Расчет электродвигателя постоянного тока малой мощности. Электрические машины - файл n1.doc

Расчет электродвигателя постоянного тока малой мощности. Электрические машины
Скачать все файлы (274.3 kb.)

Доступные файлы (4):
n1.doc817kb.10.04.2009 14:24скачать
n2.cdw
n3.cdw
n4.cdw

n1.doc

  1   2
Расчет электродвигателя постоянного тока малой мощности

1. Основные этапы расчета

1) Исходные данные:

мощность на валу P2 =300 Вт;

напряжение сети U=220 В;

частота вращения n=2000 об / мин;

возбуждение – паралельное;

режим работы – длительный;

исполнение – закрытое;

температура окружающего воздуха – ?0=25 єС.
1.1 Основные размеры электродвигателя

Расчетная или внутренняя электромагнитная мощность машины

Вт

где по кривой рис. 2.2.1 для Вт принято .

Ток якоря электродвигателя при последовательном возбуждении

А

где

Э.Д.С. якоря электродвигателя

В

где

Машинная постоянная



где принято и по кривым рис. 2.2.2 для

Тл; А/м

Примем предварительно

Диаметр расточки полюсов и расчетная длина пакета якоря будут

м

м.

Окончательный диаметр якоря

м,

где принято

Окружная скорость якоря

м/сек

Полюсный шаг и расчетная полюсная дуга

м,

м,

где

Действительная полюсная дуга

м

Частота перемагничивания стали якоря

Гц
1.2 Обмотка якоря

Вылет лобовой части обмотки по оси вала

м

Полезный поток полюса при нагрузке машины

Вб

Число проводников обмотки якоря



где

Число пазов якоря



Число коллекторных пластин



Число витков в секции обмотки якоря



Число проводников в пазу якоря



Шаги обмотки якоря по элементарным пазам и коллектору



Линейная нагрузка якоря

А/м

что близко к ранее выбранному значению.

    1. Размеры зубцов, пазов, проводов и электрические параметры якоря


При напряжении машины выше 110 В для обмотки якорей электродвигателей постоянного тока малой мощности подходят провода марок ПЭЛШО, ПЭЛШКО или ПБД.

Удельная тепловая загрузка наружной цилиндрической поверхности пакета якоря

Вт/мІ

В случае закрытого исполнения машины без вентилятора

Вт/мІ при єС.

Допустимая плотность тока в обмотке якоря при кп до 5000 об/мин

А/мІ

Момент на валу электродвигателя

Н·м

Предварительно сечение провода обмотки якоря

мІ

Окончательно сечение и диаметр провода выбираем из приложения 1



Окончательная плотность тока в проводнике обмотки якоря

А/мІ

Площадь паза, занимаемая изолированными проводниками

мІ

где принято

Площадь паза, занимаемая пазовой изоляцией

мІ,

где принято м при напряжении 220 В,

м

Площадь паза, занимаемая клином

мІ,

где принято




Общая требуемая площадь паза

мІ

Коэффициент заполнения паза изолированным проводом

,
где

Минимальная толщина зубца якоря

м

где Тл,

зубцовый шаг якоря м

Вычерчиваем паз якоря в масштабе







Зубцовые шаги по серединам и основаниям зубцов якоря

м

м

Размеры зубца

м

Средняя длина проводника обмотки якоря при

м

Сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии при расчетной температуре ?0=75 єС.

Ом

Падение напряжения в обмотке якоря при нагрузке

В


1.4 Коллектор, щеткодержатели и щетки

Предварительный диаметр коллектора

м

Коллекторное деление



Окончательное коллекторное деление

м

Окончательный диаметр коллектора

м

Окружная скорость коллектора

м/с

В высоковольтных электродвигателях постоянного тока малой мощности применяется медно-графитовые щетки марок М-1, М-6 и МГ, а также электрографитированные щетки марок ЭГ-8 и ЭГ-14

Согласно таблице 2.5.1 данные этих щеток

А/м2; В; ; Н/мІ

Площадь сечения щетки

мІ

Ширина щетки по дуге окружности коллектора

м

Длина щетки по оси коллектора

м

Высота щетки

м

Окончательные размеры щеток (по табл.2.5.2):



Тип щеток Ф8 – А1

Окончательная плотность тока под щетками

А/мІ

Активная длина коллектора по оси вала

м

Полная длина коллектора по оси вала

м

Ширина коммутационной зоны

м

где

м



Для благоприятной коммутации необходимо соблюдать соотношение





Удельная магнитная проводимость для потоков рассеяния секции обмотки якоря



где при м

Среднее значение реактивной э.д.с. в короткозамкнутой секции якоря

В

Э.Д.С. реакции якоря

В,

где м

Среднее значение результирующей э.д.с. в короткозамкнутой секции якоря

В,


1.5 Магнитная система электродвигателя

Длина воздушного зазора

м,

что близко к ранее выбранному м.

Высота сердечника якоря

м

где м

Проверка индукции в сердечнике якоря

Тл

Осевая длина полюса м

Высота сердечника полюса

м

Индукцию в сердечнике полюса примем Тл

Поперечное сечение сердечника полюса

мІ

где

Ширина сердечника полюса

м

где при шихтованных полюсах

Поперечное сечение станины

мІ

где примем Тл

Осевая длина у сплошной станины м

Высота станины

м

Длина станины



Длина сердечников полюсов

м

Длина воздушного зазора

м

Длина зубцов якоря

м

Длина сердечника якоря

м

Коэффициент воздушного зазора



М.Д.С. для воздушного зазора

А

Магнитная индукция в зубце якоря

Тл

М.Д.С. для зубцов якоря

А

где из кривой намагничивания (приложение 4) для листовой стали марки Э 31 толщиной м.

Магнитная индукция в сердечнике якоря

Тл

М.Д.С. для сердечника якоря

А

где из кривой намагничивания (приложение 4).

Магнитная индукция в сердечнике полюса

Тл

М.Д.С. для сердечников шихтованных полюсов

A

где из кривой намагничивания (приложение 4).

Магнитная индукция в станине

Тл

М.Д.С. для станины

А

где из кривой намагничивания (приложение 5)

Магнитная индукция в зазоре стыка

Тл

М.Д.С. для воздушного зазора в стыке между станиной и отъемными полюсами

А

где м

Результаты расчета характеристики холостого хода приведены в таблице 2.5.1.

Таблица 1.5.1 Расчет характеристики холостого хода



Величины

kE

0,5Е

0,8Е

Е

1,15Е

1,3Е















0,23

0,37

0,47

0,54

0,61



0,75

1,2

1,5

1,725

1,95



3,7

5,9

7,4

8,51

9,62



0,6

0,96

1,2

1,38

1,56



0,6

0,96

1,2

1,38

1,56



0,6

0,96

1,2

1,38

1,56



130

530

3200

11000

30800



130

530

3200

11000

30800



86

225

530

2000

4900



290

530

800

1100

1600



143,5

230,8

293,2

336,9

380,6



6,4

26

157,44

541

1515,3



11,3

46,1

278,4

957

2680



3,7

9,9

23,2

88

215,6



24,8

45,4

68,56

94,27

137,1



35,52

56,832

71,04

81,6

92,352



225,2

415

891,7

2017

5020,9



74,9

128,4

225,3

438,9

947,9
Общая м.д.с. возбуждения на пару полюсов

Построим кривую намагничивания и переходную характеристику ,
Откуда

А

Продольная коммутационная м.д.с. якоря

А

Переходное падение напряжения в контакте щеток и их составляющие при номинальных плотностях тока в них в среднем можно принять

для щеток ЭГ-2, ЭГ-8:



А

Ток одной щетки

А
Средняя эквивалентная индуктивность секции якоря


Период коммутации



Электрическое сопротивление щеток



Коэффициенты:



Продольная составляющая м.д.с. якоря

А

Суммарная м.д.с. реакции якоря

А

Полная м.д.с. возбуждения машины при нагрузке на пару полюсов

А


1.6 Расчет обмотки возбуждения

Число витков обмотки возбуждения, приходящихся на один полюс



Предварительно сечение и диаметр провода обмотки возбуждения

мІ

где А/мІ по кривым рис. 2.4.2

Из приложения 1 окончательно


Окончательная плотность тока в проводнике обмотки возбуждения

А/мІ

Сопротивление обмотки возбуждения в нагретом состоянии при

Ом

Число проводников по высоте катушки



высота катушки

м
высота полюсного наконечника

м

Число проводников по ширине катушки



Ширина катушки

м

Средняя длина витка катушки возбуждения



Проверка величины э.д.с. якоря при нагрузке

В;

отличие меньше 5% от величины ЭДСВ, выбранный в начале расчёта, поэтому величину МДС обмотки возбуждения можно не корректировать.
1.7 Мощности потерь и коэффициент полезного действия

Потери в меди обмотки якоря

Вт

Потери в меди последовательной обмотки возбуждения

Вт

Переходные потери в контактах щеток и коллектора

Вт

Масса стали сердечника якоря

кг


Масса стали зубцов якоря

кг

Потери на гистерезис и вихревые токи в стали сердечника якоря

Вт

Потери на гистерезис и вихревые токи в стали зубцов якоря

Вт

Удельное потери в стали, Вт/кг





Полные магнитные потери на гистерезис и вихревые токи в стали якоря

Вт

Потери на трение щеток о коллектор

Вт

Потери на трение в подшипниках

Вт

где

Масса якоря

кг

где кг/мі

Потери на трение якоря о воздух

Вт

Полные механические потери

Вт

Общие потери в машине при полной нагрузке

Вт

где

К.П.Д. при номинальной нагрузке машины



1.8 Рабочие характеристики электродвигателя

Результаты расчёта рабочих характеристик приведены в таблице 1.8.1.

  1   2
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации