Курсовая работа: Электродвигатель постоянного тока мощностью 400 Вт для бытовой техники
1,1/11000000= 0,000000100 м2.
Принимаем по табл. П3.1
[] проводник марки ПСД: по ГОСТ диаметр голого провода dг=0,000355 м;
диаметр изолированного провода = 0,000395 м; сечение элементарного
проводника =
0,000000099 ;
число элементарных проводников = 1 ,
тогда сечение
эффективного проводника
1∙0,000000099=0,000000099 м2.
Уточняем значение
плотности тока в обмотке якоря
= 1,1/0,000000099=11111111 A/м2
3.3 Расчет геометрии
зубцовой зоны
Высота паза якоря (согласно
опыту построенных машин) составляет
=(0,24…0,35)∙ 0,073 =(0,018…0,026)
Принимаем 0,020 м.
Ширина зубца по (10.11)
[2].
Частота перемагничивания
стали зубцов
=(2/2)∙3000/60=50 Гц.
Допустимое значение индукции в стали
зубца (по технологическим условиям принимается в пределах 1,3…1,5 Тл),
принимаем для уменьшения потерь в стали якоря при частоте перемагничивания 50 Гц 1,3 Тл.
0,44× 0,0088/1,3/∙0,95= 0,0031 м,
Размеры паза в штампе принимаем согласно стр. 293 [1].
Принимаем
ширину шлица паза (табл.8.14) 0,002 м;
высоту шлица
паза (cм. рис.3.1) 0,0005 м.
Принимаем толщину клина 0,0005 м.
Исходя из условия паралельности граней, находим:
b2=(pD-2hп)/Z1-bz1=3,14×( 0,073-2×0,02)/26)- 0,0031
= 0,0009 м = 0,9 мм;
b1=p (D-2hш1
-2hк)/ Z1-bz1=3,14( 0,073-2×0,0005-2∙0,0005)/ 26-
- 0,0031 = 0,0055м
=5,5 мм;
по (8.44)- (8-45) [1] (=300)
hпк=hп-hш1- hк=0,02-0,0005-0,0005 = 0,0190 м =19 мм.
Рис.3.2.
Паз якоря
Согласно табл. 8.12. [1] припуск по ширине паза на
сборку: 0,0001 м. припуск по
высоте паза на сборку 0,0001 м.
Размеры паза в свету по (8.42) [1] с учетом припусков
на сборку = 0,0055-0,0001=0,0054 м=5,4 мм;
= 0,0009-0,0001=0,0008
м=0,8 мм;
= 0,0190-0,0001=0,0189
м=18,9 мм.
Площадь поперечного сечения трапецеидального паза, в
котором располагается обмотка, корпусная изоляция и прокладки (см. табл. 3.1.)
Высота паза без шлица по (8.44)
=0,0189-0,0005=0,0184 м.
Площадь поперечного сечения трапецеидального паза, в
котором располагается обмотка, корпусная изоляция и прокладки (8.43)
=(0,0054+0,0008)/2·0,0184= 0,0000570 м2.
Односторонняя толщина изоляции в пазу поз.1, рис.3.1 0,00045м.
Площадь поперечного сечения корпусной изоляции по
(8.42) [1] согласно рис.3.1 и табл. 3.1( поз.1 и поз.2)
=0,00045∙ (2×0,0189+0,0054+0,0008)= 0,00001980 м2 =19,8 мм2,
Площадь поперечного сечения паза, которая остаётся
свободной для размещения проводников обмотки по (8.48) [1]
=(0,0054+0,0008)×0,0189/2- 0,00001980=0,00003879=38,79
мм2.
Коэффициент заполнения паза изолированными
проводниками определяем из 10.21 [2] :
(0,0003952×96×1)/38,79= 0,39,
что
удовлетворяет требованию технологичности изготовления обмотки, который должен
находится в пределах не более 0,68...0,72 (см. стр. 147 [2]).
Таблица 3.1 Изоляция класса В обмотки статора
Позиция |
Материал |
Число слоёв |
Односторонняя толщина изоляции |
Наименование, Марка |
Толщина, мм |
1 |
Изофлекс |
0,2 |
1 |
0,2 |
2 |
Клин (стеклотекстолит) |
1,5 |
- |
1,5 |
Рис. 3.3. Изоляция класса В обмотки статора
Минимальное сечение
зубцов якоря по табл.10.16 [2]
(26/2)×0,72× 0,0031×0,044×0,95= 0,001213 м2,
где 0,95 - коэффициент
заполнения магнитопровода якоря сталью.
Для магнитопровода
принимаем сталь 2013.Уточняем индукцию в сечении зубцов:
0,00165/ 0,001213= 1,36 Тл.
3.4 Расчет обмотки
якоря
Средняя длина лобовой
части витка при =2
0,115=0,081 м.
Средняя длина витка
обмотки якоря по (10.22) [2]
а) =0,044 м;
б)2×(0,044+0,081)=0,25 м.
Полная длина проводников
обмотки якоря
2496×0,25=312 м.
Сопротивление обмотки
якоря при J=20°С
312,0/(57×106× 0,000000100×(2)2)=13,68 Ом.
Сопротивление обмотки
якоря при J=75°С для изоляции класса В
1,22×13,68= 16,69 Ом.
Масса меди обмотки якоря
по (10.26) [2]
8900× 312,0× 0,000000100= 0,278 кг.
Расчет шагов обмотки:
а) шаг по коллектору и
результирующий шаг
;
б) первый частичный шаг
52/2-= 26;
в) второй частичный шаг
51- 26=25.
Практическая схема
обмотки приведена на рис. 3.4.
3.5 Коллектор и щетки
Ширина нейтральной зоны
по (10.76) [2]
0,115-0,085=0,03 м.
Выбираем щетки марки
ЭГ-14. Принимаем ширину щетки равной , = 0,00242 м.
По табл. П.4.1 выбираем
стандартные размеры щетки:
ширина щётки 0,004 м.
длина щётки 0,005 м.
высота щётки 0,01 м.
Поверхность
соприкосновения щетки с коллектором
0,004×0,005= 0,000020 м2.
Поверхность соприкосновения
всех щеток с коллектором
2× 0,000020=0,00004 м2.
Плотность тока под
щетками по (8-83) [2]
2× 2,6/0,00004=130000 А/м2.
Допустимая плотность тока
для щетки марки ЭГ-14 .
Активная длина коллектора
по оси вала согласно [4]
1,8 ×0,005=0,009 м.
Принимаем 0,009 м.
Полная длина коллектора
по оси вала согласно [4]
0,009+5∙0,000395=0,0110 м.
3.6 Проверка
коммутации
Так как в рассматриваемых
машинах постоянного тока малой мощности добавочные полюсы в коммутационной зоне
отсутствуют и щетки на коллекторе обычно располагаются на геометрической
нейтрали, то процесс коммутации тока в короткозамкнутых секциях якоря
получается замедленным из-за наличия в них реактивной э. д. с. и э. д. с. От
поперечного поля реакции якоря . Обе эти э.д.с. суммируются и
вызывают в цепи короткозамкнутой секции добавочный ток, способствующий
увеличению плотности тока на сбегающем крае щетки. В момент размыкания цепи
секции при наличии в ней указанных э. д. с. и тока между краем щетки и
сбегающей коллекторной пластиной возникают небольшие электрические дуги в виде
мелких искр. Интенсивность этих искр зависит от величины результирующей э. д.
с. в короткозамкнутой секции.
Во избежание недопустимого
искрения под щетками величина э. д. с. в секции не должна превышать
определенного значения. Однако коммутация тока в секции может также ухудшиться
вследствие влияния поля полюсов, если ширина коммутационной зоны будет близка к расстоянию
между краями наконечников двух соседних полюсов.
Ширина зоны коммутации по
(10.75) [2]
а)=52/2- 26=0,0;
б)(0,004/ 0,00242 +2-2/2+0,0)× 0,00242 ´ ´ 0,073/0,04=
0,0117 м.
Отношение
0,0117/(0,115-0,085)=0,39,
что удовлетворяет условию
[4]
<0,8.
Коэффициент магнитной
проводимости паза по (10.69) [2]
a) =× 0,073×3000/60= 11,5 м/с;
=∙lg(13,816)=1,138
б) (0,6∙2×0,02/( 0,0055+ 0,0009)
+(0,081/0,044)+0,92∙1,138)= 6,638.
Индуктивность обмотки
якоря по
(6.15) [4]
(12,56∙10-6∙4∙0,044∙
6,638/26)∙(2496/(2∙2∙2))2=54,938
мГн.
Реактивная ЭДС по (10.69)
[2]
2×10-6× 6,638×24×0,044×11978× 11,5= 1,93 В.
ЭДС, индуктируемая в
коммутируемой секции от поперечного поля реакции якоря, определяется следующим
путём. Вначале определяем индукцию в зоне коммутации от действия поперечной МДС
якоря [3]:
=1,25∙10-6∙11978/(1-0,72)=0,0535
Т.
Затем определяем ЭДС,
индуктируемую в коммутируемой секции от поперечного поля реакции якоря
2∙24∙ 11,5∙0,044∙0,0535=1,30
В.
Среднее значение
результирующей ЭДС в короткозамкнутой секции якоря
= 1,93+1,30=3,23 В.
В машинах малой мощности
без добавочных полюсов, если щётки расположены на геометрической нейтрали, для
обеспечения удовлетворительной коммутации 2…3 В. Если 2…3 В необходимо
уменьшить линейную нагрузку в п. 3.1.5 и повторить расчет.
Индуктивность цепи якоря (для
расчета параметров электропривода в гл.5)
54,938= 54,94
мГн
Активное сопротивление
цепи якоря (для расчета параметров электропривода в гл. 5)
13,68= 13,68 Ом.
3.7 Определение размеров
магнитной цепи
Внутренний диаметр якоря
и диаметр вала для машин малой мощности
(0,18…0,24)∙ 0,073=0,013…0,018 м.
Принимаем 0,015 м.
Сечение магнитной системы
приведено на рис. 3.5.
Рис.
3.5. Магнитная система двигателя:
1-
станина; 2 – якорь; 3 – обмотка возбуждения
В
двигателях с непосредственной посадкой сердечника якоря на вал внутренний
диаметр якоря равен диаметру вала. В таких двигателях с или учитывают,что часть
магнитных силових потока замыкается через вал.
Высота спинки якоря:
а)
действительная высота спинки якоря по
(8.126)
=( 0,073-0,015)/2-0,02=
0,0090 м=9 мм;
б) расчетная высота спинки якоря по (8.124) для
четырёхполюсних машин при , а также для двухполюсных машин
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
|