Методическое руководство по расчету машины постоянного тока (МПТ)

p> Р е ш е н и е. Коэффициент( характеризующий форму кривой размагничивания,

[pic]

Относительная проницаемость возврата

[pic].

Оптимальная проводимость внешней цепи в относительных единицах

[pic].

Масштаб магнитной проницаемости m( = Br / HC= 1(02 / (110 ( 103) = 9(2727 ( 10-6 Гн/м.

Магнитная проницаемость воздушного зазора в относительных единицах

[pic].

Отношение длины магнита к длине воздушного зазора:

[pic].

Относительная магнитная индукция:

[pic]

Относительная напряжённость магнитного поля

[pic].

Относительная удельная энергия магнита

[pic].

Графическое построение решения задачи представлено на рис. 13 .

При заданной величине внешнего размагничивания[pic] режим работы магнита в точке 1 будет оптимальным. При увеличении магнитной проводимости внешней цепи свыше оптимального значения (например, вебер-амперная характеристика, изображаемая прямой ОА2) удельная энергия магнита уменьшается. При данном значении магнитной проводимости внешней цепи относительные значения магнитной индукции напряжённости магнитного поля и удельной энергии магнита соответственно равны:

[pic]

Уменьшение магнитной проводимости внешней цепи недопустимо, так как при этом уменьшается величина [pic].
[pic]

Рис. 13. Графическое построение решения примера № 1

Пример №2. Внешняя магнитная цепь и внешнее размагничивание имеют те же( что в примере1( параметры и величины. Определить отношение длины магнита к длине воздушного зазора, если использовать магнит на основе редкоземельных элементов типа КС 37А с параметрами:

Br = 0(82 Тл; Hс = 560 kA; ( = 0(28.

Р е ш е н и е. Коэффициент( характеризующий форму кривой размагничивания,

[pic]

Относительная магнитная проницаемость возврата

[pic].

Оптимальная магнитная проводимость внешней цепи

[pic].

Относительная магнитная проницаемость воздушного зазора

[pic].

Отношение длины магнита к длине воздушного зазора

[pic].

Сравнивая между собой магниты ЮНДК с магнитами на основе редкоземельных элементов( видим( что объём последних при прочих равных условиях в (11 раз меньше. Такое положение объясняется значительно большими удельными энергиями последних.

10. ПРИМЕР РАСЧЁТА МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО

ТОКА

Исходные данные для расчёта: машина постоянного тока ( генератор( полезная мощность ( РН = 80 Вт; номинальное напряжение ( UН = 230 В; частота вращения ( nН( об/мин; возбуждение ( параллельное; режим работы ( S1, продолжительный; исполнение ( закрытое.

10.1. Основные размеры машины

|№ |Рассчитываемая |Используема|Результаты расчёта |
|п/п|величина |я | |
| | |информация | |
|1 |Магнитная ин- |Табл. 2 |B( = 0(45 Тл |
| |дукция в зазоре| | |
|2 |Линейная |Табл. 2 |AS = 8000 А/м |
| |токовая | | |
| |нагрузка | | |
|3 |Коэффициент |Разд.1( п.3|( = 0(65 |
| |полюсной дуги | | |
|4 |Отношение длины|Разд.1( п.3|(= 1(4 |
| |якоря к его | | |
| |диаметру | | |
|5 |КПД генератора |Табл. 1 |(Н= 0(59 |
| |(предваритель-н| | |
| |о) | | |
|№ |Рассчитываемая |Используема|Результаты расчёта |
|п/п|величина |я | |
| | |информация | |
|6 |Машинная |(1.11) |[pic] |
| |постоянная | | |
|7 |Расчётная |(1.6) |[pic] |
| |мощность | | |
|8 |Диаметр якоря |(1.12) |[pic] |
|9 |Длина якоря |(1.13) |l0= 1(4( 0(04=0(056 м |
|10 |Окружная |(1.14) |Va= 3(14(0(04(3000/60 = 6(283 м/с |
| |скорость | | |
|11 |Число полюсов | |2 p = 2 |
|12 |Полюсное |(1.15) |( = 3(14(0(04/2 = 0(0628 м |
| |деление | | |
|13 |Расчётная |(1.16) |b0 = 0(65 ( 0(0628 = 0(0408 м |
| |полюсная дуга | | |
|14 |Частота |(1.17) |f = 1(3000(60 = 50 Гц |
| |перемагничивани| | |
| |я | | |
|15 |Воздушный зазор|(1.22) |( = 0(4 ( 0(0628(8000/0(45= |
| | | |4(46(10-4 м, |
| | | |принимаем ( = 4(5(10-4 м |

2. Расчёт обмотки якоря

|№ |Рассчитываемая |Используемая |Результаты расчёта |
|п/п|величина |информация | |
|16 |Магнитный поток|(2.1) |Ф = 0(45(0(0408(0(056 = 1(028(10-3|
| | | |Вб |
|17 |Ток якоря |(1.9) |(а = 1(1(80(230 = 0(382 A |
|18 |Число | |2 а = 2 |
| |параллельных | | |
| |ветвей | | |
|19 |Число |(1.10)( (2.2)|[pic] |
| |проводников | | |
| |обмотки якоря | | |
|20 |Число пазов |(2.3) |Z ( 4(0(04(100= 16 |
| |якоря | | |
|21 |Число |(2.4) |К = 3 ( 16 = 48 |
| |коллекторных | | |
| |пластин | | |
|22 |Число витков в |(2.5) |Wc = 5490/(2( 48) = 57(16; |
| |секции обмотки | |принимаем Wc = 56 |
|23 |Уточнённое | |N = 2( 48( 56= 5376 |
| |число | | |
| |проводников | | |
| |якоря | | |
|24 |Число | |Nп = 5376/16 = 336 |
| |проводников в | | |
| |пазу | | |
|№ |Рассчитываемая |Используемая |Результаты расчёта |
|п/п|величина |информация | |
|25 |Расчёт шагов | |Принята простая петлевая обмотка |
| |обмотки якоря | | |
|26 |Число |(2.4) |Zэ = 3 ( 16 =48 |
| |элементарных | | |
| |пазов | | |
| |Шаг по |(2.6) |yк =1 |
| |коллектору | | |
| |Шаг по якорю |(2.6) |y = yк =1 |
| |Первый |(2.6) |y1 = 48/(2(1) = 24 |
| |частичный шаг | | |
| |Второй |(2.6) |y2 = 1(24 = (23 |
| |частичный шаг | | |

3. Расчёт проводников якорной обмотки( размеров зубцов( пазов якоря

|№ |Рассчитываемая |Используемая |Результаты расчёта |
|п/п|величина |информация | |
|27 |Предельная | |(м = 90о С |
| |температура | | |
| |пе-регрева | | |
| |обмот-ки якоря | | |
|28 |Коэффициент | |( = 18 Вт /(К(м2) |
| |теплоотдачи | | |
| |по-верхности | | |
| |якоря | | |
|29 |Удельная |(3.1) |q = 90(18 (1 + 0(1(6(28)= 2637(4 |
| |тепло-вая | |Вт/ м2 |
| |нагрузка | | |
|30 |Допустимая |(3.10) |ja = 17(2637(4(106/8175(3 = |
| |плотность тока | |5(48(106 A/м2 |
| |в обмотке якоря| | |
|31 |Сечение |(3.16) |qпр = 0(382/(2(5(48(106) = |
| |про-водника | |0(0348(10-6 м2 |
| |обмотки якоря | | |
|32 |Диаметр |Приложение( |dпр = 0(21(10-3 м; принимаем |
| |неизолированног|табл. 2(3 |провод марки ПЭТВ-1: диаметр |
| |о провода | |неизолированного провода dпр= |
| |(пред-варительн| |0(21(10-3 м; диаметр |
| |о) | |изолированного провода dИЗ= 0(235|
| | | |(10-3м; сечение провода qпр = |
| | | |= 0(0346(10-6 м2 |
|33 |Уточнённое | |ja = 0(382/(2(0(0346(10-6) = |
| |зна-чение | |5(52(106 A/м2 |
| |плотности тока | | |
|34 |Сечение |(3.19) |qпр.из = 3,14(0(2352(10-6(4 = |
| |изоли-рованного| |= 0(0434(10-6 м2 |
| |провода | | |
|№ |Рассчитываемая |Используемая |Результаты расчёта |
|п/п|величина |информация | |
|35 |Площадь( | |Sпп = 0(0434(10-6(336 = 14(57(10-6|
| |занимаемая | |м2 |
| |изо-лированным | | |
| |проводом | | |
|36 |Диаметр вала |Разд.3( п.19 |dв= 6(10-3 м |
|37 |Принимаемый паз|Рис.2 | |
| |якоря оваль- | | |
| |ной формы | | |
|38 |Высота |(3.27) |[pic] |
| |сердеч-ника | | |
| |якоря при | | |
| |индукции 1(6 Тл| | |
|39 |Высота паза |(3.26) |hП = (40(2(0(45(6(2(6)(10-3= |
| | | |11(10-3м |
|40 |Размеры щели |Разд.3( п.19 |hщ =0(5(10-3м( bщ= 1(3(10-3м |
| |паза | | |
|41 |Ширина зубца |(3.21)( |bz= 7(854(10-3(0(45/(0(95(1(8) ( |
| |при индукции |(3.25) |2(1(10-3 м |
| |Bz = 1,8 Тл | | |
|42 |Максимальная |(3.28) |bп.макс=(3(14((40 ( 2(0(5) ( |
| |ширина паза | |2(1(16(((16+ |
| | | |+ 3(14) = 4(64(10-3м |
|43 |Минимальная |(3.29) |bп.мин = (3(14((40 ( |
| |ширина паза | |2(11)(2(1(16(((16 ( |
| | | |(3(14) = 1(78(10-3м |
|44 |Высота средней |(3.30) |h12 = 11(0(5(4(64/2(1(78/2= |
| |части паза | |7(25(10-3м |
|45 |Площадь паза в |(3.31) |Sп = 7(25((4(64 + 1(78)/2 + |
| |штампе | |3(14(4(642/8 + |
| | | |+ 3(14(1(782/8 = 32(96(10-6 м2 |
|46 |Коэффициент |Из (3.17) |Кз.п = 14(57(32(96 = 0(442 |
| |заполнения паза| | |
|47 |Длина |(3.32) |la = 0(056 + 1,2(0(040 = 0(104 м |
| |провод-ника | | |
| |обмотки якоря | | |
|48 |Сопротивление |(3.34)( |[pic] |
| |обмотки при |(3.35) | |
| |t = 90 (C | | |
|49 |Падение |(3.36) |(Uа= 0(382(90(7=34(65 В |
| |напря-жения в | | |
| |обмотке якоря | | |

10.4. Коллектор и щёточный аппарат

|№ |Рассчитываемая |Используемая |Результаты расчёта |
|п/п|величина |информация | |
|50 |Диаметр |Разд.4( п.23 |Dк = 0(5 ( 0(04 = 0(02 м |
| |коллектора | | |
|№ |Рассчитываемая |Используемая |Результаты расчёта |
|п/п|величина |информация | |
|51 |Шаг коллектора |(4.1) |tк = 3(14 ( 0(02(48 = 1(3 (10-3 м |
| |(ориентировоч.)| | |
|52 |Толщина |Разд.4( п.24 |bиз = 0(5 ( 10-3м |
| |межломельной | | |
| |изоляции | | |
|53 |Толщина |Из (4.2 ) |bк.п = (1(3 ( 0(5)(10-3 = 0(8(10-3|
| |сторо-ны | |м |
| |профиля | | |
|54 |Принимаемая | |bк.п = 1(0(10-3м |
| |толщина | | |
|55.|Коллекторный |(4.2) |tк = (1(0 + 0(5)(10-3 =1(5(10-3 м |
| |шаг | | |
|56 |Диаметр |Из (4.1) |Dк = 1(5(10-3 ( 48(3(14 = |
| |коллектора | |22(9(10-3 м |
|57 |Скорость |(4.3) |Vк = 3(14 ( 22(9(10-3(3000(60 = |
| |коллектора | |3(6 м(с |
|58 |Выбираемые |Прилож., |Jщ=105 А/м2( (Uщ =2(5 В |
| |электрографитир|табл. 14 | |
| |ованные щётки | | |
| |ЭГ(14 | | |
|59 |Ширина щётки по|Разд.4( п.25 |bщ ( 3 ( 1(5(10-3 = 4(5(10-3 м. |
| |окружности | |принимаем bщ = 5(10-3 м |
| |коллектора | | |
|60 |Площадь щётки |(4.5) |Sщ = 0(382/105 = 0(382(10-5 м2 |
|61 |Длина щётки по | |Площадь щётки незначительна( |
| |оси коллектора | |поэтому осевой размер выбираем из |
| | | |номинальных размеров по |
| | | |ГОСТ122321.1-77 |
| | | |ащ = 8(10-3 м |
|62 |Активная длина |Разд.4( п.26 |lк.а = 1(5(8(10-3 =12(10-3 м |
| |коллектора | | |
|63 |Полная длина |Разд.4( п.26 |lк = 12(10-3 + 5(0(26(10-3 (14( |
| |коллектора | |10-3 м |

5. Проверка коммутации

|№ |Рассчитываемая|Используема|Результаты расчёта |
|п/| |я | |
|п |величина |информация | |
|64|Удельная |(4.7) |[pic] |
| |магнитная | | |
| |проводимость | | |
| |паза | | |
|№ |Рассчитываемая|Используема|Результаты расчёта |
|п/| |я | |
|п |величина |информация | |
|65|Длина |(4.9) |(о = (0(0628 ( 0(0408)(2 =0(011 м |
| |магнитной | | |
| |силовой линии | | |
| |в межполюсном | | |
| |пространстве | | |
|66|Реактивная ЭДС|(4.6) |еR = 2( 56( 4(089(10-6(8175(0(056(6(28|
| | | |= |
| | | |= 1( 317 B |
|67|ЭДС реакции |(4.8) |еа= [pic] |
| |якоря | |= 1(155 В |
|68|Результирующая|Разд.4( |ер = 1(317 +1(155 = 2(472 В(2(5 В( |
| |ЭДС |п.27 |что допустимо |
| |коммутируемой | | |
| |секции | | |
|69|Ширина щётки( |( 4.11) |b(щ = 1(0(10-3 ( 0(04(0(0229 = |
| |приведённая к | |1(747(10-3 м |
| |окружности | | |
| |якоря | | |
|70|Шаг |(4.12) |tк(=1(5(10-3(0(04(0(0229= 2(62(10-3 м |
| |коллектора( | | |
| |приведённый к | | |
| |окружности | | |
| |якоря | | |
|71|Ширина зоны |(4.10) |bком= 1(747(10-3 +(3+ (48(2( 24(( |
| |коммутации | |1(1(( |
| | | |( 2(62(10-3 = 8(796(10-3м( 0(8((( |
| | | |(bо)= |
| | | |= 11(10-3 м |

10.6. Расчёт магнитной цепи

|№ |Рассчитываемая |Используемая |Результаты расчёта |
|п/п|величина |информация | |
|72 |Уточнённое |(1.22) |( = 0(4(0(0628(8175/0(45 = |
| |значение | |0(45(10-3 м |
| |воздушного | | |
| |зазора | | |
|73 |Длина магнитной|(5.16) |Lа = 3(14(40 (2(11(6)/2 + 6)(10-3=|
| |линии | | |
| |сердечника | |=24(85(10-3 м |
| |якоря | | |
|74 |Высота |Разд.5( п.28 |hпл = 0(3(0(04 = 0(012 м |
| |сердечника | | |
| |полюса | | |
|75 |Длина магнитной|(5.20) |Lст= 3(14 (40 +2(0(45+2(12)(10-3 |
| |линии в станине| |/ 2 = |
| | | |= 0(102 м |
|76 |Коэффициент |(5.2) |[pic] |
| |воздушного | | |
| |зазора | | |
|№ |Рассчитываемая |Используемая |Результаты расчёта |
|п/п|величина |информация | |
|77 |МДС воздушного |(5.7) |[pic] |
| |зазора | | |
|78 |Магнитная |(5.12) |[pic] |
| |индукция в | | |
| |зубце якоря | | |
|79 |Напряжённость | |По кривой намагничивания |
| |магнитного поля| |электротехнической стали 2012 |
| |в зубце якоря | |Hz = 1340 A/м |
|80 |МДС зубцовой |(5.13) |AWz= 2 ( 1340 ( 11(10-3 = 29(5 A |
| |зоны | | |
|81 |Магнитная |(5.14) |[pic] |
| |ин-дукция в | | |
| |сердеч-нике | | |
| |якоря | | |
|82 |Напряжённость | |По кривой намагничивания |
| |магнитного поля| |электро-технической стали 2012 |
| |в сердечнике | |Hа = 753 А/м |
| |якоря | | |
|83 |МДС сердечника |(5.15) |AWа = 753( 24(85(10-3 = 18,7 А |
| |якоря | | |
|84 |Магнитная | |Bп = 1( 5 Тл |
| |индукция в | | |
| |полюсе | | |
| |(ориентировоч.)| | |
|85 |Ширина полюса |(5.4) |[pic] |
| | | |принимаем bпл = 15(10-3 м |
|86 |Уточнённое |(5.17) |[pic] |
| |значение | | |
| |магнитной | | |
| |индукции в | | |
| |полюсе | | |
|87 |Напряжённость | |По кривой намагничивания |
| |магнитного поля| |электро-технической стали 2012 |
| |в полюсе | |Hпл = 420 А/м |
|88 |МДС полюсов |(5.18) |AWпл =2( 420(15(10-3=12(6 А |
|89 |Магнитная | |Bст = 1(4 Тл |
| |индукция в | | |
| |станине | | |
| |(ориентировоч.)| | |
|90 |Высота |(5.6) |[pic] |
| |сердечника | |принимаем hcт = 7(6( 10-3м |
| |станины | | |
|91 |Уточнённое |(5.19) |[pic] |
| |значение | | |
| |индукции в | | |
| |станине | | |
|№ |Рассчитываемая |Используемая |Результаты расчёта |
|п/п|величина |информация | |
|92 |Напряжённость | |По кривой намагничивания |
| |магнитного поля| |электротехнической стали 2012 |
| |в станине | |Hcт = 400 А/м |
|93 |МДС станины |(5.21) |AWст = 400 ( 0(114 = 45(6 А |
|94 |Суммарная МДС |(5.23) |AW( =360 + 29(5 + 18(7 + 12(6 + |
| |машины | |45(6 = |
| | | |= 466(4 А |
|95 |Расчёт кривой | |Задаваясь значениями ЭДС якоря( |
| |холостого хода | |рассчитывая соответствующие |
| | | |значения магнитного потока( |
| | | |магнитных индукций и |
| | | |напряжённостей магнитного поля в |
| | | |элементах магнитопровода машины( |
| | | |получаем зависимость E = f(AW(). |
| | | |Расчёт зависимости сводится в |
| | | |таблицу (табл.3) |
|96 |Кривая | | |
| |холостого хода | |Строится по данным табл. 3 |
| | | | |
| |E = f(AW(). | | |
|97 |МДС поперечной |(5.28) |По переходной характеристике по |
| |реакции якоря | |описанной выше методике (п.31), |
| | | |[pic] |
|98 |МДС продольной |(5.29) | |
| |реакции якоря | |AWad = 2(8175(0(00015=2(45 A |
|99 |Коэффициент, |(5.31) |1,7(2,5(106 |
| |учитывающий | |КК= (((((((((((( = |
| |переходное | |4 56 6,28 4,089 8175 0,056 |
| |сопротивление | | |
| | | |= 0,1614 |
|100|Продольная |(5.30)[pic] |[pic] |
| |коммутационная | | |
| |МДС | | |
|101|ЭДС генератора |(5.34) |Е = 230 +29(3 + 2(5 =261(8 В |
|102|МДС возбуждения| |По кривой холостого хода и |
| | | |найденному значению ЭДС: E=261,8 B|
| | | |AW((НАГР = 415 A |
| | | | |
|№ |Рассчитываемая |Используемая |Результаты расчёта |
|п/п|величина |информация | |
|103|Суммарная МДС |(5.26) |AWR = 28(36 + 2(45 + 10(46 = 41(27|
| |реакции якоря | |A |
|104|Суммарная МДС |(5.35) |AW(НАГР = 415 + 41(27 = 456(27 A |
| |возбуждения | | |
| |генератора | | |

Таблица 3

Расчёт кривой холостого хода генератора постоянного тока

|Величины |ЭДС якоря |
| |0(5 Е |0(8 Е |1(0 Е |1(1 Е |1(2 Е |1(3 Е |
|Магнитный поток | | | | | | |
|Ф(10-3( Вб |0(538 |0(771 |1(028 |1(130 |1(234 |1(336 |
|Магнитная | | | | | | |
|индукция В(( Тл |0(235 |0(337 |0(45 |0(494 |0(539 |0(584 |
|Магнитная | | | | | | |
|индукция Вz( Тл |0(924 |1(326 |1(77 |1(945 |2(124 |2(300 |
|Магнитная | | | | | | |
|индукция Вa(Тл |0(842 |1(207 |1(61 |1(770 |1(930 |2(090 |
|Магнитная | | | | | | |
|индукция Впл( Тл |0(741 |1(062 |1(416 |1(557 |1(700 |1(840 |
|Магнитная | | | | | | |
|индукция Вс( Тл |0(732 |1(048 |1(398 |1(537 |1(678 |1(817 |
|МДС элементов | | | | | | |
|AW( ( А |180 |270 |360 |396 |420 |468 |
|AWz ( А |6(42 |11(22 |30(93 |55(22 |114(44 |316(80 |
|AWa ( А |3(37 |6(48 |19(58 |42(24 |89(85 |191(35 |
|AWпл( А |3(27 |6(19 |12(48 |20(34 |34(50 |79(20 |
|AWс( А |12(20 |23(14 |45(60 |69(30 |122(00 |264(50 |
|AW( ( А |205(26 |317(0 |468(60 |583(10 |780(75 |1320 |

10.7. Расчёт обмотки возбуждения

|№ |Рассчитываемая |Используемая |Результаты расчёта |
|п/п|величина |информация | |
|105|Ток возбуждения|Разд.1( п.2 |(в (10( (а =0(1 ( 0(382= 0(0382 А |
|№ |Рассчитываемая |Используемая |Результаты расчёта |
|п/п|величина |информация | |
|106|Число витков |(6.1) |Wв = 456(3((2(0(0382)= 5972(5, |
| |обмотки | |принимаем Wв =5970 |
| |возбуждения на | | |
| |полюс | | |
|107|Номинальный |(6.3) |Мн = 9(55 ( 80(3000= 0(255 Нм |
| |момент | | |
| |генератора | | |
|108|Сечение провода|Табл.4 |Плотность тока возбуждения |
| |обмотки | |(табл.4) |
| |возбуждения | |jв = 4(5(106 А/м2( |
| |(предварительно| |qв = 0(0382/(4(5(106) = |
| |) | |0(0085(10-6 м2 |
| | | |Выбираем провод ПЭТВ-1( |
| | | |dв = 0(106 мм( qв = 0(00882 ( 10-6|
| | | |м2( |
| | | |dв.из = 0(12(10-3 м |
|109|Требуемая |(6.8) |[pic] |
| |площадь для | | |
| |размещения | | |
| |обмотки | | |
| |возбуждения | | |
|110|Фактическая |Разд.6( п.37 |Sв = 1(15 ( 104(8 ( 10-6 =120(5 ( |
| |площадь окна | |10-6 м2 |
|111|Высота катушки | |По эскизу магнитной системы |
| |возбуждения | |hкв = 0(012 м |
|112|Ширина стороны |Разд.6( п.37 |bкв = 120(5(10-6/0(012= 0(01 м. |
| |катушки | |Катушка полностью размещается в |
| | | |окне между станиной и полюсным |
| | | |наконечником |
|113|Ширина катушки |Разд.6( п.37 |bв =0(015 + (0(0408(0(015)/2 = |
| |возбуждения | |0(028 м |
|114|Средняя длина |По эскизу |lв = 2(0(056 + 0(028 + 2( 0(01)= |
| |витка катушки |расположения |0(208 м |
| |возбуждения |катушки | |
| | |возбуждения | |
|115|Сопротивление |(6.5) |[pic] |
| |обмотки | | |
| |возбуждения | | |
|116|Реальный ток |Разд.6( п.40 |(в = 230 / 6027 = 0(03816 А, |
| |возбуждения | |реальная величина тока равна |
| | | |ранее принятой |
|117|Реальная |Из (6.2) |[pic]( что меньше допустимого |
| |величина | | |
| |плотности тока | | |
| |в обмотке | | |
| |возбуждения | | |

10.8. Потери и КПД генератора

|№ |Рассчитываемая |Используемая |Результаты расчёта |
|п/п|величина |информация | |
|118|Потери в |(7.1) |(Рма = 0(3822(90(7= 13(23 Вт |
| |обмотке якоря | | |
|119|Потери в |(7.2) |(Рв = 0( 038162 ( 6027= 8( 78 Вт |
| |обмотке | | |
| |возбуждения | | |
|120|Потери в щётках|(7.4) |(Рщ = 2(5 ( 0(382 = 0(955 Вт |
|121|Удельнные | |Для стали 2012 удельные потери |
| |потери в стали | |Р1(0/50 =2(9 Вт/кг |
|122|Масса |(7.5) |Ga= 7800(3(14(0(04 ( |
| |магнитопровода | |2(0(011)20(056/4= = 0(111 кг |
| |ярма якоря | | |
|123|Потери в стали |(7.7) |(Рст.а= 2(3(2(9(1(612(0(111= 1(92 |
| |ярма якоря | |Вт |
|124|Масса зубцов |(7.6) |Gz = 7800(16(0(011(0(0021(0(056= |
| |якоря | |= 0(161 кг |
|125|Потери в стали |(7.8) |(Рст.z = 2(3(2(9(1(772(0(161= |
| |зубцов | |3(364 Вт |
|126|Потери в стали |(7.9) |(Рст = 1(92 + 3(36 = 5(28 Вт |
|127|Потери от |(7.10) |(Рщ.тр = |
| |трения щёток | |2(0(25(4(0(104(40(10-6(3(6 = |
| | | |= 2(88 Вт |
|128|Масса якоря с |(7.12) |Gа.к = 3(14(7800(0(042(0(056 + |
| |коллектором | |+8900 ( 0(02292( 0(014) / 4 =0(6 |
| | | |кг |
|129|Потери на |(7.11) |(Рп.тр = 3(0(0(6(3000(10-3 =5(4 Вт|
| |тре-ние в | | |
| |подшип-никах | | |
|130|Потери на |(7.13) |(Рв.тр = 2(0(043(30003(0(056(10-6=|
| |трение о воздух| | |
| | | |= 0(193 Вт |
|131|Полные |(7.15) |(Рмех =2(88 + 5(4 + 0(193= 8(47 Вт|
| |механи-ческие | | |
| |потери | | |
|132|Полные потери |(7.16) |(Р( = 1(15(13,23 +8,78 + 0,955 |
| |генератора | |+5,28 + |
| | | |+ 8(47) = 42,2 Вт |
|133|Ток генератора |Разд.7( п.46 |(= 0(382 ( 0(0382= 0(344 А |
|134|КПД генератора |(7.18) |[pic] |

10.9. Тепловой расчёт

|№ |Рассчитываемая |Используемая |Результаты расчёта |
|п/п|величина |информация | |
|135|Результирующий |(8.2) |(а =18(1+0(1(6(283) = 30(3 |
| |коэффициент | |Вт/(К(м2) |
| |теплоотдачи | | |
| |наружной | | |
| |поверхности | | |
| |якоря | | |
|№ |Рассчитываемая |Используемая |Результаты расчёта |
|п/п|величина |информация | |
|136|Коэффициент |(8.5) |[pic][pic] |
| |увеличения | | |
| |теплового | | |
| |сопротивления | | |
| |проводника | | |
|137|Число | |[pic]( |
| |проводников по | |принимаем mа = 14 |
| |средней ширине | | |
| |паза якоря | | |
|138|Эквивалентная |(8.4) |[pic][pic] |
| |междувитковая | | |
| |изоляция | | |
|139|Общая толщина |(8.3) |( = (0(2 + 0(276)(10-3 = |
| |изоляции от | |0(476(10-3м |
| |меди до стенки | | |
| |паза | | |
|140|Коэффициент |Разд.8( п.49 |(( = 0(125 Вт/(м(К) |
| |теплопроводност| | |
| |и междувитковой| | |
| |и пазовой | | |
| |изоляции | | |
|141|Периметр паза | |П =2(0(011+ 0(00464+ 0(00178 = |
| | | |= 28(4(10-3 м |
|142|Удельные потери|(8.6) |[pic] |
| |в меди якоря | | |
|143|Удельные потери|(8.7) |[pic] |
| |в стали якоря | | |
|144|Удельные потери|(8.8) |[pic] |
| |трения о воздух| | |
|145|Ширина вершины |(3.22) |[pic] |
| |зубца якоря | | |
|146|Среднее |(8.1) |[pic] |
| |превышение | |[pic] |
| |температуры | | |
| |обмотки якоря | | |
|147|Коэффициент |Разд. 8( п.50|(К= 50 Вт/(К(м2) |
| |теплоотдачи | | |
| |коллектора | | |
|148|Полные потери |(8.9) |Рк = 0(955 + 2(88 = 3(835 Вт |
| |на коллекторе | | |
|149|Поверхность |(8.10) |Sк = 3(14 ( 0(0299 ( 0(014 |
| |охлаждения | |=1(32(10-3 м2 |
| |коллектора | | |
|№ |Рассчитываемая |Используемая |Результаты расчёта |
|п/п|величина |информация | |
|150|Превышение |(8.11) |[pic] |
| |температуры | | |
| |коллектора | | |
|151|Коэффициент |Разд.8( п.51 |(’O = 28 Вт/(К(м2) |
| |теплоотдачи | | |
| |катушки | | |
| |возбуждения | | |
|152|Потери в одной |(8.12) |wм.в = 8(78/2 =4(39 Вт |
| |катушке | | |
| |возбуждения | | |
|153|Поверхность |(8.14) |Sв =(0(0408 + 0(015 + 2(0(015 + |
| |охлаждения | |8(0(01)( |
| |катушки | |(0(012 + (0(0408 + 0(015 + |
| |возбуждения | |4(0(010)( |
| | | |(0(012 = 0(00314 м2 |
|154|Превышение |(8.15) |[pic] |
| |температуры | | |
| |обмотки | | |
| |возбуждения | | |
|155| | |Температуры якоря( коллектора и |
| | | |обмотки возбуждения не превышают |
| | | |допустимой для выбранного класса |
| | | |изоляции( равной 90о С |

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Eрмолин Н.П. Электрические машины малой мощности. М.: Высшая школа(1967.

2.Сергеев П.С.( Виноградов Н.В.( Горяинов Ф.А. Проектирование электрических машин М(: Энергия( 1969(

3.Проектирование электрических машин / И.П. Копылов( Ф.А. Горяинов(
Б.К.Клоков и др.( Под ред( И.П.Копылова. M.:Высшая школа( 1980(

4. Проектирование электрических машин / О.Д. Гольдберг( Я.С. Гурин(
И.С. Свириденко( Под ред( О.Г. Гольдберга. М.: Высшая школа( 1984(

5. Никулин Н.В. Справочник по электротехническим материалам и изделиям. Свердловск: Средне-Уральское книжное издательство( 1979.

5. Мишин Д.Д. Магнитные материалы. М.: Высшая школа( 1991.

6. Кекало И.Б., Самарин Б.А. Физическое металловедение прецизионных сплавов. М.:Металлургия( 1989.

7. Справочник по электротехническим материалам. Т.3. Л.:

Энергоатомиздат(1988.

5. Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств. M.:

Высшая школа( 1988.

8. Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. М.: Высшая школа(

1985.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

Номинальные диаметры и длины рядов

R 5a ( R 10a( R 20a( R 40a

|Ряд R 5a |Ряд R 10a |Ряд R 20a |Ряд R 40a |
|1(0 |1(0 |1(0 |1(00 |
| | | |1(05 |
| | |1(1 |1(10 |
| | | |1(15 |
| |1(2 |1(2 |1(20 |
| | | |1(30 |
| | |1(4 |1(40 |
| | | |1(50 |
|1(6 |1(6 |1(6 |1(60 |
| | | |1(70 |
| | |1(8 |1(80 |
| | | |1(90 |
| |2(0 |2(0 |2(00 |
| | | |2(10 |
| | |2(2 |2(20 |
| | | |2(40 |
|2(5 |2(5 |2(5 |2(50 |
| | | |2(60 |
| | |2(8 |2(80 |
| | | |3(00 |
| |3(2 |3(2 |3(20 |
| | | |3(40 |
| | |3(6 |3(60 |
| | | |3(80 |
|4(0 |4(0 |4(0 |4(00 |
| | | |4(20 |
| | |4(5 |4(50 |
| | | |4(80 |
| |5(0 |5(0 |5(00 |
| | | |5(20 |
| | |5(5 |5(50 |
| | | |5( 80 |
|6(0 |6(0 |6(0 |6(0 |
| | |7(0 |7(0 |
| | | |7(5 |
| |8(0 |8(0 |8(0 |
| | | |8(5 |
| | |9(0 |9(0 |
| | | |9(5 |
| | |
| |Продолжение табл.1 |
| Ряд R 5a | Ряд R 10a | Ряд R 20a | Ряд R 40a |
|10(0 |10(0 |10(0 |10(0 |
| | | |10(5 |
| | |11(0 |11(0 |
| | | |11(5 |
| |12(0 |12(0 |12(0 |
| | | |13(0 |
| | |14(0 |14(0 |
| | | |15(0 |
|16(0 |16(0 |16(0 |16(0 |
| | | |17(0 |
| | |18(0 |18(0 |
| | | |19(0 |
| |20(0 |20(0 |20(0 |
| | | |21(0 |
| | |22(0 |22(0 |
| | | |24(0 |
|25(0 |25(0 |25(0 |25(0 |
| | | |26(0 |
| | |28(0 |28(0 |
| | | |30(0 |
| |32(0 |32(0 |32(0 |
| | | |34(0 |
| | |36(0 |36( 0 |
| | | |38(0 |
|40(0 |40(0 |40(0 |40(0 |
| | | |42(0 |
| | |45(0 |45(0 |
| | | |48(0 |
| |50(0 |50(0 |50(0 |
| | | |52(0 |
| | |55(0 |55(0 |
| | | |58(0 |
|60(0 |60(0 |60(0 |60(0 |
| | | |65(0 |
| | |70(0 |70(0 |
| | | |75(0 |
| |80(0 |80,0 |80(0 |
| | | |85(0 |
| | |90(0 |90(0 |
| | | |95(0 |
| |
| |
|Окончание табл.1 |
| Ряд R 5 | Ряд R 10 | Ряд R 20 | Ряд R 40 |
| 100(0 | 100(0| 100(0| 100(0|
| | | |105(0 |
| | |110(0 |110(0 |
| | | |115(0 |
| |120(0 |120(0 |120(0 |
| | | |130(0 |
| | |140(0 |140(0 |
| | | |160(0 |

Таблица 2

Характеристики обмоточных проводов

|Марка |Характеристика |Диаметр(|Предельн. |Класс |Марка |
|провода |марки провода |мм |температур|нагревосто|изоляции |
| | | |а( (С |йкости | |
|ПЭВ –1, |С изоляцией |0(02(2(5|105 |A |Лак ВЛ(931 |
|ГОСТ |уменьшенной | | | |на поливи- |
|7262(78 |толщины | | | |нилацеталев|
| | | | | |ой основе |
|ПЭВ (2, |С изоляцией |0(05(2(5|105 |A |То же |
|ГОСТ |нормальной | | | | |
|7262(78 |толщины | | | | |
|ПЭТВ(1, |Нагревостойкий(|0(05(1(6|130 |B |Полиэфирные|
|ТУ 16( | | | | |лаки марок|
|705.110(|покрытый слоем | | | |ПЭ(943( |
| |высокопрочной | | | |ПЭ(939 |
|79 |эмали умень- | | | | |
| |шенной толщины | | | | |
| |изоляции | | | | |
|ПЭТВ(р, |Нагревостойкий(|0(02(0(2|130 |B |То же |
|ТУ 16 ( | | | | | |
|705.110(|покрытый слоем | | | | |
|79 |высокопрочной | | | | |
| |эмали | | | | |
|ПЭТр( |Теплостойкий( |0(02(0(2|155 |F |Лак |
|15578, |релейный( умень| | | |полиэфирими|
|ТУ 16( | | | | |дный марки |
|705.048(|шенной толщины | | | |ПЭ(955 |
| |изоляции | | | | |
|ПЭТВ(2, |Нагревостойкий(|0(06(2(5|130 |B |То же |
|ОСТ 160.| | | | | |
| |покрытый слоем | | | | |
|505.001-|высокопрочной | | | | |
|80 |эмали( | | | | |
| |нормальной | | | | |
| |толщины | | | | |
|Окончание табл. 2 |
|Марка |Характеристика |Диаметр(|Предельн. |Класс |Марка |
|провода |марки провода |мм |температур|нагревосто|изоляции |
| | | |а( (С |йкости | |
|ПЭТ( |Высоконагревост|0(03(2(5|220 |C |Полиимидные|
|имид, |ойкий( покрытый| | | |лаки марок |
|ТУ 16 ( |полиимидной | | | |АД(9103( |
|505.489(|изоляцией | | | |АД(9103ПС |
| | | | | | |
|78 | | | | | |

Таблица 3

Номинальные диаметры и сечения медных эмалированных проводов

|Диаметр |Диаметр |Сечение неизолированного|
|неизолированного |изолированного |провода( мм2 |
|провода( мм |провода( мм | |
|0(20 |0(23 |0(0314 |
|0(224 |0(259 |0(0394 |
|0(25 |0(285 |0(0491 |
|0(28 |0(315 |0(0616 |
|0(315 |0(35 |0(0779 |
|0(335 |0(379 |0(0881 |
|0(355 |0(395 |0(099 |
|0(375 |0(415 |0(1104 |
|0(40 |0(44 |0(1257 |
|0(45 |0(49 |0(159 |
|0(50 |0(545 |0(1963 |
|0(56 |0(615 |0(246 |
|0(60 |0(655 |0(283 |
|0(63 |0(69 |0(312 |
|0(71 |0(77 |0(396 |
|0(75 |0(815 |0(442 |
|0(80 |0(865 |0(503 |
|0(85 |0(915 |0(567 |
|0(9 |0(965 |0(636 |
|0(95 |1(015 |0(709 |
|1(00 |1(08 |0(785 |
|1(06 |1(14 |0(883 |
|1(12 |1(20 |0(985 |
|1(18 |1(26 |1(094 |
|1(25 |1(33 |1(227 |
|1(32 |1(405 |1(368 |
|1(40 |1(485 |1(539 |
|1(50 |1(585 |1(767 |
| |
|Окончание табл. 3 |
|Диаметр |Диаметр |Сечение неизолированного|
|неизолированного |изолированного |провода( мм2 |
|провода( мм |провода( мм | |
|1(60 |1(685 |2(011 |
|1(70 |1(785 |2(27 |
|1(80 |1(895 |2(54 |
|1(90 |1(995 |2(83 |
|2(00 |2(095 |3(14 |
|2(12 |2(22 |3(53 |
|2(24 |2(34 |3(94 |
|2(36 |2(46 |4(36 |
|2(50 |2(60 |4(91 |

Таблица 4

Коэффициенты заполнения пакета магнитопровода сталью в зависимости от способа изоляции листов

| |Способ изоляции |
|Толщина листа, мм | |
| |Оксидирование, окалина |Лакирование |
|0,5 |0,97 |0,95 |
|0,35 |0,95 |0,93 |

Таблица 5

Характеристики литой стали для монолитных станин

машин постоянного тока (Ст. 3)

| |
|Продолжение табл.5 |
| |1(0 |1(6 |6(3 |
| |1(6 |2(0 |5(0 |
| | | |6(3 |
| | | |8(0 |
|ФО |2(0 |2(5 |6(3 |
| | | |10(0 |
| |2(5 |3(2 |6(3 |
| | |4(0 |10(0 |
| | |3(2 |6(3 |
| | | |10(0 |
|ФО |2(5 |4(0 |8(0 |
| | |5(0 |10(0 |
| | |6(3 |12(5 |
| |3(2 |4(0 |8(0 |
| | | |10(0 |
| | | |12(5 |

Окончание табл. 14

|Обозначение |Ширина по |Длина по оси |Высота щётки |
|типов щёток |окружности |коллектора aЩ |hЩ |
| |коллектора bЩ | | |
| |3(2 |5(0 |10(0 |
| | | |12(5 |
|ФО | | |16(0 |
| | |6(3 |10(0 |
| | | |12(5 |
| | | |16(0 |
| |4(0 |5(0 |8(0 |
| | |6(3 |12(5 |
| | |8(0 |16(0 |
|Ф8-А1 |5(0 |6(3 |12(5 |
| | |10(0 |16(0 |
| | |12(5 |20(0 |
| |6(3 |8(0 |20(0 |
| | |10(0 |25(0 |
| |8(0 |10(0 |25(0 |
| | |12(5 |25(0 |

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..............................................................
..........................…..… 3

1. ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ

МАШИНЫ...........................................………..4

2. ПАРАМЕТРЫ ОБМОТКИ

ЯКОРЯ............................................………….8

1. РАЗМЕРЫ ЗУБЦОВ, ПАЗОВ И ПРОВОДНИКОВ

ОБМОТКИ
ЯКОРЯ…...................................................................………
..10

4. КОЛЛЕКТОР И ЩЁТОЧНЫЙ АППАРАТ……….............................……..15

5. МАГНИТНАЯ СИСТЕМА МАШИНЫ

ПОСТОЯННОГО
ТОКА............................................................…………..19

6. РАСЧЁТ ОБМОТКИ
ВОЗБУЖДЕНИЯ….....................................………..26

7. ПОТЕРИ И КПД МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА................………….28

8. УПРОЩЕННЫЙ ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ МАШИНЫ

ПОСТОЯННОГО ТОКА МАЛОЙ МОЩНОСТИ..............……………….33

9. РАСЧЁТ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ

ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА..............………35

10. ПРИМЕР РАСЧЁТА МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА ……………. 44

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ………………………………..………. 56

ПРИЛОЖЕНИЕ..................................................……........
.…………….…. 57

-----------------------

[pic]

Рис. 11. Совместная работа постоянного магнита с внешней магнитной цепью

[pic]

Рис. 8. Кривая размагничивания постоянного магнита

Рис. 4. Магнитная система машины постоянного тока

Рис. 10. Аналитическое представление кривой размагничивания пос- тоянного магнита

Страницы: 1, 2, 3, 4