Реферати українською » Физика » Розрахунок машини постійного струму


Реферат Розрахунок машини постійного струму

Державне загальноосвітній установа

Вищої професійної освіти

>ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТПУТЕЙ ПОВІДОМЛЕННЯ

Кафедра «Електротехніка, електроніка і електромеханіка»


>Курсовой проект

По дисципліни: “Електричні машини”

на задану тему: “Розрахунок машини постійного струму”

 

Хабаровськ 2011


Зміст

 

Запровадження

1. Вибір головних розмірів

2. Вибір обмотки якоря

3. Розрахунок геометріїзубцовой зони

4. Розрахунок обмотки якоря

5. Визначення розмірів магнітної ланцюга

6. Розрахунок перерізу магнітної ланцюга

7. Середні довжини магнітних ліній

8. Індукція в розрахункових перетинах магнітної ланцюга

9. Магнітне напруга окремих ділянок магнітної ланцюга

10. Розрахунок паралельної обмотки порушення

11. Колектор і щітки

12. Розрахунок обмотки додаткових полюсів

13. Втрати і ККД

Укладання

Список використовуваної літератури


Запровадження

Загалом обсязі виробництва електротехнічній промисловості електричні машини займають чільне місце, тож експлуатаційні властивості нових електричних машин мають важливого значення для економіки Росії.

Проектування електричних машин грунтується на знанні процесів електромеханічного перетворення й європейського досвіду інженерів –електромехаников, вміють застосовувати обчислювальну техніку.

Під час проектування електричних машин конструктивні елементи би мало бути розраховані отже б із виготовленні машинитрудоемкость і витрати матеріалів були найменшими, а при експлуатації вони мають мати оптимальними енергетичними показниками з урахуванням сучасного світового рівня виготовлення, і навіть вимог державних підприємств і галузевих стандартів.

Висока трудомісткість розрахунків електричних машин Демшевського не дозволяє проводити, дослідження, оптимізувати різноманітним параметрам і характеристики, створювати реальні проекти електричних машин.Громоздкие розрахункові формули не дозволяють побачити закономірності складних процесів, які протікають в електричних машинах, і навіть створення високонадійній техніки лише на рівні кращих світових зразків.

У цьому курсовому проекті виробляється розрахунок двигуна постійного струму паралельного порушення без стабілізуючою обмотки, виконання за рівнем захисту -IP22, за способом охолодження –IC01, ізоляція класу У, в основі прийнята машина постійного струму серії2П.

Вихідні дані:

Номінальна потужність –

Номінальне напруга –

Номінальна частота обертання –

Висота осі обертання –

Порушення паралельне без стабілізуючою обмотки. Виконання за рівнем захисту –IP22, за способом охолодження –самовентиляция (>ICO1).

Режим роботи – тривалий. Ізоляція класунагревостойкости – У.

За основу конструкції прийняти машину постійного струму серії П чи2П.


1. Вибір головних розмірів

двигун постійний струм обмотка якір

Попереднє значення ККД

Номінальний струм (попереднє значення) визначається за такою формулою:

(1.1)

Струм якоря визначається за такою формулою:

(1.2)

де – коефіцієнт, який машин потужністю від 10 – 100 кВт береться в інтервалі 0,035 – 0,02;

>Электромагнитная потужність для електричних машин загального призначення:

(1.3)

>Наружний діаметр машини визначається з рівняння:

(1.4)

Для чотирьохполюсной машини (>2р = 4) D» h.

>Линейная навантаження якоря дорівнює ;

Індукція в повітряному зазорі дорівнює ;

Розрахунковий коефіцієнтполюсной дуги ;

Розрахункова довжина якоря:

(1.5)

Ставлення довжинимагнитопровода якоря для її діаметру:

(1.6)

Для машини загальнопромислового застосування рекомендовані значення l перебувають у межах 0,4 l 1,25.

Кількість полюсів машини одно2р = 4;

>Полюсное розподіл:

(1.7)


Розрахункова ширинаполюсного наконечника:

(1.8)

Насправді ж ширинаполюсного наконечника ;

2. Вибір обмотки якоря

Струм паралельної галузі:

(2.1)

Попереднє загальна кількість ефективних провідників обмотки якоря:

(2.2)

Крайні межі чисел пазів якоря:


 (2.3)

деt1 –зубцовий крок, крайні межі яких визначаються щодо різноманітних висот обертання з таких співвідношень:

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

 

 

Орієнтовно число пазів можна визначити за такою формулою:

(2.4)

ставлення

При обраному Zt1:

(2.5)

Кількість ефективних провідників в пазу (ціла кількість):


(2.6)

Максимальне числоколлекторних пластин:

(2.7)

де – число елементарних пазів щодо одного реальному і ;

>Напряжения між сусіднімиколлекторними пластинами:

(2.8)

>Коллекторное розподіл:

(2.9)

де DДо – діаметр колектора і за напівзакритих пазах DДо = (0,65–0,85) D.

Кількістьколлекторних пластин уточнюють шляхом порівняння варіантів:


Таблиця 2.1 Варіанти виконання обмотки якоря

un

>К=unZ

Wз=>N/2K

Uдо порівн

>t до, мм

1 1 44 2 10 12
2 2 88 1 5 5,9
3 3 132 0,66 3,3 3,99
Прийнято 1 44 2 10 12

 

Кількість витків в секції (ціла кількість):

(2.10)

>Уточненное значення лінійної навантаження:

(2.11)

>Скорректированная довжина якоря:

(2.12)

Окружна швидкість колектора:


(2.13)

Повний струм паза:

(2.14)

Попереднє значення щільності струму в обмотці якоря:

(2.15)

де

Попереднє перетин ефективного дроти:

(2.16)

Длявсипних обмоток з напівзакритими пазами з таблиці 2.4 [1] вибираємо круглий провід маркиПЭТВ при класінагревостойкости B:

n>ел = 6

>q>ел = 1,539 мм2 .

>d>неиз = 1,4 мм.

>dз = 1,485 мм.

Визначаємо перетин ефективного провідника:

>qa=n>ел>q>ел(2.19)

>qa=61,539 = 9,234 мм2 .

3. Розрахунок геометріїзубцовой зони

Площа поперечного перерізу обмотки, покладеної до одного напівзакритий паз:

(3.1)

де – діаметр одного ізольованого дроти; – число елементарних провідників щодо одного ефективному; – число витків в секції; – число елементарних пазів щодо одного реальному; – коефіцієнт заповнення паза ізольованими провідниками .

Висота паза ;

>Ширина шліца ;

Висота шліца ;

>Ширина зубця:


(3.2)

де – дозволене значення індукції в зубцях; ДоЗ – коефіцієнт заповнення пакета якоря сталлю, ДоЗ = 0,95.

Великий радіус паза:

(3.3)

Менший радіус паза:

(3.4)

Відстань між центрами радіусів:

(3.5)

Мінімальна перетин зубців якоря:


(3.6)

>Рис. 3.1 Напівзакриті пази овальної форми з паралельними сторонами зубців

Складається ескіз пазів овальної форми по рис. 3.1.

Попереднє значення внутрішнього діаметра якорі і діаметра валу:

(3.7)

Попереднє значенняЭДС:

(3.8)


де – коефіцієнт;

Попереднє значення магнітного потоку на полюс:

(3.9)

Длямагнитопровода якоря приймається сталь марки 2312. Індукція всечении зубців:

(3.10)

4. Розрахунок обмотки якоря

 

Довжина лобовій частини витка:

(4.1)

Середня довжинаполувитка обмотки якоря:


(4.2)

де –довжина якоря, наближено для машин без радіальної вентиляції .

Повна довжина провідників обмотки якоря:

(4.3)

Опір обмотки якоря за нормальної температури 20 °З:

(4.4)

Опір обмотки якоря за нормальної температури 75 °З:

(4.5)

Маса міді обмотки якоря:

(4.6)

Розрахунок кроків обмотки:

Крок поколлектору :

(4.7)

 

Перший частковий крок :

(4.8)

де – дробове число, з допомогою якого Y1 заокруглюється до цілого числа

5. Визначення розмірів магнітної ланцюга

Висота спинки якоря (див. рис. 3.1):

(5.1)

Магнітна індукція в спинці якоря:


(5.2)

де – площа поперечного перерізу спинки якоря з урахуваннямаксиальних каналів діаметромd.

Гранично дозволене значення магнітної індукції в спинці якоря Bj=>1.41.45Тл.

>Ширина виступуполюсного наконечника:

(5.3)

де з п. 1.13.

>Ширина сердечника головного полюси:

(5.4)

Індукція в сердечнику:

(5.5)


де для чотирьохполюсной машини.

Для стали 3411 гранично допустима індукція

Розміри головного полюси показані на рис. 5.1

>Рис. 5.1Полюсний наконечник головного полюси.

>Сечение станини:

(5.6)

де УЗ – індукція в станині, УЗ = 1,3Тл.

Довжина станини:

(5.7)

Висота станини:


(5.8)

>Наружний діаметр станини:

(5.9)

Внутрішній діаметр станини:

(5.10)

Висота головного полюси:

(5.11)

деd – повітряний зазор;d = 0,0018

6. Розрахункові перерізу магнітної ланцюга

>Сечение повітряного зазору:


(6.1)

Довжина стали якоря:

(6.2)

Мінімальна перетин зубців якоря:

P.SZ з п. 3.7

>Сечение спинки якоря:

(6.3)

>Сечение сердечників головних полюсів:

(6.4)

де

>Сечение станини:

 з п. 5.5


7. Середні довжини магнітних ліній

 

Повітряний зазор:

Коефіцієнт повітряного зазору, враховує наявність пазів на якорі:

(7.1)

Розрахункова довжина повітряного зазору:

(7.2)

>Зубци якоря:

(7.3)

>Спинка якоря:

(7.4)


>Сердечник головного полюси:

Повітряний зазор між головним полюсом і станиною:

(7.5)

>Станина:

(7.6)

 

8. Індукція в розрахункових перетинах магнітної ланцюга

Індукція в повітряному зазорі:

(8.1)

Індукція всечении зубців якоря:


(8.2)

Індукція в спинці якоря:

 з п. 5.1

Індукція в сердечнику головного полюси:

 з п. 5.4

Індукція в станині:

(8.3)

де для чотирьохполюсной машини;

9. Магнітне напруга окремих ділянок магнітної ланцюга

Таблиця 9.2 -Расчет характеристикинамагничивания

>Расчетная величина >Расчетная формула >Ед. ізм.

>0,5F>dн

>0,75F>dн

F>dн

>1,1F>dн

>1,15F>dн

>1,2F>dн

>ЭДС E У 53,35 80 106,7 117,4 122,7 128
>Магнитний потік

>Вб 0,006 0,009 0,012 0,0132 0,0138 0,0144
Магнітна індукція в повітряному зазорі

>Тл 0,305 0,457 0,61 0,67 0,7 0,732
>МДС повітряного зазору

F>d=1,6∙106B>dL>d

А 1054,45 1581,67 2108,9 2319,39 2425,235 2530,68
Магнітна індукція в зубцях якоря

B>z=K>zB>d

>Тл 0,805 1,21 1,61 1,77 1,85 1,93
>Напряженность магнітного поля була в зубцях якоря

H>z

>А/м 140 410 3600 11700 16400 23700
Магнітне напруга зубців

F>z=>2H>zL>z

А 5,6 16,456 144,49 469,6063 658,25 951,2539
Магнітна індукція в спинці якоря

>Тл 0,465 0,6975 0,93 1,023 1,0695 1,116
>Напряженность магнітного поля була в спинці якоря

Hj

>А/м 73 96 205 252 282 320
Магнітне напруження як у спинці якоря

Fj=HjLj

А 2,26 3,39 14,53 4,972 5,198 5,424
>Магнитний потік головного полюси

Fр=>sрF>d

>Вб 0,007275 0,01091 0,01455 0,016 0,0167 0,0175
Магнітна індукція в сердечнику головного полюси

>Тл 0,55 0,825 1,1 1,21 1,256 1,32
>Напряженность магнітного поля була в сердечнику головного полюси

Hр

>А/м 81 136 213 246 261 283
Магнітне напруга сердечника головного полюси

Fр=>2HрLр

А 13,467 22,61 35,41 40,90 43,395 47,053
Магнітна індукція в повітряному зазорі між головним полюсом і станиною

Bз пр

>Тл 0,55 0,825 1,1 1,21 1,256 1, 32
Магнітне напруга повітряного зазору між головним полюсом і станиною

Fз п=1,6∙106BрLз п

А 102,6313 153,947 205,4 225,789 234,373 246,315
Магнітна індукція в станині

>Тл 0,65 0,98 1,30 1,43 1,50 1,56
>Напряженность магнітного поля була в станині

Мз

>А/м 535 898 1590 2300 2890 3560
Магнітне напруга станини

Fз=HзLз

А 93,827 157,49 278,852 403,37 506,844 624,348
СумарнаМДС разом полюсів

FP.S=F>d+F>z+Fj+Fр+Fз n+Fз

А 1272,235 1935,563 2787,58 3464 3873,295 4405,07
>МДС перехідного шару

F>djz=F>d+F>z+Fj

А 1060,05 1601,52 2267,9 2793,97 3088,68 3487,358

За даними таблиці 9.2 будується перехідна характеристика B>=>f(F>Zj) рис. 9.1.

Малюнок 9.1 Характеристика холостого ходу і перехідна характеристика


10. Розрахунок паралельної обмотки порушення

НеобхіднаМДС паралельної обмотки:

(10.1)

Середня довжина витка котушки паралельної обмотки:

(10.2)

Товщина ізоляції приймається наближено при діаметрах якоря до . .

>Сечение міді паралельної обмотки:

(10.3)

де –коефіцієнт запасу; – коефіцієнт, враховує збільшення опору міді зі збільшенням температури до 75 0З.

Номінальна щільність струму приймається:

(10.4)


Кількість витків разом полюсів:

(10.5)

Номінальний струм порушення:

(10.6)

Повна довжина обмотки:

(10.7)

Опір обмотки порушення за нормальної температури 20°З:

(10.8)

Опір обмотки порушення за нормальної температури 75°З:


(10.9)

Маса міді паралельної обмотки:

(10.10)

11. Колектор і щітки

>Ширина нейтральній зони:

(11.1)

Приймається ширина щітки:

(11.2)

Поверхня дотику щітки з колектором:

(11.3)

При припустимою щільності струму , число щіток на болт:

(11.4)

Поверхня дотику всіх щіток з колектором:

(11.5)

Щільність струму під щітками:

(11.6)

Активна довжина колектора:

(11.7)


12. Розрахунок обмотки додаткових полюсів

>МДС обмотки додаткових полюсів для машин постійного струму без компенсаційної обмотки у межах:

(12.1)

Кількість витків однією полюс:

(12.2)

де абуд – число паралельних гілок обмотки додаткових полюсів, абуд=1

Попереднє перетин провідників:

(12.3)

де , приIP23

Приймаємо сердечник додаткового полюси довжиною :

при рівної довжині якоря

>Ширина сердечника

Середня довжина витка обмотки додаткового полюси:

(12.4)

де – ширина котушки додаткового полюси; і – односторонній розмір зазору між сердечником додаткового полюси і котушками з урахуванням ізоляції сердечника; при діаметрах якоря D до 0,5 м.

Повна довжина провідників обмотки:

(12.5)

12.7 Опір обмотки додаткових полюсів за нормальної температури 20 0З:

(12.6)

Опір за нормальної температури 75 0З:


(12.7)

Маса міді обмотки додаткових полюсів:

(12.8)

13. Втрати і ККД

Електричні втрати у обмотці якоря:

(13.1)

Електричні втрати у обмотці додаткових полюсів:

(13.2)

Електричні втрати у паралельної обмотці порушення:

(13.3)

Електричні втрати у перехідному контакті щіток на колекторі:

(13.4)

де – втрати напруги в перехідних контактах

Втрати на тертя щіток про колектор:

(13.5)

де  – тиск нащетку ; – коефіцієнт тертя щітки ;

Втрати в підшипниках і вентиляцію:

Приймаємо

Маса стали ярма якоря:

(13.6)

Умовна маса стали зубців якоря з овальними пазами:

(13.7)


Магнітні втрати у ярмі якоря:

(13.8)

де – удільні втрати у ярмі якоря:

(13.9)

де – удільні втрати у стали для і ; – частотаперемагничивания ;

Магнітні втрати у зубцях якоря:

(13.10)

де

>Добавочние втрати:


(13.11)

Сума втрат:

(13.12)

ККД машин:

 (13.13)

Конструкція двигуна постійного струму

 


 


Укладання

 

У цьому роботі було виконано розрахунок двигуна постійного струму паралельного порушення: виконання за рівнем захисту –IP22, за способом охолодження –IC01, ізоляція класу У, в основі було взято машина серії2П.

Зокрема було зроблено розрахунок головних розмірів двигуна, обрано й розрахована на обмотка якоря, зроблено розрахунок і перевірка магнітної ланцюга машини, також розрахунку паралельної обмотки порушення,щеточно-коллекторного вузла і додаткових полюсів. Наприкінці було зроблено розрахунок втрат перезимувало і коефіцієнта корисної дії машини та зроблено докладний креслення машини постійного струму з наведеноїспецификацией.


Список використовуваної літератури

 

1.Вольдек А.І. Електричні машини. – Л.: Енергія, 1978.

2. Виноградов Н.В. Виробництво електричних машин. – М.: Енергія, 1970.

3. Іванов – Смоленський А.В. Електричні машини. – М.: Енергія, 1980.

4. Копилова І.П. Електричні машини. – М.:Энергоатомиздат, 1986.

5. Проектування електричних машин. / Під ред. Копилова І.П. – М.: Енергія, 1980.


Схожі реферати:

Нові надходження

Замовлення реферату

Реклама

Навігація