Расчет машины постоянного тока

Внутренний диаметр станины:

(5.10)

Высота главного полюса:

(5.11)

где d – воздушный зазор; d = 0,0018

6. Расчетные сечения магнитной цепи

Сечение воздушного зазора:

(6.1)

Длина стали якоря:

(6.2)

Минимальное сечение зубцов якоря:

SZ из п. 3.7

Сечение спинки якоря:

(6.3)

Сечение сердечников главных полюсов:

(6.4)

где

Сечение станины:

из п. 5.5

7. Средние длины магнитных линий

Воздушный зазор:

Коэффициент воздушного зазора, учитывающий наличие пазов на якоре:

(7.1)

Расчетная длина воздушного зазора:

(7.2)

Зубцы якоря:

(7.3)

Спинка якоря:

(7.4)

Сердечник главного полюса:

Воздушный зазор между главным полюсом и станиной:

(7.5)

Станина:

(7.6)

8. Индукция в расчетных сечениях магнитной цепи

Индукция в воздушном зазоре:

(8.1)

Индукция в сечении зубцов якоря:

(8.2)

Индукция в спинке якоря:

из п. 5.1

Индукция в сердечнике главного полюса:

из п. 5.4

Индукция в станине:

(8.3)

где для четырех полюсной машины;

9. Магнитное напряжение отдельных участков магнитной цепи

Таблица 9.2 - Расчёт характеристики намагничивания

По данным таблицы 9.2 строится переходная характеристика Bδ=f(FδZj) рис. 9.1.

Рисунок 9.1 Характеристика холостого хода и переходная характеристика

10. Расчет параллельной обмотки возбуждения

Необходимая МДС параллельной обмотки:

(10.1)

Средняя длина витка катушки параллельной обмотки:

(10.2)

Толщина изоляции принимается приближенно при диаметрах якоря до . .

Сечение меди параллельной обмотки:

(10.3)

где –коэффициент запаса; – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления меди при увеличении температуры до 75 0С.

Номинальная плотность тока принимается:

(10.4)

Число витков на пару полюсов:

(10.5)

Номинальный ток возбуждения:

(10.6)

Полная длина обмотки:

(10.7)

Сопротивление обмотки возбуждения при температуре 20°С:

(10.8)

Сопротивление обмотки возбуждения при температуре 75°С:

(10.9)

Масса меди параллельной обмотки:

(10.10)

11. Коллектор и щетки

Ширина нейтральной зоны:

(11.1)

Принимается ширина щетки:

(11.2)

Поверхность соприкосновения щетки с коллектором:

(11.3)

При допустимой плотности тока , число щеток на болт:

(11.4)

Поверхность соприкосновения всех щеток с коллектором:

(11.5)

Плотность тока под щетками:

(11.6)

Активная длина коллектора:

(11.7)

12. Расчет обмотки добавочных полюсов

МДС обмотки добавочных полюсов для машин постоянного тока без компенсационной обмотки находится в пределах:

(12.1)

Число витков на один полюс:

(12.2)

где ад – число параллельных ветвей обмотки добавочных полюсов, ад=1

Предварительное сечение проводников:

(12.3)

где , при IP23

Принимаем сердечник добавочного полюса длиной :

при равной длине якоря

Ширина сердечника

Средняя длина витка обмотки добавочного полюса:

(12.4)

где – ширина катушки добавочного полюса; и – односторонний размер зазора между сердечником добавочного полюса и катушкой с учетом изоляции сердечника; при диаметрах якоря D до 0,5 м.

Полная длина проводников обмотки:

(12.5)

12.7 Сопротивление обмотки добавочных полюсов при температуре 20 0С:

(12.6)

Сопротивление при температуре 75 0С:

(12.7)

Масса меди обмотки добавочных полюсов:

(12.8)

13. Потери и КПД

Электрические потери в обмотке якоря:

(13.1)

Электрические потери в обмотке добавочных полюсов:

(13.2)

Электрические потери в параллельной обмотке возбуждения:

(13.3)

Электрические потери в переходном контакте щеток на коллекторе:

(13.4)

где – потери напряжения в переходных контактах

Потери на трение щеток о коллектор:

(13.5)

где – давление на щётку ; – коэффициент трения щетки ;

Потери в подшипниках и на вентиляцию:

Принимаем

Масса стали ярма якоря:

(13.6)

Условная масса стали зубцов якоря с овальными пазами:

(13.7)

Магнитные потери в ярме якоря:

(13.8)

где – удельные потери в ярме якоря:

(13.9)

где – удельные потери в стали для и ; – частота перемагничивания ;

Магнитные потери в зубцах якоря:

(13.10)

где

Добавочные потери:

(13.11)

Сумма потерь:

(13.12)

КПД машин:

(13.13)

Конструкция двигателя постоянного тока