Расчет параметров тягового электродвигателя (стр. 4 из 8)

Принимаем g = 4, тогда

b_щ = 4×4 = 16 мм.

Принимаем b_щ = 16 мм.

Ширину зоны коммутации определяют по известной формуле

(68)

где e_к – укорочение обмотки в коллекторных делениях;

t¢_к – коллекторное деление, пересчитанное на окружность якоря, мм,

(69)

(70)

Подставляя численные значения, получаем:

Тогда подставляя численные значения в (68), получаем:

Максимально допустимая ширина щётки

(71)

Выполняем щётку разрезной; принимаем стандартную ширину щётки по ГОСТ 12232-89; b_щ = 2´25 мм.

Общая длина щёток одного щёткодержателя

(72)

Для уменьшения инерционности щёток, их чувствительности к вибрациям и геометрии коллектора щётки следует принимать меньшей длины и массы, поэтому их делят по длине на N_щ щёток. Принимаем N_щ = 2.

Намечаемая длина щётки

(73)

По ГОСТ 12232-89 принимаем ℓ_щ = 60 мм.

Плотность тока в щётке

(74)

Подставляя численные значения, получаем:

Полученная величина плотности тока в щётке входит в заданный диапазон для выбранной марки щётки, т. е. выбранная марка щётки удовлетворяет условию по коммутации.

Рабочая длина коллектора

(75)

где ℓ₁ – толщина перемычки щёткодержателя между “окнами” щёток, ℓ₁ = 4 мм;

r_кр – радиус закругления краёв рабочей поверхности коллектора, r_кр = 2 мм;

ℓ₂ – допуск на осевое перемещение якоря, ℓ₂ = 2 мм;

Подставляя численные значения, получаем:

Достаточность рабочей длины коллектора для его охлаждения оценивается по эмпирической формуле без учёта механических потерь

(76)

Подставляя численные значения, получаем:

Остальные размеры коллектора: ширину канавки у петушков для выхода шлифовального круга и фрезы для продорожки ℓ_кн и ширину петушков коллектора ℓ_пт принимают по опыту проектирования ТЭД: ℓ_кн = 10 мм; ℓ_пт = 20 мм.

Тогда общая длина коллекторных пластин

L_ко = L_к + ℓ_кн + ℓ_пт , (77)

Подставляя численные значения, получаем:

L_ко = 156 +10 + 20 = 186 мм.

2.4 Разборка эскиза магнитной цепи

Основной магнитный поток, с целью проверки правильности расчёта, определяем по двум формулам:

Ф_{д дл} = a_t×B_d×t×ℓ_а×10^-4; (78)

(79)

Обычно Е_{д дл} = (0,95 ¸ 0,96)×U_{д дл}.

Подставляя численные значения, получаем:

Сердечник якоря.

Принимаем восьмигранную форму остова, 2р = 4.

Эффективная высота сечения сердечника (ярма)якоря

(80)

где К_с – коэффициент заполнения сердечника сталью, учитывающий изоляцию

между листами сердечника якоря; К_с = 0,97;

В_а – индукция в сердечнике якоря, В_а = 1,5Тл.

Подставляя численные значения, получаем:

Так как в сердечнике якоря имеются вентиляционные каналы, поэтому конструктивная высота сердечника якоря будет больше в радиальном направлении на величину, определяемую по эмпирической формуле:

(81)

где d_к – диаметр вентиляционных каналов, d_к = 3 см;

m_к – число рядов каналов; m_к = 3.

Подставляя численные значения, получаем:

Каналы размещают в шахматном порядке с шагом внешнего ряда 9 см.

Внутренний диаметр сердечника якоря

(82)

Подставляя численные значения, получаем:

Так как D_а = 56 см, то, руководствуясь рекомендациями , втулку якоря не применяем.

Воздушный зазор под главными полюсами машины.

Этот размер оказывает большое влияние на эксплуатационные характеристики двигателя.

Воздушный зазор под серединой полюса

d₀ = (0,012 ¸ 0,015)×D_a; (83)

Подставляя численные значения, получаем:

d₀ = 0,012×560 = 8,4 мм.

При эксцентричном воздушном зазоре эквивалентный зазор d_э связан с зазорами под серединой полюса d₀ и под краем d_кр зависимостью:

(84)

Задаёмся отношением

откуда

d_кр = 2×8,4 = 16,8 мм,

Тогда подставляя численные значения, получаем:

Сердечник главного полюса.

Считаем, что действительная полюсная дуга b_p равна расчётной b_d. Следовательно

b_p = a_t×t, (85)

Подставляя численные значения, получаем:

b_p = 0,62×44 = 27,3 мм.

Площадь сечения сердечника полюса

(86)

где В_т – индукция в сердечнике полюса, В_т = 1,7 Тл;

s – коэффициент рассеивания поля главных полюсов, s = 1,1.

Подставляя численные значения, получаем:

Ширина сердечника полюса

(87)

где К¢_с – коэффициент заполнения сердечника полюса сталью, К¢_с = 0,97;

Подставляя численные значения, получаем:

Для того, чтобы катушка главного полюса не касалась сердечника якоря, принимаем высоту выступа D = 0,5 см.

Индукция в роге сердечника должна быть

В_рог£ 2 ¸ 2,2 Тл. (88)

(89)

где bc, ab – отрезки;;

Подставляя численные значения, получаем:

Ширина опорной полочки для катушки

b_оп = (0,15 ¸ 0,2)×b_т, (90)

Подставляя численные значения, получаем:

b_оп = 0,2×18,3 = 3,7 см.

Высота сердечника полюса

h_т = (0,2 ¸ 0,25)×t, (91)

Подставляя численные значения, получаем:

h_т = 0,2×44 = 8,8 см.

Станина (остов) двигателя.

Принимаем восьмигранную форму остова. Наибольшая ширина остова

В_{д max}£ 2×Ц - d¢_о + 2×t_ст – 1, (92)

где t_ст – подрез остова в месте расположения МОП, t_ст = 2,5 см;

Подставляя численные значения, получаем:

В_{д max}= 2×59 – 23,5 + 2×2,5 – 1 = 98,5 см.

Длина утолщённой части остова принимается наименьшей из значений

ℓ_ст = ℓ_а +0,8×t, (93)

ℓ_ст = 2,3×ℓ_а, (94)

Подставляя численные значения, получаем:

ℓ_ст = 44 + 0,8×44 = 79,2 см,

ℓ_ст = 2,3×44 = 101,2 см.

Принимаем ℓ_ст = 79,2 см.

Площадь поперечного сечения станины

(95)

где В_ст – индукция в станине, В_ст = 1,55 Тл;

Подставляя численные значения, получаем: