Расчет параметров тягового электродвигателя 
Удельная магнитная проводимость паза определим по формуле:
(53)
где ?S - длина лобовых частей обмотки якоря, определяется по формуле:
?S = 1,2…1,3. (54)
Подставляя численные значения, получаем:
?S = 1,244 = 52,8 см.
Тогда подставляя численные значения в (53) , получаем:
Средняя величина реактивной ЭДС за период коммутации будет:
(55)
Подставляя численные значения, получаем:
Шаг по коллектору, равный результирующему шагу по элементарным пазам Zэ = К, определяется так:
Для улучшения коммутации и уменьшения расхода меди обмотки якоря ТЭД выполняют укороченными.
Шаг по реальным пазам
(56)
где п - пазовое укорочение шага.
Подставляя численные значения, получаем:
Первый частичный шаг по элементарным пазам
(57)
Подставляя численные значения, получаем:
Второй частичный шаг по элементарным пазам
(58)
Подставляя численные значения, получаем:
Сопротивление обмотки якоря при 20 С
(59)
где - удельное электрическое сопротивление меди при 20 С,
= 0,0175 Оммм2/м;
la - суммарная длина проводников одной параллельной ветви обмотки,
которая определяется по формуле:
(60)
где ?п - полная длина одного проводника обмотки, которая определяется по
формуле:
(61)
Таким образом,
Тогда подставляя численные значения в (60) и (59) , получаем:
Шаг уравнительных соединений в коллекторных делениях:
укр = К/р = 248/2 = 124.
Площадь сечения уравнителя определим по следующей формуле:
Sу = 0,3…0,35Sа. (62)
Подставляя численные значения, получаем:
Sу = 0,322,04 = 6,61 мм2.
Толщину проводника уравнителя принимаем равной толщине проводника обмотки якоря, что упрощает соединение уравнителя с коллектором.
2.1 Расчет коллекторно-щеточного узла
Число щёткодержателей обычно равно числу главных полюсов.
Контактная площадь щёток одного щёткодержателя
(63)
где jщ - допускаемая плотность тока под щёткой, А/см2.
В зависимости от типа и характеристик щёток
jщ = 9 18 А/см2. (64)
По рекомендациям , выбираем щётку марки ЭГ74АФ. Допускаемое давление на щётку 15 21 кПа, падение напряжения 2,3 В, jщ = 15 А/см2. Тогда
Наиболее важно правильно выбрать ширину щётки, которая влияет на ширину зоны коммутации, а последняя на степень использования активного слоя машины.
Из практики электромашиностроения установлено, что приемлемая величина щёточного перекрытия
(65)
где bщ - ширина щётки, мм.
Отсюда
bщ = tк. (66)
Обычно для тяговых двигателей
= 2,5 6. (67)
Принимаем = 4, тогда
bщ = 44 = 16 мм.
Принимаем bщ = 16 мм.
Ширину зоны коммутации определяют по известной формуле
(68)
где к - укорочение обмотки в коллекторных делениях;
tк - коллекторное деление, пересчитанное на окружность якоря, мм,
(69)
(70)
Подставляя численные значения, получаем:
Тогда подставляя численные значения в (68), получаем:
Максимально допустимая ширина щётки
(71)
Выполняем щётку разрезной; принимаем стандартную ширину щётки по ГОСТ 12232-89; bщ = 225 мм.
Общая длина щёток одного щёткодержателя
(72)
Для уменьшения инерционности щёток, их чувствительности к вибрациям и геометрии коллектора щётки следует принимать меньшей длины и массы, поэтому их делят по длине на Nщ щёток. Принимаем Nщ = 2.
Намечаемая длина щётки
(73)
По ГОСТ 12232-89 принимаем ?щ = 60 мм.
Плотность тока в щётке
(74)
Подставляя численные значения, получаем:
Полученная величина плотности тока в щётке входит в заданный диапазон для выбранной марки щётки, т. е. выбранная марка щётки удовлетворяет условию по коммутации.
Рабочая длина коллектора
(75)
где ?1 - толщина перемычки щёткодержателя между “окнами” щёток, ?1 = 4 мм;
rкр - радиус закругления краёв рабочей поверхности коллектора, rкр = 2 мм;
?2 - допуск на осевое перемещение якоря, ?2 = 2 мм;
Подставляя численные значения, получаем:
Достаточность рабочей длины коллектора для его охлаждения оценивается по эмпирической формуле без учёта механических потерь
(76)
Подставляя численные значения, получаем:
Остальные размеры коллектора: ширину канавки у петушков для выхода шлифовального круга и фрезы для продорожки ?кн и ширину петушков коллектора ?пт принимают по опыту проектирования ТЭД: ?кн = 10 мм; ?пт = 20 мм.
Тогда общая длина коллекторных пластин
Lко = Lк + ?кн + ?пт , (77)
Подставляя численные значения, получаем:
Lко = 156 +10 + 20 = 186 мм.
2.4 Разборка эскиза магнитной цепи
Основной магнитный поток, с целью проверки правильности расчёта, определяем по двум формулам:
Фд дл = B?а10-4; (78)
(79)
Обычно Ед дл = (0,95 0,96)Uд дл.
Подставляя численные значения, получаем:
Сердечник якоря.
Принимаем восьмигранную форму остова, 2р = 4.
Эффективная высота сечения сердечника (ярма) якоря
(80)
где Кс - коэффициент заполнения сердечника сталью, учитывающий изоляцию
между листами сердечника якоря; Кс = 0,97;
Ва - индукция в сердечнике якоря, Ва = 1,5Тл.
Подставляя численные значения, получаем:
Так как в сердечнике якоря имеются вентиляционные каналы, поэтому конструктивная высота сердечника якоря будет больше в радиальном направлении на величину, определяемую по эмпирической формуле:
(81)
где dк - диаметр вентиляционных каналов, dк = 3 см;
mк - число рядов каналов; mк = 3.
Подставляя численные значения, получаем:
Каналы размещают в шахматном порядке с шагом внешнего ряда 9 см.
Внутренний диаметр сердечника якоря
(82)
Подставляя численные значения, получаем:
Так как Dа = 56 см, то, руководствуясь рекомендациями , втулку якоря не применяем.
Воздушный зазор под главными полюсами машины.
Этот размер оказывает большое влияние на эксплуатационные характеристики двигателя.
Воздушный зазор под серединой полюса
0 = (0,012 0,015)Da; (83)
Подставляя численные значения, получаем:
0 = 0,012560 = 8,4 мм.
При эксцентричном воздушном зазоре эквивалентный зазор э связан с зазорами под серединой полюса 0 и под краем кр зависимостью:
(84)
Задаёмся отношением откуда
кр = 28,4 = 16,8 мм,
Тогда подставляя численные значения, получаем:
Сердечник главного полюса.
Считаем, что действительная полюсная дуга bp равна расчётной b. Следовательно
bp = , (85)
Подставляя численные значения, получаем:
bp = 0,6244 = 27,3 мм.
Площадь сечения сердечника полюса
(86)
где Вт - индукция в сердечнике полюса, Вт = 1,7 Тл;
- коэффициент рассеивания поля главных полюсов, = 1,1.
Подставляя численные значения, получаем:
Ширина сердечника полюса
(87)
где Кс - коэффициент заполнения сердечника полюса сталью, Кс = 0,97;
Подставляя численные значения, получаем:
Для того, чтобы катушка главного полюса не касалась сердечника якоря, принимаем высоту выступа = 0,5 см.
Индукция в роге сердечника должна быть
Врог 2 2,2 Тл. (88)
(89)
где bc, ab - отрезки;;
Подставляя численные значения, получаем:
Ширина опорной полочки для катушки
bоп = (0,15 0,2)bт, (90)
Подставляя численные значения, получаем:
bоп = 0,218,3 = 3,7 см.
Высота сердечника полюса
hт = (0,2 0,25), (91)
Подставляя численные значения, получаем:
hт = 0,244 = 8,8 см.
Станина (остов) двигателя.
Принимаем восьмигранную форму остова. Наибольшая ширина остова
Вд max 2Ц - dо + 2tст - 1, (92)
где tст - подрез остова в месте расположения МОП, tст = 2,5 см;
Подставляя численные значения, получаем:
Вд max = 259 - 23,5 + 22,5 - 1 = 98,5 см.
Длина утолщённой части остова принимается наименьшей из значений
?ст = ?а +0,8, (93)
?ст = 2,3?а, (94)
Подставляя численные значения, получаем:
?ст = 44 + 0,844 = 79,2 см,
?ст = 2,344 = 101,2 см.
Принимаем ?ст = 79,2 см.
Площадь поперечного сечения станины
(95)
где Вст - индукция в станине, Вст = 1,55 Тл;
Подставляя численные значения, получаем:
Толщину станины в месте расположения главных полюсов hст делают больше, чем под добавочными - hст, так как по остову у главных полюсов замыкается не только основной поток, но и поток рассеяния.
Таким образом
(96)
Подставляя численные значения, получаем:
(97)
Подставляя численные значения, получаем:
Проверяем размер Вд.
Вд = Da + 2(010-1 + hт + hст), (98)
Подставляя численные значения, получаем:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
|
