Расчет электродвигателя постоянного тока малой мощности. Электрические машины

Доступные файлы (4):

n1.doc	817kb.	10.04.2009 14:24	скачать
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.

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.

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

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

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
Величины	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: