Выбор главных размеров электродвигателя (стр. 7 )

1. МДС обмотки добавочного полюса была рассчитана в таблице:

Fд=1107, 57 А

2. Определим число витков обмотки добавочного полюса на один полюс:

; где ад – число параллельных ветвей обмотки добавочного полюса (2ад=2 ад=1)

Принимаем wд =195.

3. Определим предварительное сечение проводников:

; где Jд – плотность тока добавочного полюса, которая при исполнении машины по степени защиты IP22 может быть принята равной (4,5…6,5)·106 А/м2.

Принимаем Jд =4,5·106 А/м2.

4. По соответствующей таблице выбираем круглый провод марки ПЭТВ с диаметром неизолированного провода dг=1,32·10-3 м, с диаметром изолированного провода dиз=1,405·10-3 м, сечением провода qд=1,368·10-6 м.

Выполним эскиз катушки добавочного полюса и определим предварительное значение ширины катушки bкт. д.=5,87·10-3 м.

5. Принимаем сердечник добавочного полюса короче якоря на 1·10-3 м с каждой стороны для создания опоры для катушки.

Длина сердечника:

6. Определим среднюю длину витка обмотки добавочного полюса:

;где bд – ширина сердечника добавочного полюса; Δиз – односторонний размер зазора между сердечником добавочного полюса и катушкой, который равен (1,7…2,2)·10-3 м при диаметрах якоря до 500 мм. Принимаем Δиз=1,7·10-3 м.

7. Определим полную длину проводников обмотки:

8. Определим сопротивления обмотки добавочных полюсов при температуре

θ=20ºС:

; где qд – сечение провода

9. Определим сопротивление обмотки добавочных полюсов при θ=75ºС:

10. Определим массу меди обмотки добавочных полюсов:

Размещение обмоток главных и добавочных полюсов

1. Определим ширину уступа главного полюса:

;где bг – ширина сердечника главного полюса.

2. Определим высоту уступа главного полюса:

; где В'г – предварительная магнитная индукция в сердечнике главного полюса (для машин IP22, IC01 В'г=1,65Тл); В'б – предварительная индукция в воздушном зазоре; bб – расчетная ширина полюсного наконечника.

3. Стабилизирующая обмотка.

Число витков по ширине Nш=6; число витков по ширине Nв=3;

ширина катушки:

высота катушки:

4. Параллельная обмотка главных полюсов.

ширина катушки:

высота катушки:

5 . Обмотка добавочных полюсов.

ширина катушки:

высота катушки:

Потери и КПД

1. Определим электрические потери в обмотке якоря при температуре 75ºС:

; где Rа 75º - сопротивление обмотки якоря при θ=75ºС.

2. Определим электрические потери в обмотке добавочных полюсов:

3. Определим электрические потери в параллельной обмотке возбуждения:

; где Iв – номинальный ток возбуждения.

4. Определим электрические потери в переходном контакте щеток:

; где 2ΔUщ – переходное падение напряжения на пару щеток (для щеток марки ЭГ4 по специальной таблице)

5. Определим потери на трение щеток о коллектор:

; где ∑Sщ – площадь поверхности соприкосновения всех щеток с коллектором; Pщ – давление на щетку (принимаем Рщ=15·103 Па); f – коэффициент трения щеток о коллектор (он принимается равным 0,2 для всех марок щеток); υк – окружная скорость коллектора.

6. Определим потери в подшипниках и на вентиляцию:

Для машин со степенью защиты IP44 и способом охлаждения IC0041

7. Определим массу стали ярма якоря:

; где hп –высота паза; D0 – внутренний диаметр якоря.

8. Определим условную массу стали зубцов якоря с овальными пазами:

; где z – число пазов якоря; bz – ширина зубца; h1 – расстояние между центрами радиусов; r1 - большой радиус; r2 – меньший радиус.

9. Определим магнитные потери в ярме якоря:

; где Р0,1/50 – удельные потери в стали при частоте перемагничивания 50 Гц и магнитной индукции 1 Тл (определяются по соответствующей таблице, исходя из марки стали ярма якоря, принимаем Р0,1/50=1,75Вт/кг); β – показатель степени, зависящий от марки стали и толщины листов магнитопровода ( в большенстве случаев β=1,3); f – частота перемагничивания стали ( f=17 Гц); Bj – индукции в ярме якоря.

10. Определим магнитные потери в зубцах якоря:

11. Определим добавочные потери:

12. Определим электрические потери в стабилизирующей обмотке:

13. Определим сумму потерь:

14. Определим потребляемую мощность:

15. Определим коэффициент полезного действия:

Рабочие характеристики

При построении рабочих характеристик двигателя и уточнении его номинальных данных принимаем, что потери холостого хода двигателя практически не меняются при изменении нагрузки и составляют:

При расчете характеристик принимаем напряжение питания U=110В, ток возбуждения соответствует номинальному значению тока возбуждения Iв=0,32А.

1. Определим МДС обмотки якоря при номинальном токе якоря Iаном=6,65А:

2.Определим номинальный магнитный поток в воздушном зазоре:

3. МДС обмотки возбуждения F∑=338,8А; номинальный ток возбуждения Iв=0,32А; номинальный ток двигателя I1ном=6,88А.

4.Определим полезную мощность на валу двигателя:

5. Определим вращающий момент:

Результаты расчетов, выполненных по п.3-5 для ряда значений тока якоря сведены в таблице.

Iв ,А	Iа ,А	Е, В	Фб, Вб	n,об/мин	М, Н·м	Р2,Вт	I1, А	Р2,Вт	η, %
0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32	1 2 3 4 6,56 7	101,98 95,96 89,94 83,92 68,51 65,86	0,45·10-2 0,42·10-2 0,39·10-2 0,37·10-2 0,3·10-2 0,29·10-2	994 1002 1011 995 1002 996	0,89 1,74 2,45 3,12 4,15 4,28	92,32 181,86 259,1 324,04 434,22 445,02	1,32 2,32 3,32 4,32 6,88 7,32	145,2 255,2 365,2 475,2 756,8 805,2	0,64 0,713 0,709 0,68 0,57 0,55

В соответствием заданием рассчитан двигатель и разработаны основные элементы его конструкции. Основные данные двигателя соответствуют требованиям задания и имеют следующие номинальные значения: