Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

Узнайте стоимость индивидуальной работы!

Вы нашли то, что искали?

Вы нашли то, что искали?

Да, спасибо!

0%

Нет, пока не нашел

0%

Узнайте стоимость индивидуальной работы

это быстро и бесплатно

Получите скидку

Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!


Электродвигатель постоянного тока мощностью 400 Вт для бытовой техники

Тип Реферат
Предмет Физика
Просмотров
333
Размер файла
526 б
Поделиться

Ознакомительный фрагмент работы:

Электродвигатель постоянного тока мощностью 400 Вт для бытовой техники

Міністерство освіти і науки України

Східноукраїнський Національний Університет

імені ВОЛОДИМИРА ДАЛЯ

Кафедра електромеханіки

Пояснювальна записка

до курсового проекту на тему:

Электродвигатель постоянного тока мощностью 400 Вт для бытовой техники

ПК 037.000.000 ПЗ

Студент групи ЕТ-661

Дунда А.С.

Керівник проекту

Губаревич О.В.

2010 р.


Реферат

Розроблено двигун постійного струму з шихтованою станиною для побутової техніки. Приведено розрахунок магнітного ланцюга для номінального режиму і визначені основні розміри електродвигуна. Побудовані робочі характеристики. Виконано тепловий та вентиляційний розрахунки.


Введение

Электрические машины в общем объеме производства электротехнической промышленности занимают основное место, поэтому эксплуатационные свойства новых электрических машин имеют важное значение для экономики нашей страны.

Проектирование электрических машин - это искусство, соединяющее знание процессов электромеханического преобразования энергии с опытом, накопленным поколениями инженеров - электромехаников, умение применять вычислительную технику, при проектировании новой или улучшении старой, уже выпускаемой машины.

Целью настоящего проекта является разработка электродвигателя постоянного тока мощностью 400Вт с шихтованной станиной для бытовой техники. При этом повышается КПД двигателя, уменьшается металлоемкость и трудоемкость при изготовлении.

В данном проекте произведены расчеты главных размеров электродвигателя, обмотки якоря, обмотки возбуждения, произведены расчеты магнитной цепи и рабочих характеристик машины, выполнены тепловой и вентиляционный расчеты, механический расчет вала.

Электромагнитный, тепловой и вентиляционный расчёты выполнялись по методикам, изложенным в [1]… [4]. Характеристики к.п.д. , а также кривые индукции, и линейной нагрузки якоря малых машин постоянного тока, приведенные на рис. 3.1-3.3, взяты из [4]. Методика электромагнитного, теплового расчета двигателя , и вентиляционного расчета взяты из [1],[2] с использованием некоторых формул, коэффициентов и характеристик, отражающих особенности проектирования малых машин, приведенных в [4].


1. Технико-экономическое обоснование проекта

1.1 Особенности коллекторных двигателей для бытовых приборов

Коллекторные двигатели постоянного тока и универсальные коллекторные двигатели по целому ряду свойств выгодно отличаются от асинхронных двигателей: они позволяют получать различные частоты вращения; дают возможность просто, плавно и экономично регулировать частоту вращения в широком диапазоне, имеют сравнительно высокий КПД, большие пусковые моменты.

Эти положительные качества способствуют широкому распространению коллекторных двигателей несмотря на наличие у них весьма существенных недостатков, вызываемых наличием щеточно-коллекторного узла, снижающего надежность и требующего дополнительного ухода.

Особенностью коллекторных двигателей является то, что они не имеют дополнительных полюсов и компенсационной обмотки. По конструкции коллекторные двигатели весьма просты, что является несомненным их преимуществом перед рядом других двигателей.

Микродвигатели постоянного тока, выполняются, как правило, двухполюсными. Корпус и ярмо обычно совмещаются. Полюсы и ярма статора штампуются как одно целое из листов электротехнической стали, которые тщательно изолируются. Корпуса в этом случае, если они имеются, выполняются из сплавов алюминия. В двигателях, имеющих бескорпусное исполнение, подшипниковые щиты укрепляются непосредственно на пакете стали статора.

В коллекторных двигателях чаще применяются шариковые подшипники, которые обязательно снабжаются специальными защитными шайбами, уплотнителями, необходимыми для защиты подшипников от угольной пыли, особенно в двигателях с плохой коммутацией, рассчитанных на работу прибольших частотах вращения.

Коллекторы двигателей, как правило, имеют пластмассовую основу. Иногда для увеличения прочности коллекторы снабжаются армирующими кольцами.

1.2 Обоснование проекта

Целью настоящего проекта является разработка электродвигателя постоянного тока с шихтованной станиной. При этом повышается КПД двигателя, уменьшается металлоемкость и трудоемкость при изготовлении. За базовую конструкцию разрабатываемого двигателя принята конструкция двигателя шихтованной станиной квадратного сечения.

При этом необходимо решение следующих задач:

1) максимально возможное расширение диапазона регулирования частоты вращения;

2) максимально возможное уменьшение габаритов и массы двигателя при заданном вращающем моменте (мощности) двигателя при заданном значении высоты оси вращения;

3) улучшение динамических свойств двигателя и их виброакустических характеристик;

4) повышение эксплуатационной надежности.


2. Техническое задание на разработку двигателя

2.1 Наименование КР

Двигатель постоянного тока мощностью 400Вт для бытовой техники.

2.2 Цель выполнения КР и назначение изделия

Цель выполнения - создание электродвигателя для бытовой техники. Применение электродвигателя повышает КПД привода, уменьшает металлоемкость и трудоемкость при изготовлении.

2.3 Технические требования

2.3.1Требования по назначению

Режим работы продолжительный по ГОСТ 2582-81.

Основные номинальные параметры двигателя.

Мощность -400Вт.

Напряжение питания обмотки якоря- 220 В.

Напряжение питания обмотки возбуждения - 220В.

Номинальная частота вращения 3000 об/мин.

Предельные отклонения от номинальных значений параметров по ГОСТ 183-74.

2.3.2 Требования по надежности

Средний срок службы при наработке 30000 часов не менее 15 лет.

Вероятность безотказной работы машины за период 10000 часов эксплуатации (при доверительной вероятности 0,7) - не менее 0,8.

Наработка щеток – 20000 ч.

Коэффициент готовности – 0,9.


2.3.3 Требования по эксплуатации

Двигатели должны изготавливаться в климатическом исполнении УХЛ, рассчитаны на эксплуатацию на высоте над уровнем моря до 1000 м, при температуре окружающего воздуха от 1 до 40 °С и относительной влажности 98% при температуре 35 °С. Двигатели должны соответствовать группе эксплуатации М8 по ГОСТ 17516-77.

Степень защиты двигателя ІР22 по ГОСТ 14254-80.

Способ охлаждения двигателя 1С01 по ГОСТ 20459-75.

2.3.4 Конструктивные требования

Конструктивное исполнение IM1001

Двигатель должен изготавливаться с изоляцией не ниже класса В по ГОСТ 8865-70.

Сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса и между пазами должно быть:

а) при нормальных климатических условиях в практически холодном состоянии двигателя - не менее 40 МОм.;

б) в нагретом состоянии – не менее 2,5 МОм.;

в) после испытания на влагоустойчивость - не менее 1 мОм.


3. Расчетная часть для номинального режима

3.1 Выбор главных размеров

Предварительное значение КПД электродвигателя 0,71

Ток потребляемый электродвигателем в номинальном режиме (предварительное значение),

400/(0,71×220)= 2,6А.

Ток якоря, принимая ток в независимой обмотке возбуждения равным 10…20% от потребляемого тока, (=),

=0,85× 2,6= 2,21 А.

Потери в обмотках и контактах щёток малых электродвигателей продолжительного режима составляют в среднем около двух третьей общих потерь в них. Следовательно, электромагнитная мощность определяется:

400(100+2∙0,71)/(3×0,71)=454,5 Вт.

Выбираем линейную нагрузку якоря предварительно по рис. 3.2 для

400/3000=133∙10-3,


затем уточняем после проверки коммутации в п.3.6.3 и 3.6.4. Окончательно получим

Индукция в воздушном зазоре 12000 А/м. для 133∙10-30,45 Тл.

Коэффициент полюсной дуги 0,6…0,72, выбираем 0,72

Рис. 3.1. Кривые КПД малых машин постоянного тока в зависмости от полезной мощности на валу

Рис.3.2. Индукция в воздушном зазоре и линейная нгрузка якоря


Отношение длины пакета якоря к его диаметру для машин малой мощности находится обычно в пределах 0,4...1,6.

Выбираем =0,6

Диаметр якоря

(6×454,5)/(0,72×12000×0,45× 0,6∙×3000)1/3= 0,073 м.

При отсутствии радиальных вентиляционных каналов равна полной длине сердечника якоря =lп=0,6∙ 0,073=0,044 м.

Число полюсов принимаем =2

Полюсное деление

(3,14× 0,073)/2=0,115 м.

Действительная ширина полюсного наконечника

=0,72×0,115=0,083 м.

Расчетная ширина полюсного наконечника (полюсной дуги) малых машин вследствие насыщении тонких полюсных наконечников на 2-3% больше длины действительной полюсной дуги

=1,025∙0,72×0,115=0,085 м.


3.2 Выбор обмотки якоря

Ток параллельной ветви

2,21/2= 1,1 А.

При двухполюсном исполнении применяется простая петлевая обмотка, при четырёхполюсном-простая волновая. Выбираем простую петлевую обмотку с числом параллельных ветвей, равным числу полюсов (это свойство простой петлевой обмотки) =2

Предварительное общее число эффективных проводников по (10.4) [2]

(× 0,073×12000)/ 1,1=2 501.

Выбор числа пазов якоря (по опыту построенных электродвигателей малой мощности) производится по следующему приближенному соотношению:

=(3…4)∙102 0,073 =(22…29)

Принимаем число пазов якоря: =26

(× 0,073)/26= 0,0088 м.

Число эффективных проводников в пазу


2 501/26=96,

принимаем =96 тогда

96×26=2496.

Выбираем паз полузакрытой трапецеидальной формы с параллельными сторонами зубца.

Число коллекторных пластин К для различных значений числа секционных сторон в пазу выбираем, сравнивая варианты:

№ п/пК=Z
264816,92
252248,46
378165,64

Поскольку должно быть в пределах, не превышающих 15-16 В, принимаем вариант 2: =2, обеспечивающий обмотку с целым числом витков в секции 24. Тогда число коллекторных пластин К=52, число эффективных проводников =2×52×24=2496 число эффективных проводников в пазу =2496/26=96, число секций в обмотке якоря

2496/(2×24)=52.


Уточняем линейную нагрузку:

(2496× 1,1)/( × 0,073)=11978 А/м.

Корректируем длину якоря:

0,044×12000/11978= 0,044 м.

Принимаем = 0,044 м.

Тогда

0,044/ 0,073= 0,60.

Предварительное значение ЭДС для продолжительного режима работы при параллельном возбуждении

=454,5/ 2,21=206 В,

Предварительное значение магнитного потока на полюс

60×206∙2/(2×2496×3000)= 0,00165 Вб.

Сечение воздушного зазора, табл. 10.17 [2],

=0,085×0,044= 0,00374 м2.


Индукция в воздушном зазоре, табл. 10.16 [2],

0,00165/ 0,00374= 0,44 Тл.

Наружный диаметр коллектора

(0,5¸0,9)× 0,073=(0,037¸0,066) м.

Принимаем: = 0,04 м.

Окружная скорость коллектора

(×0,04×3000)/60=6,28 м/с.

Коллекторное деление

×0,04/52= 0,00242 м.

Полный ток паза

1,1×96=105,6 А.

Окружная скорость якоря

(× 0,073×3000)/60=11,5 м/с.


Предварительное значение плотности тока в обмотке якоря принимаем 11000000 A/м2.

Предварительное сечение эффективного провода по (10.9) [2]

1,1/11000000= 0,000000100 м2.

Принимаем по табл. П3.1 [] проводник марки ПСД: по ГОСТ диаметр голого провода dг=0,000355 м; диаметр изолированного провода = 0,000395 м; сечение элементарного проводника = 0,000000099 ; число элементарных проводников = 1 ,

тогда сечение эффективного проводника

1∙0,000000099=0,000000099 м2.

Уточняем значение плотности тока в обмотке якоря

= 1,1/0,000000099=11111111 A/м2

3.3 Расчет геометрии зубцовой зоны

Высота паза якоря (согласно опыту построенных машин) составляет

=(0,24…0,35)∙ 0,073 =(0,018…0,026)

Принимаем 0,020 м.

Ширина зубца по (10.11) [2].

Частота перемагничивания стали зубцов

=(2/2)∙3000/60=50 Гц.

Допустимое значение индукции в стали зубца (по технологическим условиям принимается в пределах 1,3…1,5 Тл), принимаем для уменьшения потерь в стали якоря при частоте перемагничивания 50 Гц 1,3 Тл.

0,44× 0,0088/1,3/∙0,95= 0,0031 м,

Размеры паза в штампе принимаем согласно стр. 293 [1].

Принимаем ширину шлица паза (табл.8.14) 0,002 м;

высоту шлица паза (cм. рис.3.1) 0,0005 м.

Принимаем толщину клина 0,0005 м.

Исходя из условия паралельности граней, находим:

b2=(pD-2hп)/Z1-bz1=3,14×( 0,073-2×0,02)/26)- 0,0031 = 0,0009 м = 0,9 мм;

b1=p (D-2hш1 -2hк)/ Z1-bz1=3,14( 0,073-2×0,0005-2∙0,0005)/ 26-

- 0,0031 = 0,0055м =5,5 мм;

по (8.44)- (8-45) [1] (=300)

hпк=hп-hш1- hк=0,02-0,0005-0,0005 = 0,0190 м =19 мм.


Рис.3.2. Паз якоря

Согласно табл. 8.12. [1] припуск по ширине паза на сборку: 0,0001 м. припуск по высоте паза на сборку 0,0001 м.

Размеры паза в свету по (8.42) [1] с учетом припусков на сборку= 0,0055-0,0001=0,0054 м=5,4 мм;

= 0,0009-0,0001=0,0008 м=0,8 мм;

= 0,0190-0,0001=0,0189 м=18,9 мм.

Площадь поперечного сечения трапецеидального паза, в котором располагается обмотка, корпусная изоляция и прокладки (см. табл. 3.1.)

Высота паза без шлица по (8.44)

=0,0189-0,0005=0,0184 м.


Площадь поперечного сечения трапецеидального паза, в котором располагается обмотка, корпусная изоляция и прокладки (8.43)

=(0,0054+0,0008)/2·0,0184= 0,0000570 м2.

Односторонняя толщина изоляции в пазу поз.1, рис.3.1 0,00045м.

Площадь поперечного сечения корпусной изоляции по (8.42) [1] согласно рис.3.1 и табл. 3.1( поз.1 и поз.2)

=0,00045∙ (2×0,0189+0,0054+0,0008)= 0,00001980 м2 =19,8 мм2,

Площадь поперечного сечения паза, которая остаётся свободной для размещения проводников обмотки по (8.48) [1]

=(0,0054+0,0008)×0,0189/2- 0,00001980=0,00003879=38,79 мм2.

Коэффициент заполнения паза изолированными проводниками определяем из 10.21 [2] :

(0,0003952×96×1)/38,79= 0,39,

что удовлетворяет требованию технологичности изготовления обмотки, который должен находится в пределах не более 0,68...0,72 (см. стр. 147 [2]).


Таблица 3.1 Изоляция класса В обмотки статора

ПозицияМатериалЧисло слоёвОдносторонняя толщина изоляции
Наименование, МаркаТолщина, мм
1Изофлекс0,210,2
2Клин (стеклотекстолит)1,5-1,5

Рис. 3.3. Изоляция класса В обмотки статора

Минимальное сечение зубцов якоря по табл.10.16 [2]

(26/2)×0,72× 0,0031×0,044×0,95= 0,001213 м2,

Изм.
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
10
где 0,95 - коэффициент заполнения магнитопровода якоря сталью.

Для магнитопровода принимаем сталь 2013.Уточняем индукцию в сечении зубцов:

0,00165/ 0,001213= 1,36 Тл.


3.4 Расчет обмотки якоря

Средняя длина лобовой части витка при =2

0,115=0,081 м.

Средняя длина витка обмотки якоря по (10.22) [2]

а) =0,044 м;

б)2×(0,044+0,081)=0,25 м.

Полная длина проводников обмотки якоря

2496×0,25=312 м.

Сопротивление обмотки якоря при J=20°С

312,0/(57×106× 0,000000100×(2)2)=13,68 Ом.

Сопротивление обмотки якоря при J=75°С для изоляции класса В

1,22×13,68= 16,69 Ом.

Масса меди обмотки якоря по (10.26) [2]

8900× 312,0× 0,000000100= 0,278 кг.


Расчет шагов обмотки:

а) шаг по коллектору и результирующий шаг

;

б) первый частичный шаг

52/2-= 26;

в) второй частичный шаг

51- 26=25.

Практическая схема обмотки приведена на рис. 3.4.

3.5 Коллектор и щетки

Ширина нейтральной зоны по (10.76) [2]

0,115-0,085=0,03 м.

Выбираем щетки марки ЭГ-14. Принимаем ширину щетки равной , = 0,00242 м.


По табл. П.4.1 выбираем стандартные размеры щетки:

ширина щётки 0,004 м.

длина щётки 0,005 м.

высота щётки 0,01 м.

Поверхность соприкосновения щетки с коллектором

0,004×0,005= 0,000020 м2.

Поверхность соприкосновения всех щеток с коллектором


2× 0,000020=0,00004 м2.

Плотность тока под щетками по (8-83) [2]

2× 2,6/0,00004=130000 А/м2.

Допустимая плотность тока для щетки марки ЭГ-14 .

Активная длина коллектора по оси вала согласно [4]

1,8 ×0,005=0,009 м.

Принимаем 0,009 м.

Полная длина коллектора по оси вала согласно [4]

0,009+5∙0,000395=0,0110 м.

3.6 Проверка коммутации

Так как в рассматриваемых машинах постоянного тока малой мощности добавочные полюсы в коммутационной зоне отсутствуют и щетки на коллекторе обычно располагаются на геометрической нейтрали, то процесс коммутации тока в короткозамкнутых секциях якоря получается замедленным из-за наличия в них реактивной э. д. с. и э. д. с. От поперечного поля реакции якоря . Обе эти э.д.с. суммируются и вызывают в цепи короткозамкнутой секции добавочный ток, способствующий увеличению плотности тока на сбегающем крае щетки. В момент размыкания цепи секции при наличии в ней указанных э. д. с. и тока между краем щетки и сбегающей коллекторной пластиной возникают небольшие электрические дуги в виде мелких искр. Интенсивность этих искр зависит от величины результирующей э. д. с. в короткозамкнутой секции.

Во избежание недопустимого искрения под щетками величина э. д. с. в секции не должна превышать определенного значения. Однако коммутация тока в секции может также ухудшиться вследствие влияния поля полюсов, если ширина коммутационной зоны будет близка к расстоянию между краями наконечников двух соседних полюсов.

Ширина зоны коммутации по (10.75) [2]

а)=52/2- 26=0,0;

б)(0,004/ 0,00242 +2-2/2+0,0)× 0,00242 ´´ 0,073/0,04= 0,0117 м.

Отношение

0,0117/(0,115-0,085)=0,39,

что удовлетворяет условию [4]

<0,8.

Коэффициент магнитной проводимости паза по (10.69) [2]

a) =× 0,073×3000/60= 11,5 м/с;

=∙lg(13,816)=1,138

б) (0,6∙2×0,02/( 0,0055+ 0,0009)

+(0,081/0,044)+0,92∙1,138)= 6,638.

Индуктивность обмотки якоря по (6.15) [4]

(12,56∙10-6∙4∙0,044∙

6,638/26)∙(2496/(2∙2∙2))2=54,938 мГн.

Реактивная ЭДС по (10.69) [2]

2×10-6× 6,638×24×0,044×11978× 11,5= 1,93 В.

ЭДС, индуктируемая в коммутируемой секции от поперечного поля реакции якоря, определяется следующим путём. Вначале определяем индукцию в зоне коммутации от действия поперечной МДС якоря [3]:

=1,25∙10-6∙11978/(1-0,72)=0,0535 Т.

Затем определяем ЭДС, индуктируемую в коммутируемой секции от поперечного поля реакции якоря

2∙24∙ 11,5∙0,044∙0,0535=1,30 В.


Среднее значение результирующей ЭДС в короткозамкнутой секции якоря

= 1,93+1,30=3,23 В.

В машинах малой мощности без добавочных полюсов, если щётки расположены на геометрической нейтрали, для обеспечения удовлетворительной коммутации 2…3 В. Если 2…3 В необходимо уменьшить линейную нагрузку в п. 3.1.5 и повторить расчет.

Индуктивность цепи якоря (для расчета параметров электропривода в гл.5)

54,938=54,94 мГн

Активное сопротивление цепи якоря (для расчета параметров электропривода в гл. 5)

13,68= 13,68 Ом.

3.7 Определение размеров магнитной цепи

Внутренний диаметр якоря и диаметр вала для машин малой мощности

(0,18…0,24)∙ 0,073=0,013…0,018 м.

Принимаем 0,015 м.

Сечение магнитной системы приведено на рис. 3.5.


Рис. 3.5. Магнитная система двигателя:

1- станина; 2 – якорь; 3 – обмотка возбуждения

В двигателях с непосредственной посадкой сердечника якоря на вал внутренний диаметр якоря равен диаметру вала. В таких двигателях с или учитывают,что часть магнитных силових потока замыкается через вал.

Высота спинки якоря:

а) действительная высота спинки якоря по (8.126)

=( 0,073-0,015)/2-0,02= 0,0090 м=9 мм;

б) расчетная высота спинки якоря по (8.124) для четырёхполюсних машин при , а также для двухполюсных машин


( 0,75·(0,5· 0,073-0,02)=0,012<0,015 м)

2/2=1

(2+1)/(3,2·1)·( 0,073/2-0,02)= 0,0155 м;

в противном случае

( 0,073-0,015)/2-0,02=0,009 м.

Принимаем расчетную высоту спинки якоря 0,0155 м.

Принимаем для сердечников главных полюсов сталь марки 2013 толщиной 0,5 мм: коэффициент магнитного рассеяния для малых машин =1,08…1,12 принимаем 1,1, длина сердечника 0,044 м, коэффициент заполнения сталью 0,95.

Высота сердечника полюса малых машин предварительно может быть принята:

=(0,12…0,4)∙ 0,073=0,009...0,029 м.

Принимаем 0,029 м.

Ширина сердечника главного полюса определяется следующим путём.

Принимается индукция в сердечнике полюса. В машинах для продолжительного режима работы принимается в пределах

Принимаем 1,2 Т.

Определяется поперечное сечение сердечника полюса:


=1,1∙ 0,00165/ (1,2∙0,95)=0,0015921 м2,

где - минимальная ширина сердечника главного полюса

0,0015921/0,044=0,036 м.

Принимаем 0,036 м.

Индукция в сердечнике по табл.10.17 [2]

1,1× 0,00165/(0,95×0,036×0,044)= 1,21 Тл.

Индукция в станине в машинах для продолжительного режима работы принимается в пределах не более

Принимаем 1,2 Т.

Сечение станины предварительно

1,1× 0,00165/(2×1,2∙0,95)=0,0007961 м2,

Длина станины по (10/52) [2]

0,0440 м.

Высота станины предварительно, табл.10.17 [2]


=0,0007961/ 0,0440= 0,0181м.

Принимаем высоту станины 0,0181 м.

Сечение станины окончательно

=0,0181× 0,0440= 0,000796 м

Воздушный зазор для двигателей продолжительного режима [4]

0,25∙0,115∙11978∙10-6/0,45= 0,00077 м. 0,00077 м.

Наружный размер станины с пямоугольным сечением по вертикали

0,073+2∙(0,00077 +0,029+0,0181)=0,169 м.

Внутренний размер станины по вертикали с прямоугольным сечением

0,169-2×0,0181= 0,133 м.

Наружный размер станины по горизонтали с прямоугольным сечением выбираем на 10% больше

1,1∙0,169=0,186 м.

Принимаем 0,186 м.

Внутренний размер по горизонтали станины с прямоугольным сечением

0,186 -2×0,0181= 0,150 м.

3.8 Расчетные сечения магнитной цепи

Сечение воздушного зазора, табл. 10.17 [2],

=0,085×0,044= 0,00374 м2.

Длина стали якоря

0,044×0,95=0,042 м.

Минимальное сечение зубцов якоря, табл. 10.16 [2], Sz= 0,001213 м2.

Расчетное сечение спинки якоря, табл. 10.16 [2],

0,042×0,0155 = 0,000651 м2.

Сечение сердечника главного полюса, табл. 10.16 [2],

0,95×0,044×0,036= 0,00150 м2.

Сечение станины (см. п. 3.5.6) 0,000796 м2.

3.9 Средние длины магнитных линий

Воздушный зазор для двигателей продолжительного режима из 3.5.10 =0,00077 м.

Коэффициент воздушного зазора, учитывающий наличие пазов на якоре, по (10.50б) [2]

=( 0,0088+10×0,00077)/( 0,0088-0,002+10×0,00077)= 1,14 м.

Расчетная длина воздушного зазора

1,14×0,00077= 0,000878 м.

Длина магнитной линии в зубцах якоря

0,02=0,02 м.

Длина магнитной линии в спинке якоря

×(0,015+0,009)/2×2+0,009/2=0,023 м.

Длина магнитной линии в сердечнике главного полюса

0,029 м.

Длина магнитной линии в станине


(0,169+0,186-2∙0,0181)/(2)+0,0181/2=0,1775 м,

3.10 Индукция в расчетных сечениях магнитной цепи

Индукция в воздушном зазоре, табл. 10.16 [2],

0,00165/ 0,00374= 0,44 Тл.

Расчетная индукция в сечении зубцов якоря, табл. 10.16 [2],

0,00165/ 0,001213= 1,360Тл.

Индукция в зубцах якоря принимается до 1,3…1,5 Т.

Индукция в спинке якоря, табл. 10.16 [2],

0,00165/(2× 0,000651)= 1,27 Тл.

Максимальная индукция допускается до 1,3…1,5 Т.

Индукция в сердечнике главного полюса, табл. 10.16 [2],

1,1× 0,00165/ 0,00150=1,21 Тл.

Индукция в сердечнике главного полюса в машинах для продолжительного режима работы допускается до 1,0…1,5 Т.

Индукция в станине, табл. 10.16 [2],


1,1× 0,00165/(2× 0,000796)= 1,14 Тл.

Индукция в станине в машинах для продолжительного режима работы допускается в пределах до 1,0…1,4 Т.

3.11 Магнитные напряжения отдельных участков магнитной цепи

Магнитное напряжение воздушного зазора на два полюса

0,8× 0,44× 0,000878∙106= 309,1 А.

Коэффициент вытеснения потока

0,0088×0,044/( 0,0031×0,042)= 2,97.

Магнитное напряжение ярма якоря Hj для стали 2013 определяется по основной кривой намагничивания табл. П.1.5 [2] , значения которой введены в программу для автоматического определения ,

196×0,023=4,5 А.

Магнитное напряжение зубцов якоря определяется для стали 2013 с учетом ответвления магнитного потока в паз. Если индукция в каком либо сечении зубца окажется более 1,8 Т, то необходимо учесть отвлетвление части потока зубцового деления в паз. При этом действительная индукция в зубце уменьшается ло сравнению с рассчитанной в п 3.10.2. Методика определения действительной индукции в зубце изложена в гл.4 [1],согласно которой в табл..3.1 заложена программа расчета при значениях как больше 1,8 Т, так и меньше 1,8 Т.. Путём подбора значения в левой колонке табл..3.1 и последующего автоматического пересчёта добиваються равенства значений в левой и правой колонках табл. 3.2. Значение в левом столбце используется программой в дальнейших расчетах.

Определяем среднюю ширину паза, п. 8.8 [2]

=( 0,0055+ 0,0009)/2= 0,0032 м.

Коэффициент, определяющий отношение площадей поперечных сечений паза и зубца на половине высоты зубца,

= 0,0032·0,044/( 0,0031·0,044·0,95)= 1,09.

Определяем по (4.32) [2]

Таблица 3.2.

== 1,360-1,256∙10-6∙ 268 ∙ 1,09=
1,36=1,36

По значению программа вычисляет по кривой намагничивания для стали 2013, а затем вычисляем МДС

268×0,02= 5,4 А.


Магнитное напряжение сердечника главного полюса (сталь 2013), Hг определяется по табл. П.1.5 аналогично:

148×0,029= 4,29 А.

Магнитное напряжение станины (шихтованная сталь 2013), Hc определяется по табл. П.1.5

132,24×0,1775= 23,5 А.

Суммарная МДС на полюс

309,1+ 5,4+4,5+ 4,29+ 23,5=347 А.

МДС переходного слоя

309,1+ 5,4+4,5=319 А.

Аналогичным образом производим расчет для потоков, отличных от номинального значения (например, 0,5; 0,75; 1,0; 1,4 и т.д.) . Результаты расчета сведены в табл.3.2. В верхней строке таблицы приведены относительные значения потока , которые мы можем изменять при необходимости. Программа выполняет расчет для тех относительных значений , которые мы укажем в верхней строке. Магнитное напряжение зубцов якоря в таблице для двух последних значений магнитного потока рассчитывается для стали 2013 с учетом ответвления магнитного потока в паз аналогично п. 3.11.4. Для этого справа рядом с таблицей приведена строка, в которую вставлена программа.


Таблица 3.2 Расчет характеристик намагничивания

п/п

Вели чина

Ед.

изм.

0,50,750,911,41,85
ЕВ103154,5185206288381,1
ФбВб 0,083 0,124 0,149 0,165 0,231 0,305
ВбТл0,2200,3300,3960,4400,6160,814
FбА154,6231,8278,2 309,1432,7571,8
BzТл0,6801,0201,2241,3601,9042,5161,27 1,901,68 2,51
HzА/м791181592681963060
FzА2235461
BJТл0,6350,9531,1431,2701,7782,350
HJА/м741111331966208250000
FJА 1,7 2,6 3,1 4,5 142,85 750,0
Фгх10-2Вб0,0910,1360,1640,1820,254 0,336
ВгТл 0,61 0,91 1,09 1,21 1,69 2,24
А/м711061261483230162000
FгА 2,1 3,1 3,7 4,3 93,74 698,0
ВспТл 0,61 0,911,09 1,211,692,24
FспА000000
BcТл 0,57 0,86 1,03 1,14 1,25 1,31
HcА/м66100119132180228
FcА 12 18 21 23 3240
FсумА17225730934670611121
FперехА 158 2362843195806383
22еудВ/об//мин 0,034 0,052 0,062 0,069 0,096 0,127
23ВбТл0,2200,3300,3960,4400,6160,814

Строим характеристику холостого хода (намагничивания) – зависимость удельной ЭДС от суммарной МДС на один полюс и переходную характеристику – зависимость индукции в воздушном зазоре от МДС переходного слоя на один полюс (черт. РР1).

3.12 Расчет обмоток возбуждения

Размагничивающее действие реакции якоря определяем по переходной характеристике (черт. РР1) по методике п.10.5 [2].

При нагрузке под действием поля поперечной реакции якоря магнитное поле в воздушном зазоре искажается: под одним краем полюса индукция индукция уменьшается, под другим возрастает. При значительной поперечной реакции якоря может произойти опрокидывание поля под одним краем полюса и индукция примет отрицательное значение. Минимальное значение намагничивающей силы под сбегающим краем полюса (для режима двигателя) определится:

=319-11978×0,085/2=-190 A,

Из переходной характеристики определяем (автоматически программой) минимальное значение магнитной индукции в воздушном зазоре под сбегающим краем полюса =-0,26.

Тому що поле реакції якоря замикається по контуру: зубці якоря, спинка якоря, повітряний зазор, полюсний наконечник, то повітряний зазор вибирають таким, щоб індукція протягом усієї полюсної дуги не змінювала свого напрямку. Якщо <0 необхідно збільшити повітряний зазор у п.3.7.10, а потім повторити розрахунок, починаючи з п.3.7.10.

Максимальное значение намагничивающей силы под набегающим краем полюса:

=319+11978×0,085/2=828 A,


Из переходной характеристики определяем максимальное значение магнитной индукции в воздушном зазоре под набегающим краем полюса = 0,624

Из (10.35) [2] определяем среднее значение индукции в воздушном зазоре под нагрузкой:

=(-0,26+4× 0,44+ 0,624 )/6=0,354 Тл,

где - номинальное значение индукции в воздушном зазоре в режиме холостого хода

Из переходной характеристики определяем (автоматически программой):= 253 А.

Определяем МДС поперечной реакции якоря:

=319- 253 =66 А

Продольная коммутационная МДС якоря в машинах малой мощности возникает в результате смещения нейтральной точки обмотки с геометрической нейтрали при замедленной коммутации тока в короткозамкнутых секциях. В машинах без добавочных полюсов и положении щёток на геометрической нейтрали процесс коммутации в короткозамкнутых секциях якоря получается замедленным. В этом случае коммутационная МДС якоря у двигателей усиливает поле полюсов. Её величина определяется следующим путём.

Переходное падение напряжения в щёточном контакте на пару щёток марки ЭГ-14 по табл. П4.2 [2] =2,5 В, составляющие переходного падения напряжения в контакте щёток =2,1 В, =0,4 В по [4].

Сопротивление щёточного контакта

=2∙2,5/(4∙ 2,21)=0,566 Ом.

Период коммутации

0,004/6,28=0,000637 с.

Средняя длина силовой линии поперечного поля якоря в междуполюсном пространстве двигателя

(0,115-0,085)/2=0,015 м.

Средняя эквивалентная индуктивность секции якоря

2∙24∙ 6,638∙10-6∙11978∙0,044∙0,004∙ 0,073/ (2,21∙0,04)=0,000084 Гн.

Коэффициенты определяются:

0,566∙0,000637/0,000084=4,29;

1,7∙2,1∙4,29/2,5=6,126;

1,7∙0,4∙4,29/2,5=1,167.

Коммутационная МДС якоря на один полюс

0,0117∙11978/(6,126+1,167+1))∙ (1+0,2∙3,14∙0,115/(0,015∙ 6,638))=15 А.

Для устойчивой работы двигателя при изменении нагрузки на валу применим стабилизирующую последовательную обмотку. Без стабилизирующей обмотки возбуждения с увеличением нагрузки на валу двигателя увеличивается ток якоря и увеличивается размагничивающее действие реакции якоря на основной магнитний поток главных полюсов. При достаточно большом значении реакции якоря зависимость частоты вращения якоря от мощности на валу двигателя имеет не падающий, а возрастающий характер, что приводит к неустойчивому режиму работы двигателя. МДС последовательной стабилизирующей обмотки возбуждения должна компенсировать МДС реакции якоря. Поэтому принимаем МДС стабилизирующей обмотки равной МДС поперечной реакции якоря (направлены навстречу друг другу) ==66 А.

Число витков стабилизирующей обмотки на один полюс

66/ 2,21=29,86

Принимаем =30 витков.

Уточняем МДС стабилизирующей обмотки при номинальном режиме работы


30∙ 2,21=66,3 А.

Сечение и диаметр провода последовательной обмотки возбуждения. Плотность тока в обмотке предварительно выбираем для машин со степенью защиты IP22 по п.10.7: 5000000 А/м2.

Расчетное сечение провода предварительно

= 2,21/5000000=0,000000442 м2.

Принимаем по табл. 10.18 [2] круглый провод ПСД: по табл. П.3.1 [2] диаметр голого провода dГСО=0,00075 м, диаметр изолированного провода = 0,000815 м; = 0,000915 м,

сечение провода = 0,000000442 м2.

Окончательная плотность тока в проводнике стабилизирующей обмотки возбуждения

= 2,21/0,000000442=5000000 А/м2.

Средняя длина витка стабилизирующей обмотки

=2×(0,044+0,036= 0,160 м.

Полная длина обмотки

2×0,160×30=9,60 м.


Сопротивление стабилизирующей обмотки возбуждения при °С

=9,60/(57×106×0,000000442)= 0,38 Ом.

Сопротивление стабилизирующей обмотки возбуждения при °С

1,22× 0,38 =0,46 Ом.

Масса меди стабилизирующей обмотки

8900×9,60×0,000000442= 0,0378 кг.

Выбираем изоляцию обмоток: изоляция сердечника: эпоксидная смола, толщина 1 мм.

Потребная площадь окна для размещения стабилизирующей обмотки возбуждения на полюсе

30∙0,0009152∙106/0,84=30 мм2,

где =0,82...0,88 – коэффициент, учитывающий возможные неточности намотки рядов провода в катушке. Фактическая площадь окна для размещения обмотки возбуждения на полюсе

1,2∙30=36 мм2.


Продольная составляющая МДС якоря на один полюс возникает вследствие самопрозвольного сдвига щёток с геометрической нейтрали по механическим причинам и неточности установки и в малых машинах незначительна:

=0,00025∙10-2∙11978= 3,0 А.

Необходимая МДС шунтовой обмотки возбуждения на один полюс

347+66-66,3-15-3,0=328,7 А.

Вначале принимаем значение согласно полученному по формуле. Затем выполняем расчет по пп..3.11.5-3.13.12. При несовпадении значения частоты вращения в номинальном режиме (при расчете рабочих характеристик в п.3.13.12 ) корректируем . После корректировки принимаем 329 А.

Принимаем предварительно ширину катушки параллельной обмотки

0,5∙(0,083-0,036)=0,024 м,

толщину изоляции обмотки возбуждения (изоляция сердечника полюса- эпоксидная смола толщиной 1 мм) 0,001 м. тогда средняя длина витка обмотки по (10.57) [2]

2×(0,044+0,036)+×(0,024+0,001)=

=0,239 м.


Расчетное сечение меди параллельной обмотки при последовательном соединении катушек полюсов по (10.58) [2]

1,1×2×329×0,239/(220×57×106)=

= 0,00000001379 м2,

где - коэффициент запаса.

Принимаем по табл. 10.18 [2] круглый провод ПСД: по табл. П.3.1 [2] диаметр голого провода м, диаметр изолированного провода = 0,0001 м; сечение провода = 0,00000000502 м2.

Номинальную плотность тока принимаем для машин со степенью защиты IP22 по п.10.7:

3500000 А/м2.

Число витков на полюс по (10.64) [2] с учетом выбранного сечения провода

329∙0,00000000502/(3500000× 0,000000013792)=2481.

Потребная площадь окна для размещения обмотки возбуждения на полюсе

2481∙0,00012∙106/0,84=30 мм2,


где =0,82...0,88 – коэффициент, учитывающий возможные неточности намотки рядов провода в катушке. 3.12.20. Фактическая площадь окна для размещения обмотки возбуждения на полюсе

1,2∙30=36 мм2.

На основании производится размещение обмотки возбуждения и уточнение высоты сердечника полюса.

Определяем номинальный ток возбуждения:

329/2481=0,13 А.

Полная длина обмотки

2×0,239×2481=1186 м.

Сопротивление обмотки возбуждения при °С

=1186/(57×106×0,00000000502)=4145 Ом.

Сопротивление обмотки возбуждения при °С

1,22×4145=5057 Ом.

Масса меди параллельной обмотки


8900×1186×0,00000000502= 0,05 кг.

Выбираем изоляцию обмоток: изоляция сердечника: эпоксидная смола, толщина 1 мм.

3.13 Потери и КПД

Электрические потери в обмотке якоря по п. 10.10 [2]

2,212×16,69=81,5 Вт.

Электрические потери в обмотке возбуждения :

220×0,13= 28,6 Вт.

Электрические потери в переходном контакте щеток на коллекторе

2,5× 2,21=5,5 Вт.

Потери на трение щеток о коллектор

0,00004×30000×0,2×6,28=1,5 Вт,

где - давление на щетку; для щетки марки ЭГ - 14 Па.

f = 0,2 - коэффициент трения щетки.

Потери в подшипниках определяются следующим путём [4].

Масса якоря с обмоткой и валом (стр. 232) [2]


6500∙ 0,0732∙0,044= 1,5 кг.

Масса коллектора с валом (стр. 232) [2]

6100∙0,042∙0,009= 0,1 кг.

Потери в подшипниках

1,5∙( 1,5+ 1,5)∙ 300010-3=7,2 Вт.

Потери на трение якоря о воздух при скорости вращения до 12000 об/мин

2∙ 0,0733∙30003∙0,044∙10-6=0,92 Вт.

Масса стали спинки ярма якоря по (10.103) [2]

7800××(( 0,073-2×0,02)2-0,0152)×0,044×0,95/4= 0,22 кг

Условная масса стали зубцов якоря по (10.101) [2]

7800×26× 0,0031 ∙0,02× 0,044 ×0,95= 0,53 кг

Магнитные потери в ярме якоря


a)= =2/2×3000/60= 50 Гц;

б) 2,3×1,75×( 50/50)1,4× 1,272× 0,22=1,43 Вт,

где p1,0/50=1,75 Вт/кг, по табл 6-24 [2] для стали 2312.

Магнитные потери в зубцах якоря

2,3×1,75×( 50/50)1,4× 1,362× 0,53=3,95 Вт,

Добавочные потери

220× 2,6=5,72 Вт.

Сумма потерь

81,5+ 28,6+5,5+1,5+7,2+0,92+3,95+1,43+5,72 =136 Вт.

Потребляемая мощность

=400+136=536Вт.

Коэффициент полезного действия по (8-97) [2]

400/(400+136)= 0,746.

3.14 Рабочие характеристики

Для построения рабочих характеристик двигателя при номинальном напряжении и токе возбуждения принимаем, что потери холостого хода с нагрузкой практически не изменяются и составляют:

1,5+7,2+0,92+3,95+1,43=15,00 Вт.

МДС поперечной реакции якоря для нескольких значений тока якоря позволяют представим зависимостью от тока I в виде (п.12-14 [3]):

=66×/ 2,21А.

МДС стабилизирующей обмотки возбуждения для нескольких значений тока якоря представим зависимостью от тока I в виде :

=66,3×/ 2,21А.

Продольная коммутационная МДС якоря на один полюс представим зависимостью от тока I

0,5∙11978∙(/ 2,21)3∙ 0,0117/((6,126+(1,167+1) / 2,21))∙(1+0,2∙3,14∙0,115/(0,015∙ 6,638))=11,20∙/(6,126+0,98) .


Задаваясь током якоря IТ, определяем ЭДС обмотки якоря:

б)220-×16,69-2,5, В.

Вычисляем результирующую МДС возбуждения:

329-66×/ 2,21+66,3×/ 2,21+11,20∙/(6,126+0,98 ), А.

По значению программа автоматически находит из кривой холостого хода черт. РР1 удельную ЭДС якоря:

, .

Определяем скорость вращения якоря

, об/мин.

Ток якоря при холостом ходе

=15,00/220=0,07, A.

Вычисляем ток двигателя:

IТ+0,13 A.


Потребляемая мощность двигателя

220×(IТ+0,13) Вт.

Полезная мощность на валу двигателя

(220-×16,69-2,5) -15,00-5,72×( 2,6/ /+0,13)2 , Вт.

Коэффициент полезного действия

.

Вращающий момент

, Н×м.

Результаты расчетов, по пп.15.1-15.12 для ряда значений тока якоря IТ, сведены в табл. 3.4, рабочие характеристики двигателя приведены на черт РР1.

Таблица 3.4 Рабочие характеристики двигателя

,

n,

h
0,130,07216,33290,065832870,074400,0000,000
0,130,5208,93290,06631650,50139890,6400,269
0,130,7205,53290,065831230,701831280,6990,392
0,130,8203,83290,065830970,802051470,7170,454
0,130,9202,13290,065830710,902271660,7310,517
0,131200,43290,065830461,00 2491840,7390,578
0,131,1198,63290,065830181,10 271 2020,7450,641
0,131,15197,83290,065830061,152822110,7480,672
0,131,24196,2329 0,0658 29821,243012260,7510,725

В результате расчета и построения рабочих характеристик двигателя установлены номинальные значения:

=400 Вт; =1,24 А; =3000 об/мин; =0,725 Hм;

= 0,13 А; =0,751 ; = 1,24 A;

В табл..3.5 приведены рабочие характеристики двигателя (некоторые из них рассчитаны в относительных единицах) для автоматизированного построения на рис.3.8 при помощи редактора Exel. За базовые величины приняты номинальные значения, приведенные выше.

Таблица 3.5 Рабочие характеристики двигателя в относительных единицах

,

n,

h
0,130,07216,33290,06581,1020,060,14900,00,0
0,130,5208,93290,0661,0610,400,4580,3950,640,371034
0,130,7205,53290,06581,0470,560,6030,5680,6990,54069
0,130,8203,83290,06581,0390,650,6840,6520,7170,626207
0,130,9202,13290,06581,0300,730,7570,7340,7310,713103
0,131200,43290,06581,0210,81 0,8290,8150,7390,797241
0,131,1198,63290,06581,0120,89 0,9020,8940,7450,884138
0,131,15197,83290,06581,0080,930,9380,9330,7480,926897
0,131,24196,2329 0,0658 1,0001,001,0011,0100,7511,00

3.15 Тепловой расчет

Тепловой расчет выполняется согласно п. 10.11 [2] для оценки тепловой напряженности машины и приближенного определения превышения температуры отдельных частей машины.

Для приближенной оценки тепловой напряженности машины необходимо сопротивления обмоток привести к температуре, соответствующей заданному классу изоляции; при классе нагревостойкости В сопротивления умножаются на коэффициент 1,15 .

Расчетные сопротивления:

обмотки якоря

16,69×1,15=19,19 Ом,

обмотки паралельного возбуждения

5057×1,15=5815,55 Ом,

стабилизирующей обмотки последовательного возбуждения

0,46 ×1,15=0,53 Ом.

Потери в обмотках:

1,242×19,19=29,5 Вт,

0,132×5815,55=98,3 Вт,

1,242×0,53 =0,8 Вт,


Коэффициент теплоотдачи с внешней поверхности якоря (по рис.10.29) [2] при 3000∙ 0,073=219 (об/мин)∙м 90 .

Превышение температуры охлаждаемой поверхности якоря над температурой воздуха внутри машины определяется по (10.133) [2]:

(29,5(2×0,044/0,25)+3,95+1,43)/

/(× 0,073×0,044×90)= 17 .

Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки якоря определяется по (10.135) [2]:

a) периметр поперечного сечения паза по по (10.124) [2]:

2∙19 + 0,0055+ 0,0009= 0,0444 м;

б) перепад температуры

29,5×(2×0,044/0,25)/(26× 0,0444×0,044)∙∙(( 0,0055+ 0,0009)/(16×1,4)+0,0005 /0,16)= 0,70,

где 1,4

Превышение температуры охлаждаемой поверхности лобовых частей обмотки якоря над температурой воздуха внутри машины определяется из (10.134), (10.125) [2]:


29,5×(1-2×0,044/0,25)/(× 0,073×2×(0,2×0,115)× 90)= 10 ,

где 90 - коэффициент теплоотдачи с лобовых поверхностей обмотки якоря по рис. 10.29 [2] при 3000∙ 0,073=219 (об/мин)∙м; 0,023 м - вылет лобовых частей обмотки якоря.

Перепад температуры в изоляции лобовой части обмотки якоря определяется из:

а) ×=0,0444м;

б) 29,5×(1-2×0,044/0,25)×0,02/ (2×26×0,0444×8×1,4)= 0,015 .

Среднее превышение температуры обмотки якоря над температурой воздуха внутри машины определяется из (10.138) [2]:

17+ 0,70)∙ ×2×0,044/0,25+( 10+ 0,015)×(1-2×0,044/0,25)= 13

Сумма потерь, отводимых охлаждающим внутренний объем двигателя воздухом, согласно (10.120) [2],

136-0,1×98,3=126,17 Вт.


Условная поверхность охлаждения двигателя определяется из (10.137) [2]:

2∙(0,169+0,186) ∙(0,044+2×0,023)=0,064 м2,

Среднее превышение температуры воздуха внутри двигателя, согласно (8-142) [2]:

а) Коэффициент подогрева воздуха, (рис. 10.30) [2], при 3000∙ 0,073=219 (об/мин)∙м 625 .

б)126,17/(0,064×625)= 3,2 .

Среднее превышение температуры обмотки якоря над температурой охлаждающей среды

= 13+ 3,2=16,2 .

Превышение температуры наружной поверхности обмотки возбуждения над температурой воздуха внутри машины:

а) периметр поперечного сечения условной поверхности охлаждения обмотки возбуждения ПВ определяется по эскизу междуполюсного окна; определяют длины участков контура поперечного сечения обмотки; поверхности, прилегающие к сердечнику главного полюса, не учитываются 0,08 м.

б) наружная поверхность охлаждения катушки обмотки возбуждения:


0,239×0,008=0,002 м2;

в) потери мощности ,отводимые охлаждающим внутрение обьёмы машины воздухом ( ориентировочно принимаем 90%):

==0,9×(98,3+0,8)=89,2 Вт;

г) коэффициент теплоотдачи с поверхности обмотки возбуждения (рис. 10.29) [2] при 3000∙ 0,073=219 (об/мин)∙м 42 .

д) = 89,2/(2×0,002×42)= 531 .

Перепад температуры в изоляции катушки:

а) средняя ширина катушки обмотки возбуждения ,определяется по сборочному чертежу двигателя, =0,024 м;

б)89,2/(2×0,002)( 0,024 /(8×1,4)+ 0,00000/0,16)= 75,7 ,

где - часть теплоты катушки обмотки возбуждения, передаваемая через полюс.

1,4

принимаются, как и для изоляции обмотки якоря.

Среднее превышение температуры обмотки возбуждения над температурой охлаждающей среды

531+ 75,7+ 3,2=609,9 .

Превышение температуры наружной поверхности коллектора над температурой воздуха внутри двигателя:

а) поверхность теплоотдачи коллектора

=3,14×0,04×0,009=0,001130 м2;

б) коэффициент теплоотдачи с поверхности коллектора (по рис. 10.31) [2] для окружной скорости коллектора =6,28 м/с 150 .

в)=( 5,5+1,5)/(0,001130×150)= 41 .

Среднее превышение температуры коллектора над температурой охлаждающей среды (при входе охлаждающего воздуха со стороны коллектора) по (10.150) [2]

= 41+ 3,2=44,2

Таким образом, среднее превышение температуры обмотки якоря 16,2 , обмотки возбуждения 609,9 , коллектора 44,2 над температурой охлаждающей среды, что ниже предельных допускаемых значений для класса изоляции В 90 (130-40).


3.16 Вентиляционный расчет

Вентиляционный расчет выполняется приближенным методом. Метод заключается в сопоствлении расхода воздуха, необходимого для охлаждения для охлаждения двигателя, и расхода, который может быть получен при данной конструкции и размерах двигателя.

Рассчитаем для двигателя аксиальную систему вентиляции.

3.16.1.Необходимое количество охлаждающего воздуха по (8-354) [1]:

a) - превышение температуры воздуха;

3,2=6,4 ;

б)126,17/(1100×6,4)=0,018 м3/с,

где - сумма потерь, отводимых, охлаждающим внутренний объем машины, воздухом.

3.16.2. Расхода воздуха, который может быть получен при данной конструкции и размерах двигателя со степенью защиты IP22 определяем по эмпирической формуле (8.355) [1].

3.16.3. Коэффициент для двигателя с = 1,1

0,11,1∙3000∙ 0,0732/100=0,018 м3/с.

Система охлаждения двигателя обеспечивает необходимый расход воздуха.

Заключение

1. В результате расчетов получены следующие номинальные харак теристики двигателя постоянного тока:

Мощность, Вт400
Номинальное напряжение, В220
Ток якоря, А 1,24
КПД, о.е. 0,746
Частота вращения, об/мин 3000
Момент на валу, Нм0,725
Ток обмотки возбуждения, А0,13
Потребляемая мощность, Вт301

2. Среднее превышение температуры обмотки якоря 16,2 , обмотки возбуждения 609,9 коллектора 44,2 над температурой охлаждающей среды, что ниже предельных допускаемых значений для класса изоляции В 90 (130-40).

3.Необходимое количество охлаждающего воздуха 0,018 м3/с. Система охлаждения двигателя обеспечивает необходимый расход воздуха.


Список используемых источников

1. Проектирование электрических машин: Учебное пособие для вузов. - В 2-х кн.: кн. 1 /И.П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин и др; Под ред. И.П. Копылова. – М.: Энергоатомиздат, 1993. -464 с.

2. Проектирование электрических машин: Учебное пособие для вузов. - В 2-х кн.: кн.2 /И.П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин и др; Под ред. И.П. Копылова. – М.: Энергоатомиздат, 1993. -384 с.

3. Сергеев П.С., Виноградов Н.В., Горяинов Ф.А. Проектирование электрических машин.-М.: Энергия, 1969.-632 с.

4. . Ермолин Н.П. Расчет коллекторных машин малой мощности. Л.: Энергия. 1973. – 216 с.

5. Справочник по электрическим машинам/ Под общ. ред. И.П. Копылова, Б.К. Клокова. Т.1. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 456 с.


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Математика
История
Экономика
icon
159599
рейтинг
icon
3275
работ сдано
icon
1404
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
156450
рейтинг
icon
6068
работ сдано
icon
2737
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
105734
рейтинг
icon
2110
работ сдано
icon
1318
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
63 457 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
Тгу им. Г. Р. Державина
Реферат сделан досрочно, преподавателю понравилось, я тоже в восторге. Спасибо Татьяне за ...
star star star star star
РЭУ им.Плеханово
Альберт хороший исполнитель, сделал реферат очень быстро, вечером заказала, утром уже все ...
star star star star star
ФЭК
Маринаааа, спасибо вам огромное! Вы профессионал своего дела! Рекомендую всем ✌🏽😎
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

Подогнать готовую курсовую под СТО

Курсовая, не знаю

Срок сдачи к 7 дек.

только что
только что

Выполнить задания

Другое, Товароведение

Срок сдачи к 6 дек.

1 минуту назад

Архитектура и организация конфигурации памяти вычислительной системы

Лабораторная, Архитектура средств вычислительной техники

Срок сдачи к 12 дек.

1 минуту назад

Организации профилактики травматизма в спортивных секциях в общеобразовательной школе

Курсовая, профилактики травматизма, медицина

Срок сдачи к 5 дек.

2 минуты назад

краткая характеристика сбербанка анализ тарифов РКО

Отчет по практике, дистанционное банковское обслуживание

Срок сдачи к 5 дек.

2 минуты назад

Исследование методов получения случайных чисел с заданным законом распределения

Лабораторная, Моделирование, математика

Срок сдачи к 10 дек.

4 минуты назад

Проектирование заготовок, получаемых литьем в песчано-глинистые формы

Лабораторная, основы технологии машиностроения

Срок сдачи к 14 дек.

4 минуты назад

2504

Презентация, ММУ одна

Срок сдачи к 7 дек.

6 минут назад

выполнить 3 задачи

Контрольная, Сопротивление материалов

Срок сдачи к 11 дек.

6 минут назад

Вам необходимо выбрать модель медиастратегии

Другое, Медиапланирование, реклама, маркетинг

Срок сдачи к 7 дек.

7 минут назад

Ответить на задания

Решение задач, Цифровизация процессов управления, информатика, программирование

Срок сдачи к 20 дек.

7 минут назад
8 минут назад

Все на фото

Курсовая, Землеустройство

Срок сдачи к 12 дек.

9 минут назад

Разработка веб-информационной системы для автоматизации складских операций компании Hoff

Диплом, Логистические системы, логистика, информатика, программирование, теория автоматического управления

Срок сдачи к 1 мар.

10 минут назад
11 минут назад

перевод текста, выполнение упражнений

Перевод с ин. языка, Немецкий язык

Срок сдачи к 7 дек.

11 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно