Приведение аналитического расчета коллекторного двигателя постоянного тока с возбуждением от феррит бариевых постоянных магнитов. Методы получения заданных технических параметров при лимитированном габарите и заданном тепловом режиме электродвигателя.
Коллекторные двигатели постоянного тока с возбуждением постоянными магнитами мощностью до 200 Вт находят широкое применение в системах электроприводов систем автоматики, робототехники и транспортных средств. Двигатели разрабатываются на напряжение 6 - 110 В и частотой вращения 1500 - 6000 об/мин. Для двигателей постоянного тока рассматриваемого диапазона мощности с диаметром корпуса 20 - 80 мм целесообразно использовать конструкцию с радиально расположенными магнитами.Рассчитать и разработать конструкцию двигателя постоянного тока малой мощности со следующими данными. Номинальное напряжение сети Uном = 110 В.Определение основных размеров двигателя (диаметра якоря D и длины якоря I?) является одним из важнейших этапов в ходе расчета двигателя, так как правильно выбранные размеры якоря обеспечивают требуемый тепловой режим, соответствующий выбранному классу нагревостойкости изоляции, и рациональное использование применяемых в машине материалов. Ток якоря в двигателе с возбуждением постоянными магнитами одновременно является током двигателя где значение КПД принимаем равным 67%, т.е. А/=120*102 А/м ?=1,3 где - коэффициент полюсного перекрытия, его значение выбирают из диапазона 0,6 - 0,7; =Bd - магнитная индукция в воздушном зазоре, принимается равной индукции магнита в оптимальной рабочей точке кривой размагничивания предварительно выбранной марки магнита (для феррит бариевых магнитов выбирают из диапазона 0,1-0,22 Тл); А1 - предварительное значение токовой линейной нагрузки, ее значение выбирают в диапазоне (70 - 200) 102 А, м при кратковременном и повторно - кратковременном режимах работы двигателя (большие значения соответствуют большей мощности);Конструктивно обмотка выполняется барабанной и двухслойной. Для четырехполюсной конструкции двигателя выбираем простую волновую обмотку с числом параллельных ветвей 2а=2 где 2а - число параллельных ветвей обмотки якоря. Предварительное общее число эффективных проводников обмотки якоря принимаем Число пазов якоря принимаем Предварительное число витков в секции обмотки якоря принимаем число витков в секции обмотки якоря равным округленному значению, то есть .Обмотку якоря электродвигателя постоянного тока малой мощности выполняют из круглого медного обмоточного провода с эмалевой изоляцией класса нагревостойкости «F» и укладывают в изолированные пазы якоря. Якорь выбираем со скосом пазов. Принимаем всыпную обмотку, с круглыми проводами, с эмалевой изоляцией класса нагревостойкости F. Предварительное значение плотности тока в обмотке якоря выбирают из диапазона из диапазона (5-20)*106 А/м2 при кратковременном режиме работы S2. Сечение и диаметр провода обмотки якоря а) предварительное значение площади поперечного сечения неизолированного провода б) окончательное значение площади поперечного сечения g, диаметр неизолированного провода d и диаметр изолированного провода dиз выбираем из таблицы Б.2 приложения Б /1/. g=0,1104*10-6 м2 , d=0,375*10-3 м, dиз=0,415*10-3 мВ электродвигателях постоянного тока малой мощности, как правило, применяют коллектор на пластмассе. Коллекторные пластины коллектора изготавливают из твердо тянутой меди и изолируют их друг от друга и от вала якоря пластмассой. Конструкция щеткодержателя должна обеспечить правильное положение щеток на коллекторе. Щетка должна выступать из втулки щеткодержателя на 1-2 мм. Для проектируемого электродвигателя выбираем коллектор на пластмассе.Для благоприятной коммутации необходимо выполнение соотношения или 0,01345<0,0135, условие выполняется. Удельная магнитная проводимость пазового рассеяния овального паза гдеПринимаем конструкцию магнитной системы проектируемого двигателя с отъемными полюсами, представляющую собой внешнее сплошное ярмо, выполненное из Ст 3, к которому крепятся постоянные магниты в виде скоб с радиальной намагниченностью без полюсных наконечников; сердечник якоря выбран зубцовым и набран из пластин электротехнической стали 1211 ГОСТ 21427.2-83 толщиной 0,5 мм с оксидированным изоляционным слоем. Длина воздушного зазора под полюсом принимаемХорошее совпадение расчетной кривой и справочной кривой намагничивания дает аппроксимация кривой намагничивания выражением где - значение индукции на соответствующем участке магнитной цепи Для основной кривой намагничивания Ст 3 коэффициенты имеют следующие значения: Ac=10,718; Dc=-6,931; Cc=610,718; ?c=1,205. Для основной кривой намагничивания электротехнической стали 1211 коэффициенты аппроксимирующего выражения имеют следующие значения: Ac=0,05; Dc=0,01; Cc=7,5; ?c=4,5. Удельная магнитная энергия, отдаваемая постоянным магнитом объемом во внешнюю цепь электродвигателя Определим действие поля якоря на положение рабочей точки магнита при прямолинейной коммутации и когда щетки находятся геометрической нейтрали. а) напряженность магнитного поля и индукции в рабочее точке магнита на сбегающем краю полюса где б) напряженность магнитного поля и индукция в рабочей точке магнита на набегающем краю полюсаМагнитный поток и магнитная индукция в воздушном зазоре
План
Содержание
Введение
1. Задание на проект и исходные данные
2. Основные размеры двигателя
3. Обмотка якоря
4. Размеры зубцов, пазов и проводников обмотки якоря
5. Коллектор и щетки
6. Коммутационные параметры
7. Магнитная система машины
8. Выбор и расчет постоянных магнитов
9. Потери и коэффициент полезного действия
10. Тепловой расчет электродвигателя
Заключение
Список использованных источников
Введение
Коллекторные двигатели постоянного тока с возбуждением постоянными магнитами мощностью до 200 Вт находят широкое применение в системах электроприводов систем автоматики, робототехники и транспортных средств. Двигатели разрабатываются на напряжение 6 - 110 В и частотой вращения 1500 - 6000 об/мин. Для двигателей постоянного тока рассматриваемого диапазона мощности с диаметром корпуса 20 - 80 мм целесообразно использовать конструкцию с радиально расположенными магнитами. При этом целесообразно применять волновую обмотку якоря, не требующую уравнительных соединений. Число полюсов рекомендуется выбирать в диапазоне 2 р = 2 - 6. Увеличение числа полюсов снижает размеры и массу ярма статора и якоря, но увеличивает магнитные потоки рассеяния и потери в стали изза увеличения частоты перемагничивания. Пазы якоря выбирают овальной или круглой формы, обеспечивающие постоянную толщину зубца не менее 2 мм.
Применение постоянных магнитов с высокой удельной энергией типа феррит бария позволяет улучшить массогабаритные, энергетические и стоимостные показатели двигателя постоянного тока.
Приведен аналитический расчет коллекторного двигателя постоянного тока с возбуждением от феррит бариевых постоянных магнитов, позволяющий получить заданные технические параметры при лимитированном габарите и заданном тепловом режиме электродвигателя. коллекторный двигатель тепловой магнит
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
