Расчет электродвигателя постоянного тока малой мощности. Электрические машины

Паз.cdw

Электродвигатель.cdw

Якорная обмотка.cdw

Курсовая Эл. Машины.doc

Расчет электродвигателя постоянного тока малой мощности
Основные этапы расчета
мощность на валу P2 =300 Вт;
напряжение сети U=220 В;
частота вращения n=2000 об мин;
возбуждение – паралельное;
режим работы – длительный;
исполнение – закрытое;
температура окружающего воздуха – 0=25 ºС.
1 Основные размеры электродвигателя
Расчетная или внутренняя электромагнитная мощность машины
где по кривой рис. 2.2.1 для Вт принято .
Ток якоря электродвигателя при последовательном возбуждении
Э.Д.С. якоря электродвигателя
где принято и по кривым рис. 2.2.2 для
Примем предварительно
Диаметр расточки полюсов и расчетная длина пакета якоря будут
Окончательный диаметр якоря
Окружная скорость якоря
Полюсный шаг и расчетная полюсная дуга
Действительная полюсная дуга
Частота перемагничивания стали якоря
Вылет лобовой части обмотки по оси вала
Полезный поток полюса при нагрузке машины
Число проводников обмотки якоря
Число коллекторных пластин
Число витков в секции обмотки якоря
Число проводников в пазу якоря
Шаги обмотки якоря по элементарным пазам и коллектору
Линейная нагрузка якоря
что близко к ранее выбранному значению.
3Размеры зубцов пазов проводов и электрические параметры якоря
При напряжении машины выше 110 В для обмотки якорей электродвигателей постоянного тока малой мощности подходят провода марок ПЭЛШО ПЭЛШКО или ПБД.
Удельная тепловая загрузка наружной цилиндрической поверхности пакета якоря
В случае закрытого исполнения машины без вентилятора
Допустимая плотность тока в обмотке якоря при кп до 5000 обмин
Момент на валу электродвигателя
Предварительно сечение провода обмотки якоря
Окончательно сечение и диаметр провода выбираем из приложения 1
Окончательная плотность тока в проводнике обмотки якоря
Площадь паза занимаемая изолированными проводниками
Площадь паза занимаемая пазовой изоляцией
где принято м при напряжении 220 В
Площадь паза занимаемая клином
Общая требуемая площадь паза
Коэффициент заполнения паза изолированным проводом
Минимальная толщина зубца якоря
зубцовый шаг якоря м
Вычерчиваем паз якоря в масштабе
Зубцовые шаги по серединам и основаниям зубцов якоря
Средняя длина проводника обмотки якоря при
Сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии при расчетной температуре 0=75 ºС.
Падение напряжения в обмотке якоря при нагрузке
4 Коллектор щеткодержатели и щетки
Предварительный диаметр коллектора
Коллекторное деление
Окончательное коллекторное деление
Окончательный диаметр коллектора
Окружная скорость коллектора
В высоковольтных электродвигателях постоянного тока малой мощности применяется медно-графитовые щетки марок М-1 М-6 и МГ а также электрографитированные щетки марок ЭГ-8 и ЭГ-14
Согласно таблице 2.5.1 данные этих щеток
Площадь сечения щетки
Ширина щетки по дуге окружности коллектора
Длина щетки по оси коллектора
Окончательные размеры щеток (по табл.2.5.2):
Окончательная плотность тока под щетками
Активная длина коллектора по оси вала
Полная длина коллектора по оси вала
Ширина коммутационной зоны
Для благоприятной коммутации необходимо соблюдать соотношение
Удельная магнитная проводимость для потоков рассеяния секции обмотки якоря
Среднее значение реактивной э.д.с. в короткозамкнутой секции якоря
Э.Д.С. реакции якоря
Среднее значение результирующей э.д.с. в короткозамкнутой секции якоря
5 Магнитная система электродвигателя
Длина воздушного зазора
что близко к ранее выбранному м.
Высота сердечника якоря
Проверка индукции в сердечнике якоря
Осевая длина полюса м
Высота сердечника полюса
Индукцию в сердечнике полюса примем Тл
Поперечное сечение сердечника полюса
Ширина сердечника полюса
где при шихтованных полюсах
Поперечное сечение станины
Осевая длина у сплошной станины м
Длина сердечников полюсов
Длина сердечника якоря
Коэффициент воздушного зазора
М.Д.С. для воздушного зазора
Магнитная индукция в зубце якоря
М.Д.С. для зубцов якоря
где из кривой намагничивания (приложение 4) для листовой стали марки Э 31 толщиной м.
Магнитная индукция в сердечнике якоря
М.Д.С. для сердечника якоря
где из кривой намагничивания (приложение 4).
Магнитная индукция в сердечнике полюса
М.Д.С. для сердечников шихтованных полюсов
Магнитная индукция в станине
где из кривой намагничивания (приложение 5)
Магнитная индукция в зазоре стыка
М.Д.С. для воздушного зазора в стыке между станиной и отъемными полюсами
Результаты расчета характеристики холостого хода приведены в таблице 2.5.1.
Таблица 1.5.1 Расчет характеристики холостого хода
Общая м.д.с. возбуждения на пару полюсов
Построим кривую намагничивания и переходную характеристику
Продольная коммутационная м.д.с. якоря
Переходное падение напряжения в контакте щеток и их составляющие при номинальных плотностях тока в них в среднем можно принять
для щеток ЭГ-2 ЭГ-8:
Средняя эквивалентная индуктивность секции якоря
Электрическое сопротивление щеток
Продольная составляющая м.д.с. якоря
Суммарная м.д.с. реакции якоря
Полная м.д.с. возбуждения машины при нагрузке на пару полюсов
6 Расчет обмотки возбуждения
Число витков обмотки возбуждения приходящихся на один полюс
Предварительно сечение и диаметр провода обмотки возбуждения
где Ам² по кривым рис. 2.4.2
Из приложения 1 окончательно
Окончательная плотность тока в проводнике обмотки возбуждения
Сопротивление обмотки возбуждения в нагретом состоянии при
Число проводников по высоте катушки
высота полюсного наконечника
Число проводников по ширине катушки
Средняя длина витка катушки возбуждения
Проверка величины э.д.с. якоря при нагрузке
отличие меньше 5% от величины ЭДСВ выбранный в начале расчёта поэтому величину МДС обмотки возбуждения можно не корректировать.
7 Мощности потерь и коэффициент полезного действия
Потери в меди обмотки якоря
Потери в меди последовательной обмотки возбуждения
Переходные потери в контактах щеток и коллектора
стали сердечника якоря
Потери на гистерезис и вихревые токи в стали сердечника якоря
Потери на гистерезис и вихревые токи в стали зубцов якоря
Удельное потери в стали Вткг
Полные магнитные потери на гистерезис и вихревые токи в стали якоря
Потери на трение щеток о коллектор
Потери на трение в подшипниках
Потери на трение якоря о воздух
Полные механические потери
Общие потери в машине при полной нагрузке
К.П.Д. при номинальной нагрузке машины
8 Рабочие характеристики электродвигателя
Результаты расчёта рабочих характеристик приведены в таблице 1.8.1.
Таблица 1.8.1 Расчет рабочих характеристик
Потребляемый двигателем ток из сети А
9 Упрощенный тепловой расчет
Полные потери в активном слое якоря
Поверхность охлаждения активного слоя якоря
Среднее превышение температуры якоря над окружающей средой при установившемся режиме
где принято Втм² · град
Полные потери на коллекторе
Поверхность охлаждения коллекторе
Среднее превышение температуры коллектора над окружающей средой при установившемся режиме
Потери в одной катушке обмотки возбуждения
Поверхность охлаждения одной катушки обмотки возбуждения при шихтованной станине
Среднее превышение температуры обмотки возбуждения над окружающей средой при установившемся режиме
10 Поперечное сечение рассчитанного электродвигателя
Таблица 1.10.1 Рассчитанные размеры электродвигателя в м.
В данной курсовой работе мною рассчитан микродвигатель постоянного тока. В ней были произведены расчеты основных размеров машины и электрических параметров а также построены графики основных характеристик электромашины.
В результате расчета при мощности Р2=300 Вт получены: частота вращения якоря n=2033 обмин потребляемы ток I=164 А момент на валу М2=1033. Расчетные значения n близко к значению а близко к предварительно выбранному в начале расчета. Температура нагрева обмоток якоря и возбуждения а также коллектора не превышают допустимых значений.