Проектирование тягового электродвигателя (стр. 5 из 7)

, (4.33)

Магнитное напряжение на участке выхода потока из полюса в остов

, (4.34)

где H_j’– магнитная напряженность на участке перехода из полюса в остов,

согласно[1], H_j’ = 6800 А/м;

L_j’– длина силовой линии на участке поворота потока в остове.

L_j’ = 0,08 м.

DF_j’ = 6800 ∙ 0,08 = 544 А.

4.9 Ярмо остова

Площадь сечения ярма остова

, (4.35)

S_j = 0,06053 · 0,7234 = 0,043787 м².

Индукция в остове

, (4.36)

Магнитное напряжение в ярме остова

, (4.37)

где H_j– магнитная напряженность в остове, согласно [1], H_j = 2010 А/м;

L_j – длина силовой линии в ярме остова, из эскиза магнитной цепи.

L_j’ = 0,644 м.

DF_j = 2010∙ 0,644 = 1294,44 А.

4.10 Расчет воздушного зазора

Таблица 4.1 – Расчет магнитных напряжений и МДС возбуждения

Номер участка	Наименование участка	Магнитный поток, Вб	Сечение, м2	Индукция, Тл	Напряженность, А/м	Длина силовой линии, м	Магнитное напряжение, А
1	Сердечник якоря	0,058	0,032439	1,8	14200	0,1625	2307,5
2	Зубцовый слоя якоря	0,117	0,064876	1,8	14200	0,0331	470,02
3	Зубцовый слой полюса	–	–	–	–	–	–
4	Сердечник полюса	0,123	0,072127	1,7	7050	0,12	846
5	Стык полюса с остовом	–	–	–	–	–	136
6	Переход из полюса в остов	0,061	0,036862	1,66	6800	0,08	544
7	Ярмо остова	0,061	0,043787	1,4	2010	0,644	1294,44
Сумма магнитных напряжений стальных участков						5597,96
8	Воздушный зазор	0,117	0,001947	0,86	–	–	4248,19
МДС намагничивания						9846,15
МДС на компенсацию действия реакции якоря						918,3
МДС Возбуждения обмотки главного полюса						10764,45

Потребная МДС воздушного зазора для обеспечения заданных свойств двигателя

, (4.38)

где

– коэффициент использования мощности.

При

, . Принимаю = 0,8;

– коэффициент регулируемости по скорости;

– коэффициент магнитной устойчивости;

– МДС поперечной реакции якоря.

, (4.39)

.

, (4.40)

В машинах без компенсационной обмотки, для снижения воздействия поперечной реакции якоря наконечникам главных полюсов придают особую форму, так чтобы зазор расходился бы к краям полюса. Расходящиеся воздушные зазоры обеспечивают нарастание магнитного сопротивления потоку поперечной реакции якоря соответственно росту её МДС от центра главного полюса. Очевидно, что степень искажения магнитного поля главных полюсов, а значит, и величина максимальных межламельных напряжений в этом случае зависят от формы и величины воздушного зазора. Поэтому коэффициент магнитной устойчивости в некомпенсированных двигателях определяется специальным расчетом с учетом индивидуальных особенностей проектируемой машины.

Коэффициент максимального искажения магнитного поля

, (4.41)

где

– максимальный уровень межламельного напряжения.

Принимаю

Коэффициент раскрытия воздушного зазора принимаю,

Тогда согласно [1], рисунок 8.3

Согласно закону полного тока, сумма падений магнитных напряжений в контуре должна компенсироваться МДС намагничивания

, (4.42)

Реальное значение МДС возбуждения главных полюсов

, (4.43)

где

– поперечная составляющая реакции якоря.

Наиболее простым методом нахождения составляющей

является ее расчет через коэффициент реакции якоря

, (4.44)

В двигателях без компенсационной коэффициент реакции якоря,

определяется по диаграмме рисунка 8.4.

Для индукции

Тл, принимаем .

При этом удостоверяемся в правильности выбора

по формуле

, (4.45)

Так как число витков округлили, то необходимо уточнить потребную МДС воздушного зазора. Для этого уточним реальное значение МДС возбуждения главных полюсов.

, (4.46)

, (4.47)

, (4.48)

Для определения точных геометрических размеров воздушного зазора сначала рассчитаем эквивалентный воздушный зазор

, (4.49)

где

– магнитная постоянная. Гн/м.

м.

Связь между конструкционными и эквивалентными воздушными зазорами устанавливается через коэффициент Картера по поверхности якоря, учитывающий геометрические размеры зубцового слоя якоря

. (4.50)

Принимаю

= 3,183 мм.

.

Найдем коэффициент Картера по поверхности полюса для эксцентричного зазора

, (4.51)

.

, (4.52)

4.11 Расчет конструкционных размеров и параметров катушкиглавного полюса

При нахождении параметров катушки главных полюсов, одним из решающих значений для вписывания катушки, является сечение проводника обмотки возбуждения. Принимаю класс изоляции «В» и плотность тока равную

j_в = 3,5 А/мм². (4.53)

Далее рассчитываю пределы, в которых должно находиться сечение проводника обмотки возбуждения.

, (4.54)