Реферати українською » Физика » Розрахунок електричного двигуна постійного струму


Реферат Розрахунок електричного двигуна постійного струму

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Запровадження

Двигуни постійного струму мають великий глибиною регулювання частоти обертання і зберігають в усьому діапазоні регулювання високий коефіцієнт корисної дії. Попри те що, що з традиційної конструкції вони у 2 – 3 разу більше асинхронних двигунів зкороткозамкнутимротором їх застосовують в усіх отих випадках, якщо їх властивості мають вирішальне значення. Двигуни постійного струму знаходять використання у металообробних верстатах, з допомогою наводяться на дію прокатні стани (>слябинги іблюминги).Крановие двигуни знаходять використання уприводах різнихподъемних механізмів. Двигуни постійного струму широко використовують у електричної тязі, наприклад, на магістральних електровози, як робочу силу двигунів на тепловозах, на приміськихелектропоездах, в метрополітенах, на трамваях, тролейбусах тощо. Двигуни постійного струму використовують із приводу у обертання гребних гвинтів на морських судах. Їх використовують в автомобілях, трактори, літаки та інших літальних апаратах, де є харчування постійному струмі.

У цьому курсовому проекті зроблено розрахунок двигуна постійного струму з урахуванням двигуна типу2П.

Серія машин постійного струму спроектована до 1974 року у повній відповідності до рекомендаціями Міжнародної електротехнічній комісії (МЕК). Серія охоплює висоти осі обертання від 90 мм до 315 мм діапазон потужностей від 0,37 кВт до 200 кВт. Машини цієї серії призначені до роботи на широко регульованихприводах.

У машинах серії , проти машинами інших серій, підвищенаперегрузочная здатність, розширено діапазон регулювання частоти обертання, підвищена потужність на одиницю маси, поліпшено динамічні властивості, зменшено гомін лісу і вібрації, збільшена надійність і ресурс роботи. У основу побудови серії машин постійного струму було покладено не габарит, а висота осі обертання.

Структура умовного позначення машин постійного струму серії :

,

де 1 – назва серії: друга серія машин постійного струму;

2 – виконання за способом захисту та вентиляції: -защищенное зсамовентиляцией, -защищенное з незалежної вентиляцією від стороннього вентилятора, - закрите з природним охолодженням, - закрите з зовнішнімобдувом від стороннього вентилятора;

3 – висота осі обертання, мм;

4 – умовне позначення довжини сердечника якоря: - середня, - велика;

5 – літера за наявності убудованоготахогенератора (в двигунах безтахогенератора – опускається);

6 – кліматичне виконання і категорія розміщення (регламентуються ГОСТ 15150-69 і ГОСТ 15543-70).

Двигуни постійного струму серії призначені до роботи від мережі постійного струму чи то зтиристорних перетворювачів. Номінальне напруга якірній ланцюга 110, 220, 440 і 660 Вольт. У машинах з незалежним порушенням напруга джерела харчування обмотки порушення становить 110 У чи 220 У.

Двигуни з висотою осі обертання і виконуються із головними полюсами, а при більшої висоті осі обертання - з чотирма полюсами. Двигуни серії виконуються які з числом додаткових полюсів.


1. Визначення головних розмірів. Вибір електромагнітних навантажень

1.1 Визначення головних параметрів

1.1.1 Головними розмірами машини постійного струму є зовнішнє діаметр якоря D ірасчетная довжина сердечника l>.

>Наружний діаметр якоря D визначається заданої заввишки осі обертання

[1] , стор. 339, і він дорівнює

D = (h - 0,004) = 0,221 м (1.1)

1.1.2 Згідно з рекомендацією малюнка 8.9 [1] та малюнка 8.8 [1] вибираємо значення магнітної індукції в повітряному зазоріТл і лінійної навантаженняА/м. Відповідно до малюнку 8.7 [1]расчетний коефіцієнтполюсного перекриття залежно від діаметра якоря приймаємо .

Розрахунковаелектромагнитная потужність:

,  (1.2)

де кВт – номінальна потужність двигуна,

Попереднє значення ККД електродвигуна вибираємо

по рис. 8-6 [1]:=0,86

 Вт.


1.1.3 Визначаємо довжину сердечника якоря:

,  (1.3)

де – номінальна частота обертання ротора,

мм – діаметр якоря.

 м.

Довжинамагнитопровода якоря дорівнює розрахункової довжині машини.

1.1.4 Визначаємо ставлення довжинимагнитопровода якоря для її діаметру:

  (1.4)

.

Отримане задовольняє умові

1.2 Вибір типу обмотки якоря

1.2.1 Попереднє значення номінального струму двигуна:

,  (1.5)

де У — номінальне напруга.


 А.

1.2.2 Для вибору типу обмотки якоря двигуна постійного струму паралельного порушення необхідно значення номінального струму якоря.

Попереднє значення номінального струму якоря:

,  (1.6)

де – коефіцієнт, визначальний ставлення струму порушення до току якоря, за таблицею 8-10 [1]

,

 А.

Виходячи з прийнятої числа головних полюсів, і попереднього значення струму якоря , приймаємо просту хвилясту обмотку. Кількість паралельних гілок .

1.2.3 Струм паралельної галузі обмотки якоря, А:

,  (1.7)

 А.


1.3 Визначення обмотувальних даних

1.3.1 Попереднє значення числа провідників обмотки якоря:

,  (1.8)

.

1.3.2 При висоті осі обертання мм,зубцовое розподіл мм.

 [1] стор. 342

Визначаємо число пазів якоря:

,   (1.9)

,

.

Вибираємо .

1.3.3Зубцовое розподіл

;  (1.10)

 м.


1.3.4 Кількість ефективних провідників в пазу:

,  (1.11)

.

Приймаємо , уточнюємо

1.3.5. Діаметр колектора

;  (1.12)

.

Приймаємо .

1.3.6 Щоб обмотку виконати симетричній, необхідно число елементарних пазів щодо одного реальному прийнятинечетним числом. Кількість витків в секції:

,  (1.13)

1.3.7 Кількістьколлекторних пластин:

,  (1.14)

1.3.8 Середнє напруга міжколлекторними пластинами, У:

,  (1.15)


Результати розрахунку виконання обмотки що за різних значеннях доцільно занести в таблицю 1.

Таблиця 1 - Результати розрахунку виконання обмотки що за різних значеннях

wз

1 2 27 10 70,4
3 81 81 3 21,7
5 135 135 2 14,1

Вибираємо варіант, із .

1.3.9 Уточнюємо число провідників обмотки якоря:

,  (1.16)

.

1.3.10 Визначаємо число витків обмотки якоря:

,  (1.17)

.

1.3.11 Перший частковий крок обмотки приймається близькимполюсному діленню:

, ,   (1.18)


де - коефіцієнт подовження кроку обмотки;

1.3.12 Крок поколлектору і друге частковий крок

 , деp - число полюсів (1.20)

  (1.21)

1.3.13Уточненная лінійна навантаження

;  (1.22)

 >А/м.

1.3.14 Уточнюємо довжину повітряного зазору

;   (1.23)

 м.


1.3.15 Щільність струму в обмотці якоря

,  (1.24)

де - попередньо заданий за довідником значення для класунагревостойкости У.

 >А/м2.

1.3.16Поперечное перетин ефективного провідника

;  (1.25)

 м2.

Оскільки отримане значенняqa>1,094 мм2 , розіб'ємо провідник п'ять елементарних провідника. Отримане перетин провідника нормується. Маємо n>ЭЛ=5, м2, м, м.

>Сечение ефективного провідника

 м2.

1.3.17 Опір обмотки якоря

,  (1.26)


деm>t - температурний коефіцієнт, враховує зростання питомої опору при робочої температурі ;

> - удільне опір міді;

l>acp - середня довжинаполувитка обмотки якоря.

l>acp=lп+ lл=l>+ lл,   (1.27)

де lп - довжинапазовой частини; lп= l>;

lл - довжина лобовій частини обмотки якоря, приймається рівної .

м.

Одержимо

 >Ом.

1.3.18 Маса провідників обмотки міді

,  (1.28)

деmM - питома маса міді;mM=8900кг/м3.

кг.


1.4 Розрахунок геометріїзубцовой зони

1.4.1Ширина зубця при овальної формі паза

,  (1.29)

де доЗ - коефіцієнт заповнення пакета якоря сталлю приоксидировании; доЗ=0,97; [1] табл. 6-11 УZД - дозволене значення індукції в зубці, прийняте залежно від частотиперемагничивания, рівня захисту і способу охолодження.

>Частотуперемагничивания визначимо за такою формулою

;  (1.30)

 гц.

Приймаємо значення припустимою індукціїТл. [1] табл. 8-11

 м.

1.4.2 Висота паза м. [1] рис. 8-12

1.4.3 Внутрішній діаметр якоря

D>O 0,3·D; (1.31)

D>O ≈ 0,3·0,221 = 0,065.


Розмір D>O нормується [1] табл. 8-13

Приймаємо D>O = 0,065 м.

1.4.4 Великий радіус паза

,  (1.32)

де - висота шліца паза; [1] стор. 345

 м.

1.4.5 Малий радіус паза

;  (1.33)

 м.

1.4.6 Відстань між центрами радіусів

;  (1.34)

 м.

1.4.7 Площа паза в штампі

;  (1.35)

 м2.


1.4.8 Площапазовой ізоляції

,  (1.36)

де - товщинапазовой ізоляції; м. [1] табл. 3-15

 м2.

1.4.9 Площапазового клину

;  (1.37)

 м2.

1.4.10 Площа паза під обмотку

;  (1.38)

 м2.

1.4.11 Площа обмотки

;  (1.39)

 м2.

1.4.12 Коефіцієнт заповнення паза

;  (1.40)


2. Магнітна система машин постійного струму

2.1 Повітряний зазор під головним полюсом

2.1.1 Величина повітряного зазору під головним полюсом

;   (2.1)

 м.

2.1.2Полюсное розподіл

;  (2.2)

м.

2.1.3Ширинаполюсного наконечника

;  (2.3)

 м.

2.1.4 Коефіцієнт повітряного зазору

,  (2.4)

де - ширина шліца паза; м. [1] стор. 345


.

2.1.5 Уточнення величини повітряного зазору

;  (2.5)

м.

Приймаємо м.

2.1.6 Попереднє значенняЭДС якоря

;  (2.6)

де доД - коефіцієнт, враховує падіння напруги в якірній ланцюга;

доД=0,9 [2] табл. 5.1

 У.

2.1.7Магнитний потік в повітряному зазорі

;  (2.7)

>Вб.


2.1.8 Площа поперечного перерізу

;  (2.8)

.

2.1.9 Магнітна індукція повітряного зазору

;  (2.9)

 >Тл.

2.1.10 Напруженість магнітного поля була в повітряному зазорі

;  (2.10)

 >А/м.

2.1.11Расчетная довжина повітряного зазору

,  (2.11)

де - коефіцієнт Картера, враховує зубчатість якоря.

 м.

електричний двигун струмколлекторний

2.1.12 Магнітне напруга повітряного зазору


;  (2.12)

2.2Зубцовая зона сердечника якоря

2.2.1Магнитний потік взубцовой зоні

;  (2.13)

 >Вб.

2.2.2 Площа перерізузубцовой зони при овальної формі паза

;  (2.14)

 м2.

2.2.3 Магнітна індукціязубцовой зони

;  (2.15)

>Тл.

Вибираємо марку стализубцовой зони якоря 2312 [2] табл. 5.2

2.2.4Определим по додаткуП-18 [1] для стали 2312 напруженість магнітного полязубцовой зони якоряА/м.

2.2.5 Розрахункова довжиназубцового шару при пазах овальної форми


;  (2.16)

м.

2.2.7 Магнітне напругазубцового шару

;  (2.17)

А.

2.3Ярмо сердечника якоря

2.3.1Магнитний потік в ярмі якоря

;   (2.18)

 >Вб.

2.3.2 Площа перерізу ярма сердечника

,  (2.19)

де - висота ярма сердечника якоря.

;  (2.20)

 м.

Одержимо

 м2


2.3.3 Магнітна індукція ярма сердечника якоря

;  (2.21)

>Тл.

Bj задовольняє умові Bj B>jд. B>jд = 1,45 [1], табл. 8-12. Вибираємо для ярма сердечника якоря марку стали 2312.

2.3.4 По основний додаткуП-18 [1] для стали 2312 визначимо напруженість магнітного поля була в ярмі сердечника якоряА/м.

2.3.5 Розрахункова довжина ярма сердечника якоря

;  (2.22)

м.

2.3.6 Магнітне напруга ярма сердечника якоря

;  (2.23)

 А.

2.4Сердечник головного полюси

2.4.1Магнитний потік в сердечнику головного полюси

,  (2.24)


де - коефіцієнт магнітного розсіювання головних полюсів;

 [1] стор. 355

>Вб.

2.4.2 Площа перерізу сердечника головного полюси

,  (2.25)

де - коефіцієнт заповнення сердечника головного полюси сталлю; ;

 - довжина сердечника головного полюси;

 - ширина сердечника головного полюси.

, м

;  (2.26)

м

 (2.27)

м.

Одержимо

 м2.

2.4.3 Магнітна індукція в сердечнику головного полюси


;  (2.28)

 >Тл.

Ур задовольняє умові Ур У>гд. У>гд = 1,6 [1] стор. 355.

Вибираємо для сердечника головного полюси марку стали 3411.

2.4.4 Щодо додаткуП-27 [1] для стали 3411 визначимо напруженість магнітного поля була в сердечнику головного полюсиА/м.

2.4.5 Розрахункова довжина сердечника головного полюси

,

де - висота сердечника головного полюси; м; [2] табл. 5.3

м.

2.4.6 Магнітне напруга сердечника головного полюси

;  (2.29)

 А.

2.5Зазор між полюсом і станиною

2.5.1Магнитний потік в зазорі між станиною і полюсом

;

 >Вб.


2.5.2 Площа перерізу зазору між станиною і полюсом

;

 м2.

2.5.3 Магнітна індукція в повітряному зазорі між головним полюсом і станиною

,

>Тл.

2.5.4 Напруженість магнітного поля була в зазорі

;  (2.30)

>А/м.

2.5.5 Розрахункова довжина зазору між полюсом і станиною

;  (2.31)

м.

2.5.6 Магнітне напруга повітряного зазору між головним полюсом і станиною

; (2.32)

А.


2.6Станина

2.6.1Магнитний потік в станині з урахуванням її розгалуження

; (2.33)

>Вб.

2.6.2 Площа перерізу станини

, (2.34)

де - дозволене значення індукції в станині двигуна, вибирається залежно від рівня захисту та способу охолодження;Тл. [1] стор. 355

м2.

2.6.3 Магнітна індукція в станині

; (2.35)

 >Тл.

Марка стали станиниСт3.

2.6.4 Щодо додаткуП-25 [1] для сталиСт3 визначимо напруженість магнітного поля була в станині:А/м.

2.6.5 Розрахункова довжина станини

, (2.36)

де - товщина станини.

, (2.37)

де - довжина станини.

; (2.38)

 м.

 м.

де - зовнішнє діаметр станини.

; (2.39)

м.

Одержимо

м.


2.6.6 Магнітне напруження у станині

; (2.40)

А.

2.7 Характеристиканамагничивания. Перехідна характеристика

2.7.1 СумарнаМДС на полюс

; (2.41)

А.

2.7.2МДС перехідного шару

; (2.46)

А.

Так виробляємо розрахунок для потоків рівних 0,5; 0,75; 0,9; 1,1; 1,15 номінального значення. Результати розрахунку зводимо в таблицю 2. За даними таблиці 2 побудуємо характеристикунамагничивания машини постійного струму і перехідну характеристику . Вигляд характеристик представлений малюнку 1

Таблиця 2 - Розрахунок характеристикнамагничивания машини постійного струму

Розрахункова величина

>0,5·ЕМ

>0,75·ЕМ

>0,9·ЕМ

>1,0·ЕМ

>1,1·ЕМ

>1,15·ЕМ

>ЭДС обмотки якоря Єзв =>kбуд·Uзв=396 У

198 297 356,4 396 435,6 455,4
Повітряний зазор під головним полюсом

2.1.7Магнитний потік в повітряному зазорі Ф>,Вб·

0,0122 0,0183 0,022 0,0244 0,0268 0,028

2.1.8 Площа перерізу повітряного зазору P.S>=0,032, м2

2.1.9 Магнітна індукція в повітряному зазорі У>,Тл

0,38 0,57 0,684 0,76 0,836 0,874

2.1.10Напряженность магнітного поля була в повітряному зазорі М>,А/м

305000 460000 550000 610000 671000 700000

2.1.11 Розрахункова довжина повітряного зазору L>=>0,00215,м

2.1.12 Магнітне напруга повітряного зазору F, А 655,75 989 1182 1310 1442,65 1505
>Зубцовая зона сердечника якоря

2.2.1Магнитний потік взубцовой зоні ФZ,Вб

0,0122 0,0183 0,02196 0,0244 0,0268 0,028

2.2.2 Площа перерізузубцовой зони при овальної формі паза P.SZ=0,01356, м2

2.2.3 Магнітна індукція в зубцях якоря УZ,Тл

0,9 1,35 1,62 1,799 1,98 2,07

2.2.4Напряженность магнітного поля була в зубцях якоря МZ,А/м

190 730 3800 12864 34400 54500

2.2.5 Розрахункова довжиназубцового шару при овальної формі паза LZ=0,0287, м2

2.2.6 Магнітне напруга зубців якоря FZ, A

5,45 20,95 109,1 369,2 987 1564
>Ярмо сердечника якоря

2.3.1Магнитний потік в ярмі сердечника якоря Фj,Вб·10-3

0,006 0,009 0,0108 0,012 0,0132 0,0138

2.3.2 Площа перерізу ярма сердечника якоря P.Sj=0,021, м2

2.3.3 Магнітна індукція в ярмі сердечника якоря Уj,Тл

0,47 0,71 0,85 0,94 1,03 1,08

2.3.4Напряженность магнітного поля була в ярмі сердечника якоря Мj,А/м

74 99 165 210 258 288

2.3.5 Розрахункова довжина ярма сердечника якоря Lj=0,068, м

2.3.6 Магнітне напруга ярма сердечника якоря Fj, А

5,03 6,73 11,22 14,4 17,54 19,58
>Сердечник головного полюси

2.4.1Магнитний потік в сердечнику головного полюси ФР,Вб·

0,0145 0,022 0,026 0,029 0,032 0,033

2.4.2 Площа перерізу сердечника головного полюси P.SР=0,025, м2

2.4.3 Магнітна індукція в сердечнику головного полюси УР,Тл

0,59 0,88 1,05 1,17 1,29 1,35

2.4.4Напряженность магнітного поля була в сердечнику головного полюси МР,А/м

100 150 190 260 360 430

2.4.5 Розрахункова довжина сердечника головного полюси LР=0,1 , м

2.4.6 Магнітне напруга сердечника головного полюси FР,

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація