что соответствует стандартному значению Dк .

Максимальная окружная скорость на коллекторе

vmax = p Dк nmax / 60 103 = 3,14 78 1500 / 60 103 = 7 м/с,

что не превышает допускаемого значения 40 м/с.

3.6. Составляем таблицу вариантов.

Так как напряжение Uк не должно превышать 16 В, принимаем

| № | Uп | K=Uп z2 | Dк, мм | tк , мм | | Uк ,В|

|Варианта | | | | |N2 | |

| | | | | |Wc2= _____| |

| | | | | | | |

| | | | | |2K | |

| | 5 | 115 | 90 | 3,0 | 4 | 7,6|

3.7. Шаги обмотки якоря:

первый частичный шаг по якорю

y1 = (zэ / 2p) + e = (115 / 4 ) + 0,25 = 29;

шаг обмотки по коллектору

yк = (K + 1) / p = (115 + 1) / 2 = 57;

шаг обмотки по реальным пазам

yz = (z2 / 2p) + e = (23 / 4) + 0,25 = 6.

3.8. Уточненное значение линейной нагрузки

N2 I2ном

920 16

A2 = ________________ = ____________________ = 209 10 2 А/м

2а2 p D2 10-3 2 3,14 112 10-3

где

N2 = 2Uп z2 wc2 = 2 5 23 4 = 920.

4. Пазы якоря полузакрытые овальные

4.1. Частота перемагничивания якоря

f2 = p nном / 60 = 2 1500 / 60 = 50 Гц.

4.2. Ширина зубца якоря в его основании

bz2min = B ’d t2 / kc2 B ’z2max = 15 0,58 / 0,95 2,3 = 3,98 мм,

где

Bz2max = 2,3 Тл.

4.3. Высота зубца якоря

hz2 = 21 мм.

4.4. Высота спинки якоря

D2 - D2вн

(112 - 39)

hc2 = _____________ - hz2 = _______________ - 21= 15,5 мм.

2

2

4.5. Магнитная индукция в спинке якоря

B’d a’i t

0,58 0,65 88

Bс2 = _________________________ = _________________________________

= 0,78 Тл.

2kc2 (hc2 - __ dк2) 2 0,95

(15,5 - __ 0)

4.6. Ширина паза

p (A2 - 2 hz2) 3,14 (112 -

2 19)

bп2 = __________________ - bz2min = ____________________ - 3,86 =

6,24 мм.

z2

23

4.7. Диаметр меньшей окружности паза

p (D2 - 2hz2) - z2 bz2 3,14

(112 - 2 0,8) - 23 3,98

dп2 = _____________________________ =

____________________________________________ = 5,46 мм.

z2 - p

23 - 3,14

4.8. Диаметр большой окружности паза

p (D2 - 2hш2) - z2 bz2 3,14 (112 - 2 0,8)

- 23 3,98

d’п2 = _________________________ =

_________________________________________ = 9,76 мм,

z2 + p

23 + 3,14

Расстояние между центрами окружностей

hп2 = hz2 - hш2 - 0,5 (d’п2 + dп2) = 21 - 0,8 - 0,5 (9,76 + 5,46) =

12,6 мм.

4.9. Площадь паза в свету

Sп2 = (p / 8)[(d’п2 - bпр)2 + (dп2 - bпр)2] + 0,5 (d’п2 + dп2 -

2bпр) hп2 =

(3,14 / 8) [(9,76 - 0,1)2 + (5,46 -0,1)2]+ 0,5(9,76 + 5,46 - 2 0,1)

12,6 = 142 мм2,

где bпр = 0,1 припуск на сборку сердечника якоря по ширине паза.

4.10. Площадь паза, занимаемая обмоткой

Sоб = Sп2 - Sи - (Sкл + Sпр) = 142 - 17,2 - 8,19 = 116,6 мм2,

где Sи - площадь, занимаемая корпусной изоляцией, мм2

Sи ~ 0,5 bи (p d’п2 + p dп2 + 4hп2) = 0,5 0,35 (3,14 9,76 + 3,14

5,46 + 4 12,6) = =17,2 мм2,

Sкл + Sпр ~ 1,5 dп2 = 1,5 5,46 = 8,19 мм2.

4.11. Предварительное значение диаметра изолированного обмоточного

провода круглого сечения

d’из = Kз2 Sоб z2 / N2 = 0,70 142 23 / 920 = 1,58 мм.

Уточненное значение коэффициента заполнения паза якоря при стандартном

диаметре изолированного провода

Kз2 = N2 d2из / Sоб z2 = 920 (158)2 / 142 23 = 0,70

4.12. Допустима плотность тока

доп = (A2 доп) 10-6 / A2 = 1,1 1011 10-6 / 209 102 = 5,3 A/мм2,

при

D2 = 112 мм,

принимаем

A2 доп = 1,1 1011 А2/ мм3.

4.13. Плотность тока в обмотке якоря

2 = I2ном / 2a2 nэл q2эл = 16 / 2 1 1,767 = 4,53 А/мм2,

что не превышает допустимое значение плотности тока.

Конструкция изоляция пазовых и лобовых частей обмотки якоря при

напряжении, не превышающем 600 В.

5. Размеры секции и сопротивление обмотки якоря

5.1. Среднее значение зубцового деления якоря

tср2 = p (D2 - hz2) / z2 = 3,14 (112 - 21) / 23 = 12,4 мм.

5.2. Средняя ширина секции обмотки якоря

bс,ср = tср2 yz = 12,4 6 = 74 мм.

5.3. Средняя длина одной лобовой части обмотки

bс,ср

74

bл2 = __________________________ - hz2 + 40 =

____________________________ - 21 + 40 = 285мм

1 - [( bп2 + 3,5) / t2]2 1 - [( 6,24

+ 3,5) / 15]2

5.4. Средняя длина витка обмотки

lср2 = 2 (l2 + lл2) = 2 (114 + 285) = 798 мм.

5.5. Вылет лобовой части обмотки якоря

bс,ср (bп2 + 3,5) hz2

74 (6,24 + 3,5)

lв2 = _______ ___________________________ + _____ + 20 = ________

____________________________ +

2 1 + [( bп2 + 3,5) / t2]2 2

2 1 - [( 6,24 + 3,5) / 15]2

21

+ _______ + 20 = 51 мм.

2

5.6. Активное сопротивление обмотки якоря

rcu N2 lср2 103 24,4 10-9 920 798 103

r2 = ____________________ = ___________________________ = 1,26 Ом.

2(2a2)2 nэл q2эл 2 (2)2 1 1,767

6. Расчет магнитной цепи

6.1. Предварительное значение ЭДС двигателя при номинальной нагрузке

Е’2ном = 0,5 Uном (1 + h’ном ) = 0,5 220 (1 + 0,755) = 193 В.

6.2. Полезный магнитный поток

60а2 Е2ном 60 1 193

Ф = _________________ = ______________________ = 0,0042 Вб.

p N2 nном 2 920 1500

6.3. Уточненное значение магнитной индукции в воздушном зазоре

Ф 106 0,0042 106

Bd = ____________ = ________________ = 0,64 Тл.

a’i t li 0,65 88

114

6.4. Коэффициента воздушного зазора

kd = kd2 kб = 1,32 1,24 = 1,64

bп2

6,24

kd2 = 1 + ___________________________ = 1 +

_________________________________ = 1,32

t2 - bп2 + 5d t2 / bп2 15 -

6,24 + 5 0,9 15 / 6,24

nб lб hб

0,25 147 3

kd2 = 1 + ___________________________ = 1 +

_________________________________ = 1,33

l2 (d + hб) - nб lб hб 114

(0,9 + 3) - 0,25 147 3

где

nь lь = 0,25 l2 ; hб = 3 мм.

6.5. Магнитное напряжение воздушного зазора

Fd = 0,8 Bd d kd 103 = 0,8 0,5 0.9 1,3 103 = 478,8 A.

6.6. Магнитная индукция в наименованием сечением зубца

Bzmax = Bd t2 / kc2 bz2min = 0,34 15 / 0,95 3,98 = 2,54 Тл,

где

bz2min = 3,98.

6.7. Ширина зубца в его наибольшем расчетном сечении

bz2max = t2 - bп2 = 15 - 6,24 = 8,76 мм.

6.8. Ширина зубца в его среднем расчетном сечении

bz2ср = 0,5 (bz2min - bz2max ) = 0,5 (3,98 + 8,76) = 6,31 мм.

6.9. Магнитная индукция в расчетных сечениях зубца:

в наименьшем

Bz2max = 1,98 Тл;

в наибольшем

Bz2min = Bd t2 / kc2 bz2max = 0,64 15 / 0,95 8,76 = 1,15 Тл,

в среднем

Bz2ср = Bd t2 / kc2 bz2ср = 0,64 15 / 0,95 6б31 = 1,60 Тл,

6.10. Коэффициент для определения напряженности магнитного поля в

наименьшем сечении зубца

kп2max = t2 / kc2 bz2min = 15 / 0,95 3,98 = 3,96.

6.11. Напряженность поля при

Bz2max = 1,94 Тл

для стали марки 2013

Hz2max = 1 104 А/м .

6.12. Напряженность поля при

Bz2min = 0,9 Тл

Bz2ср = 1,25 Тл

Hz2min = 190 А/м

Hz2ср = 430 А/м

6.13. Расчетное значение напряженности поля в зубце

Hz2 = (Hz2max +4Hz2ср + Hz2min) / 6= (1 104 + 4 430 + 190) / 6 = 320

103 А/м

6.14. Магнитное напряжение зубцового слоя якоря

Fz2 = Hz2 hz2 10-3 = 320 103 21 10-3 = 6720 А.

6.15. Магнитная индукция в спинке якоря

Bd ai t

0,64 0,65 88

Bс2 = _________________________ = _________________________________

= 1,24 Тл.

2kc2 (hc2 - __ dк2) 2 0,95

(15,5 - __ 0)

6.16. Расчетная длина магнитной силовой линии в спинке якоря

Lc2 = (p / 2p) (D2вн + hc2) + hc2 = (3,14 / 4)(39 + 15,5) + 15,5 = 58 мм.

6.17. Напряженность поля в спинке якоря

Hс2 = 225 A/м.

6.18. Магнитное напряжение спинки якоря

Fc2 = Hс2 Lc2 10-3 = 225 490 10-3 = 110 A.

6.19. Магнитная индукция в сердечнике главного полюса

sг Ф 106 1,2 0,0042

106

Bт = ______________ = ___________________ = 1,88 Тл.

lт kc1 bт 114 0,98

24

6.20. Напряженность поля в сердечнике главного полюса

Hт = 760 A/м

6.21. Магнитное напряжение сердечника главного полюса

Fт = Hт Lт 10-3 = 760 40 10-3 = 30 A,

где

Lт = hт = 40 мм.

6.22. Зазор между главным полюсом и станиной

dтс1 = 2 lт 10-4 + 0,1 = 2 114 10-4 + 0,1 = 1, 122 мм.

6.23. Магнитное напряжение зазора между главным полюсом и станиной

Fdтс= 0,8 Bт dтс1 103 = 0,8 1,45 0.122 103 = 141 A.

6.24. Магнитная индукция в спинке станины

sг Ф 106 1,2 0,0042

106

Bт = ______________ = ___________________ = 1,43 Тл.

2 lс1 hc1 2 171,2

10,3

lс1 ~ l2 + kl t = 114 + 0,65 88 = 171,2

Полученное значение магнитной индукции мало отличается от принятого

6.25. Напряженность поля в спинке станины по таблице для массивных

станин

Hс1 = 1127 A/м.

6.26. Расчетная длина магнитной силовой линии в спинке станины

Lc1 = (p / 2p) (D1вн + hc1) + hc1 = (3,14 / 4)(195 + 10,3) + 10,3 = 171 мм.

6.27. Магнитное напряжение станины

Fc1 = Hс1 Lc1 10-3 = 1127 171 10-3 = 193 A.

6.28. Магнитодвижущая сила обмотки возбуждения на пару полюсов в

режиме холостого хода

Fво = 2 Fd + 2 Fz2 + Fc2 + 2 Fт + 2 Fdтс + Fc1 =

= 2 478,8 + 2 6720 + 2 110 + 2 30 + 193 = 15385 A.

7. Обмотка возбуждения

7.1. Поперечная МДС обмотки якоря на пару полюсов

F2 = 0,5 N2 I2ном / 2a2 p = 0,5 920 16 / 2 2 = 1840 A.

Страницы: 1, 2, 3