Реферати українською » Физика » Двигун постійного струму


Реферат Двигун постійного струму

Страница 1 из 2 | Следующая страница

>ГОСУДАРСТВЕННОЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВИЩОЇПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОСВІТИ

>ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ДЕРЖАВНИЙУНИВЕРСТИТЕТПУТЕЙ ПОВІДОМЛЕННЯ

Кафедра: «>ЭтЭЭм»

>КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на задану тему: «Двигун постійного струму»

КП 14020365 637

>Виполнил: Кузнєцов До. І.

Перевірив:Пашнин В.М.

Хабаровськ

2007


Запровадження

Майже вся електрична енергія виробляється електричними машинами. Але електричні машини можуть працювати у генераторному режимі, а й у руховому, перетворюючи електричну енергію в механічну. Маючи високими енергетичними показниками і меншими, проти іншими перетворювачами енергії, видатками матеріалів на одиницю потужності, екологічно чисті електромеханічні перетворювачі мають у своєму життя людського суспільства важливого значення.

Під час проектування електричної машини доводиться враховувати багато чинників, від яких залежить її експлуатаційні властивості, заводська собівартість і надійність у роботі.

Під час проектування вибір матеріалів, розмірів активних і конструктивних частин машини може бути тех-нічно та економічно обгрунтований. У цьому варто використовувати попередній досвід минулого і поступово переорієнтовуватися під дані сучасних машин. Але потрібно критично ставитися до цих даним, виявити недоліки машин і знайти спосіб їх лікування.

Метою згаданої роботи була розробка конструкції двигуна постійного струму. За основу конструкції було прийнято машина постійного струму серії2П. Проектування двигуна включає у собі вибір, і розрахунок розмірівстатора і ротора, обмоток, ізоляції, конструктивних деталей, об'єднання їх у конструктивні вузли і загальну компонування усіх її частин.

Матеріали, розміри і форми конструктивних деталей мали бути зацікавленими так обрані й окремі деталі так об'єднані, щоб двигун наскільки можна найкраще відповідав своєму призначенню і він найбільш економічним у роботі і виготовленні.


1 Вибір і розрахунок головних розмірів двигуна

1.1 – попереднє значення ККД двигуна призначаємо залежно з його потужності з [>рис1.1]. Приймаємо середнєзв = 0,8.

1.2 Визначаємо попереднє значення номінального струму:

 А

1.3 Струм якоря:


де значення коефіцієнта вибираємо зтабл.1.1., =0,08

 А

1.4 Визначаємо електромагнітну потужність двигуна:

,

кВт

1.5 Діаметр якоря D можна взяти рівним висоті осі обертання:

Визначаємо зовнішнє діаметр якоря DМ, м:

,

.

1.6 – лінійна навантаження якоря по [>рис1.3].

1.7 – магнітна індукція в повітряному зазорі по [>рис1.4].

 – розрахунковий коефіцієнтполюсного перекриття по [>рис1.5].

1.8      Визначаємо розрахункову довжину якоря:

,

 м

1.9 Визначаємо ставлення довжинимагнитопровода якоря для її діаметру:

,

.

отримане задовольняє умові

1.10 Приймаємо число полюсів двигуна2р = 4.

1.11 Знаходимополюсное розподіл:

.

1.12 Визначаємо розрахункову ширинуполюсного наконечника:

,

.

1.13 Насправді ж ширинаполюсного наконечника при ексцентричному зазорі під головними полюсами

.


2 Вибір обмотки якоря

2.1Т.к. струм якоря менше 600 А, вибираємо просту хвилясту обмотку

(2а = 2). Струм паралельної галузі дорівнює:

,

.

2.2 Визначаємо попереднє загальна кількість ефективних провідників обмотки якоря:

,

.

2.3 Крайні межі чисел пазів якоря:

,

деt1 –зубцовий крок, граничні значення якого залежить від висоти осі обертання.

Приймаємоt1>max = 0.02 м;t1>min = 0.01 м. Тоді:

.

>Ориентировочное число пазів якоря:

де ставлення визначається потабл.2.1

=10

>Зубцовий крок:

2.4 Кількість ефективних провідників в пазу:

У симетричній двошарової обмотці їх кількість має бутичетним. Приймаємо Nп=24, тоді число провідників в обмотці якоря окреслюється .

2.5Т.к. діаметр якоря менше 200 мм, пази якоря виконуємо напівзакритими овальної форми, зубці з паралельними стінками. Вибір такий конструкції зумовлено тим, що обмотка якоря таких машин виконуєтьсявсипной з емальованих мідних провідників круглого перерізу, їхнім виокремленням м'які секції, які легко можна вкласти в пази через порівняно вузькішлици.

2.6 Вибір числаколлекторних пластин. Мінімальна числоколлекторних пластин До обмежується допустимим значенням напруги між сусіднімиколлекторними пластинами. Для серійних машин без компенсаційної обмотки .

Мінімальна значення До:

,

Приймаємоколлекторное розподіл:

Максимальне значення До:

де – зовнішнє діаметр колектора

Кількістьколлекторних пластин:

,

де - число елементарних пазів щодо одного реальному ( =3).

Дані отримані раніше записуємо в таблицю:

un

До = un·Z

3 120 4 18 3.27

>Уточненное значення лінійної навантаження,А/м

,

,

де

2.7Скорректированная довжина якоря:

2.8Наружний діаметр колектора

2.9 Окружна швидкість колектора:

,


2.10Коллекторное розподілt>k = 3.27 мм

2.11 Повний струм паза:

.

2.12 Попереднє значення щільності струму в обмотці якоря:

,

де - приймаємо залежно від діаметра якоря по [рис 1.3].

.

2.13 Попереднє перетин ефективного дроти:

,

Для обмоток якоря з напівзакритими пазами з [>табл.2.4] вибираємо круглий провід маркиПЭТВ з перерізом 0.883 мм2 , діаметром неізольованого дроти 1.06 мм діаметром ізольованого дроти 1.14 мм.

Кількість елементарних провідників .


3Расчет геометріїзубцовой зони

3.1 Площа поперечного перерізу обмотки, покладеної до одного напівзакритий паз:

деdІЗ = 1.14 мм – діаметр одного ізольованого дроти;

n>ЭЛ = 1 – число елементарних провідників щодо одного ефективному;

WЗ = 4 – число витків в секції;

un = 3 – число елементарних пазів щодо одного реальному;

ДоЗ = 0.7 – коефіцієнт заповнення паза ізольованими провідниками.

Тоді:

3.2Висоту паза попередньо вибираємо по рис 3.1 залежно від діаметра якоря:

hП = 25 мм

>Ширина шліца bШ повинно перевищувати суми максимального діаметра ізольованого провідника і двосторонній товщинипазовой ізоляції. Приймаємо bШ = 2 мм.

>Висоту шліца приймаємо hШ = 0.6 мм.


3.3Ширина зубця:

де BZ = 2Тл– дозволене значення магнітної індукції в зубцях для частотиперемагничивания 50 Гц та двигуна зі ступенем захистуIP22 і засобом охолодженняICO1;

ДоЗ = 0,95 – коефіцієнт заповнення пакета якоря сталлю.

Тоді:

м

3.4 Великий радіус паза:

,

 м

3.5 Менший радіус паза:

,

 м


3.6 Відстань між центрами радіусів:

3.7 Мінімальна перетин зубців якоря:

3.8 Попереднє значенняЭДС:

ЄМ = ДоДUМ

де ДоД = 0.9 – вибирається залежно від потужності двигуна потабл.1.1. Тоді:

ЄМ = 0.9440 = 396 У

3.9 Попереднє значення магнітного потоку на полюс:


3.10 Індукція всечении зубців (сталь марки 2312):

B>z не задовольняє умові B>z 2. У разі перераховуємо отже б виконувалося умова B>z ≤2:


4Расчет обмотки якоря

4.1 Довжина лобовій частини витка при2р = 4:

4.2 Середня довжинаполувитка обмотки якоря:

lа порівн = (lп + lл), м

де lп l> = 0.16 – довжина якоря наближена для машин без радіальної вентиляції, м

Тоді:

lа порівн = 0.16+ 0.158= 0.318 м

4.3 Повна довжина провідників обмотки якоря:

Lмало =Nlа порівн = 9600.318= 305.28 м

4.4 Опір обмотки якоря за нормальної температуриt = 20 З:

4.5 Опір обмотки якоря за нормальної температуриt = 75 З:

R>da =1.22Rа = 1.221.6 = 1.952Ом

4.6 Маса міді обмотки якоря:

Ммало =8900lа порівн>Nq0 = 8900·0.318·960·0.83635·10-6 = 2.272 кг

4.7Расчет кроків обмотки. Крок поколлектору для простий хвильової обмотки:

Результуючий крок Y = YДо = 59

Перший частковий крок:

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

Тоді:

Другий частковий крок:

Y2 = Y – Y1 = 59 – 30 = 29


5 Визначення розмірів магнітної ланцюга

5.1 Попереднє значення внутрішнього діаметра якорі і діаметра валу:

5.2 Висота спинки якоря:

Магнітна індукція в спинці якоря:

де – площа поперечного перерізу спинки якоря;

Kз = 0,95;

Тоді

Bj не задовольняє умові . У разі робимо перерахунок внутрішнього діаметра якоря D>o:


5.3 Приймаємо сталь марки 3411 завтовшки 0.5 мм, що має відомо

Доз = 0.95;р = 1.2; b>p = 0.07812 м

>Ширина виступуполюсного наконечника дорівнює

5.4Ширина сердечника головного полюси:

5.5 Індукція в сердечнику:

5.6Сечение станини:

де УЗ = 1,3 – індукція в станині,Тл.

5.7 Довжина станини:

lЗ = lр +0.4D = 0.285 + 0.40,16 = 0.221 м

5.8 Висота станини:

5.9Наружний діаметр станини:

5.10 Внутрішній діаметр станини:

>dЗ = DH –2hЗ = 0.31 – 20.0278= 0.254 м

5.11 Висота головного полюси:

де =0.015м – попереднє значення повітряного зазору по [рис 5.2.]


6 Розрахункові перерізу магнітної ланцюга

6.1Сечение повітряного зазору:

P.S> = b>l> = 0.07810.285 = 0.0222 м2

6.2 Довжина стали якоря:

6.3 Мінімальна перетин зубців якоря з п. 3.7:

>S=0.00665 м

6.4Сечение спинки якоря:

P.Sj = lз.hj = 0.270.0175 = 0.0473 м2

6.5Сечение сердечників головних полюсів:

P.S>r = Kзl>rb>r = 0.950.2850.0469 = 0.0127 м2

6.6Сечение станини з п. 5.6.:

P.SЗ = 0.00614 м2


7 Середні довжини магнітних ліній

7.1 Повітряний зазор = 0.015 м.

7.2 Коефіцієнт повітряного зазору, враховує наявність пазів овальної форми на якорі:

7.3Расчетная довжина повітряного зазору:

7.4Зубци якоря для пазів овальної форми:

7.5Спинка якоря:

7.6Сердечник головного полюси:

L>r = h>r = 0.017 м


7.7 Повітряний зазор між головним полюсом і станиною:

LС.П. =2l>r·10-4+10-4 = 2·0.285·10-4+10-4 = 0.000157 м

7.8Станина:


8 Індукція врасчетних перетинах магнітної ланцюга

8.1 Індукція в повітряному зазорі:

8.2 Індукція всечении зубців якоря:

8.3 Індукція в спинці якоря:

8.4 Індукція в сердечнику головного полюси:

8.5 Індукція в станині:


9 Магнітне напруга окремих ділянок магнітної ланцюга

9.1 Магнітне напруга повітряного зазору:

9.2 Коефіцієнт витіснення потоку:

9.3 Магнітне напруга зубців якоря:

FZ =2HZLZ = 238800·0.0242 = 1877.92 А

9.4 Магнітне напруга спинки якоря:

Fj = HjLj = 1000·0.0451 = 45.1 А

9.5 Магнітне напруга сердечника головного полюси:

F>r =>2H>rL>r = 2460·0.017 = 15.64 А

9.6      Магнітне напруга повітряного зазору між головним полюсом і станиною:

FС.П =1.6·B>r·LС.П∙106= 1.6·1.26·0.000157·106 = 316.512 А


9.7 Магнітне напруга станини:

FЗ = HЗLЗ = 550·0.1247 = 68.585 А

9.8 СумарнаМДС разом полюсів:

F> = F> + FZ + Fj + F>r + FС.П + FЗ = 1456.77 + 1877.92 + 45.1+ 15.64 + +316.512+198.273 = 3780.527 А

9.9МДС перехідного шару:

F>Zj = F> + FZ + Fj = 1456.77+1877.92+45.1 = 3379.79 A

Аналогічно виробляється розрахунок для потоків рівних 0,5; 0,75; 0,9; 1,1; 1,15 від номінального значення. Результати розрахунку зведені в таблицю 1.


Таблиця 1 –Расчет характеристикинамагничивания машини.

>п/п

>Расчетная

величина

>Расчетная формула

>Ед.

вів.

>0,5Ф

>0,75Ф

>0,9Ф

Ф

>1,1Ф

>1,15Ф

1 >ЭДС Є У 396
2

>Магнитний

потік

>Вб 0.00655 0.009975 0.01197 0.0133 0.01463 0.015295
3 Магнітна індукція в повітряному зазорі

>Тл 0.3 0.45 0.54 0.6 0.66 0.69
4 >МДС повітряного зазору

А 728.385 1092.578 1311.093 1456.77 1602.447 1675.286
5 Магнітна індукція в зубцях якоря

>Тл 1 1.5 1.8 2 2.2 2.3
6

Напруженість

магнітного поля

МZ

240 1600 13400 38800 144000 224000
7 Магнітне напруга зубців

FZ =2HZLZ

А 11.616 77.44 648.56 1877.92 6969.6 10841.6
8 Магнітна індукція в спинці якоря

>Тл 0.7 1.05 1.26 1.4 1.54 1.61
9

Напруженість

магнітного поля

Мj

96 270 460 1000 2200 3600
10 Магнітне напруження як у спинці якоря

Fj = Hj Lj

А 4.3296 12.177 20.746 45.1 99.22 162.36
11

>Магнитний потік

головного полюси

Ф>r =рФ>

>Вб 0.00798 0.01197 0.014364 0.01596 0.017556 0.018354
12 Магнітна індукція всерд. глав. полюси

>Тл 0.63 0.95 1.13 1.26 1.39 1.45
13

>Напряженность

магнітного поля

М>r

89 215 330 460 940 1300
14 Магнітне напругасерд. глав. полюси

F>r =2H>rL>r

А 3.026 7.31 11.22 15.64 31.96 44.2
15

Магнітнаиндук.

ввозд. зазорі між гол. підлогу. і стан.

УС.П = У>r

>Тл 0.63 0.95 1.13 1.26 1.39 1.45
16

Магнітненапряж.

>возд. зазору між гол. полюсом і стан.

FС.П = =1.6·106·B>r·LС.П

А 158.256 237.384 284.8608 316.512 348.1632 364
17 Магнітна індукція в станині

>Тл 0.65 0.98 1.17 1.3 1.43 1.5
18

>Напряженность

магнітного поля

МЗ

91 230 370 550 1180 1600
19 Магнітне напруга станини

FЗ = HЗLЗ

А 11.3477 28.681 46.139 68.585 147.146 199.52
20 Сумамагн.напряж. всіх ділянок магніт. ланцюга

F> = F> + FZ + Fj + F>r + +FС.П + FЗ

А 916.9603 1455.57 2322.619 3780.527 9198.5362 13286.95
21 Сумамагн. напруг ділянок перехідного шару

F>Zj = F> + FZ + Fj

А 744.3306 1182.195 1980.399 3379.79 8671.267 12679.25

За даними таблиці будуються характеристиканамагничивания

B>=>f (F>)і перехідна характеристика B>=>f (F>Zi)

Малюнок 1. Характеристиканамагничивания і перехідна характеристика


10Расчет паралельної обмотки порушення

10.1Размагничивающее дію реакції якоря:

F>qd = 180 А.

10.2 НеобхіднаМДС паралельної обмотки:

FУ = F> + F>qd = 3780.527 + 180 = 3960.527 А

10.3 Середня довжина витка котушки паралельної обмотки:

l>ср.в. =2(l>r + b>r) +(b>КТ.В +2ІЗ), м

де b>КТ.В = 0.03 – ширина котушки, м;

>ІЗ = 0.75·10-3 – товщина ізоляції, м.

Тоді:

l>ср.в. = 2(0.285 + 0.0469) + 3.14(0.03 + 2·0.75·10-3) = 0.67 м

10.4Сечение міді паралельної обмотки:

де ДоЗ.В = 1.1 – коефіцієнт запасу;

>m = 1.22 – коефіцієнт, враховує збільшення опору міді зі збільшенням температури до75С.

Тоді:

Остаточно приймаємо стандартний круглий мідний провід маркиПЭТВ з перерізомqУ = 0.283 мм2, діаметром без ізоляціїd = 0.6 мм діаметром з ізоляцієюdІЗ = 0.655 мм.

10.5 Номінальна щільність струму приймається:

>JУ = 4.45·106 >А/м2

10.6 Кількість витків разом полюсів:

10.7 Номінальний струм порушення:

10.8 Повна довжина обмотки:

LB =pl>СР.ВWB = 20.673145 = 4214.3 м

10.9 Опір обмотки порушення за нормальної температури=20С:

10.10 Опір обмотки порушення за нормальної температури=75С:

RB75 =mRB20 = 1.22261.25 = 318.73Ом


10.11 Маса міді паралельної обмотки:

>m>м.в. =8.9l>в.ср.Wв>qв·103 = 8.9·0.67·3145·0.283·10-6·103 = 5.307 кг


11 Колектор іщетки

11.1Ширина нейтральній зони:

b>Н.З =– bР = 0.126 – 0.0781 = 0.0479 м

11.2Ширинащетки для простий хвильової обмотки:

bЩ =3.5tДо = 3.50.00327 = 0.0115 м

Остаточно приймаємо стандартну ширинущетки: bЩ = 0.0125 м. Довжинащетки lЩ = 0.025 м.

11.3 Поверхня дотикущетки з колектором:

P.SЩ = bЩlЩ = 0.01250.025 = 0.0003125 м2

11.4 При припустимою щільності струмуJЩ = 11·104 ,>А/м2, числощеток на болт:

Остаточно приймаємо NЩ = 1.

11.5 Поверхня дотику всіхщеток з колектором:

>SЩ =2рNЩP.SЩ = 410.0003125 = 0.00125 м2


11.6 Щільність струму підщетками:

11.7 Активна довжина колектора:

lДо = NЩ(lЩ + 8·10-3) + 10·10-3 = 1(0.025 + 8·10-3) + 10-2 = 0.043 м


12 Втрати і ККД

12.1 Електричні втрати у обмотці якоря:

Р>mа = I2R>da = 16.72721.952 = 546.16 Вт

12.2 Електричні втрати у паралельної обмотці порушення:

РМ. В = I2>ВНR>В75 = 1.2592318.73= 505.21 Вт

12.3 Електричні втрати у перехідному контактіщеток на колекторі:

Р>Э.Щ =I2UЩ, Вт

де2UЩ = 2 – втрати напруги в перехідних контактах, У.

Тоді:

Р>Э.Щ = 16.7272 = 33.454 Вт

12.4 Втрати на тертящеток про колектор:

Р>Т.Щ =SЩРЩ>fVДо, Вт

де РЩ = 3·104Па – тиск нащетку;

>f = 0.2 – коефіцієнт тертящетки.

Тоді:

Р>Т.Щ = 0.00125·3·1040.214.392 = 107.94 Вт

12.5 Втрати в підшипниках і вентиляцію визначимо порис.13.1.:

РТ.П + Р>ВЕНТ. = 105 Вт.

12.6 Маса стали ярма якоря:

12.7 Умовна маса стали зубців якоря з овальними пазами:

12.8 Магнітні втрати у ярмі якоря:

>Pj =mj>Pj, Вт

деPj – удільні втрати у ярмі якоря,Вт/кг:

де

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

  • Реферат на тему: Рух тіл
    КВИТОК № 3 1. Рух матеріальної точки на полі тяжкості землі описується рівняннями . >Нарисовать
  • Реферат на тему: Двовимірна спектроскопія ЯМР
    >Реферат на задану тему: >Двумерная спектроскопія ЯМР Донецьк 2008 Запровадження Розвиток
  • Реферат на тему: Деаераторної баки
    >Деаераторние баки >Деаераторний бак є горизонтальний посудину циліндричною форми, який
  • Реферат на тему: Дія світла
    БІЛОРУСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІНФОРМАТИКИ І >РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ кафедра >ЭТТ >РЕФЕРАТ на задану
  • Реферат на тему: Дія фізичних сил на конструкцію
    1. Визначення реакцій опор складовою конструкції (система двох тіл) Завдання: Конструкція і двох

Навігація