Расчет параметров тягового электродвигателя (стр. 6 из 8)
Подставляя численные значения, получаем:
Площадь сечения зубцового слоя
(120)Подставляя численные значения, получаем:
Сердечник якоря. Для принятого ранее значения индукции в сердечнике якоря Ва по кривым намагничивания, приведенным в приложении 4, , находим напряжённость магнитного поля На.
Магнитное напряжение в сердечнике якоря
Fa = Ha×La, (121)
где La – длина средней силовой линии в сердечнике якоря, определяется по
формуле:
(122)Подставляя численные значения, получаем:
По приложению 4, , для стали 1312 находим На = 14 А/см. Тогда
Fa = 14×19,6 = 274,4 А.
Сердечник главного полюса обычно изготавливают наборным из штампованных листов малоуглеродистой стали Ст2.
Для принятого ранее значения индукции в сердечнике полюса по кривым намагничивания (приложение 4 ) находим напряженность магнитного поля Нт = 70,5 А/см.
Магнитное напряжение в сердечнике полюса определяется по формуле:
Fт = Нт×hт, (123)
где hт – предварительно принятая ранее высота полюса, 8,8 см.
Тогда подставляя численные значения, получаем:
Fт = 70,5×8,8 = 620,4 А.
Станина двигателя обычно выполняют литым из стали 25 Л.
Для принятого ранее значения индукции в станине Вст по кривым намагничивания (приложение 4 ) находим напряженность магнитного поля Нст = 39 А/см.
Магнитное напряжение в сердечнике полюса определим по следующей формуле:
Fст = Нст×Lст, (124)
где Lст – длина средней силовой магнитной линии в станине, определяется
по формуле:
Lст = 0,65…0,75×t. (125)
Подставляя численные значения, получаем:
Lст = 0,7×44 = 30,8 см.
Тогда подставляя численные значения в (124), получаем:
Fст = 39×30,8 = 1201,2 А.
Общая МДС магнитной цепи определяется по формуле:
Fо.дл. = Fd+ Fz+ Fa+ Fт + Fст. (126)
Подставляя численные значения, получаем:
Fо.дл. = 1216+274,4+620,4+1201,2+7258 = 10600 А.
В правильно рассчитанном двигателе коэффициент насыщения в продолжительном режиме должен быть:
кн = Fо.дл. /Fd = 1,5…2,0. (127)
Подставляя численные значения, получаем:
кн = 10600/7258 = 1,5.
Расчет размагничивающего действия реакции якоря производим по методу А.Б.Иоффе.
Для компенсации размагничивающего действия реакции якоря соответствующая МДС
определяется по формуле: =кр×Fря, (128)где кр – коэффициент размагничивания, кр = 0,15;
Fря – реакция якоря, определяется по следующей формуле:
(129)Подставляя численные значения, получаем:
Тогда подставляя численные данные в (128), получаем:
Результаты расчета магнитной цепи для продолжительного режима целесообразно свести в таблицу 2.
Таблица 2 – Расчет магнитной цепи для продолжительного режима
| Участок магнитной цепи | Длина участка, см | Площадь сечения, м2 | Индукция, Тл | Напря-женность, А/см | МДС участка, А |
| Воздушный зазор | 0,84 | 0,12 | 0,99 | 8641 | 7258 |
| Зубцовая зона | 30,04 | 0,06 | 1,96 | 400 | 1216 |
| Сердечник якоря | 19,6 | 0,197 | 1,5 | 14 | 274,4 |
| Сердечник полюса | 8,8 | 0,078 | 1,7 | 70,5 | 620,4 |
| Станина | 30,8 | 4,26 | 1,55 | 39 | 1201,2 |
| МДС при холостом ходе | 10600 | ||||
| Размагничивающая сила реакции якоря | 1284 | ||||
| МДС при нагрузке | 11884 | ||||
2.6 Расчет главных полюсов, коммутации и добавочных полюсов
Требуемое число витков катушки главных полюсов определим по формуле:
Wв = Fвдл. /Iвдл. (130)
Подставляя численные значения, получаем:
Wв = 11884/550 = 22.
Поперечное сечение меди катушки определим по следующей формуле:
Sв = Iв.дл./jв, (131)
где jв – плотность тока в проводниках обмотки, принимаем 6 А/мм2.
Тогда подставляя численные значения, получаем:
Sв = 550/6 = 92 мм2.
Средняя величина реактивной ЭДС за цикл коммутации в продолжительном режиме определяется по формуле:
er.ср. = 2Wc×A×ℓa×uа.дл.×lп×10-6. (132)
Подставляя численные значения, получаем:
er.ср. = 2×1×389×44×18×2,68×10-6 = 1,65 В < 6 В.
Длину сердечника добавочного полюса принимаем равной длине сердечника якоря, ℓа = ℓт.д. = 44 см.
Коммутирующая ЭДС как ЭДС вращения определяется по формуле:
ек = 2Wc×Вк×ℓa×uа.дл.×10-2, (133)
где Вк – индукция в зоне коммутации.
Исходя из условия, что ек = еr.ср., определяем Вк:
(134)Подставляя численные значения, получаем:
Магнитный поток в зоне коммутации определим по формуле:
Фк = Вк×ℓа×bdд×10-4, (135)
где bdд – расчетная дуга наконечника добавочного полюса, определяется
по формуле:
bdд = bд + 2…3×dд, (136)
bд – ширина наконечника добавочного полюса, принимаем
bд = 1,1…1,5×t1 = 1,3×2,8 = 3,64 см.
dд – воздушный зазор под добавочным полюсом со стороны якоря,
dд = dо +1…3 мм = 7 + 2 = 9 мм.
Подставляя численные значения в (136), получаем:
bdд = 3,64 + 2,5×9 = 5,89 см.
Тогда магнитный поток в зоне коммутации будет:
Фк = 0,104×44×5,89×10-4 = 0,0027 Вб.
Магнитный поток в сердечнике полюса определим по формуле:
Фтд = Фк + Фdд, (137)
где Фdд – магнитный поток рассеяния добавочного полюса.
Коммутирующий магнитный поток Фк значительно меньше магнитного потока в сердечнике полюса
Фтд = sд×Фк, (138)
где sд – коэффициент рассеяния добавочного полюса, принимаем sд = 3.
Подставляя численные значения, получаем:
Фтд = 3×0,027 = 0,081 Вб.
Тогда из выражения (137) выразим магнитный поток рассеяния добавочного полюса Фdд:
Фdд = Фтд – Фк = 0,081 – 0,027 = 0,054 Вб.
Индукцию в сердечнике полюса при номинальном токе продолжительного режима принимаем Втд = 0,6 Тл.
Ширина сердечника добавочного полюса будет:
(139)Подставляя численные значения, получаем:
Для снижения вероятности возникновения кругового огня на коллекторе при резких бросках тока у добавочных полюсов предусматривают второй воздушный зазор со стороны, выполненный с помощью немагнитных прокладок. Величина этого зазора принимаем dд’ = 0,3…0,5×dд = 0,4×9 = 3,6 мм.
МДС на один полюс определим по следующей формуле:
(140)Тогда подставляя численные значения, получаем:
Число витков катушки добавочного полюса определим по формуле:
(141)Подставляя численные значения, получаем:
Степень компенсации поля реакции якоря будет:
(142)Подставляя численные значения, получаем:
Площадь сечения проводника катушки добавочного полюса определим по следующей формуле:
(143)где jд – допустимая плотность тока, принимаем jд = 5 А/мм2.