Перевірочний розрахунок двигуна эп-220

Розрахункова потужність, споживана з мережі:

, (1)

де, - номінальна корисна потужність електродвигуна, Вт

η - ККД

1. Струм і ЭДС якорі при навантаженні:

, (2)

де - номінальна корисна потужність електродвигуна, Вт

η - ККД

- номінальна напруга, В

- коефіцієнт потужності

2. Машинна стала:

, (3)

де α - коефіцієнт полюсного перекриття зазвичай

α =0, 6..0, 7

α =0, 7

Bδ – амплітудне значення індукції в повітряному проміжку під полюсом двигуна, Тл

Bδ =0, 3..0, 45.

Bδ =0, 45

AS – лінійне навантаження якоря

AS=8000…20000 А/м

AS=16100

3. Діаметр і розрахункова довжина якоря.

Діаметр і довжину беруть рівними фактичним значенням або розраховують. Беруть відношення довжини пакету якоря до його діаметру. У малопотужних електродвигунах L=0, 4..1, 2. Великі значення цього коефіцієнта відносяться до електродвигунів великих потужностей.

, (4)

де n - частота обертання двигуна, із завдання, об/хв

- довжина якоря, м

С – машинна стала з формули (3)

- споживана потужність із завдання Вт

4. Окружна частота обертання якоря:

(5)

де, π = 3, 14

- діаметр якоря, з ф. 4, м

n - частота обертання двигуна, із завдання, об/хв

5. Полюсний крок і розрахункова полюсна дуга:

(6)

де, τ – полюсний крок

В₀ – розрахункова полюсна дуга, м

α - коефіцієнт полюсного перекриття з ф. 3

2р - число полюсів, із зад.2

D_а - діаметр якоря, з ф. 4, м

6. Частота перемагнічування сталі якоря:

(7)

де, 2р=2, р=1

n - частота обертання двигуна, із завдання, об/хв

Якір двигуна і обмотка якоря

В універсальних колекторних двигунах при двополюсному виконанні застосовується проста петлева обмотка, а при чотириполюсному - проста хвилева обмотка.

7. Виліт лобової частини обмотки (м) по осі валу зазвичай складає:

(7а)

де, D_а - діаметр якоря, з ф. 4, м

8. Корисний потік полюса у веберах (Вб) при навантаженні двигуна:

(8)

де, - амплітудне значення індукції в повітряному проміжку під полюсом двигуна, Тл

=0, 45 з ф. 3

В₀ – розрахункова полюсна дуга, з ф. 6, м

L₀ - довжина якоря, изф.4, м

9. Число провідників в обмотці якоря:

(9)

де, а - число пар паралельних гілок (для простої петлевої обмотки а=1)

E_a - ЕРС якоря при навантаженні, з ф. 2

Ф – корисний потік полюса при навантаженні двигуна, з ф. 8, Вб

n - частота обертання двигуна, із завдання, об/хв

р- число пар полюсів (р=1)

10. Число пазів якоря:

(10)

де, D_а - діаметр якоря, з ф. 4, м

11. Число колекторних пластин:

(11)

де, Z - число пазів якоря, з ф. 10

12. Число витків в секції обмотки якоря (округляється до найближ цілого значення):

(12)

де, N¹- число провідників обмотки якоря, з ф. 9

K- число колекторних пластин, з ф. 11

13. Число провідників в обмотці якоря:

(13)

де, - число витків в секції обмотки якоря, з ф. 12

K- число колекторних пластин, з ф. 11

14. Число провідників в пазу якоря:

(14)

де, N - число провідників в обмотці якоря, з ф. 13

Z - число пазів якоря, з ф. 10

15. Кроки обмотки якоря по пазах:

(15)

де, Z - число пазів якоря, з ф. 10

2р - число полюсів, із зад.2

16. Лінійне навантаження якоря, А/м:

Отримане значення AS не повинне відрізнятися від раніше прийнятого (ф. 3) більш ніж на . Якщо різниця більше потрібно узяти нове значення АS і повторити розрахунок

(16)

де, N - число провідників в обмотці якоря, з ф. 9

- струм якоря, з ф. 2, А

D_а - діаметр якоря, з ф. 4, м

Розміри зубців, пазів і дротів обмотці якоря

17. Допустима щільність струму в обмотці якоря, А/м2

Для короткочасного режиму роботи:

Для тривалого режиму роботи:

Переріз і діаметр дротів обмотки якоря, м2:

(17)

де, I_a - струм якоря, з ф. 2, А

- Допустима щільність струму в обмотці якоря, А/м²

18. По отриманому перерізу вибирають найближчі стандартні значення і діаметру дроту з ізоляцією і без неї.

За прийнятими стандартами (значенням) перерізу і діаметру дроту відділяють дійсну щільність струму А/м²:

Стандартний переріз дроту обмотки якоря, м²

(18)

де, I_a - струм якоря, з ф. 2, А

19. Площа перерізу паза з урахуванням значення коефіцієнта заповнення паза дротом з ізоляцією

К=0, 3..0, 5 визначається, м²

K=0, 4

(19)

де, - діаметр дроту в ізоляції, м²

S_n - число провідників в пазу (з ф. 14)

20. Інші розміри паза визначаються за ескізом Л- 8, с. 106 мал. 7 точка 5

висота паза:

(20)

найбільша ширина паза – в_n1, м

найменша ширина паза – в_n2, М (21)

ширина прорізу паза –

Розмір зубця:

(22)

де, Z - число пазів якоря

Z₁ - розмір зубця, м

21. Середня довжина одного дроту обмотки, м:

(22a)

де, L₀ - довжина якоря, з ф. 4, м

D_а – діаметр якоря, з ф. 4

22. Опір обмотки якоря в нагрітому стані при

(23)

де, Ом – питомий опір

- число провідників обмотки якоря, з ф. 9

- середня довжина одного дроту обмотки, м, з ф. 22а

- стандартний переріз дроту обмотки якоря, м2, з ф. 18

23. Падіння напруги в обмотці якоря при навантаженні двигуна, B:

(24)

зазвичай Δ U не перевищує 10% від U_н,

де, I_a - струм якоря, А

- опір обмотки якоря в нагрітому стані при

Колектор і щітки

24. Попередня величина діаметру колектора, м:

(25)

25. Ширина колекторної пластини, м:

(26)

де, К – число колекторних пластин, з ф. 11

- діаметр колектора, м

26. Остаточне колекторне ділення, м:

(27)

де, β _к = 0, 002 м - ширина міді пластини

м - ширина ізоляції - міканіт

27. Остаточний діаметр колектора, м:

a) (27a)

б) окружна швидкість колектора:

де, К – кількість колекторних пластин

- остаточний діаметр колектора, м

n – частота обертання двигуна, об/хв

Зазвичай окружна швидкість колектора має бути більш (0, 6..0, 8)V_a

Розрахунок магнітної системи двигуна

Магнітна система двигуна приймається шихтованою:

28. Довжина повітряного проміжку під полюсом, м:

(28)

де, AS – лінійне навантаження якоря, А/м з ф. 16

- полюсний крок, з ф. 6

- амплітудне значення індукції в повітряному проміжку під полюсом двигуна, Тл

29. Висота сердечника якоря, м:

(29)

де, D_а - діаметр якоря, м

- висота паза, м

- діаметр валу, м

Перевірка індукції в сердечнику якоря, Тл:

де, Ф – корисний потік, Вб, з ф. 8

L₀ - довжина якоря, м, з ф. 4

- висота сердечника якоря, м, з ф. 29

Максимальне значення індукції в сердечнику якоря не повинне перевищувати (1, 3..1, 5) Тл

30. Розміри полюса:

- осьова довжина, м

(30)

- висота, м

31. Значення магнітної індукції в полюсі набувають (1, 2..1, 5) Тл, тоді переріз полюса, м²:

(31)

де, Ф – корисний потік, Вб, з ф. 8

_мр-1, 08…1, 12 коефіцієнт магнітного розсіювання

В_пл - ширина полюса, м

(32)

де, l_пл - осьова довжина полюса з ф. 30

= 0, 95 - коефіцієнт заповнення перерізу полюса сталлю

32. Переріз станини, м². Розміри станини.

(33)

де, Ф - корисний потік, Вб, з ф. 8

- коефіцієнт магнітного розсіяння

В_с=(1, 0…1, 2)Тл

В_с=1, 1

Осьова довжина станини, м:

(33a)

де, L₀ - довжина якоря, м, з ф. 4

0, 03 – збільшення довжини на дах двигуна (в малопотужних електродвигунах можна не враховувати)

33. Висота станини, м²

(34)

де, S_c – переріз станини, м2

- коефіцієнт заповнення переріз полюса сталлю(K₂=0, 95)

- довжина станини, м

Розрахунок МДС двигуна

34. Довжина магнітного потоку по сердечниках полюсів, м

(35)

де, - висота полюса, м, з ф. 30

Довжина магнітного потоку по зубцях якоря:

(36)

35. Довжина магнітного потоку по сердечнику якоря, м

(37)

де, - діаметр якоря, м

- висота паза, м, з ф. 20

- висота сердечника якоря, м, з ф. 29

- число пазів полюса

36. МДС для повітряного проміжку. Коефіцієнт повітряного проміжку

(38)

де, – амплітудне значення індукції в повітряному проміжку під полюсом двигуна, Тл

- довжина повітряного проміжку під полюсом, м, з ф. 28

- магніторушійна сила

- товщина зубців з урахуванням прорізу паза, м, з ф. 22

- найбільші розміри зубців, м

37. МДС для зубців якоря:

(39)

де, В_з – магнітна індукція в зубці, Тл

- індукція в сердечнику якоря, Тл

L_з - довжина магнітного потоку по зубцях якоря, м з ф. 36

- товщина зубців з урахуванням прорізу паза, м з ф. 22

За кривими для сталі марки Э11 і Э12 завтовшки 0, 5 мм (мал. 1.30, з 90,

Ермолин «Розрахунок колекторних машин малої потужності»).

38. МДС для сердечника якоря:

(40)

де, L₀ - довжина якоря, м, з ф. 4

W_a беруть з таблиці. Мал. 7 - 14, Л - 11

Індукція в сердечнику якоря, Тл:

(41)

де, Ф – корисний потік, Вб

L₀ - довжина якоря, м, з ф. 4

- висота сердечника якоря, м, з ф. 29

Звичайне значення індукції В_а=(1, 3..1, 5) Тл

39. МДС для сердечника полюса:

(42)

де, - МДС для сердечника

- довжина полюса, Тл

40. Індукція в сердечнику полюса, Тл:

(43)

де, Ф – корисний потік, Вб, з ф. 41

=1.08 – коефіцієнт магнітного розсіювання

=0.95

- ширина полюса, з ф. 32

- довжина полюса, з ф. 30

41. МДС для станини:

(44)

де, L_c – осьова довжина станини, м

42. Індукція в станині, Тл

(45)

де, Ф – корисний потік, Вб

- коефіцієнт магнітного потоку, з ф. 43

- 1.08.12

К2=0.95

- довжина станини, м з ф. 33

- висота станини, м з ф. 34

43. Повна МДС для обмотки збудження:

(46)

Де, AW_δ - магніторушійна сила

- МДС для зубців якоря

- МДС для сердечника якоря

- МДС для сердечника полюса

- МДС для станини

1.05 - коефіцієнт, МДС реакції якоря, щовраховує