Семестровое - Магнитная цепь машины постоянного тока, вариант №8

Семестровое №1 (без промежуточных таблиц).docx

Федеральное агентство образования и науки Российской Федерации
Южно-Уральский государственный университет
Кафедра электромеханики и электромеханических систем
СЕМЕСТРОВОЕ ЗАДАНИЕ №1
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Преподаватель: Погуляев Ю.Д.
студент группы Э-372
Магнитная цепь машины постоянного тока.
Кривая намагничивания и характеристика холостого хода
По данным машины постоянного тока требуется: рассчитать магнитную цепь для данного варианта машины постоянного тока построить кривую намагничивания и определить МДС возбуждения при номинальном режиме.
Режим работы – двигатель;
Мощность Рн – 25кВт;
Напряжение Uн – 110В;
Ток якоря Iан – 255А;
Частота вращения n – 1100обмин;
Число главных полюсов 2р – 4;
Воздушный зазор – 2мм;
Наружный диаметр якоря Dа – 295мм;
Диаметр вала dв – 85мм;
Длина сердечника якоря
Число пазов якоря Z – 31;
Глубина паза hп – 36мм;
Ширина паза bn – 11мм;
Число активных проводников N – 246;
Число параллельных ветвей обмотки 2а – 2;
Сопротивление обмотки якоря и добавочных полюсов при t=15С (ra + rd) – 0027 Ом;
Наружный диаметр станины D1 – 595мм;
Внутренний диаметр станины D2 – 530мм;
Длина сердечника главного полюса
Ширина сердечника главного полюса bm – 100мм;
Коэффициент полюсной дуги α - 065;
Коэффициент магнитного рассеяния – 12.
По номинальным данным машин с учетом режима работы определяем номинальный основной магнитный поток:
Падение напряжения в щеточном контакте на пару щеток:
Сопротивление обмотки цепи якоря при 75С:
ЭДС якоря при номинальном режиме:
Номинальное значение основного магнитного потока:
Построим кривую намагничивания машины то есть зависимость основного магнитного потока от н.с. возбуждения:
С этой целью произведем расчет магнитной цепи машины для ряда значений основного магнитного потока:
(0.5;0.7;1.0;1.1;1.2)*Фн
1 Определим суммарную намагничивающую силу МПТ F.
F = F + Fz + Fa + Fm + Fя
где F – н.с. воздушного зазора;
Fа – н.с. сердечника якоря;
Fz – н.с. зубцовой зоны;
Магнитная цепь машины постоянного тока
1.1 Определим намагничивающую силу воздушного зазора:
Пределы полюсного деления:
Расчетная длина якоря:
Расчетная длина полюсной дуги:
Магнитная индукция в зазоре. Должна быть в пределах 05 1 Тл
Напряженность магнитного поля в воздушном зазоре:
МДС воздушного зазора при гладком якоре:
Одно пазовое зубцовое деление:
Коэффициент воздушного зазора. Должен быть в интервале 11 135
Эквивалентный воздушны зазор:
МДС воздушного зазора при учёте неравномерности зазора на пару полюсов:
Магнитный поток приходящийся на одно пазовое деление:
Коэффициент заполнения пакета якоря сталью:
Так как В`zн1 В`zн2 В`zнср 1.8 Тл то считается что зубец ненасыщен в данном сечении и весь поток приходящийся на зубцовое деление проходит только через зубец минуя паз то можно считать что для данного сечения
По основной кривой намагничивания для стали 1211 определяем напряжённость поля в данном сечении .
Средняя напряженность в зубцовой зоне:
Определяем намагничивающую силу зубцовой зоны на пару полюсов:
1.2 Расчет МДС спинки якоря:
Высота спинки якоря:
Длина средней силовой магнитной линии спинки якоря:
Магнитная индукция в спинке якоря (07 15 Тл).
По таблице кривых намагничивания стали 1211 находим напряженность:
1.3 Расчет МДС полюса:
Магнитная индукция в сердечнике полюса 12 16 Тл
По таблице кривых намагничивания для листовой стали толщиной 1-2 мм для полюсов находим Н:
1.4 Расчет МДС ярма:
Магнитная индукция в ярме:
Длина средней силовой магнитной линии в ярме.
По таблице кривых намагничивания для листовой стали (толстые листы) Ст.3 находим Н:
2Магнитная характеристика машины:
Суммировав вычисленные МДС участков магнитной цепи для номинального магнитного потока получим номинальную МДС возбуждения на пару полюсов:
Коэффициент насыщения:
Магнитная характеристика машины
Магнитная индукция в воздушном зазоре
Магнитное напряжение в
воздушном зазоре с учетом неравно-
Магнитная индукция в зубцах якоря
Напряженность магнит. поля в зубцах якоря
Магнитное напряжение зубцов
Магнитная индукция в спинке якоря
Напряженность магнитн. поля в спинке якоря
Магнитное напряжение в ярме
Магнитная индукция в сердечнике главного полюса
Напряженность магнитного поля в сердечнике главного полюса
Магнитное напряжение в сердечнике главного полюса
Магнитная индукция в ярме
Напряженность магнитного поля в ярме (станине)
Магнитное напряжение станины
Сумма магнитных напряжений всех участков магнитной цепи
Переходная магнитная характеристика машины
Построим переходную магнитную характеристику машины представляющую собой зависимость индукции в воздушном зазоре при холостом ходе от суммы н.с. воздушного зазора и зубцов на один полюс:
где F и Fz – н.с. воздушного зазора и зубцов рассчитанные на пару полюсов
Переходная магнитная характеристика МПТ
По рисунку определяем:
Линейная нагрузка якоря:
Размагничивающая ЭДС реакции якоря (на один полюс):
Рассчитаем МДС обмотки возбуждения при номинальном режиме
Определим число витков обмотки возбуждения на один полюс
Номинальный ток возбуждения:
Число витков обмотки возбуждения
Обмотки машины постоянного тока. Коммутация
По данным для вычерчивания развернутой схемы якоря определим: тип обмотки и шаги обмотки по якорю и коллектору.
По расчетным данным вычертим схему обмотки якоря расставим главные полюса и щетки на коллекторе с указанием их полярности для соответствующего режима работы машины.
Число простых обмоток (число ходов обмотки) m – 1;
Число полюсов 2p – 6;
Число параллельных ветвей 2a– 2;
Число коллекторных пластин K – 22;
1 Определим тип обмотки и шаги обмотки по якорю и коллектору:
Характерные признаки простых волновых обмоток:
не требуется применение уравнителей I рода.
; (знак “-“ - неперекрещивающаяся левоходовая обмотка)
Обмотка: простая волновая
y1 = K2p + = 226 + = 4;
y2 = y – y1 = 7 – 4 = 3;
Секции простой волновой неперекрещивающейся обмотки
2 По известным шагам начертим схему обмотки якоря расставим главные полюса и щетки на коллекторе:

Обмотка черно белая.dwg