Проектирование тяговых электрических машин постоянного и пульсирующего тока - Курсовая работа

Данный курсовой проект выполняется для развития навыков самостоятельного решения инженерных задач на основе теоретических положений о выборе параметров и конструировании тяговых электрических машин и перспективных направлений в развитии тягового электропривода.Двигатель с компенсационной обмоткой. Двигатель постоянного тока, с опорно-осевой подвеской, для электровоза. Скорость движения электровоза в номинальном режиме VH = 57км/чДиаметр большого зубчатого колеса м. Принимаем двустороннюю передачу.Расстояние между центрами зубчатых колес , где kj =1,01 - коэффициент коррекции зацепления. м. Максимальная частота вращения якоря об/мин.По этим условиям в рассчитываемой машине принята простая петлевая обмотка, и тогда ток параллельной ветви равен Исходя из допустимого значения напряжения между соседними коллекторными пластинами и пазового деления t1=2,2-3,5 см, после нескольких попыток, учитывая условия симметрии обмотки: z/a; К/а; 2p/a должны быть равны целым числам, принимаем: z = 87 (число пазов); (число элементарных пазов в реальном пазу). При определении плотности тока по критерию тепловой нагрузки Kq активного слоя якоря - значение линейной нагрузки А должно соответствовать рекомендованным значениям, приведенным в [2]. Ориентировочно определяем глубину паза м и ширину зубца, приняв индукцию на 1/3 высоты зубца от дна паза см. По данным, приведенным в [1], выбираем проводник обмотки с размерами 1,8 x 7,4 сечением (с учетом закруглений) 13 мм , марки ППИПК-З - медный, прямоугольный изолированный полиэмидно-фторопластовой пленкой с двухсторонней толщиной изоляции класса Н - 0,35 мм.Принимаем ближайший нормализованный диаметр см. Возможность сжатия миканитовых прокладок между коллекторными пластинами оценивается коэффициентом Ширина щетки ограничивается допустимой шириной коммутационной зоны; принимаем предварительно см. На коллекторе устанавливаем две щетки по окружности коллктора 2 x 10 и две щетки по длине 3 x 40 NЩ = 3. Длина рабочей части коллектора мм, где - учитывает расстояние между щетками по длине коллектора с добавлением на шахматное расположение щеток по коллектору и расстояние от краев коллектора до щетокЗазор под дополнительными полюсами со стороны якоря выполняется на 2 - 4 мм большим, чем под главными полюсами. Учитывая, что Bwm - индукция в сердечнике дополнительного полюса, а при выходе из сердечника в станину часть потока рассеивается и индукция уменьшается, для расчета намагничивающей силы, преодолевающей сопротивление второго воздушного зазора, принимается Т, т.е. в 2,4 раза меньше, чем в сердечнике. Для снижения вероятности возникновения кругового огня на коллекторе при резких повышениях тока и уменьшения потока рассеяния дополнительных полюсов между станиной и дополнительными полюсами выполняется второй зазор приблизительно равный первому зазору. Первые две составляющие намагничивающей силы дополнительного полюса отражают падение магнитного потенциала в зазорах, третья составляющая - связана с компенсацией поля якоря, четвертая - с наличием компенсационной обмотки (значение определяется при расчете главной магнитной цепи). При вычерчивании эскиза магнитной цепи необходимо учесть, что оси пазов компенсационной обмотки выполняются параллельными оси соответствующего дополнительного полюса; воздушный зазор между якорем и главным полюсом - равномерный; геометрическая полюсная дуга см.Намагничивающая сила воздушного зазора Намагничивающая сила зубцов якоря Намагничивающая сила спинки сердечника якоря при индукции 1,26 T и напряженности магнитного поля по рис. Намагничивающая сила на станину Напряженность магнитного поля 5000 А/м по кривой намагничивания электротехнической стали якоря (полюса с компенсационной обмоткой выполняются из той же стали, что и якорь) [2, рис.Сечение проводников катушки главного полюса мм , где = 4,6 А/мм2 - плотность тока в катушке. Выбираем провод с размерами а x b = 18 x 6,5 сечением 117 мм . Средняя длина витка для катушки в виде винтовой спирали см. Таблица 3 Размеры катушки главного полюса, выполненной в виде винтовой спирали Выбираем провод с размерами x = 13,5 x 12,5 сечением 168 ммРасчет кривой намагничивания производится для номинального магнитного потока и для . Расчет сведен в таблицу 6. Расчет скоростной характеристики при ослабленном поле приведен в табл.7. Расчет к.п.д. производится для полного (b=1) и ослабленного (0,48) поля. Расчет потерь и к.п.д. сведен в таблицы 8 и 9 при полном поле и в таблицы 10 и 11 при ослабленном поле.Масса меди, кг: Обмотка якоря 76,61 Обмотка дополнительных полюсов 69,7 Обмотка главных полюсов 176 Главные полюса 372,3 Анализируя полученные удельные показатели, можно сделать вывод, что масса спроектированного двигателя находится на уровне средних современных показателей.Тепловой расчет выполняется для номинального (часового) и длительного режимов работы двигателя. A перегрев обмотки якоря составит 140 . При этом потери в обмотке якоря будут равны При расчете добавочных потерь в стали половина их, оцениваемая коэффициентом , о