Xreferat.com » Остальные рефераты » Методическое руководство по расчету машины постоянного тока (МПТ)

Методическое руководство по расчету машины постоянного тока (МПТ)

BORDER=1 BORDERCOLOR="#000000" CELLPADDING=8 CELLSPACING=0>

п/п

Рассчитываемая величина

Используемая

информация

Результаты расчёта

16

Магнитный поток

(2.1)

Ф = 045004080056 = 102810-3 Вб

17

Ток якоря

(1.9)

а = 1180230 = 0382 A

18

Число параллельных ветвей


2 а = 2

19

Число проводников обмотки якоря

(1.10) (2.2)

20

Число пазов якоря

(2.3)

Z 4004100= 16

21

Число коллекторных пластин

(2.4)

К = 3 16 = 48

22

Число витков в секции обмотки

(2.5)

Wc = 5490/(2 48) = 5716;

принимаем Wc = 56

23

Уточнённое число проводников якоря


N = 2 48 56= 5376

24

Число проводников в пазу


Nп = 5376/16 = 336

п/п

Рассчитываемая величина

Используемая

информация

Результаты расчёта

25

Расчёт шагов обмотки якоря


Принята простая петлевая обмотка

26

Число элементарных пазов

(2.4)

Zэ = 3 16 =48


Шаг по коллектору

(2.6)

yк =1


Шаг по якорю

(2.6)

y = yк =1


Первый частичный шаг

(2.6)

y1 = 48/(21) = 24


Второй частичный шаг

(2.6)

y2 = 124 = 23


  1. Расчёт проводников якорной обмотки

размеров зубцов пазов якоря


п/п

Рассчитываемая

величина

Используемая

информация

Результаты расчёта

27

Предельная температура пе-регрева обмот-ки якоря


м = 90о С

28

Коэффициент теплоотдачи по-верхности якоря


 = 18 Вт /(Км2)

29

Удельная тепло-вая нагрузка

(3.1)

q = 9018 (1 + 01628)= 26374 Вт/ м2

30

Допустимая плотность тока в обмотке якоря

(3.10)

ja = 1726374106/81753 = 548106 A/м2

31

Сечение про-водника обмотки якоря

(3.16)

qпр = 0382/(2548106) = 0034810-6 м2

32

Диаметр неизолированного провода (пред-варительно)

Приложение

табл. 23

dпр = 02110-3 м; принимаем провод марки ПЭТВ-1: диаметр неизолированного провода dпр= 02110-3 м; диаметр изолированного провода dИЗ= 0235 10-3м; сечение провода qпр = = 0034610-6 м2

33

Уточнённое зна-чение плотности тока


ja = 0382/(20034610-6) = 552106 A/м2

34

Сечение изоли-рованного провода

(3.19)

qпр.из = 3,140235210-64 =

= 0043410-6 м2

п/п

Рассчитываемая

величина

Используемая

информация

Результаты расчёта

35

Площадь занимаемая изо-лированным проводом


Sпп = 0043410-6336 = 145710-6 м2

36

Диаметр вала


Разд.3 п.19

dв= 610-3 м

37

Принимаемый паз якоря оваль- ной формы

Рис.2


38

Высота сердеч-ника якоря при индукции 16 Тл

(3.27)

39

Высота паза

(3.26)

hП = 402045626)10-3= 1110-3м

40

Размеры щели паза

Разд.3 п.19

hщ =0510-3м bщ= 1310-3м

41

Ширина зубца при индукции

Bz = 1,8 Тл

(3.21) (3.25)

bz= 785410-3045/(09518) 2110-3 м

42

Максимальная ширина паза

(3.28)

bп.макс=314(40 205) 2116(16+

+ 314) = 46410-3м

43

Минимальная ширина паза

(3.29)


bп.мин = 314(40 211)2116(16

314) = 17810-3м

44

Высота средней части паза

(3.30)

h12 = 1105464/2178/2= 72510-3м

45

Площадь паза в штампе

(3.31)

Sп = 725(464 + 178)/2 + 3144642/8 +

+ 3141782/8 = 329610-6 м2

46

Коэффициент заполнения паза

Из (3.17)

Кз.п = 14573296 = 0442

47

Длина провод-ника обмотки якоря

(3.32)

la = 0056 + 1,20040 = 0104 м

48

Сопротивление обмотки при

t = 90 C

(3.34) (3.35)

49

Падение напря-жения в обмотке якоря

(3.36)

Uа= 0382907=3465 В


10.4. Коллектор и щёточный аппарат


п/п

Рассчитываемая

величина

Используемая

информация

Результаты расчёта

50

Диаметр коллектора

Разд.4 п.23

Dк = 05 004 = 002 м

п/п

Рассчитываемая

величина

Используемая

информация

Результаты расчёта

51

Шаг коллектора

(ориентировоч.)

(4.1)

tк = 314 00248 = 13 10-3 м

52

Толщина межломельной изоляции

Разд.4 п.24

bиз = 05 10-3м

53

Толщина сторо-ны профиля

Из (4.2 )

bк.п = (13 05)10-3 = 0810-3 м

54

Принимаемая толщина


bк.п = 1010-3м

55.

Коллекторный шаг

(4.2)

tк = (10 + 05)10-3 =1510-3 м

56

Диаметр коллектора

Из (4.1)

Dк = 1510-3 48314 = 22910-3 м

57

Скорость коллектора

(4.3)

Vк = 314 22910-3300060 = 36 мс

58

Выбираемые

электрографитированные щётки ЭГ14

Прилож.,

табл. 14

Jщ=105 А/м2 Uщ =25 В

59

Ширина щётки по окружности коллектора

Разд.4 п.25

bщ 3 1510-3 = 4510-3 м.

принимаем bщ = 510-3 м

60

Площадь щётки

(4.5)

Sщ = 0382/105 = 038210-5 м2

61

Длина щётки по оси коллектора


Площадь щётки незначительна поэтому осевой размер выбираем из номинальных размеров по ГОСТ122321.1-77

ащ = 810-3 м


62

Активная длина коллектора

Разд.4 п.26

lк.а = 15810-3 =1210-3 м

63

Полная длина коллектора

Разд.4 п.26

lк = 1210-3 + 502610-3 14 10-3 м


  1. Проверка коммутации


п/п

Рассчитываемая

величина

Используемая

информация

Результаты расчёта

64

Удельная магнитная проводимость паза

(4.7)

п/п

Рассчитываемая

величина

Используемая

информация

Результаты расчёта

65

Длина магнитной силовой линии в межполюсном пространстве

(4.9)

о = (00628 00408)2 =0011 м

66

Реактивная ЭДС

(4.6)

еR = 2 56 408910-681750056628 =

= 1 317 B

67

ЭДС реакции якоря

(4.8)

еа=

= 1155 В

68

Результирующая ЭДС коммутируемой секции

Разд.4 п.27

ер = 1317 +1155 = 2472 В25 В

что допустимо

69

Ширина щётки приведённая к окружности якоря

( 4.11)

bщ = 1010-3 00400229 = 174710-3 м

70

Шаг коллектора приведённый к окружности якоря

(4.12)

tк=1510-300400229= 26210-3 м

71

Ширина зоны коммутации

(4.10)

bком= 174710-3 +3+ 482 24 11

 26210-3 = 879610-3м 08( bо)=

= 1110-3 м


10.6. Расчёт магнитной цепи


п/п

Рассчитываемая

величина

Используемая

информация

Результаты расчёта

72

Уточнённое значение воздушного зазора

(1.22)

 = 04006288175/045 = 04510-3 м

73

Длина магнитной линии сердечника якоря

(5.16)

Lа = 314(40 2116)/2 + 6)10-3=

=248510-3 м

74

Высота сердечника полюса

Разд.5 п.28

hпл = 03004 = 0012 м

75

Длина магнитной линии в станине

(5.20)

Lст= 314 (40 +2045+212)10-3 / 2 =

= 0102 м

76

Коэффициент воздушного зазора

(5.2)

п/п

Рассчитываемая

величина

Используемая

информация

Результаты расчёта

77

МДС воздушного зазора

(5.7)

78

Магнитная индукция в зубце якоря

(5.12)

79

Напряжённость магнитного поля в зубце якоря


По кривой намагничивания электротехнической стали 2012

Hz = 1340 A/м

80

МДС зубцовой зоны

(5.13)

AWz= 2 1340 1110-3 = 295 A

81

Магнитная ин-дукция в сердеч-нике якоря

(5.14)

82

Напряжённость магнитного поля в сердечнике

якоря


По кривой намагничивания электро-технической стали 2012

Hа = 753 А/м

83

МДС сердечника якоря

(5.15)

AWа = 753 248510-3 = 18,7 А

84

Магнитная индукция в полюсе

(ориентировоч.)


Bп = 1 5 Тл

85

Ширина полюса

(5.4)

принимаем bпл = 1510-3 м

86

Уточнённое значение магнитной индукции в полюсе

(5.17)

87

Напряжённость магнитного поля в полюсе


По кривой намагничивания электро-технической стали 2012

Hпл = 420 А/м

88

МДС полюсов

(5.18)

AWпл =2 4201510-3=126 А

89

Магнитная индукция в станине (ориентировоч.)


Bст = 14 Тл

90

Высота сердечника станины

(5.6)

принимаем h = 76 10-3м

91

Уточнённое значение индукции в станине

(5.19)

п/п

Рассчитываемая

величина

Используемая

информация

Результаты расчёта

92

Напряжённость магнитного поля в станине


По кривой намагничивания электротехнической стали 2012

H = 400 А/м


93

МДС станины

(5.21)

AWст = 400 0114 = 456 А

94

Суммарная МДС машины

(5.23)

AW =360 + 295 + 187 + 126 + 456 =

= 4664 А

95

Расчёт кривой холостого хода


Задаваясь значениями ЭДС якоря 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

E = f(AW).



Строится по данным табл. 3

97

МДС поперечной реакции якоря


(5.28)

По переходной характеристике по описанной выше методике (п.31),

98

МДС продольной реакции якоря

(5.29)


AWad = 28175000015=245 A

99

Коэффициент, учитывающий переходное сопротивление

(5.31)

1,72,5106

КК=  =

4 56 6,28 4,089 8175 0,056


= 0,1614


100

Продольная коммутационная МДС

(5.30)


101

ЭДС генератора

(5.34)

Е = 230 +293 + 25 =2618 В

102

МДС возбуждения


По кривой холостого хода и найденному значению ЭДС: E=261,8 B AWНАГР = 415 A


п/п

Рассчитываемая

величина

Используемая

информация

Результаты расчёта

103

Суммарная МДС реакции якоря

(5.26)

AWR = 2836 + 245 + 1046 = 4127 A

104

Суммарная МДС возбуждения генератора

(5.35)

AWНАГР = 415 + 4127 = 45627 A


Таблица 3

Расчёт кривой холостого хода генератора постоянного тока


Величины

ЭДС якоря

05 Е

08 Е

10 Е

11 Е

12 Е

13 Е

Магнитный поток

Ф10-3 Вб


0538


0771


1028


1130


1234


1336

Магнитная индукция В Тл


0235


0337


045


0494


0539


0584

Магнитная индукция Вz Тл


0924


1326


177


1945


2124


2300

Магнитная индукция ВaТл


0842


1207


161


1770


1930


2090

Магнитная индукция Впл Тл


0741


1062


1416


1557


1700


1840

Магнитная индукция Вс Тл


0732


1048


1398


1537


1678


1817

МДС элементов







AW А


180

270

360

396

420

468

AWz А


642

1122

3093

5522

11444

31680

AWa А


337

648

1958

4224

8985

19135

AWпл А


327

619

1248

2034

3450

7920

AWс А


1220

2314

4560

6930

12200

26450

AW А


20526

3170

46860

58310

78075

1320


10.7. Расчёт обмотки возбуждения


п/п

Рассчитываемая

величина

Используемая

информация

Результаты расчёта

105

Ток возбуждения

Разд.1 п.2

в 10 а =01 0382= 00382 А

п/п

Рассчитываемая

величина

Используемая

информация

Результаты расчёта

106

Число витков обмотки возбуждения на полюс

(6.1)

Wв = 4563(200382)= 59725,

принимаем Wв =5970

107

Номинальный момент генератора

(6.3)

Мн = 955 803000= 0255 Нм

108

Сечение провода обмотки возбуждения (предварительно)

Табл.4

Плотность тока возбуждения (табл.4)

jв = 45106 А/м2

qв = 00382/(45106) = 0008510-6 м2

Выбираем провод ПЭТВ-1

dв = 0106 мм qв = 000882 10-6 м2

dв.из = 01210-3 м

109

Требуемая площадь для размещения обмотки возбуждения

(6.8)

110

Фактическая площадь окна

Разд.6 п.37

Sв = 115 1048 10-6 =1205 10-6 м2

111

Высота катушки возбуждения


По эскизу магнитной системы

hкв = 0012 м

112

Ширина стороны катушки

Разд.6 п.37

bкв = 120510-6/0012= 001 м.

Катушка полностью размещается в окне между станиной и полюсным наконечником

113

Ширина катушки возбуждения

Разд.6 п.37

bв =0015 + (004080015)/2 = 0028 м

114

Средняя длина витка катушки возбуждения

По эскизу расположения катушки возбуждения

lв = 2(0056 + 0028 + 2 001)= 0208 м

115

Сопротивление обмотки возбуждения

(6.5)

116

Реальный ток возбуждения

Разд.6 п.40

в = 230 / 6027 = 003816 А,

реальная величина тока равна ранее принятой

117

Реальная величина плотности тока в обмотке возбуждения

Из (6.2)

 что меньше допустимого


10.8. Потери и КПД генератора


п/п

Рассчитываемая

величина

Используемая

информация

Результаты расчёта

118

Потери в обмотке якоря

(7.1)

Рма = 03822907= 1323 Вт

119

Потери в обмотке возбуждения

(7.2)

Рв = 0 038162 6027= 8 78 Вт

120

Потери в щётках

(7.4)

Рщ = 25 0382 = 0955 Вт

121

Удельнные потери в стали


Для стали 2012 удельные потери

Р10/50 =29 Вт/кг

122

Масса магнитопровода ярма якоря

(7.5)

Ga= 7800314(004 20011)20056/4= = 0111 кг

123

Потери в стали ярма якоря

(7.7)

Рст.а= 232916120111= 192 Вт

124

Масса зубцов якоря

(7.6)

Gz = 7800160011000210056=

= 0161 кг

125

Потери в стали зубцов

(7.8)

Рст.z = 232917720161= 3364 Вт

126

Потери в стали

(7.9)

Рст = 192 + 336 = 528 Вт

127

Потери от трения щёток

(7.10)

Рщ.тр = 2025401044010-636 =

= 288 Вт

128

Масса якоря с коллектором

(7.12)

Gа = 314(780000420056 +

+8900 002292 0014) / 4 =06 кг

129

Потери на тре-ние в подшип-никах

(7.11)

Рп.тр = 3006300010-3 =54 Вт

130

Потери на трение о воздух

(7.13)

Рв.тр = 2004330003005610-6=

= 0193 Вт

131

Полные механи-ческие потери

(7.15)

Рмех =288 + 54 + 0193= 847 Вт

132

Полные потери генератора

(7.16)

Р = 115(13,23 +8,78 + 0,955 +5,28 +

+ 847) = 42,2 Вт

133

Ток генератора

Разд.7 п.46

= 0382 00382= 0344 А

134

КПД генератора

(7.18)


10.9. Тепловой расчёт


п/п

Рассчитываемая

величина

Используемая

информация

Результаты расчёта

135

Результирующий коэффициент теплоотдачи наружной поверхности якоря

(8.2)

а =18(1+016283) = 303 Вт/(Км2)

п/п

Рассчитываемая

величина

Используемая

информация

Результаты расчёта

136

Коэффициент увеличения теплового сопротивления проводника

(8.5)

137

Число проводников по средней ширине паза якоря


принимаем mа = 14

138

Эквивалентная междувитковая изоляция

(8.4)

139

Общая толщина изоляции от меди до стенки паза

(8.3)

 = (02 + 0276)10-3 = 047610-3м

140

Коэффициент теплопроводности междувитковой и пазовой изоляции

Разд.8 п.49

 = 0125 Вт/(мК)

141

Периметр паза


П =20011+ 000464+ 000178 =

= 28410-3 м

142

Удельные потери в меди якоря

(8.6)

143

Удельные потери в стали якоря

(8.7)

144

Удельные потери трения о воздух

(8.8)

145

Ширина вершины зубца якоря

(3.22)

146

Среднее превышение температуры обмотки якоря

(8.1)

147

Коэффициент теплоотдачи коллектора

Разд. 8 п.50

К= 50 Вт/(Км2)

148

Полные потери на коллекторе

(8.9)

Рк = 0955 + 288 = 3835 Вт

149

Поверхность охлаждения коллектора

(8.10)

Sк = 314 00299 0014 =13210-3 м2

п/п

Рассчитываемая

величина

Используемая

информация

Результаты расчёта

150

Превышение температуры коллектора

(8.11)

151

Коэффициент теплоотдачи катушки возбуждения

Разд.8 п.51

O = 28 Вт/(Км2)

152

Потери в одной катушке возбуждения

(8.12)

wм.в = 878/2 =439 Вт

153

Поверхность охлаждения катушки возбуждения

(8.14)

Sв =(00408 + 0015 + 20015 + 8001)

0012 + (00408 + 0015 + 40010)

0012 = 000314 м2

154

Превышение температуры обмотки возбуждения

(8.15)

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 школа1967.

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

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

  2. Мишин Д.Д. Магнитные материалы. М.: Высшая школа 1991.

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

  4. Справочник по электротехническим материалам. Т.3. Л.: Энергоатомиздат1988.

  1. Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств. M.: Высшая школа 1988.

  1. 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

10

10

10

100




105



11

110




115


12

12

120




130



14

140




150

16

16

16

160




170



18

180




190


20

20

200




210



22

220




240

25

25

25

250




260



28

280




300


32

32

320




340



36

360




380

40

40

40

400




420



45

450




480


50

50

500




520



55

550




5 80

60

60

60

60



70

70




75


80

80

80




85



90

90




95


Продолжение табл.1


Ряд R 5a

Ряд R 10a

Ряд R 20a

Ряд R 40a

100

100

100

100




105



110

110




115


120

120

120




130



140

140




150

160

160

160

160




170



180

180




190


200

200

200




210



220

220




240

250

250

250

250




260



280

280




300


320

320

320




340



360

36 0




380

400

400

400

400




420



450

450




480


500

500

500




520



550

550




580

600

600

600

600

650



700

700




750


800

80,0

800




850



900

900




950


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.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: