Xreferat.com » Рефераты по физике » Расчет машины постоянного тока

Расчет машины постоянного тока

Размещено на /

Государственное общеобразовательное учреждение

Высшего профессионального образования

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Электротехника, электроника и электромеханика»


Курсовой проект

По дисциплине: “Электрические машины”

на тему: “Расчет машины постоянного тока”


Хабаровск 2011


Содержание


Введение

1. Выбор главных размеров

2. Выбор обмотки якоря

3. Расчет геометрии зубцовой зоны

4. Расчет обмотки якоря

5. Определение размеров магнитной цепи

6. Расчет сечения магнитной цепи

7. Средние длины магнитных линий

8. Индукция в расчетных сечениях магнитной цепи

9. Магнитное напряжение отдельных участков магнитной цепи

10. Расчет параллельной обмотки возбуждения

11. Коллектор и щетки

12. Расчет обмотки добавочных полюсов

13. Потери и КПД

Заключение

Список используемой литературы


Введение


В общем объеме производства электротехнической промышленности электрические машины занимают ведущее место, а поэтому эксплуатационные свойства новых электрических машин имеют важное значение для экономики России.

Проектирование электрических машин основано на знании процессов электромеханического преобразования энергии и опыта инженеров – электромехаников, умеющих применять вычислительную технику.

При проектировании электрических машин конструктивные элементы должны быть рассчитаны так, что бы при изготовлении машины трудоёмкость и расход материалов были наименьшими, а при эксплуатации они должны обладать оптимальными энергетическими показателями с учетом современного мирового уровня изготовления, а также требований государственных и отраслевых стандартов.

Высокая трудоемкость расчетов электрических машин не позволяет проводить, исследования, оптимизировать различные параметры и характеристики, создавать реальные проекты электрических машин. Громоздкие расчетные формулы не дают возможности увидеть закономерности сложных процессов, протекающих в электрических машинах, а также создания высоконадежной техники на уровне лучших мировых образцов.

В данном курсовом проекте производится расчет двигателя постоянного тока параллельного возбуждения без стабилизирующей обмотки, исполнения по степени защиты - IP22, по способу охлаждения – IC01, изоляция класса В, за основу принята машина постоянного тока серии 2П.

Исходные данные:

Номинальная мощность – Расчет машины постоянного тока

Номинальное напряжение – Расчет машины постоянного тока

Номинальная частота вращения – Расчет машины постоянного тока

Высота оси вращения – Расчет машины постоянного тока

Возбуждение параллельное без стабилизирующей обмотки. Исполнение по степени защиты – IP22, по способу охлаждения – самовентиляция (ICO1).

Режим работы – длительный. Изоляция класса нагревостойкости – В.

За основу конструкции принять машину постоянного тока серии П или 2П.


1. Выбор главных размеров

двигатель постоянный ток обмотка якорь

Предварительное значение КПД Расчет машины постоянного тока

Номинальный ток (предварительное значение) определяется по формуле:


Расчет машины постоянного тока(1.1)


Расчет машины постоянного тока

Ток якоря определяется по формуле:


Расчет машины постоянного тока(1.2)


где Расчет машины постоянного тока – коэффициент, который для машин мощностью от 10 – 100 кВт берется в интервале 0,035 – 0,02;

Расчет машины постоянного тока

Электромагнитная мощность для электрических машин общего назначения:


Расчет машины постоянного тока(1.3)


Расчет машины постоянного тока

Наружный диаметр машины определяется из уравнения:

Расчет машины постоянного тока(1.4)

Расчет машины постоянного тока

Для четырех полюсной машины (2р = 4) D» h.

Расчет машины постоянного тока

Линейная нагрузка якоря равняется Расчет машины постоянного тока;

Индукция в воздушном зазоре равняется Расчет машины постоянного тока;

Расчетный коэффициент полюсной дуги Расчет машины постоянного тока;

Расчетная длина якоря:


Расчет машины постоянного тока(1.5)


Расчет машины постоянного тока

Отношение длины магнитопровода якоря к его диаметру:


Расчет машины постоянного тока(1.6)


Расчет машины постоянного тока

Для машины общепромышленного применения рекомендованные значения l находятся в пределах 0,4 Ј l Ј 1,25.

Число полюсов машины равно 2р = 4;

Полюсное деление:


Расчет машины постоянного тока(1.7)

Расчет машины постоянного тока

Расчетная ширина полюсного наконечника:


Расчет машины постоянного тока(1.8)


Расчет машины постоянного тока

Действительная ширина полюсного наконечника Расчет машины постоянного тока;


2. Выбор обмотки якоря


Ток параллельной ветви:


Расчет машины постоянного тока(2.1)


Расчет машины постоянного тока

Предварительное общее число эффективных проводников обмотки якоря:


Расчет машины постоянного тока(2.2)


Расчет машины постоянного тока

Крайние пределы чисел пазов якоря:


Расчет машины постоянного тока Расчет машины постоянного тока(2.3)


где t1 – зубцовый шаг, крайние пределы которого определяются для различных высот вращения из следующих соотношений:


h, мм 80–200 225–315 355–500
t, мм 10–20 15–35 18–40

Расчет машины постоянного тока Расчет машины постоянного тока

Расчет машины постоянного тока Расчет машины постоянного тока

Ориентировочно число пазов можно определить по формуле:


Расчет машины постоянного тока(2.4)


отношение Расчет машины постоянного тока

Расчет машины постоянного тока

При выбранном Z t1:


Расчет машины постоянного тока(2.5)


Расчет машины постоянного тока

Число эффективных проводников в пазу (целое число):


Расчет машины постоянного тока(2.6)


Расчет машины постоянного тока

Расчет машины постоянного тока

Максимальное число коллекторных пластин:


Расчет машины постоянного тока(2.7)


где Расчет машины постоянного тока – число элементарных пазов в одном реальном и Расчет машины постоянного тока;

Расчет машины постоянного тока

Напряжения между соседними коллекторными пластинами:


Расчет машины постоянного тока(2.8)


Расчет машины постоянного тока

Коллекторное деление:


Расчет машины постоянного тока(2.9)


где DК – диаметр коллектора и при полузакрытых пазах DК = (0,65–0,85) D.

Расчет машины постоянного тока

Число коллекторных пластин уточняют путём сравнения вариантов:

Таблица 2.1 Варианты выполнения обмотки якоря

un К=unZ Wc=N/2K Uк ср t к, мм
1 1 44 2 10 12
2 2 88 1 5 5,9
3 3 132 0,66 3,3 3,99
Принято 1 44 2 10 12

Число витков в секции (целое число):


Расчет машины постоянного тока(2.10)


Расчет машины постоянного тока

Уточненное значение линейной нагрузки:


Расчет машины постоянного тока(2.11)


Расчет машины постоянного тока

Скорректированная длина якоря:


Расчет машины постоянного тока(2.12)


Расчет машины постоянного тока

Окружная скорость коллектора:

Расчет машины постоянного тока(2.13)


Расчет машины постоянного тока

Полный ток паза:


Расчет машины постоянного тока(2.14)


Расчет машины постоянного тока

Предварительное значение плотности тока в обмотке якоря:


Расчет машины постоянного тока(2.15)


где Расчет машины постоянного тока

Расчет машины постоянного тока

Предварительное сечение эффективного провода:


Расчет машины постоянного тока(2.16)


Расчет машины постоянного тока

Для всыпных обмоток с полузакрытыми пазами из таблицы 2.4 [1] выбираем круглый провод марки ПЭТВ при классе нагревостойкости B:

nэл = 6

qэл = 1,539 мм2 .

dнеиз = 1,4 мм.

dиз = 1,485 мм.

Определяем сечение эффективного проводника:

qa=nэлqэл(2.19)

qa=6∙1,539 = 9,234 мм2 .


3. Расчет геометрии зубцовой зоны


Площадь поперечного сечения обмотки, уложенной в один полузакрытый паз:


Расчет машины постоянного тока(3.1)


где Расчет машины постоянного тока – диаметр одного изолированного провода; Расчет машины постоянного тока – число элементарных проводников в одном эффективном; Расчет машины постоянного тока – число витков в секции; Расчет машины постоянного тока– число элементарных пазов в одном реальном; Расчет машины постоянного тока – коэффициент заполнения паза изолированными проводниками Расчет машины постоянного тока.

Расчет машины постоянного тока

Высота паза Расчет машины постоянного тока;

Ширина шлица Расчет машины постоянного тока;

Высота шлица Расчет машины постоянного тока;

Ширина зубца:


Расчет машины постоянного тока(3.2)


где Расчет машины постоянного тока – допустимое значение индукции в зубцах; КС – коэффициент заполнения пакета якоря сталью, КС = 0,95.

Расчет машины постоянного тока

Большой радиус паза:


Расчет машины постоянного тока(3.3)


Расчет машины постоянного тока

Меньший радиус паза:


Расчет машины постоянного тока(3.4)


Расчет машины постоянного тока

Расстояние между центрами радиусов:


Расчет машины постоянного тока(3.5)


Расчет машины постоянного тока

Минимальное сечение зубцов якоря:


Расчет машины постоянного тока(3.6)


Расчет машины постоянного тока


Расчет машины постоянного тока

Рис. 3.1 Полузакрытые пазы овальной формы с параллельными сторонами зубцов


Составляется эскиз пазов овальной формы по рис. 3.1.

Предварительное значение внутреннего диаметра якоря и диаметра вала:


Расчет машины постоянного тока(3.7)


Расчет машины постоянного тока

Предварительное значение ЭДС:


Расчет машины постоянного тока(3.8)


где Расчет машины постоянного тока– коэффициент; Расчет машины постоянного тока

Расчет машины постоянного тока

Предварительное значение магнитного потока на полюс:


Расчет машины постоянного тока(3.9)


Расчет машины постоянного тока

Для магнитопровода якоря принимается сталь марки 2312. Индукция в сечении зубцов:


Расчет машины постоянного тока(3.10)


Расчет машины постоянного тока


4. Расчет обмотки якоря


Длина лобовой части витка:


Расчет машины постоянного тока(4.1)


Расчет машины постоянного тока

Средняя длина полувитка обмотки якоря:


Расчет машины постоянного тока(4.2)


где Расчет машины постоянного тока–длина якоря, приближенно для машин без радиальной вентиляции Расчет машины постоянного тока.

Расчет машины постоянного тока

Полная длина проводников обмотки якоря:


Расчет машины постоянного тока(4.3)


Расчет машины постоянного тока

Сопротивление обмотки якоря при температуре 20 °С:


Расчет машины постоянного тока(4.4)


Расчет машины постоянного тока

Сопротивление обмотки якоря при температуре 75 °С:


Расчет машины постоянного тока(4.5)


Расчет машины постоянного тока

Масса меди обмотки якоря:


Расчет машины постоянного тока(4.6)


Расчет машины постоянного тока

Расчет шагов обмотки:

Шаг по коллектору Расчет машины постоянного тока:


Расчет машины постоянного тока(4.7)


Расчет машины постоянного тока Расчет машины постоянного тока

Первый частичный шаг Расчет машины постоянного тока:


Расчет машины постоянного тока(4.8)


где е – дробное число, с помощью которого Y1 округляется до целого числа

Расчет машины постоянного тока

Расчет машины постоянного тока


5. Определение размеров магнитной цепи


Высота спинки якоря (см. рис. 3.1):


Расчет машины постоянного тока(5.1)


Расчет машины постоянного тока

Магнитная индукция в спинке якоря:

Расчет машины постоянного тока(5.2)


где Расчет машины постоянного тока– площадь поперечного сечения спинки якоря с учетом аксиальных каналов диаметром d.

Расчет машины постоянного тока

Предельно допустимое значение магнитной индукции в спинке якоря Bj=1.4ё1.45 Тл.

Расчет машины постоянного тока

Расчет машины постоянного тока

Ширина выступа полюсного наконечника:


Расчет машины постоянного тока(5.3)


где Расчет машины постоянного токаиз п. 1.13.

Расчет машины постоянного тока

Ширина сердечника главного полюса:

Расчет машины постоянного тока(5.4)

Расчет машины постоянного тока

Индукция в сердечнике:


Расчет машины постоянного тока(5.5)


где Расчет машины постоянного токадля четырех полюсной машины.

Для стали 3411 предельно допустимая индукция Расчет машины постоянного тока

Размеры главного полюса показаны на рис. 5.1


Расчет машины постоянного тока

Рис. 5.1 Полюсный наконечник главного полюса.


Расчет машины постоянного тока

Сечение станины:


Расчет машины постоянного тока(5.6)


где ВС – индукция в станине, ВС = 1,3 Тл.

Расчет машины постоянного тока

Длина станины:


Расчет машины постоянного тока(5.7)


Расчет машины постоянного тока

Высота станины:

Расчет машины постоянного тока(5.8)


Расчет машины постоянного тока

Наружный диаметр станины:


Расчет машины постоянного тока(5.9)


Расчет машины постоянного тока

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: