Введення
Двигуни постійногоструму володіють великою глибиною регулювання частоти обертання і зберігають увсьому діапазоні регулювання високий коефіцієнт корисної дії. Незважаючина те, що при традиційній конструкції вони в 2 - 3 рази дорожче асинхронних двигунів з короткозамкнутим ротором їх застосовують у всіх тих випадках, колиїх властивості мають вирішальне значення. Двигуни постійного струму знаходятьзастосування в металообробних верстатах, з їх допомогою приводяться в діюпрокатні стани (слябінги і блюмінги). Кранові двигуни знаходять застосування вприводах різних підйомних механізмів. Двигуни постійного струму широковикористовуються в електричній тязі, наприклад, на магістральних електровозах, вЯк робочі двигунів на тепловозах, на приміських електропоїздах, вметрополітенах, на трамваях, тролейбусах і т.д. Двигуни постійного струму використовуютьдля приводу в обертання гребних гвинтів на морських суднах. Вони використовуються вавтомобілях, тракторах, літаках та інших літальних апаратах, де єхарчування на постійному струмі.
В даному курсовому проектіпроведений розрахунок двигуна постійного струму на основі двигуна типу 2П.
Серія машин постійного струмуспроектована до 1974 року в повній відповідності з рекомендаціями Міжнародноїелектротехнічної комісії (МЕК). Серія охоплює висоти осі обертання від 90 мм до 315 мм і діапазон потужностей від 0,37 кВт до 200 кВт. Машини цієї серії призначені дляроботи в широко регульованих приводах.
У машинах серії, в порівнянні з машинамиінших серій, підвищена перевантажувальна здатність, розширено діапазонрегулювання частоти обертання, підвищена потужність на одиницю маси, поліпшенідинамічні властивості, зменшені шум і вібрації, збільшена надійність і ресурсроботи. В основу побудови серії машинпостійного струму був покладений габарит, а висота осі обертання.
Структура умовногопозначення машин постійного струму серії:
,
де 1 - назва серії:друга серія машин постійного струму;
2 - виконання за способомзахисту і вентиляції: - захищене зсамовентиляцією, - захищене знезалежною вентиляцією від стороннього вентилятора, - закрите із природнимохолодженням, - закрите із зовнішнімобдувом від стороннього вентилятора;
3 - висота осі обертання,мм;
4 - умовне позначеннядовжини сердечника якоря: -середня, - велика;
5 - буква за наявності вбудованоготахогенератора (в двигунах без тахогенератора - опускається);
6 - кліматичневиконання і категорія розміщення (регламентуються ГОСТ 15150-69 і ГОСТ 15543-70).
Двигуни постійногоструму серії призначені для роботивід мережі постійного струму або від тиристорних перетворювачів. Номінальненапруга якірного ланцюга 110, 220, 440 і 660 Вольт. У машинах з незалежнимзбудженням напруга джерела живлення обмотки збудження складає 110 Вабо 220 В.
Двигуни з висотою осіобертання і виконуються з двомаголовними полюсами, а при більшій висоті осі обертання - з чотирма полюсами.Двигуни серії виконуються зповним числом додаткових полюсів.
1. Визначення головнихрозмірів. Вибір електромагнітних навантажень
1.1 Визначення головнихпараметрів
1.1.1 Головними розмірамимашини постійного струму є зовнішній діаметр якоря D і розрахункова довжинасердечника l Оґ .
Зовнішній діаметр якоря Dвизначається заданою висотою осі обертання
[1], стр. 339, і віндорівнює
D = (h - 0,004) = 0,221 м(1.1)
1.1.2 Згіднорекомендації малюнка 8.9 [1] і малюнка 8.8 [1] вибираємо значення магнітноїіндукції в повітряному зазорі Тл і лінійної навантаження А/м. Згідно малюнку 8.7 [1] розрахунковий коефіцієнтполюсного перекриття залежно від діаметра якоря приймаємо.
Розрахунковаелектромагнітна потужність:
, (1.2)
де кВт - номінальна потужністьдвигуна,
Попереднє значенняККД електродвигуна вибираємо
по рис. 8-6 [1]: О· = 0,86
Вт
1.1.3 Визначаємо довжинусердечника якоря:
, (1.3)
де - номінальна частотаобертання ротора,
мм - діаметр якоря.
м.
Довжина магнітопроводу якоря дорівнює розрахунковій довжинімашини.
1.1.4 Визначаємо відношеннядовжини магнітопроводу якоря до його діаметра:
(1.4)
.
Отримане О»задовольняє умові
1.2 Вибір типу обмотки якоря
1.2.1 Попереднєзначення номінального струму двигуна:
, (1.5)
де В - номінальна напруга.
А.
1.2.2 Для вибору типуобмотки якоря двигуна постійного струму паралельного збудження необхіднозначення номінального струму якоря.
Попереднє значенняномінального струму якоря:
, (1.6)
де - коефіцієнт, що визначаєвідношення струму збудження до струмуякоря, за таблицею 8-10 [1]
,
А.
Виходячи із прийнятого числаголовних полюсів і попереднього значення струму якоря, приймаємо простухвильову обмотку. Число паралельних гілок.
1.2.3 Струм паралельноїгілки обмотки якоря, А:
, (1.7)
А.
1.3 Визначенняобмотувальних даних
1.3.1 Попереднє значення числа провідниківобмотки якоря:
, (1.8)
.
1.3.2 При висоті осіобертання мм, Зубцова поділ мм.
[1] стор 342
Визначаємо число пазівякоря:
, (1.9)
,
.
Вибираємо.
1.3.3 Зубцова поділ
; (1.10)
м.
1.3.4 Число ефективних провідників в пазу:
, (1.11)
.
Приймаємо,уточнюємо
1.3.5. Діаметр колектора
; (1.12)
.
Приймаємо.
1.3.6 Для того щоб обмотку виконати симетричною,необхідно число елементарних пазів в одному реальному прийняти непарним числом.Число витків у секції:
, (1.13)
1.3.7 Число колекторних пластин:
, (1.14)
1.3.8 Середня напруга між колекторними пластинами,В:
, (1.15)
Результати розрахунку виконання обмотки при різнихзначеннях доцільно занести втаблицю 1.
Таблиця 1 - Результатирозрахунку виконання обмотки при різних значеннях
w c
1
2
27
10
70,4
3
81
81
3
21,7
5
135
135
2
14,1
Вибираємо варіант з.
1.3.9 Уточнюємо число провідників обмотки якоря:
, (1.16)
.
1.3.10 Визначаємо число витків обмотки якоря:
, (1.17)
.
1.3.11 Перший частковий крок обмоткиприймається близьким полюсного поділу:
,, (1.18)
де Оµ - коефіцієнтподовження кроку обмотки;
1.3.12 Крок по колекторуі другий частковий крок
, де p - число полюсів (1.20)
(1.21)
1.3.13 Уточненалінійне навантаження
; (1.22)
А/м.
1.3.14 Уточнюємо довжинуповітряного зазору
; (1.23)
м.
1.3.15 Щільність струму вобмотці якоря
, (1.24)
де - попередньо заданийза довідником значення для класу нагрівостійкості В.
А/м 2 .
1.3.16 Поперечний перетинефективного провідника
; (1.25)
м 2 .
Так як отриманезначення q a > 1,094 мм 2 , розіб'ємопровідник на 5 елементарних провідника. Отримане переріз провідниканормується. Маємо n ЕЛ = 5, м 2 ,м, м.
Перетин ефективногопровідника
м 2 .
1.3.17 Опіробмотки якоря
, (1.26)
де m t - т...
