Лекции.Орг


Поиск:




Основные размеры электродвигателя




Введение

Проектирование электрической машины состоит из расчета и конструирования. Расчет машины в общем представляет собой математическую неопределенную задачу со многими решениями, так как число определяемых неизвестных больше числа уравнений, связывающих их. Вследствие этого в процессе расчета электрической машины приходится задаваться определенными значениями некоторых исходных электромагнитных и конструктивных величин, базируясь на опыте построенных машин, которые по ходу расчета проверяются и корректируются.

Результаты расчета электрической машины достаточно хорошо согласуются с опытом лишь при проектировании машин средней и большой мощности. В этом случае расчетные данные могут расходиться с соответствующими опытными значениями построенной машины в среднем на ±10 %. Расхождение между расчетными и опытными данными машины вызывается в основном непостоянством свойств применяемых в ней магнитных материалов и неизбежными погрешностями технологического процесса ее изготовления.

Еще менее точным оказывается расчет электрических машин малой мощности в диапазоне от долей ватта и до нескольких сотен ватт, так как в этих машинах относительно возрастают побочные явления (падения напряжения, отдельные потери и т.д.), не все поддающиеся точному расчету.

Электрические машины малой мощности применяются на практике преимущественно в качестве электродвигателей.

В настоящем учебном пособии дается систематизированный расчет асинхронных электродвигателей и электродвигателей постоянного тока последовательного и параллельного возбуждения в диапазоне мощностей от нескольких единиц до сотен ватт. Для облегчения расчета этих машин отдельные этапы расчета расположены в логической последовательности друг за другом с использованием основной системы единиц СИ.

Для расчета электрической машины малой мощности приводятся исходные данные в виде определенного задания на расчет.

Расчет машины заканчивается выполнением в масштабе поперечного сечения рассчитанного электродвигателя.


РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА МАЛОЙ МОЩНОСТИ

 

 

Основные размеры электродвигателя

Определение основных размеров – диаметра и длины пакета якоря – является одним из важнейших этапов расчета, так как правильно выбранные размеры якоря обеспечивают наиболее рациональное использование применяемых в машине материалов и более совершенную конструкцию ее в целом.

Якорь электродвигателя постоянного тока малой мощности представляет собой пакет, собранный из дисков, выштампованных из листовой электротехнической стали толщиной 0,5; 0,35 или 0,2 мм. Для определения основных размеров машины постоянного тока используется известная формула машинной постоянной.

Расчетная или внутренняя электромагнитная мощность Р a электродвигателей постоянного тока, равная произведению э.д.с. при нагрузке на ток якоря, может быть определена следующим образом [1]:

Вт, (1.1)

 

где - к.п.д. электродвигателя предварительно выбирается по кривым (рис. 1.1) в зависимости от полезной мощности P2.

Рис.1 Кривые к.п.д. электродвигателя постоянного тока в зависимости от полезной мощности на валу

 

при параллельном возбуждении

А, (1.2)

 


где – ток возбуждения.

 


Э.д.с. якоря электродвигателя. При нагрузке для продолжительного режима работы при параллельном возбуждении

(1.3)

В,


 

где .

Машинная постоянная определяет диаметр якоря машины и его расчетную длину в зависимости от расчетной мощности , частоты вращения , индукции в воздушном зазоре и линейной нагрузки якоря . Связь между этими величинами выражается следующим образом:

, (1.4)

 

 

где

 

-индукция в воздушном зазоре под полюсом при нагрузке, Тл,

-линейная нагрузка якоря, А/м,

-коэффициент полюсного перекрытия.

Индукция и линейная нагрузка выбираются в зависимости от отношений полезной мощности к частоте вращения (рис. 2)

В электродвигателях постоянного тока малой мощности отношение длины пакета якоря к его диаметру или диаметру расточки полюсов обычно находится в пределах:

(1.5)

 

 

Диаметр расточки полюсов и расчетная длина пакета якоря будут равны:

м, (1.6)

м, (1.7)

 


 

Окончательный диаметр якоря:

, (1.8)


 

где м

 

Рис.1.2 Кривые индукции в воздушном зазоре и линейной нагрузки якоря в зависимости от отношения полезной мощности к частоте вращения

 

Окружная скорость якоря

м/сек (1.9)

 

Полюсный шаг и расчетная полюсная дуга

м, (1.10)

 

м, (1.11)

 

 

где -число полюсов машины; в электродвигателях малой мощности обычно принимается:

-при мощностях до Вт;

-при мощностях свыше 200 Вт.

В электродвигателях постоянного тока малой мощности продолжительного режима работы длину воздушного зазора приближенно можно определить по формуле

м. (1.12)

 

 

это значение не должно отличиться от ранее выбранного более чем на 5 %

Следует отметить, что длина расчетной полюсной дуги маломощных машин, вследствие насыщения их тонких полюсных наконечников, обычно на меньше длины действительной полюсной дуги , поэтому

м, (1.13)

 

Частота перемагничивания якоря

Гц (1.14)


Обмотки якоря

 

 

В электродвигателях постоянного тока малой мощности при двухполюсном исполнении применяется простая петлевая обмотка, а при четырехполюсном - простая волновая обмотка якоря.

Вылет лобовой части обмотки по оси вала составляет

м (2.1)

 

Полезный поток полюса при нагрузке машины

Вб, (2.2)

 

 

Число проводников обмотки якоря

, (2.3)

 

где - число пар параллельных ветвей якорной обмотки.

При выборе числа пазов якоря в электродвигателях малой мощности необходимо учитывать следующие обстоятельства. Для ослабления явления «прилипания» якоря к полюсным наконечникам число пазов якоря у малых машин целесообразно выбирать нечетным.

Выбор числа пазов якоря, по опыту построенных электродвигателей малой мощности, можно производить по приближенному соотношению

(2.4)


с округлением до ближайшего целого нечетного числа.

В машинах малой мощности число коллекторных пластин

(2.5)

 

При этом обычно

при

или при

так как в последнем случае применяется простая волновая обмотка якоря, которая выполняется симметричной только при нечетном числе коллекторных пластин.

Число витков в секции обмотки якоря

(2.6)

 

Число проводников в пазу якоря

(2.7)

 

 

Для простой петлевой обмотки якоря первый, второй, результирующий частичные шаги по якорю в элементарных пазах, а также результирующий шаг по коллектору в коллекторных делениях соответственно равны

(2.8)

где - ноль или правильная дробь, делающая y1 целым числом.

 

 

После этого вычерчивается схема обмотки. Примеры выполненных схем обмоток показаны на рис. 2.1 и 2.2[2], где п.д. - пазовое деление, к.д. - коллекторное.

Рис. 2.1 Схема простой петлевой якорной обмотки

 

 

Линейная нагрузка якоря

А/м (2.11)

 

Полученная здесь величина не должна отличаться от ранее предварительно принятой более чем на ±5%.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-12-17; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 415 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Студенческая общага - это место, где меня научили готовить 20 блюд из макарон и 40 из доширака. А майонез - это вообще десерт. © Неизвестно
==> читать все изречения...

963 - | 918 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.01 с.