Выбор главных размеров и расчет параметров якоря. Магнитная система машин постоянного тока. Определение размагничивающего действия поперечной реакции якоря. Расчет системы возбуждения и определение потерь мощности. Тепловой и вентиляционный расчет.
Аннотация к работе
Исследование электромагнитных полей, проведенные в то время учеными, позволили преступить к созданию моделей для практического применения. Продолжительный период времени электрический генератор, и электрический двигатель развивались независимо друг от друга, и только в 70-х годах XIX в пути их развития объединились. Электрическая машина постоянного тока прошла 4 этапа развития: 1) магнитоэлектрические машины с постоянными магнитами; Начальный период развития электрических машин связан главным образом с постоянным током. Однако высокое напряжение в генераторах постоянного тока ухудшало работу коллектора и часто приводило к авариям.Основной недостаток машин постоянного тока - это более сложная, дорогая и менее надежная конструкция по сравнению с бесколлекторными машинами переменного тока.1.1 Определение главных параметров 1.1.2 Линейная нагрузка А, индукция в воздушном зазоре B?, коэффициент полюсного перекрытия ?? Минимум Ср. значение Максимум1.2.1 Ток якоряПринимаем . , Принимаем . Принимаем . Принимаем м. Расхождение полученного значения со значением, принятым в пункте 1.1.6, составляет <10%, что в пределах нормы., где КС=0.95 - коэффициент заполнения пакета якоря сталью при оксидировании, ВZД, Тл - допустимое значение индукции в зубце, принимаемое в зависимости от частоты перемагничивания, степени защиты и способа охлаждения. Частоту перемагничивания определим по формуле: , Гц. Принимаем значение допустимой индукции Тл. м. 1.4.2 Высота паза выбирается в соответствии с высотой оси вращения м. , где м - высота шлица паза. м.2.1.1 Величина воздушного зазора под главным полюсом , где м - ширина шлица паза, 2.1.5 Уточнение величины воздушного зазора 2.1.6 Предварительное значение ЭДС якоря где КД=0.9 - коэффициент, учитывающий падение напряжения в якорной цепи, ,В 2.1.7 Магнитный поток в воздушном зазоре2.2.2 Площадь сечения зубцовой зоны при овальной форме паза Сердечник якоря собирают из отдельных отштампованных листов электротехнической стали марки 2312, толщиной 0.5 мм., где , м - высота ярма сердечника якоря, , ,м. 2.3.4 По основной кривой намагничивания для стали 2312 определим напряженность магнитного поля в ярме сердечника якоря, где - коэффициент магнитного рассеяния главных полюсов, ,Вб. , где - коэффициент заполнения сердечника главного полюса сталью, ,м - длина сердечника главного полюса: , ,м. Сердечники главных полюсов собирают из штампованных листов анизотропной холоднокатаной электротехнической стали марки 3411, толщиной 1,0 мм. 2.4.4 По основной кривой намагничивания для стали 3411 определим напряженность магнитного поля в сердечнике главного полюса2.5.1 Магнитный поток в зазоре между станиной и полюсом 2.5.2 Площадь сечения зазора между станиной и полюсом2.6.1 Магнитный поток в станине с учетом его разветвления , где Тл - допустимое значение индукции в станине двигателя, выбирается в зависимости от степени защиты и способа охлаждения, ,м2. 2.6.4 По основной кривой намагничивания для стали Ст3 определим напряженность магнитного поля в станинеДля построения характеристик машины постоянного тока необходимо определить сумму МДС всех участков магнитной цепи при значениях потока в воздушном зазоре . Расчет характеристики намагничивания и переходной характеристики производится по приведенной в таблице 1 форме.2.1.8 Площадь сечения воздушного зазора S?=12.36·10-3, м22.2.2 Площадь сечения зубцовой зоны при овальной форме паза SZ=4.577099·10-3, м22.3.2 Площадь сечения ярма сердечника якоря Sj=4.38045·10-3, м22.4.2 Площадь сечения сердечника главного полюса SГ=9.3965·10-3, м22.6.2 Площадь сечения станины SC=3.581·10-3, м23.1.2 По переходной характеристике определим величины и : Тл, Тл.3.2.1 Необходимое значение МДС обмотки параллельного возбуждения: , , ,А , А. 3.2.2 Поперечное сечение проводников параллельной обмотки возбуждения: , где , - число параллельных ветвей параллельной обмотки возбуждения, в некомпенсированных машинах принимается равным , - коэффициент запаса, - толщина изоляции плюс односторонний зазор между катушкой и полюсом, принимаем равным , - средняя длина витка параллельной обмотки возбуждения, , где - ширина катушки обмотки возбуждения, м, , м, м2, Поперечное сечение проводников нормируется, получим: м2.3.3.3 Число витков последовательной стабилизирующей обмотки на один полюс: , где - число параллельных ветвей стабилизирующей обмотки, в некомпенсированных машинах принимается равным , . Принимаем число витков . Уточним значение МДС последовательной стабилизирующей обмотки: А. 3.3.4 Предварительное сечение проводников стабилизирующей обмотки: , где - плотность тока в последовательной стабилизирующей обмотке возбуждения, м2. Проводник выберем с прямоугольной формой сечения марки ПЭВП, со сторонами м и м.4.1.2 Коэффициент удельной проводимости пазового рассеяния для овального паза: , .4.2.1 Ширина щетки: , где ? - коэффициент щеточного перекрытия, назначим , м. Из условия, В, выберем графитные щетки марки 611М. Принимаем ширину щетки .4.3.1 Воздушный зазор под добавочным полюсом: , м.
План
Содержание
Введение
1 Выбор главных размеров и расчет параметров якоря
3.1 Определение размагничивающего действия поперечной реакции якоря
3.2 Расчет обмоток при параллельном возбуждении
3.3 Расчет обмоток при смешанном возбуждении
4 Оценка коммутационных параметров
4.1 Расчет коммутационных параметров
4.2 Расчет щеточно-коллекторного узла
4.3 Расчет магнитной цепи добавочных полюсов
4.4 Расчет обмотки добавочного полюса
5 Потери мощности и рабочие характеристики
5.1 Расчет потерь мощности
5.2 Определение номинальных параметров
6 Тепловой расчет
7 Вентиляционный расчет
Заключение
Использованная литература
Введение
электрический двигатель постоянный ток
Электромашиностроение начало развиваться с середины XIX в. Исследование электромагнитных полей, проведенные в то время учеными, позволили преступить к созданию моделей для практического применения.
Выдающиеся значение имели работы французского физика А. Ампера, английского физика М. Фарадея и русских ученых Э. Ленца, Б. Якоби и М. О. Доливо-Добровольского, работы которого дали мощный толчок использованию переменного тока. К началу XX в. стали вполне очевидными достоинства и широкие возможности использования в народном хозяйстве электрической энергии.
Продолжительный период времени электрический генератор, и электрический двигатель развивались независимо друг от друга, и только в 70-х годах XIX в пути их развития объединились.
Электрическая машина постоянного тока прошла 4 этапа развития: 1) магнитоэлектрические машины с постоянными магнитами;
2) машины с электромагнитами с независимым возбуждением;
3) электрические машины с самовозбуждением и элементарными якорями;
4) электрические машины с усовершенствованными якорями и многополюсными системами.
Начальный период развития электрических машин связан главным образом с постоянным током. Объясняется это тем ,что потребителями электрической энергии являлись установки, работающие исключительно на постоянном токе.
В 80-х годах прошлого столетия возникла необходимость передавать электроэнергию на расстояние. В 1882 г. были проведены первые опыты по передаче электроэнергии на постоянном токе. Однако высокое напряжение в генераторах постоянного тока ухудшало работу коллектора и часто приводило к авариям.Основной недостаток машин постоянного тока - это более сложная, дорогая и менее надежная конструкция по сравнению с бесколлекторными машинами переменного тока. Коэффициент полезного действия машин постоянного тока зависит от их номинальной мощности, и с ее возрастанием к. п. д. увеличивается. Для микромашин обычно к. п. д. ~60%, для машин мощностью свыше 100 КВТ к. п. д. превышает 90%.
Основным недостатком более простых в изготовлении и обслуживании двигателей переменного тока являются трудности регулирования их частоты вращения. Поэтому если в процессе эксплуатации требуется плавно регулировать частоту вращения двигателей в широких пределах, то применяют электродвигатели постоянного тока. Наряду с двигателями находят широкое применение и генераторы постоянного тока. Машины постоянного тока, как двигатели, так и генераторы, используют на транспорте, судах, самолетах, в схемах автоматики (в виде микродвигателей) и т. д. Генераторы постоянного тока применяют для питания двигателей постоянного тока, электролитических ванн, а также в качестве сварочных генераторов, в схемах автоматического управления в качестве усилителей электрических сигналов управления и тахогенераторов (датчиков частоты вращения) и др.