Разработка конструкции двигателя постоянного тока - Курсовая работа

Почти вся электрическая энергия вырабатывается электрическими машинами. Но электрические машины могут работать не только в генераторном режиме, но и в двигательном, преобразуя электрическую энергию в механическую. Обладая высокими энергетическими показателями и меньшими, по сравнению с другими преобразователями энергии, расходами материалов на единицу мощности, экологически чистые электромеханические преобразователи имеют в жизни человеческого общества огромное значение. При проектировании электрической машины приходится учитывать большое количество факторов, от которых зависят ее эксплуатационные свойства, заводская себестоимость и надежность в работе. При проектировании выбор материалов, размеров активных и конструктивных частей машины должен быть технически и экономически обоснован.?н - предварительное значение КПД двигателя назначаем в зависимости от его мощности по [рис1.1]. Определяем предварительное значение номинального тока: Ток якоря: где значение коэффициента выбираем из табл.1.1., =0,042 Определяем электромагнитную мощность двигателя: Диаметр якоря D можно принять равным высоте оси вращения: Определяем наружный диаметр якоря DH, м: -Ток параллельной ветви равен: Определяем предварительное общее число эффективных проводников обмотки якоря: Крайние пределы чисел пазов якоря: , где t1 - зубцовый шаг, граничные значения которого зависят от высоты оси вращения. Тогда: Ориентировочное число пазов якоря: где отношение определяется по табл.2.1 Принимаем Nп=18, тогда число проводников в обмотке якоря определяется как . Т.к. диаметр якоря до 200 мм, пазы якоря выполняем полузакрытыми овальной формы, зубцы с параллельными стенками. Выбор такой конструкции обусловлен тем, что обмотка якоря таких машин выполняется всыпной из эмалированных медных проводников круглого сечения, образующих мягкие секции, которые легко можно уложить в пазы через сравнительно узкие шлицы.Площадь поперечного сечения обмотки, уложенной в один полузакрытый паз: где DИЗ = 1,785 мм - диаметр одного изолированного провода; КЗ = 0,7 - коэффициент заполнения паза изолированными проводниками. Тогда: Высоту паза предварительно выбираем по рис 3.1 в зависимости от диаметра якоря: НП = 25 мм Ширина шлица ВШ должна быть больше суммы максимального диаметра изолированного проводника и двухсторонней толщины пазовой изоляции. Большой радиус паза: Меньший радиус паза: Расстояние между центрами радиусов: Минимальное сечение зубцов якоря: Предварительное значение ЭДС: ЕН = КД•UH где КД = 0,9 - выбирается в зависимости от мощности двигателя по табл.1.1.Длина лобовой части витка при 2р = 4: Средняя длина полувитка обмотки якоря: la ср = (lп lл), м где lп ? l? = 0,103 - длина якоря приближенная для машин без радиальной вентиляции, м Сопротивление обмотки якоря при температуре t = 20 ?С: Сопротивление обмотки якоря при температуре t = 75 ?С: Rda = 1,22Ra = 1,22?0,351 = 0,428 ОмПредварительное значение внутреннего диаметра якоря и диаметра вала: Высота спинки якоря: Магнитная индукция в спинке якоря: где - площадь поперечного сечения спинки якоря; В таком случае делаем перерасчет внутреннего диаметра якоря Do: Принимаем сталь марки 3411 толщиной 0,5 мм, у которой известноДлина стали якоря: Минимальное сечение зубцов якоря из п.3.7: S =0,0035 мКоэффициент воздушного зазора, учитывающий наличие пазов овальной формы на якоре: Расчетная длина воздушного зазора: Зубцы якоря для пазов овальной формы: Спинка якоря: Сердечник главного полюса: Lr = hr = 0,049 мИндукция в воздушном зазоре: Индукция в сечении зубцов якоря: Индукция в спинке якоря: Индукция в сердечнике главного полюса: Для стали 3411 допустимое значение ?1,5 Тл.Магнитное напряжение воздушного зазора: Коэффициент вытеснения потока: Магнитное напряжение зубцов якоря: FZ = HZLZ = 8900·0,0241 = 214,5А Магнитное напряжение спинки якоря: Fj = HJLJ = 1000·0,0534 = 53,4 А Магнитное напряжение сердечника главного полюса: Fr =2HRLR = 2•310·0,049 = 30,3 А Магнитное напряжение воздушного зазора между главным полюсом и станиной: FC.П = 0,8·Br·LC.П•106= 0,8·1,38·0,000121·106 = 133,9 А Магнитное напряжение станины: FC = HCLC = 1590·0,14 = 222,6 А Суммарная МДС на пару полюсов: F? = F? FZ Fj Fr FC.П FC = 5357 214,5 53,4 30,3 133,9 222,6 = 6011,7 А МДС переходного слоя: F?ZJ = F? FZ Fj = 5357 214,5 53,4= 5624,9 A Аналогично производится расчет для потоков равных 0,5; 0,75; 0,9; 1,1; 1,15 от номинального значения. Результаты расчета сведены в таблицу 1. 3 Магнитная индукция в воздушном зазоре Тл 0,327 0,490 0,588 0,654 0,719 0,752 14 Магнитное напряжение серд. глав. полюса Fr = 2HRLR А 9,7 18,8 25,0 30,3 39,4 48,2По переходной характеристики определяем: Fqd = 38,3 А. Необходимая МДС параллельной обмотки: FB = F? Fqd = 6011,7 38,3 = 6050 А Средняя длина витка катушки параллельной обмотки: lcp.в. m = 1,22 - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления меди при увеличении температуры до 75?С.

Содержание

Введение

Исходные данные

1. Выбор и расчет главных размеров двигателя

2. Выбор обмотки якоря

4. Расчет обмотки якоря

3. Расчет геометрии зубцовой зоны

5. Определение размеров магнитной цепи

6. Расчетные 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. Потери и КПД

Заключение

Список литературы двигатель якорь зубцовый магнитный