Расчет машины постоянного тока - Курсовая работа

В общем объеме производства электротехнической промышленности электрические машины занимают ведущее место, а поэтому эксплуатационные свойства новых электрических машин имеют важное значение для экономики России. При проектировании электрических машин конструктивные элементы должны быть рассчитаны так, что бы при изготовлении машины трудоемкость и расход материалов были наименьшими, а при эксплуатации они должны обладать оптимальными энергетическими показателями с учетом современного мирового уровня изготовления, а также требований государственных и отраслевых стандартов. Высокая трудоемкость расчетов электрических машин не позволяет проводить, исследования, оптимизировать различные параметры и характеристики, создавать реальные проекты электрических машин. Громоздкие расчетные формулы не дают возможности увидеть закономерности сложных процессов, протекающих в электрических машинах, а также создания высоконадежной техники на уровне лучших мировых образцов. В данном курсовом проекте производится расчет двигателя постоянного тока параллельного возбуждения без стабилизирующей обмотки, исполнения по степени защиты - IP22, по способу охлаждения - IC01, изоляция класса В, за основу принята машина постоянного тока серии 2П.двигатель постоянный ток обмотка якорь Номинальный ток (предварительное значение) определяется по формуле: (1.1) Ток якоря определяется по формуле: (1.2) где - коэффициент, который для машин мощностью от 10 - 100 КВТ берется в интервале 0,035 - 0,02; Наружный диаметр машины определяется из уравнения: (1.4) Линейная нагрузка якоря равняется ;Предварительное общее число эффективных проводников обмотки якоря: (2.2) Крайние пределы чисел пазов якоря: (2.3) где t1 - зубцовый шаг, крайние пределы которого определяются для различных высот вращения из следующих соотношений: h, мм 80-200 225-315 355-500 t, мм 10-20 15-35 18-40 Ориентировочно число пазов можно определить по формуле: (2.4) отношение Число эффективных проводников в пазу (целое число): (2.6) Число коллекторных пластин уточняют путем сравнения вариантов: Таблица 2.1 Варианты выполнения обмотки якоряПлощадь поперечного сечения обмотки, уложенной в один полузакрытый паз: (3.1) где - диаметр одного изолированного провода; - число элементарных проводников в одном эффективном; - число витков в секции; - число элементарных пазов в одном реальном; - коэффициент заполнения паза изолированными проводниками . Ширина зубца: (3.2) где - допустимое значение индукции в зубцах; КС - коэффициент заполнения пакета якоря сталью, КС = 0,95. Минимальное сечение зубцов якоря: (3.6) 3.1 Полузакрытые пазы овальной формы с параллельными сторонами зубцов Составляется эскиз пазов овальной формы по рис.Средняя длина полувитка обмотки якоря: (4.2) где-длина якоря, приближенно для машин без радиальной вентиляции . Сопротивление обмотки якоря при температуре 20 °С: (4.4)Высота спинки якоря (см. рис. Магнитная индукция в спинке якоря: (5.2) где - площадь поперечного сечения спинки якоря с учетом аксиальных каналов диаметром d. Предельно допустимое значение магнитной индукции в спинке якоря Bj=1.4?1.45 Тл. Ширина сердечника главного полюса: (5.4) Размеры главного полюса показаны на рис.Воздушный зазор: Коэффициент воздушного зазора, учитывающий наличие пазов на якоре: (7.1) Расчетная длина воздушного зазора: (7.2)Индукция в сечении зубцов якоря: (8.2)Магнитная индукция в воздушном зазоре Тл0,3050,4570,610,670,70,732 Магнитная индукция в зубцах якоря Bz=KZBD Тл 0,805 1,21 1,61 1,77 1,85 1,93 Напряженность магнитного поля в зубцах якоря Hz А/м 140 410 3600 11700 16400 23700 Магнитная индукция в спинке якоря Тл0,4650,69750,931,0231,06951,116 Магнитная индукция в воздушном зазоре между главным полюсом и станиной Вс п=Вг Тл 0,55 0,825 1,1 1,21 1,256 1, 32Толщина изоляции принимается приближенно при диаметрах якоря до . Сечение меди параллельной обмотки: (10.3) где-коэффициент запаса; - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления меди при увеличении температуры до 75 0С. Номинальная плотность тока принимается: (10.4)Принимается ширина щетки: (11.2) Поверхность соприкосновения щетки с коллектором: (11.3)МДС обмотки добавочных полюсов для машин постоянного тока без компенсационной обмотки находится в пределах: (12.1) Принимаем сердечник добавочного полюса длиной : при равной длине якоря Средняя длина витка обмотки добавочного полюса: (12.4) где - ширина катушки добавочного полюса; и - односторонний размер зазора между сердечником добавочного полюса и катушкой с учетом изоляции сердечника; при диаметрах якоря D до 0,5 м.Электрические потери в обмотке добавочных полюсов: (13.2) Электрические потери в переходном контакте щеток на коллекторе: (13.4) где - потери напряжения в переходных контактах Потери на трение щеток о коллектор: (13.5) где - давление на щетку ; - коэффициент трения щетки ; Потери в подшипниках и на вентиляцию: ПринимаемВ частности был произведен расчет главных размеров двигателя, выбрана и рассчитана обмотка якоря, произведен расчет и проверка магнитной цепи ма

Содержание

Введение

1. Выбор главных размеров

2. Выбор обмотки якоря

3. Расчет геометрии зубцовой зоны

4. Расчет обмотки якоря

5. Определение размеров магнитной цепи

6. Расчет сечения магнитной цепи

7. Средние длины магнитных линий

8. Индукция в расчетных сечениях магнитной цепи

9. Магнитное напряжение отдельных участков магнитной цепи

10. Расчет параллельной обмотки возбуждения

11. Коллектор и щетки

12. Расчет обмотки добавочных полюсов

13. Потери и КПД

Заключение

Список используемой литературы

В общем объеме производства электротехнической промышленности электрические машины занимают ведущее место, а поэтому эксплуатационные свойства новых электрических машин имеют важное значение для экономики России.

Проектирование электрических машин основано на знании процессов электромеханического преобразования энергии и опыта инженеров - электромехаников, умеющих применять вычислительную технику.

При проектировании электрических машин конструктивные элементы должны быть рассчитаны так, что бы при изготовлении машины трудоемкость и расход материалов были наименьшими, а при эксплуатации они должны обладать оптимальными энергетическими показателями с учетом современного мирового уровня изготовления, а также требований государственных и отраслевых стандартов.

Высокая трудоемкость расчетов электрических машин не позволяет проводить, исследования, оптимизировать различные параметры и характеристики, создавать реальные проекты электрических машин. Громоздкие расчетные формулы не дают возможности увидеть закономерности сложных процессов, протекающих в электрических машинах, а также создания высоконадежной техники на уровне лучших мировых образцов.

В данном курсовом проекте производится расчет двигателя постоянного тока параллельного возбуждения без стабилизирующей обмотки, исполнения по степени защиты - IP22, по способу охлаждения - IC01, изоляция класса В, за основу принята машина постоянного тока серии 2П.

Исходные данные: Номинальная мощность -

Номинальное напряжение -

Номинальная частота вращения -

Высота оси вращения -

Возбуждение параллельное без стабилизирующей обмотки. Исполнение по степени защиты - IP22, по способу охлаждения - самовентиляция (ICO1).

Режим работы - длительный. Изоляция класса нагревостойкости - В.

За основу конструкции принять машину постоянного тока серии П или 2П.