23 / 4,3 = 0,48,

где

P₁ = U_ном (I_2ном + I_в) 10^-3 = 230 (10,7 + 8,6) 10^-3 = 4,3 Вт.

13. Рабочие характеристики двигателя

Расчет рабочих характеристик двигателя приведен в таблице. По данным этой таблицы построены рабочие характеристики рисунок 3.

14. Тепловой расчет

14.1. Превышение температуры поверхности сердечника якоря над температурой воздуха внутри машины

Характеристики

Список файлов реферата