Расчёт коллекторного двигателя постоянного тока малой мощности (стр. 2 из 4)

Площадь сечения паза якоря

а) овального паза

– коэффициент скоса пазов

– зубцовое деление

Площадь поперечного сечения паза, заполненного обмоткой

а) площадь сечения пазовой изоляции

б) площадь сечения пазового клина

где b_кл=(0,5–0,6)*b_п1=(0,5–0,6)*0,0062=(0,0031–0,00372) – ширина клина;

h_кл=(0,5–1,5)*10^-3 – высота клина;

в) площадь сечения паза без изоляции паза и клина

Коэффициент заполнения паза изолированными проводами

Выбираем автоматизированную укладку обмотки в пазы якоря так как

Проверка ширины зубца якоря

Так как пазы выполнены овальными с параллельными стенками, то ширина зубца постоянна по высоте зубца

необходимо, чтобы выполнялось условие

Условие выполняется так как

Средняя длина полувитка секции обмотки якоря

,

где

- прямолинейный отрезок лобовой части обмотки принимаем

Сопротивление обмотки якоря при максимально допустимой температуре, определяемой классом нагревостойкости изоляции

где

- расчётная температура для изоляции класса F принимается равной 115⁰С

– сопротивление обмотки якоря при температуре 20⁰С

4. Коллектор и щётки

В электродвигателях постоянного тока малой мощности, как правило, применяют коллектор на пластмассе. Коллекторные пластины коллектора изготавливают из твёрдо тянутой меди и изолируют их друг от друга и от вала якоря пластмассой. Конструкция щёткодержателя должна обеспечить правильное положение щёток на коллекторе. Щётка должна выступать из втулки щёткодержателя на 1–2 мм.

Для проектируемого электродвигателя выбираем коллектор на пластмассе.

Предварительный диаметр коллектора:

Относительное коллекторное деление

Выбирают значение относительного коллекторного деления

Принимаем

Коллекторное деление

Ширина коллекторной пластины

где

при U_ном>30 В

Принимаем

По технологическим требованиям необходимо, чтобы

Условие выполняется так как

Окончательный диаметр коллектора

Окружная скорость коллектора

Площадь поперечного сечения щётки

Выбирают марку щётки ЭГ2А: ΔU_щ=2,6 В; j_щ=10*10⁴ А/м²

Размеры щётки

Предварительные размеры щетки

Уточняем размеры щёток, выбирая стандартные размеры щётки по таблице Д.2 приложения Д: b_щ=0,004 м; а_щ=0,005 м; h_щ=2*а_щ=2*0,005=0,01 м

Окончательная плотность тока под щётками

Длина коллектора

а) активная длина коллектора по оси вала

б) полная длина коллектора по оси вала

принимаем

Проверка ЭДС

В

где ΔU_щ – падение напряжения на щётках, берётся из таблицы Д.1. Приложения Д /1/.

При этом должно выполняться условие

,

где

- условие выполняется.

5. Коммутационные параметры

Ширина коммутационной зоны

Для благоприятной коммутации необходимо выполнение соотношения

или 0,0134<0,0137,

условие выполняется.

Удельная магнитная проводимость пазового рассеяния овального паза

где

Среднее значение реактивной ЭДС в короткозамкнутой секции якоря

,

Среднее значение ЭДС поля якоря

Среднее значение результирующей ЭДС в короткозамкнутой секции обмотки якоря

Коммутация благоприятна, так как

.

6. Магнитная система машины

Принимаем конструкцию магнитной системы проектируемого двигателя с отъёмными полюсами, представляющую собой внешнее сплошное ярмо, выполненное из Ст 3, к которому крепятся постоянные магниты в виде скоб с радиальной намагниченностью без полюсных наконечников; сердечник якоря выбран зубцовым и набран из пластин электротехнической стали 2013 ГОСТ 21427.2–83 толщиной 0,5 мм с оксидированным изоляционным слоем.

Длина воздушного зазора под полюсом

принимаем

Высота ярма якоря

где

Индукция в ярме якоря

Размеры станины

а) площадь поперечного сечения станины

где

- коэффициент рассеяния магнитной системы;

б) осевая длина станины

в) высота станины

где

– для сплошной станины

Предварительные размеры магнита при радиальном расположении в магнитной системе

а) длина магнита

здесь принимаем

– толщина корпуса

б) высота магнита