Выбор главных размеров электродвигателя (стр. 9 )

17. Определим перепад температуры в изоляции катушки добавочного полюса:

; где bкт. д – ширина катушки обмотки добавочных полюсов; bиз. д. – односторонняя толщина изоляции.

18. Определим среднее превышение температуры обмотки добавочных полюсов под температурой охлаждающей среды:

19. Определим повышение температуры наружной поверхности коллектора над температурой внутри двигателя:

Данная машина выполняется с изоляцией класса нагревостойкости В, т. к. ни в одной обмотки температура не превышает предельно допустимой. Предельно допускаемое превышение температуры обмоток машин для класса В равно 80ºС

Вентиляционный расчет

Проектируемый двигатель имеет аксиальную вентиляцию, которая обеспечивается встроенным вентилятором центробежного типа.

1. Определим необходимое количество охлаждающего воздуха:

Qвоз= Σр’/(1100·2Δ)

Qвоз= 244,63/(1100·2·4,38) = 0,025м3/с

2. Определим наружной диаметр центробежного вентилятора:

При аксиальной системе вентиляции D2≈0,9dc; где dc – внутренний диаметр станины.

D2= 0,9·161,4·10-3 =145,26·10-3 м

3. Определим окружную скорость вентилятора (по наружному диаметру):

ν2 = π D2n/60 = 3,14·145,26·10-3 ·1000/60 =7,61 м/с

4. Определим внутренний диаметр колеса вентилятора:

D1= (1,25…1,3) D =(1,25…1,3)·93·10-3 = 118,58·10-3 м

5. Определим окружную скорость вентилятора (по внутреннему диаметру):

ν1 = π D1n/60 = 3,14·118,58·10-3 ·1000/60 =6,21 м/с

6. Определим ширину лопаток вентилятора:

bл. в. = (0,12…0,15) D2=(0,12…0,15) ·145,26·10-3 = 19,61·10-3 м

7. Определим число лопаток вентилятора:

Для уменьшения вентиляционного шума рекомендуется выбирать число лопаток вентилятора таким, чтобы оно равнялось нечетному числу. Принимаем Nл=33.

8. Определим давление вентилятора при холостом ходе:

Но =η ао ρ(ν2 2 – ν2 1); где η ао - аэродинамический КПД вентилятора в режиме холостого хода (η ао = 0,6); ρ – плотность воздуха (ρ=1,2кг/м3)

Но = 0,6·1,2((7,6,21)2) = 13,93Па

9. Определим максимальный расход воздуха в режиме короткого замыкания:

Qв мах = 0,42υ2 S2; S2 – входное сечение вентилятора, которое определяется

S2 = 0,92π D2bл. в. = 0,92 ·3,14·145,26·10-3 ·19,61·10-3 = 0,00823м3

Qв мах = 0,4·7,61·0,00823 = 0,026м3/с

10. Определим аэродромное сопротивление вентиляционной системы машины из графика зависимости z=f(D); z= 12·103(Па·с2)/м6.

11. Определим действительный расход воздуха:

12. Определим действительное давление вентилятора:

Н = ZQ2воз = 12·103·(0,021)2 = 5,29 Па

13. Определим мощность, потребляемую вентилятором:

Рв = НQвозд/ηэ; где ηэ – энергетический КПД вентилятора (ηэ =0,18…0,2)

Рв = 5,29·0,021/0,19 = 0,58Вт

14. Определим потери мощности на вентиляционного и в подшипниках:

Рт = 0,89+2,295+0,58 = 3,77 Вт

15. Определим номинальный КПД электрической машины, уточненный по результатам вентиляционного расчета:

Механический расчет вала

Номинальный момент вращения двигателя был рассчитан ранее и равен М2=4,79 Н·м. Диаметр d1 и длина выступающего цилиндрического конца вала l1выбираются из таблицы в зависимости от номинального момента вращения.

d1=18 мм; l1=40 мм.

Исходя из d1 выбираем диаметр вала под подшипник d2=20 мм и диаметр вала за подшипником d3=26 мм.

1. Расчет вала на жесткость.

Сила тяжести сердечника якоря с обмоткой и участком вала по длине сердечника с прибавлением силы тяжести коллектора, принимая ее приложенной к середине сердечника, равна:

Под воздействием силы тяжести прогиб вала посередине сердечника равен:

; где Е=2,06·1011 Па – модуль упругости стали; a, b, l определяют из эскиза вала.

А=157 мм; b=126 мм; l=283 мм.

Для определения значений Sa и Sb составим таблицу.

участок b
di, мм	Ji, мм4	yi , мм	yi3, мм3	(yi3-y3i-1) , мм3	, мм-1	yi2, мм2	(yi2-y2i-1), мм2	, мм2
20 26 30 24	7854 22432 39761 16286	10 20 74 126	1000 8000 405224 2000376	1000 7000 379224 1595152	0,127 0,312 9,990 97,946	100 400 5476 15876	100 300 5076 10400	0,01273 0,01337 0,12766 0,63859
Sb=108,375										Sb=0,79235
участок a
di, мм	Ji , мм4	xi, мм	x3i, мм3	x3i-x3i-1, мм3	, мм-1
20 26 24	7854 22432 16286	10 52 157	1000 140608 3869893	1000 139608 3729285	0,127 6,224 228,987
Sa=235,338

Ji – экваториальный момент инерции;