Проектирование электродвигателя постоянного тока

Сборочный коллектор др..cdw

Лабиринтные канавки крышек подшипников и полости подшипников
заполнить смазкой ЦИАТИМ-203 ГОСТ 8773-73.
Сопрягаемые поверхности станины
поверхности под болты
заземления и все резьбовые поверхности покрыть тонким слоем масла
К-17 ГОСТ 10877-76 или смазкой ЛДС.
Свободный конец вала консервировать маслом К-17 и закрыть
Электродвигатель покрыть покрывной эмалью ПФ-115 серой ША
Рельеф знака заземления покрыть эмалью ПФ-115 красной ГОСТ 6465-76.
Электродвигатель испытать по программе контрольных испытаний
Р=15 кВт n=2200 обмин

Спецификация.doc

Расчетно-пояснительная записка
Крышка подшипниковая наружная
Балансировочное кольцо
Обмотка добавочных полюсов
Параллельная обмотка главных полюсов
Вентилятор внутренний
Крышка подшипника внутренняя
Разраб. Коптяев С.В. Листов
Болт М8220 ГОСТ 7798-70
Болт М8230 ГОСТ 7798-70
Болт М8250 ГОСТ 7798-70
Шайба 20.21 ГОСТ 14734-69
Подшипник 208 ГОСТ 8338-75

Аннотация.doc

В данном курсовом проекте произведен расчет двигателя постоянного тока мощностью 15 кВт то есть расчет его отдельных частей параметров обмоток рабочих характеристик и характеристика намагничивания машины; приведена конструкция двигателя в целом а также отдельных его деталей и сборочных единиц. Пояснительная записка включает в себя подробное описание конструкции машины электромагнитный тепловой вентиляционный расчеты расчет массы и динамических показателей двигателя

Межполюсное окно.cdw

Титул.doc

Федеральное агентство по образованию РФ
Тольяттинский Государственный Университет
Кафедра «Электрооборудование автомобилей и электромеханика»
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Пояснительная записка к курсовому проекту по курсу
«Проектирование электромеханических преобразователей»
Студент: Коптяев С.В.
Преподаватель: Петунин Ю.П.

Задание по КП.doc

Тема проекта и исходные данные
Наименование заданных параметров и их условные обозначения
Двигатель постоянного тока
Номинальный режим работы
Номинальная отдаваемая мощность Р2 кВт
Номинальное напряжение U В
Номинальная частота вращения n обмин
Предел регулирования частоты вращения вверх от номинальной ослаблением поля главных полюсов nmax обмин
То же вниз от номинальной изменением напряжения на якоре nmin обмин
Кратковременная перегрузка по току ImaxIн
Степень защиты от внешних воздействий
Исполнения по способу монтажа
Форма выступающего конца вала
Параллельное со стабилизирующей последовательной обмоткой

Cхема обмотки.cdw

Данные по обмотке якоря:
обмотка простая волновая равносекционная

Лист главного плюса.cdw

Сборочный.cdw

Заключение.doc

Подводя итог отметим основные этапы работы. В ходе электромагнитного расчета были определены следующие основные параметры двигателя постоянного тока:
длина якоря l2=183 мм
длина сердечника главного полюса lп=183 мм
длина сердечника добавочного полюса lд=173 мм
внутренний D2=60 мм и наружный Dн2=185 мм
внутренний D1=306 мм и наружный Dн1=348 мм
высота сердечника главного полюса hп=569 мм
полюсное деление =1452 мм
тип обмотки – простая волновая
форма пазов якоря – полузакрытые овальные
число витков в секции обмотки с2=3
число секций по ширине паза Nш=3
число пазов якоря Z2=29
число коллекторных пластин К=87
наружный диаметр коллектора Dк=142
число витков обмотки якоря 2=261
марка провода – ПЭТ-155
Обмотка добавочных полюсов:
число витков катушки д=41
марка провода – ПЭТП-155
сопротивление обмотки rд=011 Ом
Стабилизирующая последовательная обмотка главных полюсов:
число витков катушки пос=5
сопротивление обмотки rпос=0015 Ом
Параллельная обмотка главных полюсов:
число витков катушки п=2700
марка провода ПЭТ-155
сопротивление обмотки rп=55196 Ом
ширина t=16 мм и длина a=25 мм щетки
число щеток на одном бракете Nщ.б=1
активная длина коллектора lк=43 мм
Номинальный режим работы:
значение Э.Д.С. Е2=420 В
подводимая мощность двигателя P1=173404
К.П.Д. двигателя =865%
вращающий момент на валу двигателя М2=6511
ток двигателя I=3941
При проведении теплового расчета мы убедились что основные детали двигателя работают в тепловом режиме не являющимся опасным для изоляции проводов обмотки.
Расчет динамических параметров и массы двигателя:
масса машины mмаш=18749 кг
динамический момент инерции якоря Jн.д=0176 кгм2

Электромагнитный расчет1121212.doc

2. Электромагнитный расчет
1Магнитная цепь машины. Размеры конфигурация материал
Последова-тельность расчета
Условное обозначение величин
Высота оси вращения h мм
Максимально допустимый наружный диаметр корпуса Dкорп мм
Максимально допустимый диаметр Dн1 мм
Наружный диаметр сердечника якоря Dн2 мм
Поправочный коэффициент kн
Поправочный коэффициент kт
Предварительное значение КПД ’ о.е.
Расчетная мощность P’ Вт
Принимаем изоляцию класса нагревостойкости F
Предварительное значение электромагнитных нагрузок A’2 Асм
Предварительное значение электромагнитных нагрузок B’ Тл
Расчетный коэффициент полюсной дуги α’
Расчетная длина сердечника l’2 мм
Принимаем для сердечника якоря: сталь 2013 толщина 05 мм листы сердечника лакированные; форма пазов полузакрытая овальная; род обмотки – двухслойная всыпная; скос пазов – на зубцового деления.
Коэффициент заполнения сердечника сталью kс
Припуск на сборку сердечника bc мм
Конструктивная длина сердечника l2 мм
Эффективная длина сердечника lэф2 мм
Внутренний диаметр листов якоря D2 мм
Сердечник главных полюсов
Принимаем сталь 3411 толщина 1 мм листы неизолированные; компенсационная обмотка не требуется; вид воздушного зазора между якорем и главными полюсами эксцентричный.
Количество главных полюсов 2p
Эквивалентный зазор мм
Воздушный зазор ’ мм
Эксцентричный зазор ”
Длина сердечника полюса lп мм
Расчетная ширина полюсной дуги b’н.п. мм
Действительная ширина полюсной дуги bн.п. мм
Предварительная магнитная индукция B’п Тл
Предварительный магнитный поток Ф’ Вб
Эффективная длина сердечника полюса lэф.п мм
Ширина сердечника полюса bп
Ширина уступа полюса bп’ мм
h’н.п.=( bн.п.–bп) B’(167B’п)
Сердечники добавочных полюсов
Принимаем сталь марки 3411 толщиной 1 мм листы сердечников неизолированные
Количество добавочных полюсов 2pд
Длина наконечника добавочного полюса lн.д. мм
Длина листа добавочного полюса lд. мм
Предварительная ширина сердечника b’д мм
Величина воздушного зазора ’д мм
Принимаем монолитную станину из стали марки Ст3
Предварительная магнитная индукция B’c1 Тл
Высота станины hc1 мм
Магнитная индукция в месте распространения магнитного потока в станине при входе его в главный полюс Вс.п. Тл
Максимальная магнитная индукция Вс.п.доп Тл
Внутренний диаметр станины D1 мм
Высота главного полюса hп мм
Высота добавочного полюса hд мм
Тип и шаги обмотки якоря. Количество витков обмотки коллекторных пластин пазов
Предварительное значение тока якоря I2 А
Принимаем волновую обмотку (табл. 10-7) из провода ПЭТ-155
Количество параллельных ветвей 2а
Предварительное кол-во витков обмотки ’2
Число секций в пазу Nш
Предварительное кол-во витков в секции ’с2
Кол-во витков в секции с2
Предварительное количество пазов якоря Z’2
Количество пазов якоря Z2
Количество коллекторных пластин К
Зубцовое деление по наружному диаметру якоря t2 мм
Наружный диаметр коллектора Dк мм
Коллекторное деление tк мм
Максимальное напряжение между соседними коллекторными пластинами при нагрузке Uк max
Максимальное значение напряжения Uк max В
Уточненное число витков обмотки якоря 2
Количество эффективных проводников в пазу Nп2
Уточненная линейная нагрузка якоря А2 Асм
Элементарные пазы y–yк
Высота спинки якоря hс2 мм
Обмотка якоря с овальными полузакрытыми пазами
Предварительная магнитная индукция в спинке якоря B’c2 Тл
Магнитная индукция в спинке якоря Bc2 Тл
Предварительная магнитная индукция в зубцах B’з2 Тл
Радиус паза больший r1 мм
Радиус паза меньший r2 мм
Контрольное значение bз2 мм
Расстояние между центрами радиусов h1 мм
Площадь поперечного сечения паза в штампе Sп2 мм2
Площадь поперечного сечения паза в свету S’п2 мм2
Площадь поперечного сечения корпусной изоляции Sи мм2
То же клина и прокладок Sкл+Sпр мм2
Площадь поперечного сечения паза занимаемая обмоткой S”п2
Предварительн. диаметр провода с изоляцией d’
Ближайший меньший стандартный диаметр провода с изоляцией и без d’d мм
Коэффициент заполнения паза kп
Площадь поперечного сечения провода без изоляции S мм2
Плотность тока в обмотке J2 Амм2
Удельная тепловая нагрузка якоря от потерь в обмотке А2J2 А2(сммм2)
То же допустимое значение А2J2 А2(сммм2)
Среднее зубцовое деление якоря tср мм
Средняя ширина секции обмотки bср мм
Средн. длина одной лобовой части секции lл2 мм
Средняя длина витка обмотки lср2 мм
Сопротивление обмотки при 20°С r2 Ом
То же в относительных единицах r2*
То же контрольное значение r2*
Длина вылета лобовой части обмотки lв2 мм
Ширина шлица паза bш2 мм
r1=(Dн2–2hш2)– Z2bз22(Z2+)
r2=(Dн2–2hп2)– Z2bз22(Z2–)
S”п2=S’п2–Sи–Sкл–Sпр
lв2=(012+014р)bср+75
3Обмотка добавочных полюсов
Поперечная МДС якоря F2 А
Предварительное количество витков катушки добавочного полюса ’д
Округленное количество витков д
Уточненная МДС катушки Fд А
Уточненное отношение МДС некомпенсированной машины kд
Предварительное значение плотности тока J’д
Предварительная площадь поперечного сечения проводника S’ мм2
Принимаем в соответствии с табл. 10-14 провод ПЭТП-155
Размеры проводника без изоляции ab мм
Площадь поперечного сечения проводника S мм2
Размеры проводника с изоляцией a’b’ мм
Уточненная плотность тока в обмотках Jд Амм2
Предварительная ширина катушки b’к.д. мм
Средняя длина витка многослойной катушки из изолированных проводников lср.д мм
Сопротивление обмотки при 20°С rд Ом
Отношение сопротивлений rдr2
4Стабилизирующая последовательная обмотка главных полюсов
Принимаем размеры и марку провода такими же как и у обмотки добавочных полюсов
МДС стабилизирующей обмотки на полюс Fпос А
Предварительное кол-во витков в катушке ’пос
Округленное количество витков пос
Уточненное значение МДС обмотки Fпос А
Предварительная ширина катушки b’к.пос мм
Средняя длина витка многослойной катушки из изолированных проводов lср. пос мм
Сопротивление обмотки при 20°С rпос Ом
Отношение сопротивлений rпосr2
5Характеристика намагничивания машины
Сопротивление обмоток якорной цепи двигателя приведенное к рабочей температуре mтr2Σ Ом
Уточненная ЭДС при номинальном режиме работы двигателя E2 В
Уточненный магнитный поток Ф Вб
Площадь поперечного сечения в воздушном зазоре S мм2
Уточненная магнитная индукция в воздушном зазоре В Тл
Коэффициент учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения якоря k2
Общий коэффициент воздушного зазора k
МДС для воздушного зазора F А
Площадь равновеликого поперечного сечения зубцов Sз2 мм2
Уточненная магнитная индукция в зубцах Bз2 Тл
Напряженность магнитного поля Нз2 Асм
Средняя длина пути магнитного потока lз2 мм
МДС для зубцов Fз2 А
Площадь сечения спинки якоря Sc2 мм2
Уточненная магнитная индукция в спинке якоря Вс2 Тл
Напряженность магнитного поля Нс2 Асм
Средняя длина пути магнитного потока lc2 мм
МДС для спинки якоря Fc2 А
Площадь поперечного сечения сердечника полюса Sп мм2
Уточненная магнитная индукция в сердечнике полюса Вп Тл
Напряженность магнитного поля Нп Асм
Средняя длина пути магнитного потока lс.п мм
МДС для сердечника полюса Fс.п А
Эквивалентный зазор в стыке между главным полюсом и станиной п1 мм
МДС для зазора Fп1 А
Площадь поперечного сечения станины из монолитного материала Sc1 мм2
Уточнен. магнитная индукция в станине Вс1 Тл
Напряженность магнитного поля Нс1 Асм
Средняя длина пути магнитного потока lc1 мм
МДС для станины Fc1 А
Суммарная магнитодвижущая сила FΣ А
Коэффициент насыщения магнитной цепи kнас
6Параллельная обмотка главных полюсов
Размагничивающее действие Fр2 А
Уменьшенное значение МДС Fп А
Предварительная ширина катушки b’к.п мм
Средняя длина витка обмотки lср.п мм
Предварительное поперечное сечение провода
Принимаем круглый провод марки ПЭТ-155
Принятое поперечное сечение провода S мм2
Уточненный коэффициент запаса kзап
Диаметр принятого провода без изоляции d мм
Диаметр принятого провода с изоляцией d’ мм
Предварительное значение плотности тока в обмотке J’п Амм2
Предварительное количество витков одной катушки ’п
Округленное количество витков п
Уточненная плотность тока в обмотке Jп Амм2
Сопротивление обмотки при 20°С rп Ом
Максимальный ток обмотки Iп max А
Максимальная МДС Fп max А
7Размещение обмоток главных и добавочных полюсов
Параллельная обмотка главных полюсов
Принимаем трапециидальную форму поперечного сечения катушки с раскладкой витков по средней ширине Nш=45 по высоте Nв=60
Ширина катушки bк мм
Высота катушки hк мм
Стабилизирующая последовательная обмотка
Обмотка добавочных полюсов
Принимаем форму параллелепипеда
Число перекрытых щеткой коллекторных пластин γ
Ширина зоны коммутации bз.к мм
Критерий выбора щетки kз.к
Контактная площадь одной щетки Sщ мм2
Необходимая контактн. площадь всех щеток S’щΣ
Количество щеток на одном бракете N’щ.б
Округленное кол-во щеток на одном бракете Nщ.б
Уточненная контактная площадь всех щеток SщΣ
Уточненная плотность тока под щетками Jщ Асм2
Активная длина коллектора lк мм
Окружная скорость коллектора к мс
9Коммутационные параметры
Проводимость рассеяния овального полузакрытого паза λп2
Окружная скорость якоря 2max мс
Реактивная ЭДС коммутирующих секций Ер В
Среднее значение магнитной индукции в зазоре под добавочным полюсом Вд Тл
Общий коэффициент воздушного зазора kд
Необходимый зазор под добавочным полюсом д
Магнитный поток в зазоре под добавочным полюсом при ном. нагрузке Фд Вб
То же при перегрузке Ф’д Вб
Магнитный поток в сердечнике добавочного полюса при номинальной нагрузке Фд Вб
Площадь поперечного сечения добавочного полюса Sд мм2
Магнитная индукция в сердечнике добавочного полюса при перегрузке Вд Тл
Расчетная магнитная индукция на участках станины в которых суммируются магнитные потоки гл. и добавочных полюсов B”c1 Тл
Максимально допустимая B”c1 Тл
Расчетная магнитная индукция на участках спинки якоря в которых суммируются магнитные потоки гл. и добав. полюсов B”c2 Тл
Максимально допустимая B”c2 Тл
λп2=06hп22r2+hш2bш2+
Масса стали зубцов якоря с овальными полузакрытыми пазами mз2 кг
Магнитные потери в зубцах Рз2 Вт
Масса стали спинки якоря mc2 кг
Магнитные потери в спинке якоря Pc2 Вт
Суммарные магнитные потери в стали PcΣ Вт
Потери на трение щеток о коллектор Рт.щ Вт
Потери на трение подшипников трение о воздух и на вентиляцию машины Рт.п+Рвен Вт
Суммарные механические потери РмхΣ Вт
Добавочные потери у некомпенсированного двигателя Рд Вт
Электромагнитная мощность двигателя Рэм Вт
ЭДС якоря двигателя Е2 В
Ток якоря двигателя I2 А
Уточненный ток двигателя I A
Подводимая мощность двигателя Р1 Вт
Суммарные потери в двигателе РΣ Вт
Уточненный КПД двигателя
МДС магнитной цепи двигателя FΣ А
Размагничивающее действие Fp2 A
Необходимая МДС параллельной или независимой обмотки главных полюсов Fп А
Момент вращения на валу двигателя М2 Нм
Рэм=Р2н+PcΣ+РмхΣ+ Рд
11Рабочие характеристики*
Ф по характеристике на-
Р2=Рэм–РсΣ–РмхΣ–Рд Вт
12Регулирование частоты вращения
Регулирование частоты вращения вверх
Магнитный поток при наибольшей частоте вращения Фmin Вб
МДС при минимальном магнитном потоке FΣmin А
Минимальный ток возбуждения Iп min А
Максимальная величина регулирующего сопротивления rp Ом
Частота вращения при холостом ходе n0 max обмин
Регулирование частоты вращения вниз
Допустимый момент вращения на валу М2 Нм
Магнитный поток при nmin у двигателя с самовентиляцией Ф Вб10-3
Ток якоря при nmin у двигателя с самовентиляцией I2 А
ЭДС при nmin E2 min В
Напряжение на якоре при nmin Umin В
Результирующая МДС при nmin FΣ min А
Размагничивающая МДС реакции якоря Fр2 А
МДС стабилизирующей обмотки Fпос А
МДС обмотки возбуждения гл. полюсов Fп. min
Ток обмотки возбуждения Iп. min А
Fп. min= FΣ min+Fр2–Fпос
Потери в обмотках и контактах щеток
Потери в обмотке якоря P’м2 Вт
Потери в обмотках добавочных полюсов P’м.д Вт
Потери в стабилизирующей последовательной обмотке P’м.пос Вт
Потери в параллельной или независимой обмотке главных полюсов Рм.п Вт
Потери в контактах щеток Рк.щ Вт
Условная поверхность охлаждения активной части якоря Sп2 мм2
Условный периметр поперечного сечения овального полузакрытого паза П2 мм
Условная поверхность охлаждения пазов Sи.п2 мм2
То же лобовых частей частей обмотки Sл2 мм2
То же машины Sмаш мм2
Удельный тепловой поток от потерь в активной части обмотки в стали якоря рп2 Втмм2
То же от потерь в активной части обмотки отнесенных к поверхности охлаждения пазов ри.п2
То же от потерь в лобовых частях обмотки отнесенных к поверхности охлаждения лобовых частей обмотки рл2 Втмм2
Окружная скорость якоря 2н мс
Превышение температуры поверхности активной части якоря над температурой воздуха внутри машины tп2 °С
Перепад температуры в изоляции паза и проводов tи.п2 °С
Повышение температуры поверхности лобовых частей обмотки над температурой воздуха внутри машины tл2 °С
Перепад температуры в изоляции катушек и проводов лобовых частей обмотки tи.л2 °С
Среднее повышение температуры обмотки над температурой воздуха внутри машины t’2 °С
Среднее повышение температуры воздуха внутри машины над температурой наружного охлаждающего воздуха tв °С
Среднее превышение температуры обмотки якоря над температурой охлаждающего воздуха t2 °С
+P’м.пос+Рм.п)+Рк.щ+
Условная поверхность охлаждения многослойных катушек из изолированных проводов Sд мм2
Удельный тепловой поток от потерь в обмотке отнесенных к поверхности охлаждения обмотки рд Втмм2
Превышение температуры наружной поверхности охлаждения обмотки tп.д °С
Перепад температуры в наружной и внутренней изоляции многосл. катушек обмотки tи.д °С
Среднее превышение температуры обмотки над температурой воздуха внутри машины t’д °С
Среднее превышение температуры обмотки над температурой наружного охлаждающего воздуха tд °С
Условная поверхность охлаждения всех катушек Sп мм2
Удельный тепловой поток от потерь в обмотке отнесенных к поверхности охлаждения обмотки рп Втмм2
Превышение температуры наружной поверхности охлаждения обмотки над температурой воздуха внутри машины tп.п °С
Перепад температуры в наружной и внутренней изоляции обмотки tи.п °С
Среднее превышение температуры обмотки над температурой воздуха внутри машины t’п °С
Среднее превышение температуры обмотки над температурой наружного охлажд. воздуха tп °С
Условная поверхность охлаждения коллектора Sк мм2
Удельный поток от потерь на коллекторе отнесенных к поверхн. охлаждения рк Втмм2
Превышение температуры коллектора над температурой воздуха внутри машины t’к °С
Превышение температуры коллектора над температурой наружного охлажд. воздуха tк °С
Вентиляционный расчет
Необходимый расход воздуха Vв м3с
Расход воздуха V’в м3с
и динамические показатели
Масса проводов обмотки якоря mм2 кг
То же обмотки добавочных полюсов mм.д кг
То же стабилизирующей обмотки mм.пос кг
То же параллельной или независимой обмотки главных полюсов mм.п кг
Масса меди коллектора mм.к кг
Суммарная масса проводов обмоток и меди коллектора mмΣ кг
Масса стали зубцов якоря mз2 кг
Масса стали спинки якоря mс2 кг
Масса стали сердечников главных полюсов некомпенсированной машины mп кг
Масса стали сердечников добавочных полюсов mд кг
Масса стали массивной станины mс1 кг
Суммарная масса активной стали mсΣ кг
Масса изоляции машины mи кг
Масса конструкционных материалов mк кг
Масса машины mмаш кг
Динамический момент инерции якоря Jи.д кгм2
Электромеханическая постоянная времени якоря Тм с
mмΣ=mм2+mм.д+ +mм.пос+mм.п+mм.к
mсΣ=mз2+mс2+mп++mд+mс1

Якорь в сборе.cdw

Паз якоря в свету.cdw

Лист добавочногополюса.cdw

Описание конструкции.doc

1.Описание конструкции
В настоящее время промышленность изготавливает электрические машины постоянного тока предназначенные для работы в различных условиях. Поэтому отдельные узлы машины могут иметь разную конструкцию но общая схема этих машин одинакова.
Машина постоянного тока состоит из неподвижной части – статора и вращающейся части – ротора разделенных воздушным зазором.
Статор состоит из станины главных и добавочных полюсов. Станина машины постоянного тока служит для крепления полюсов и подшипниковых щитов и является частью магнитопровода так как через нее замыкается магнитный поток машины. Поэтому станину изготавливают из стали – материала обладающего достаточной механической прочностью и большой магнитной проницаемостью. Машина крепится к фундаменту при помощи отлитых или приваренных лап с отверстиями для болтов. По окружности станины расположены отверстия для крепления главных и добавочных полюсов.
В машинах малой или средней мощности станину изготавливают либо цельной в виде отдельной отливки либо сварной из листовой стали. В крупных машинах станину делают разъемной что облегчает ее монтаж и транспортировку.
Главные полюса. Магнитное поле в машине создается намагничивающей силой обмотки возбуждения выполняемой в виде полюсных катушек надетых на сердечники главных полюсов. Со стороны обращенной к якорю сердечник полюса заканчивается полюсным наконечником при помощи которого обеспечивается требуемое распределение магнитной индукции в зазоре.
Сердечники главных полюсов изготавливают в виде пакетов стальных листов толщиной 05-2 мм которые прессуют и стягивают шпильками. Такой конструкцией достигается уменьшение вихревых токов в сердечнике полюса возникновение которых объясняется пульсацией магнитной индукции в полюсных наконечниках при вращении якоря имеющего зубчатую поверхность а также упрощается изготовление сердечника.
Полюса крепятся к станине болтами или шпильками. Полюсные катушки обычно выполняются из медного провода намотанного на каркас из изолирующего материала. Иногда катушки делят по высоте на несколько частей между которыми оставляют вентиляционные каналы. Такая конструкция улучшает охлаждение катушки.
Добавочные полюса. Обычно их применяют в машинах мощностью свыше 1 кВт с целью уменьшения искрения на щетках. Добавочный полюс состоит из сердечника и катушки выполненной медным проводом сечение которого рассчитано на рабочий ток машины так как катушки добавочных полюсов включаются последовательно с обмоткой якоря. Добавочные полюса устанавливаются между главными полюсами и крепятся к станине болтами.
Якорь машины постоянного тока состоит из вала сердечника обмотки и коллектора.
Сердечник якоря представляет собой цилиндр набранный из штампованных листов электротехнической стали толщиной 035 или 05 мм. Обычно листы покрывают с двух сторон лаком и собирают в общий пакет который насаживают на вал якоря. Пакет удерживается в сжатом состоянии нажимными шайбами. Такая конструкция позволяет уменьшить потери энергии в нем от действия вихревых токов возникающих в результате перемагничивания сердечника при вращении якоря в магнитном поле. Для лучшего охлаждения машины обычно в сердечниках устраивают вентиляционные каналы для охлаждающего воздуха. На поверхности сердечника имеются продольные пазы в которые укладывают обмотку якоря.
Обмотку якоря выполняют из медного провода круглого или прямоугольного сечения и располагают в пазах якоря. Это позволяет лучше механически укрепить обмотку защитить ее от возможных механических повреждений более надежно изолировать и уменьшить воздушный зазор между полюсными наконечниками полюсов и поверхностью сердечника якоря.
Обмотка якоря состоит из секций концы которых припаивают к пластинам коллектора. Для прочного закрепления проводов обмотки якоря в пазах применяют деревянные гетилаксовые или текстолитовые клинья. В некоторых конструкциях машин пазы не заклинивают и прикрывают сверху бандажом. Для того чтобы бандаж не выступал за пределы якоря место на сердечнике под бандаж делают несколько меньшего диаметра.
Коллектор машины состоит из пластин холоднокатаной меди изолированных друг от друга прокладками коллекторного миканита. Выступающую часть коллекторной пластины называют «петушком» к ней припаивают провода обмотки якоря. Нижние края пластины имеют форму «ласточкиного хвоста» после сборки коллектора они оказываются зажатыми конусными шайбами.
Для исключения замыкания медных пластин применяют миканитовый цилиндр и миканитовые манжеты прикрывающие втулку и конусные шайбы. Чтобы миканитовые прокладки при срабатывании медных пластин коллектора не выступали под этими пластинами что вызвало бы искрение вибрацию щеток и их разрушение между коллекторными пластинами фрезеруют пазы на глубину до 15 мм.
Для получения электрического контакта с поверхностью коллектора в машине постоянного тока имеются щетки которые устанавливают в щеточное устройство состоящее из щеточной траверсы пальцев и щеткодержателей.
Щеточную траверсу обычно крепят к подшипниковому щиту (в машинах большой мощности – к станине). Между щеткой траверсой и пальцами – изоляция. На каждый палец число которых обычно равно числу главных полюсов в машине устанавливают комплект щеткодержателей. Щеткодержатель состоит из обоймы в которую помещают щетку курка представляющего собой откидную деталь передающую давление пружины на щетку. Щеткодержатель крепят на пальце зажимом. Щетка снабжается гибким тросиком для присоединения к ней элементов электрической цепи машины. Все щеткодержатели одной полярности соединены между собой сборными шинами подключенными к выводам машины. Одно из условий бесперебойной работы электрической машины – плотный и надежный контакт между щеткой и коллектором.
Применяют два типа щеткодержателей: радиальный у которого ось щетки совпадает с продолжением радиуса коллектора и реактивный у которого ось щетки расположена под углом к продолжению радиуса коллектора в сторону вращения последнего.
Для присоединения обмоток машины к электрической сети машина снабжена коробкой выводов где на изоляционную панель выведены концы обмоток.
Для лучшего охлаждения большинство машин снабжено вентиляторами которые насаживаются на вал машины. В процессе работы машины вентилятор вращается и создает в машине аэродинамический напор в результате с одной стороны (со стороны коллектора) поступает охлаждающий воздух соприкасается с нагретыми частями (обмотки и сердечники) и выбрасывается с другой стороны машины через вентиляционную решетку.

Паз с обмоткой.cdw

Содержание.doc

Описание конструкции6
Электромагнитный расчет8
1 Магнитная цепь машины. Размеры конфигурация материал 8
3 Обмотка добавочных полюсов 11
4 Стабилизирующая последовательная обмотка главных полюсов 11
5 Характеристика намагничивания машины 11
6 Параллельная обмотка главных полюсов 12
7 Размещение обмоток главных и добавочных полюсов 13
8 Щетки и коллектор 13
9 Коммутационные параметры 14
10 Номинальный режим 14
11 Рабочие характеристики 15
12 Регулирование частоты вращения 15
Вентиляционный расчет 18
Масса и динамические показатели 18

Литература.doc

Гольдберг О.Д. Гурин Я.С. Свириденко И.С. «Проектирование электрических машин». – Москва: Высшая школа 2001. – 430с. ил

Лист сердечника якоря.cdw

Введение.doc

Двигатели постоянного тока применяют в электроприводах требующих широкого плавного и экономического регулирования частоты вращения высоких перегрузочных пусковых и тормозных моментов главным образом в металлообрабатывающих станках бумагоделательных машинах в текстильной резиновой полиграфической промышленности вспомогательных механизмах металлургической промышленности и др.
Конструкция двигателей постоянного тока сложнее и стоимость их выше чем асинхронных двигателей однако благодаря указанным свойствам удельный вес их в общем выпуске электрических машин не снижается а наоборот имеет тенденцию к повышению. Особенно эта тенденция проявляется в течение последних десятилетий в связи с развитием и широким внедрением автоматизированного привода а также с освоением тиристорных устройств создающих возможность питания двигателей постоянного тока от сети переменного тока. Вместе с тем развитие статических преобразователей влечет за собой соответствующее сокращение выпуска генераторов постоянного тока. Вместе с тем развитие статических преобразователей влечет за собой соответствующее сокращение выпуска генераторов постоянного тока.
В настоящее время редко проектируется индивидуальная машина проектируются и выпускаются серии электрических машин. На базе серий выполняются различные модификации машин что накладывает определенные требования на выполнение проекта новой электрической машины.
Расчеты произведены по Гольдберг О.Д. Гурин Я.С. Свириденко И.С.
«Проектирование электрических машин». – Москва: Высшая школа 2001. – 430с. ил