Расчет коллекторного двигателя постоянного тока

_{1.6 Расчетные сечения магнитной цепи}

_{1. Определяе сечение воздушного зазора:}

_{Sб = bp · lб= 84,68 ·10^-3 · 103 · 10^-3 = 87,22 ·10^-4м²}

_{2. Определем длину стали якоря: lст = lб · Кс = 103 · 10^-3 · 0,95 = 0,098м}

_{Минимальное сечение зубцов якоря : Sz = 24,8 ·10^-4м²}

_{3. Сечение спинки якоря:  Sj = lст ·hj= 0,098 ·15,5 · 10^-3 = 15,2 ·10^-4м²}

_{4. Определяем сечение сердечника главного полюса:}

_{Sr = Кс · lг · bг= 0,95 · 0,103 · 67,74·10^-3 = 66,3 ·10^-4м²; (bг= 67,74·10^-3 м)}

_{Сечение станины: Sс = 20,7 ·10^-4м²} 

1.7 Средние длины  машинных линий

Воздушный зазор:

1. Определяем коэффициенты воздушного зазора, при наличие пазов на якоре:

2. Определяем расчетную длину воздушного зазора:

3. Определяем длину магнитной линии в зубцах якоря:

_;

4. Определяем длину магнитной линии в спинке якоря:

5. Длина магнитной линии в сердечнике главного полюса:

6. Определяем воздушный зазор между главным полюсом и станиной:

7. Определяем длину магнитной линии в станине:

 

1.8 Индукция в расчетных сечениях магнитной цепи

1. Определяем индукцию в воздушном зазоре:

2. Определяем индукцию в сечении зубцов якоря:

3. Определяем индукцию в спинке якоря:

4. Индукция в сердечнике главного полюса:

_{5. Определяем индукцию в станине:}

_{6. Индукция в воздушном  зазоре между главным полюсом и станиной:}

_{1.9 Магнитные напряжения}

_{1. Определяем магнитное напряжение воздушного зазора:}

_{2. Коэффициент вытеснения потока:}

_{3. Определим магнитное  напряжение зубцов  якоря:}

_{Сталь(3212) индукция в зубце Вz=1,45 Тл}

4. Определяем магнитное напряжение ярма якоря:

 

_{Сталь 2312 индукция в спинке якоря Bj=1,18 Тл}

5. Определяем магнитное напряжение сердечника главного полюса:

_{Стали(3413) индукция в сердечнике главного полюса Bг=0,62 Тл}

6. Определяем магнитное напряжение воздушного зазора между главным полюсом и станиной:

7. Определяем магнитное напряжение станины:

_{; СтальСm 3  индукция в станине Bс=1 Тл}

8. Определяем суммарную МДС на полюс:

_{9. Определяем сумму МДС всех участков магнитной цепи при значениях магнитного потока в воздушном зазоре Фδ =0,5; 0,75; 0,9; 1,1; 1,15Фδ ном}

_{10. Определяем МДС переходной характеристики:}

 

1.10 Расчет стабилизирующей  обмотки

1. Определяем чисто витков на один полюс стабилизирующей обмотки:

_{(ас =1).}

_{2. Определяем сечение стабилизирующей обмотки:}

_{; (Jc = 4,5·10⁶ А/м²).}

_{Выбираем  провод ПЭТВ. Диаметр изолированного провода  dиз=1,405·10^-3 м, диаметр неизолированного провода dг=1,32·10^-3 м,площадь сечения неизолированного провода 1,368·10^-6 м².}

_{3. Определяем среднюю длину витка обмотки:}

4. Определяем сопротивление стабилизирующей обмотки ( ₎

    

5. Определяем сопротивление ( )

6. Определяем массу меди стабилизирующей обмотки:

1.11 Расчет параллельной обмотки возбуждения

1. Определяем размагничивающее действия реакции якоря:

    

    

      В_z=1,45 Тл. 

2. Определяем МДС стабилизирующей обмотки на полюс:

    

3. Определяем необходимую МДС параллельной обмотки:

    

4. Определим  среднюю длину обмотки главного  полюса: _{bкт.в=0,023 м Δиз=0,65·10^-3м.}

5. Определяем сечение меди параллельной обмотки:

     _;

    Принимаем круглый провод ПЭТВ, диаметр неизолированного провода d_г =0,3 мм; диаметр изолированного провода d_из=0,335 мм; сечение провода 0,0707 мм².

    Плотность тока в обмотке возбуждения для  машин со степенью защиты Iр22 принимаем I_в=4,5∙10⁶ А/м²

6. Определяем число витков на полюс:

7. Определяем номинальный ток возбуждения:

8. Определяем плотность тока в обмотке:

9. Определяем полную длину обмотки:

10. Определяем сопротивление обмотки возбуждения при температуре ( ₎

    

11. Определяем сопротивление обмотки возбуждения ( ₎

    

12. Определяем массу меди обмотки возбуждения:

    

1.12 Коллектор и щетки

1. Определяем ширину нейтральной зоны:

    

_{2. При прочных петлевых  обмотках ширина  щетки: Выбираем стандартные размеры щетки:}

_{3. Определяем площадь поверхности соприкосновения щетки с коллектором:}

    

_{4. Определяем число щеток на болт при плотности тока Jщ = 12·10⁴  А/м²:}

_{Nщ = Iном /(p Sщ Jщ) Nщ =7,92/(0,4·10^-4 · 12·10⁴ ) = 1,18        Nщ = 1.}

_{5. Определяем площадь соприкосновения всех щеток с коллектором:}

_{ΣSщ = 2р Nщ Sщ = 2·1· 0,4·10^-4 = 0,8·10^-4 м²:}

_{6. Определяем плотность тока под щетками: Jщ = 2Iном / ΣSщ = 2 · 7,92/0,8·10^-4  = 14·10⁴  А/м²:}

_{7.  Определяем активную длину коллектора: lк = Nщ(lщ + 0,008) + 0,01}

_{lк = 1(0,01 + 0,008) +0,1 = 28·10^-3 м}

_{Выбираем  щетки ЭТ4, которые  используются в генераторах и двигателях со средними и затрудненными условиями коммутации и контактными кольцами. Параметры: наименование группы марки – электронно-графитированные; переходное падение напряжения на пару щеток – 2В; плотность 12·10⁴ А/м²; скорость – 40 м/с; давление на щетку 15 – 20 кПа.}

_{1.13 Коммутационные параметры}

_{1. Определяем ширину зоны коммутации}

 

_{2. Ширина щетки должна  обеспечивать ширину  зоны коммутации:}

_{bз.к.  ≤ (0,55…0,7) (61,32 ·10^-3) ; bз.к.  ≤ 38,3 ·10^-3 ;15,7·10^-3 < 38,3 ·10^-3}

_{3.Определяем коэффициент магнитной проводимости паза:}

 

_{νа = πDnном/60 = 3,14·93·10^-3 ·1000/60 = 4,87 м/с}

_{4. Определяем реактивную ЭДС:}

_{Ер = 2 wc lδ A νа λ·10^-6= 2 · 13 · 103 · 10^-3 · 13298 · 4,87 · 6,49 · 10^-6 = 1,13В}

_{5. Воздушный зазор  под добавочным полюсом принимаем δд = (1,5…2,0), при δ = 0,4 · 10^-3м,  δд = 0,7 · 10^-3м}

_{6. Определяем расчетную длину воздушного зазора под добавочным полюсом:                                                                                                                                    Lδд = Кδд · δд= 1,15·0,7·10^-3 = 0,81·10^-3 м} 

К_δд =

  _{7.Определяем среднюю индукцию в воздушном зазоре под добавочным полюсом:}

В_δд =      _{(Еp = 1,2 В)}

_{8. Определяем расчетную ширину наконечника добавочного полюса:}

_{b’д.н. ≤ (0,55…0,75) ·bз.к. b’д.н. ≤ 0,6 · 15,7·10^-3  = 10,2·10^-3 м}

_{9. Определяем действительную ширину наконечника добавочного полюса:}

_{bд.н. ≤ (0,5…0,65) ·b’д.н. bд.н. ≤ 5,87·10^-3 м}

_{10. Определяем магнитный поток добавочного полюса в воздушном зазоре:}

_{Фδд = Вδд·b’д.н ·lд.н= 0,09·10,2·10^-3 103·10^-3 = 0,095·10^-3 Вб}

_{11. Определяем магнитный поток в сердечнике добавочного полюса:}

_{Фд = σд · Фδд= 3·0,095·10^-3 = 0,285·10^-3 Вб}

_{12. Определяем сечение сердечника добавочного полюса:}

_{Sд = bд.н ·lд.н · Кc= 103·10^-3 · 5,87·10^-3 ·0,95 = 5,7·10^-4 м²}

_{Сечение сердечника ≤ сечения  наконечника добавочного  полюса.}

_{13. Определяем расчетную индукцию в сердечнике добавочного полюса:}

_{Вс.д.= Фд/ Sд = 0,285·10^-3/5,7·10^-4 = 0,5Тл}

_{14. Определяем высоту добавочного полюса:}

_{Для  сердечников добавочных полюсов выбираем сталь марки Ст3, т.к. диаметр якоря до 0,16м.} 
 

_{Расчет  МДС обмотки добавочных полюсов}