Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Курсовая работа: Расчет электрического двигателя постоянного тока

Название: Расчет электрического двигателя постоянного тока
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа Добавлен 10:48:09 07 июня 2011 Похожие работы
Просмотров: 8357 Комментариев: 2 Оценило: 2 человек Средний балл: 3.5 Оценка: неизвестно     Скачать

Введение

Двигатели постоянного тока обладают большой глубиной регулирования частоты вращения и сохраняют во всём диапазоне регулирования высокий коэффициент полезного действия. Несмотря на то, что при традиционной конструкции они в 2 – 3 раза дороже асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором их применяют во всех тех случаях, когда их свойства имеют решающее значение. Двигатели постоянного тока находят применение в металлообрабатывающих станках, с их помощью приводятся в действие прокатные станы (слябинги и блюминги). Крановые двигатели находят применение в приводах различных подъёмных механизмов. Двигатели постоянного тока широко используются в электрической тяге, например, на магистральных электровозах, в качестве рабочих двигателей на тепловозах, на пригородных электропоездах, в метрополитенах, на трамваях, троллейбусах и т.д. Двигатели постоянного тока используют для привода во вращение гребных винтов на морских судах. Они используются в автомобилях, тракторах, самолётах и других летательных аппаратах, где имеется питание на постоянном токе.

В данном курсовом проекте произведен расчет двигателя постоянного тока на основе двигателя типа 2П.

Серия машин постоянного тока спроектирована к 1974 году в полном соответствии с рекомендациями Международной электротехнической комиссии (МЭК). Серия охватывает высоты оси вращения от 90 мм до 315 мм и диапазон мощностей от 0,37 кВт до 200 кВт. Машины этой серии предназначены для работы в широко регулируемых приводах.

В машинах серии , по сравнению с машинами других серий, повышена перегрузочная способность, расширен диапазон регулирования частоты вращения, повышена мощность на единицу массы, улучшены динамические свойства, уменьшены шум и вибрации, увеличена надёжность и ресурс работы. В основу построения серии машин постоянного тока был положен не габарит, а высота оси вращения.

Структура условного обозначения машин постоянного тока серии :

,

где 1 – название серии: вторая серия машин постоянного тока;

2 – исполнение по способу защиты и вентиляции: - защищённое с самовентиляцией, - защищённое с независимой вентиляцией от постороннего вентилятора, - закрытое с естественным охлаждением, - закрытое с внешним обдувом от постороннего вентилятора;

3 – высота оси вращения, мм;

4 – условное обозначение длины сердечника якоря: - средняя, - большая;

5 – буква при наличии встроенного тахогенератора (в двигателях без тахогенератора – опускается);

6 – климатическое исполнение и категория размещения (регламентируются ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70).

Двигатели постоянного тока серии предназначены для работы от сети постоянного тока или от тиристорных преобразователей. Номинальное напряжение якорной цепи 110, 220, 440 и 660 Вольт. В машинах с независимым возбуждением напряжение источника питания обмотки возбуждения составляет 110 В или 220 В.

Двигатели с высотой оси вращения и выполняются с двумя главными полюсами, а при большей высоте оси вращения - с четырьмя полюсами. Двигатели серии выполняются с полным числом добавочных полюсов.


1. Определение главных размеров. Выбор электромагнитных нагрузок

1.1 Определение главных параметров

1.1.1 Главными размерами машины постоянного тока являются наружный диаметр якоря D и расчётная длина сердечника lδ .

Наружный диаметр якоря D определяется заданной высотой оси вращения

[1] , стр. 339, и он равен

D = (h - 0,004) = 0,221 м (1.1)

1.1.2 Согласно рекомендации рисунка 8.9 [1] и рисунка 8.8 [1] выбираем значения магнитной индукции в воздушном зазоре Тл и линейной нагрузки А/м. Согласно рисунку 8.7 [1] расчётный коэффициент полюсного перекрытия в зависимости от диаметра якоря принимаем .

Расчетная электромагнитная мощность:

, (1.2)

где кВт – номинальная мощность двигателя,

Предварительное значение КПД электродвигателя выбираем

по рис. 8-6 [1]: η=0,86

Вт.


1.1.3 Определяем длину сердечника якоря:

, (1.3)

где – номинальная частота вращения ротора,

мм – диаметр якоря.

м.

Длина магнитопровода якоря равна расчетной длине машины.

1.1.4 Определяем отношение длины магнитопровода якоря к его диаметру:

(1.4)

.

Полученное λ удовлетворяет условию

1.2 Выбор типа обмотки якоря

1.2.1 Предварительное значение номинального тока двигателя:

, (1.5)

где В — номинальное напряжение.


А.

1.2.2 Для выбора типа обмотки якоря двигателя постоянного тока параллельного возбуждения необходимо значение номинального тока якоря.

Предварительное значение номинального тока якоря:

, (1.6)

где – коэффициент, определяющий отношение тока возбуждения к току якоря, по таблице 8-10 [1]

,

А.

Исходя из принятого числа главных полюсов и предварительного значения тока якоря , принимаем простую волновую обмотку. Число параллельных ветвей .

1.2.3 Ток параллельной ветви обмотки якоря, А:

, (1.7)

А.


1.3 Определение обмоточных данных

1.3.1 Предварительное значение числа проводников обмотки якоря:

, (1.8)

.

1.3.2 При высоте оси вращения мм, зубцовое деление мм.

[1] стр. 342

Определяем число пазов якоря:

, (1.9)

,

.

Выбираем .

1.3.3 Зубцовое деление

; (1.10)

м.


1.3.4 Число эффективных проводников в пазу:

, (1.11)

.

Принимаем , уточняем

1.3.5.Диаметр коллектора

; (1.12)

.

Принимаем .

1.3.6 Для того чтобы обмотку выполнить симметричной, необходимо число элементарных пазов в одном реальном принять нечётным числом. Число витков в секции:

, (1.13)

1.3.7 Число коллекторных пластин:

, (1.14)

1.3.8 Среднее напряжение между коллекторными пластинами, В:

, (1.15)


Результаты расчета выполнения обмотки при различных значениях целесообразно занести в таблицу 1.

Таблица 1 - Результаты расчета выполнения обмотки при различных значениях

wc
1 2 27 10 70,4
3 81 81 3 21,7
5 135 135 2 14,1

Выбираем вариант с .

1.3.9 Уточняем число проводников обмотки якоря:

, (1.16)

.

1.3.10 Определяем число витков обмотки якоря:

, (1.17)

.

1.3.11 Первый частичный шаг обмотки принимается близким полюсному делению:

, , (1.18)


где ε - коэффициент удлинения шага обмотки;

1.3.12 Шаг по коллектору и второй частичный шаг

, где p - число полюсов (1.20)

(1.21)

1.3.13 Уточненная линейная нагрузка

; (1.22)

А/м.

1.3.14 Уточняем длину воздушного зазора

; (1.23)

м.


1.3.15 Плотность тока в обмотке якоря

, (1.24)

где - предварительно заданное по справочнику значение для класса нагревостойкости В.

А/м2 .

1.3.16 Поперечное сечение эффективного проводника

; (1.25)

м2 .

Так как полученное значение qa >1,094 мм2 , разобьем проводник на 5 элементарных проводника. Полученное сечение проводника нормируется. Имеем nЭЛ =5, м2 , м, м.

Сечение эффективного проводника

м2 .

1.3.17 Сопротивление обмотки якоря

, (1.26)


где mt - температурный коэффициент, учитывающий повышение удельного сопротивления при рабочей температуре ;

ρ - удельное сопротивление меди;

lacp - средняя длина полувитка обмотки якоря.

lacp =lп + lл =lδ + lл , (1.27)

где lп - длина пазовой части; lп = lδ ;

lл - длина лобовой части обмотки якоря, принимается равной .

м.

Получим

Ом.

1.3.18 Масса проводников обмотки меди

, (1.28)

где mM - удельная масса меди; mM =8900 кг/м3 .

кг.


1.4 Расчет геометрии зубцовой зоны

1.4.1 Ширина зубца при овальной форме паза

, (1.29)

где кС - коэффициент заполнения пакета якоря сталью при оксидировании; кС =0,97; [1] табл. 6-11 ВZ Д - допустимое значение индукции в зубце, принимаемое в зависимости от частоты перемагничивания, степени защиты и способа охлаждения.

Частоту перемагничивания определим по формуле

; (1.30)

Гц.

Принимаем значение допустимой индукции Тл. [1] табл. 8-11

м.

1.4.2 Высота паза м. [1] рис. 8-12

1.4.3 Внутренний диаметр якоря

DO ≈ 0,3·D; (1.31)

DO ≈ 0,3·0,221 = 0,065.


Величина DO нормируется [1] табл. 8-13

Принимаем DO = 0,065 м.

1.4.4 Большой радиус паза

, (1.32)

где - высота шлица паза; [1] стр. 345

м.

1.4.5 Малый радиус паза

; (1.33)

м.

1.4.6 Расстояние между центрами радиусов

; (1.34)

м.

1.4.7 Площадь паза в штампе

; (1.35)

м2 .


1.4.8 Площадь пазовой изоляции

, (1.36)

где - толщина пазовой изоляции; м. [1] табл. 3-15

м2 .

1.4.9 Площадь пазового клина

; (1.37)

м2 .

1.4.10 Площадь паза под обмотку

; (1.38)

м2 .

1.4.11 Площадь обмотки

; (1.39)

м2 .

1.4.12 Коэффициент заполнения паза

; (1.40)


2. Магнитная система машин постоянного тока

2.1 Воздушный зазор под главным полюсом

2.1.1 Величина воздушного зазора под главным полюсом

; (2.1)

м.

2.1.2 Полюсное деление

; (2.2)

м.

2.1.3 Ширина полюсного наконечника

; (2.3)

м.

2.1.4 Коэффициент воздушного зазора

, (2.4)

где - ширина шлица паза; м. [1] стр. 345


.

2.1.5 Уточнение величины воздушного зазора

; (2.5)

м.

Принимаем м.

2.1.6 Предварительное значение ЭДС якоря

; (2.6)

где кД - коэффициент, учитывающий падение напряжения в якорной цепи;

кД =0,9 [2] табл. 5.1

В.

2.1.7 Магнитный поток в воздушном зазоре

; (2.7)

Вб.


2.1.8 Площадь поперечного сечения

; (2.8)

.

2.1.9 Магнитная индукция воздушного зазора

; (2.9)

Тл.

2.1.10 Напряженность магнитного поля в воздушном зазоре

; (2.10)

А/м.

2.1.11 Расчётная длина воздушного зазора

, (2.11)

где - коэффициент Картера, учитывающий зубчатость якоря.

м.

электрический двигатель ток коллекторный

2.1.12 Магнитное напряжение воздушного зазора


; (2.12)

2.2 Зубцовая зона сердечника якоря

2.2.1 Магнитный поток в зубцовой зоне

; (2.13)

Вб.

2.2.2 Площадь сечения зубцовой зоны при овальной форме паза

; (2.14)

м2 .

2.2.3 Магнитная индукция зубцовой зоны

; (2.15)

Тл.

Выбираем марку стали зубцовой зоны якоря 2312 [2] табл. 5.2

2.2.4 Определим по приложению П-18 [1] для стали 2312 напряженность магнитного поля зубцовой зоны якоря А/м.

2.2.5 Расчетная длина зубцового слоя при пазах овальной формы


; (2.16)

м.

2.2.7 Магнитное напряжение зубцового слоя

; (2.17)

А.

2.3 Ярмо сердечника якоря

2.3.1 Магнитный поток в ярме якоря

; (2.18)

Вб.

2.3.2 Площадь сечения ярма сердечника

, (2.19)

где - высота ярма сердечника якоря.

; (2.20)

м.

Получим

м2


2.3.3 Магнитная индукция ярма сердечника якоря

; (2.21)

Тл.

Bj удовлетворяет условию Bj ≤ B . B = 1,45 [1], табл. 8-12. Выбираем для ярма сердечника якоря марку стали 2312.

2.3.4 По основной приложению П-18 [1] для стали 2312 определим напряженность магнитного поля в ярме сердечника якоря А/м.

2.3.5 Расчетная длина ярма сердечника якоря

; (2.22)

м.

2.3.6 Магнитное напряжение ярма сердечника якоря

; (2.23)

А.

2.4 Сердечник главного полюса

2.4.1 Магнитный поток в сердечнике главного полюса

, (2.24)


где - коэффициент магнитного рассеяния главных полюсов;

[1] стр. 355

Вб.

2.4.2 Площадь сечения сердечника главного полюса

, (2.25)

где - коэффициент заполнения сердечника главного полюса сталью; ;

- длина сердечника главного полюса;

- ширина сердечника главного полюса.

, м

; (2.26)

м

(2.27)

м.

Получим

м2 .

2.4.3 Магнитная индукция в сердечнике главного полюса


; (2.28)

Тл.

Вг удовлетворяет условию Вг ≤ Вгд . Вгд = 1,6 [1] стр. 355.

Выбираем для сердечника главного полюса марку стали 3411.

2.4.4 По приложению П-27 [1] для стали 3411 определим напряженность магнитного поля в сердечнике главного полюса А/м.

2.4.5 Расчетная длина сердечника главного полюса

,

где - высота сердечника главного полюса; м; [2] табл. 5.3

м.

2.4.6 Магнитное напряжение сердечника главного полюса

; (2.29)

А.

2.5 Зазор между полюсом и станиной

2.5.1 Магнитный поток в зазоре между станиной и полюсом

;

Вб.


2.5.2 Площадь сечения зазора между станиной и полюсом

;

м2 .

2.5.3 Магнитная индукция в воздушном зазоре между главным полюсом и станиной

,

Тл.

2.5.4 Напряженность магнитного поля в зазоре

; (2.30)

А/м.

2.5.5 Расчетная длина зазора между полюсом и станиной

; (2.31)

м.

2.5.6 Магнитное напряжение воздушного зазора между главным полюсом и станиной

; (2.32)

А.


2.6 Станина

2.6.1 Магнитный поток в станине с учетом его разветвления

; (2.33)

Вб.

2.6.2 Площадь сечения станины

, (2.34)

где - допустимое значение индукции в станине двигателя, выбирается в зависимости от степени защиты и способа охлаждения; Тл. [1] стр. 355

м2 .

2.6.3 Магнитная индукция в станине

; (2.35)

Тл.

Марка стали станины Ст3.

2.6.4 По приложению П-25 [1] для стали Ст3 определим напряженность магнитного поля в станине: А/м.

2.6.5 Расчетная длина станины

, (2.36)

где - толщина станины.

, (2.37)

где - длина станины.

; (2.38)

м.

м.

где - наружный диаметр станины.

; (2.39)

м.

Получим

м.


2.6.6 Магнитное напряжение в станине

; (2.40)

А.

2.7 Характеристика намагничивания. Переходная характеристика

2.7.1 Суммарная МДС на полюс

; (2.41)

А.

2.7.2 МДС переходного слоя

; (2.46)

А.

Аналогичным образом производим расчет для потоков равных 0,5; 0,75; 0,9; 1,1; 1,15 номинального значения. Результаты расчета сводим в таблицу 2. По данным таблицы 2 построим характеристику намагничивания машины постоянного тока и переходную характеристику . Вид характеристик представлен на рисунке 1

Таблица 2 - Расчет характеристик намагничивания машины постоянного тока

Расчетная величина 0,5·ЕН 0,75·ЕН 0,9·ЕН 1,0·ЕН 1,1·ЕН 1,15·ЕН
ЭДС обмотки якоряЕн =kд ·Uн =396 В 198 297 356,4 396 435,6 455,4
Воздушный зазор под главным полюсом
2.1.7 Магнитный поток в воздушном зазоре Фδ , Вб· 0,0122 0,0183 0,022 0,0244 0,0268 0,028
2.1.8 Площадь сечения воздушного зазора Sδ =0,032, м2
2.1.9 Магнитная индукция в воздушном зазоре Вδ , Тл 0,38 0,57 0,684 0,76 0,836 0,874
2.1.10 Напряжённость магнитного поля в воздушном зазоре Нδ , А/м 305000 460000 550000 610000 671000 700000
2.1.11 Расчетная длина воздушного зазора Lδ =0,00215,м
2.1.12 Магнитное напряжение воздушного зазора F, А 655,75 989 1182 1310 1442,65 1505
Зубцовая зона сердечника якоря
2.2.1 Магнитный поток в зубцовой зоне ФZ , Вб 0,0122 0,0183 0,02196 0,0244 0,0268 0,028
2.2.2 Площадь сечения зубцовой зоны при овальной форме паза SZ =0,01356, м2
2.2.3 Магнитная индукция в зубцах якоря ВZ , Тл 0,9 1,35 1,62 1,799 1,98 2,07
2.2.4 Напряжённость магнитного поля в зубцах якоря НZ , А/м 190 730 3800 12864 34400 54500
2.2.5 Расчетная длина зубцового слоя при овальной форме паза LZ =0,0287, м2
2.2.6 Магнитное напряжение зубцов якоря FZ , A 5,45 20,95 109,1 369,2 987 1564
Ярмо сердечника якоря
2.3.1 Магнитный поток в ярме сердечника якоря Фj , Вб·10-3 0,006 0,009 0,0108 0,012 0,0132 0,0138
2.3.2 Площадь сечения ярма сердечника якоря Sj =0,021, м2
2.3.3 Магнитная индукция в ярме сердечника якоря Вj , Тл 0,47 0,71 0,85 0,94 1,03 1,08
2.3.4 Напряжённость магнитного поля в ярме сердечника якоря Нj , А/м 74 99 165 210 258 288
2.3.5 Расчетная длина ярма сердечника якоря Lj =0,068, м
2.3.6 Магнитное напряжение ярма сердечника якоря Fj , А 5,03 6,73 11,22 14,4 17,54 19,58
Сердечник главного полюса
2.4.1 Магнитный поток в сердечнике главного полюса ФГ , Вб· 0,0145 0,022 0,026 0,029 0,032 0,033
2.4.2 Площадь сечения сердечника главного полюса SГ =0,025, м2
2.4.3 Магнитная индукция в сердечнике главного полюса ВГ , Тл 0,59 0,88 1,05 1,17 1,29 1,35
2.4.4 Напряжённость магнитного поля в сердечнике главного полюса НГ , А/м 100 150 190 260 360 430
2.4.5 Расчетная длина сердечника главного полюса LГ =0,1 , м
2.4.6 Магнитное напряжение сердечника главного полюса FГ , А 10 15 19 26 36 43
Зазор между станиной и полюсом
2.5.1 Магнитный поток в зазоре между станиной и полюсом ФСП ,Вб 0,0145 0,022 0,0261 0,029 0,032 0,033
2.5.2 Площадь сечения зазора между станиной и полюсом SСП =0,025, м2
2.5.3 Магнитная индукция в зазоре между станиной и полюсом ВСП , Тл 0,585 0,878 1,053 1,17 1,287 1,346
2.5.4 Напряжённость магнитного поля в зазоре НСП , А/м 468000 700000 840000 936000 1,03·106 1,08·106
2.5.5 Расчетная длина зазора между станиной и полюсом LСП =0,156·103 , м2
2.5.6 Магнит. напряжение зазора между станиной и полюсом FСП , А 73 109,2 131 146,2 160,7 168
Станина
2.6.1 Магнитный поток в станине с учётом его разветвления ФС ,Вб 0,0073 0,011 0,0131 0,0145 0,016 0,0167
2.6.2 Площадь сечения станины SС =0,011, м2
2.6.3 Магнитная индукция в станине ВС , Тл 0,67 1,0 1,2 1,33 1,46 1,53
2.6.4 Напряжённость магнитного поля в станине НС , А/м 554 924 1290 1720 2530 3210
2.6.5 Расчетная длина станины LС =0,192, м
2.6.6 Магнитное напряжение станины FС , А 106,4 172,4 247,7 330,24 485,8 616
Сумма магнитных напряжений всех участков магнитной цепи F , А 855,63 1318,28 1700 2196 3130 3915,8
Сумма магнитных напряжений участков переходного слоя Fδ Zj , A 666,23 1016,7 1302,3 1693,6 2447,5 3088,8

3. Расчет системы возбуждения

3.1 Определение размагничивающего действия поперечной реакции якоря

3.1.1 Определим величину

; (3.1)

А.

3.1.2 По переходной характеристике определим величины и

Тл, Тл.

3.1.3 Среднее значение индукции в воздушном зазоре

; (3.2)

Тл.

3.1.4 По переходной характеристике определим размагничивающее действие поперечной реакции якоря А.

3.2 Расчет обмоток при параллельном возбуждении

3.2.1 Необходимое значение МДС обмотки параллельного возбуждения

; , (3.3)

, А.


3.2.2 Поперечное сечение проводников параллельной обмотки возбуждения

; (3.4)

где ;

- число параллельных ветвей параллельной обмотки возбуждения, в некомпенсированных машинах; ;

- коэффициент запаса; ;

- толщина изоляции плюс односторонний зазор между катушкой и полюсом; [1] стр. 358

- средняя длина витка параллельной обмотки возбуждения.

, (3.5)

где - ширина катушки обмотки возбуждения.

; (3.6)

м.

м.

м2 .

Поперечное сечение проводников нормируется, получим

м2 . [1] стр. 359


3.2.3 Число витков на один полюс

; (3.7)

, (3.8)

где - значение плотности тока в параллельной обмотке возбуждения;

А/м2 . [1] стр. 359

А.

.

Принимаем число витков .

3.2.4 Сопротивление обмотки возбуждения

; (3.9)

Ом.

3.2.5 Масса меди обмотки возбуждения

; (3.10)

кг.

3.2.6 Коэффициент запаса


, (3.11)

где - максимальное значение тока обмотки возбуждения;

. (3.12)

А, получим

.


4. Оценка коммутационных параметров

4.1 Расчет коммутационных параметров

4.1.1 Окружная скорость якоря

; (4.1)

м/с.

4.1.2 Коэффициент удельной проводимости пазового рассеяния для овального паза

; (4.2)

.

4.1.3 Значение реактивной ЭДС

; (4.3)

В.

4.2 Расчет щеточно-коллекторного узла

4.2.1 Ширина щетки

, (4.4)


где γ – коэффициент щеточного перекрытия; .[1] П-34

м.

Из условия, В, выберем графитные щетки марки 611М. [1] П-35

Принимаем ширину щетки .

4.2.2 Ширина зоны коммутации

; (4.5)

м.

4.2.3 Коэффициент зоны коммутации

; (4.6)

.

4.2.4 Контактная площадь щеток на один щеточный болт

, (4.7)

где - плотность тока под щеткой; А/м2 . [1] П-35


м2 .

4.2.5 Длина щетки

, (4.8)

где - число щеток на щеточный болт; .

м.

Принимаем длину щетки м. [1] П-34

4.2.6 Уточненное значение плотности тока под щеткой

; (4.9)

А/м2 .

4.2.7 Активная длина коллектора

; (4.10)

м.


4.3 Расчет магнитной цепи добавочных полюсов

4.3.1 Воздушный зазор под добавочным полюсом

; (4.11)

м.

4.3.2 ЭДС коммутации

; (4.12)

В.

4.3.3 Индукция под добавочным полюсом

; (4.13)

Тл.

4.3.4 Магнитный поток в воздушном зазоре под добавочным полюсом

, (4.14)

где - длина наконечника добавочного полюса; ;

- ширина наконечника добавочного полюса.

. (4.15)


Получим

м.

Получим в конечном результате, что

Вб.

4.3.5 Магнитный поток в сердечнике добавочного полюса

, (4.16)

где σД - коэффициент магнитного рассеяния добавочного полюса.

В машинах без компенсационной обмотки , примем . [1] стр. 362

Получим

Вб.

4.3.6 Индукция в сердечнике добавочного полюса

, (4.17)

где - сечение сердечника добавочного полюса.

, (4.18)


где - длина сердечника добавочного полюса; ;

, м – ширина сердечника добавочного полюса;

. (4.19)

Получим

м

Далее имеем

м2 .

Получим в итоге

Тл.

4.4 Расчет обмотки добавочного полюса

4.4.1 Приближенное значение МДС обмотки добавочных полюсов

; (4.20)

А

Принимаем А.


4.4.2 Число витков в обмотке добавочных полюсов

, (4.21)

где - число параллельных ветвей обмотки добавочных полюсов; .

.

Принимаем .

4.4.3 Площадь поперечного сечения проводников обмотки добавочных полюсов

, (4.22)

где - плотность тока в обмотке добавочных полюсов;

А/м2 . [1] стр.365

м2 .

Принимаем провод прямоугольного сечения марки ПЭВП с площадью сечения м2 , номинальными размерами м и м. [1] П-29


4.4.4 Средняя длина витка катушки обмотки добавочного полюса

, (4.23)

где - ширины катушки обмотки добавочного полюса; .

м.

4.4.5 Сопротивление обмотки добавочных полюсов

, (4.24)

где - количество добавочных полюсов в машине;

Ом.

4.4.6 Масса меди обмотки добавочных полюсов

; (4.25)

кг.


5. Потери мощности и рабочие характеристики

5.1 Расчет потерь мощности

5.1.1 Механические потери мощности на трение щеток о коллектор

, (5.1)

где - коэффициент трения щеток о коллектор; ;

- удельное давление на щетку; Па; [1] П-35

- окружная скорость коллектора; , м/с .

; (5.2)

м/с.

Вт.

5.1.2 Механические потери мощности на трение в подшипниках и вентиляцию определим предварительно из графика [1] рис. 8-30

кВт. (5.3)

5.1.3 Механические потери мощности

; (5.4)

Вт.


5.1.4 Электрические потери в обмотке якоря

; (5.5)

Вт.

5.1.5 Электрические потери в обмотке добавочных полюсов

; (5.6)

Вт.

5.1.6 Электрические потери мощности в параллельной обмотке возбуждения

; (5.7)

Вт.

5.1.8 Электрические потери мощности в щеточно – коллекторном контакте

, (5.8)

где - падение напряжения на пару щеток; В. [1] П-35

Вт.

5.1.9 Основные электрические потери


; (5.9)

Вт.

5.1.10 Масса зубцов сердечника якоря

, (5.10)

где - удельная масса стали; кг/м3 .

кг.

5.1.11 Масса ярма сердечника якоря

; (5.11)

кг.

5.1.12 Магнитные потери в зубцах якоря

, (5.12)

где - технологический поправочный коэффициент; ;

- удельные магнитные потери для стали марки 2312; ;

- показатель степени; . [2] табл. 5.1


;(5.13)

Гц.

Получим

Вт.

5.1.13 Магнитные потери в ярме якоря

; (5.14)

Вт.

5.1.14 Основные магнитные потери

; (5.15)

Вт.

5.1.15 Добавочные потери мощности

; (5.16)

Вт.

5.1.16 Суммарные потери мощности


; (5.17)

Вт.

5.2 Определение номинальных параметров

5.2.1 Предварительное значение потребляемой мощности

; (5.18)

Вт.

5.2.2 Предварительное значение тока двигателя

; (5.19)

А.

5.2.3 Номинальный ток якоря

; (5.20)

А.

5.2.4 ЭДС обмотки якоря

, (5.21)

где - суммарное сопротивление якорной цепи


;(5.22)

Ом

Получим

В.

5.2.5 Основной магнитный поток в воздушном зазоре

; (5.23)

Вб.

5.2.6 По основной характеристике намагничивания определяем суммарное значение магнитного напряжения , соответствующее

А.

5.2.7 Определяем МДС системы возбуждения при параллельном возбуждении.

, (5.24)

где - номинальное значение поперечной размагничивающей реакции якоря


.

А.

5.2.8 Уточненный номинальный ток возбуждения

; (5.25)

А.

5.2.9 Уточненный номинальный ток двигателя

; (5.26)

А.

5.2.10 Уточненное значение потребляемой мощности двигателя

; (5.27)

Вт.

5.2.11 Полезная мощность на валу двигателя

; (5.28)

;(5.29)

Вт;

Получим


Вт.

5.2.12 Коэффициент полезного действия

; (5.30)

.

5.2.13 Вращающий момент на валу двигателя

; (5.31)

Н. м.

Для построения рабочих характеристик произведем расчет по схеме, изложенной в пунктах 5.2.3 - 5.2.13, при значениях коэффициента нагрузки . Результаты расчетов сведем в таблицу 3. Вид рабочих характеристик приведен на рисунке5.

Таблица 6 - Расчет рабочих характеристик

Коэффициентнагрузки. 0,1 0,25 0,5 0,75 1,25 1,5
Ток якоря для данных коэффициентов нагрузки. 8,0 20,1 40,2 60,3 100,6 120,7
Значение ЭДС. 435,1 430,6 423,2 415,9 401,1 393,7
Размагничивающее действие реакции якоря. 52 130 260 390 650 780
Суммарное магнитное напряжение всех участков магнитной цепи при параллельном возбуждении. 2728 2650 2520 2390 2130 2000
Магнитный поток, соответствующий , определим по хар – ке намагничивания. 0,0257 0,0256 0,0253 0,0251 0,0244 0,0239
Частота вращения якоря 1045 1038 1033 1023 1015 1017
Ток двигателя 10,58 22,68 42,78 62,88 103,18 123,28
Потребляемая мощность 4655,2 9979,2 18823 27667 45399 54243

Полезная мощность на валу двигателя

P доб = Рдоб ·(k н )2 [2], стр. 108

3082,1 8336,8 16524 24475 39374 46288
Коэффициент полезного действия 0,66 0,835 0,877 0,885 0,867 0,853
Вращающий момент на валу двигателя 29,5 79,78 158,13 234,22 376,8 442,97

6. Тепловой расчет

Для приближенной оценки тепловой напряженности машины необходимо сопротивления обмоток привести к температуре, соответствующей заданному классу изоляции; при классе нагревостойкости В сопротивления умножаются на поправочный коэффициент .

6.1 Сопротивление обмотки якоря

; (6.1)

Ом.

6.2 Сопротивление обмотки добавочных полюсов

; (6.2)

Ом.

6.3 Сопротивление обмотки возбуждения

; (6.3)

Ом.

6.4 Потери в обмотке якоря

; (6.4)

Вт.


6.5 Потери в обмотке добавочных полюсов

; (6.5)

Вт.

6.6 Потери в обмотке возбуждения

; (6.6)

Вт.

6.7 Превышение температуры охлаждаемой поверхности якоря

, (6.7)

где - коэффициент теплоотдачи с наружной поверхности якоря;. Выбирается по рис.8-31 [1]

0 С.

6.8 Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки якоря

, (6.8)


где - периметр поперечного сечения паза.

; (6.9)

м.

где - эквивалентный коэффициент теплопроводности внутренней изоляции секции из круглого провода; ;

- эквивалентный коэффициент теплопроводности изоляции; . [1] стр. 371

0 С.

6.9 Превышение температуры охлаждаемой поверхности лобовых частей обмотки якоря

; (6.10)

Где lв - длина вылета лобовой части

; (6.11)

м.

αл - коэффициент теплоотдачи с лобовых поверхностей обмотки якоря; . Выбирается по рис.8-31 [1]


0 С.

6.10 Перепад температуры в изоляции лобовой части обмотки якоря

, (6.12)

где - периметр поперечного сечения условной поверхности охлаждения лобовой части.

; (6.13)

м.

0 С.

6.11 Среднее превышение температуры обмотки якоря над температурой охлаждающего воздуха

; (6.14)

0 С.


6.12 Сумма потерь, отводимых охлаждающим внутренний объем двигателя воздухом

; (6.15)

Вт.

6.13 Условная поверхность охлаждения двигателя

; (6.16)

м2 .

6.14 Среднее превышение температуры воздуха внутри двигателя

, (6.17)

Где αн - коэффициент подогрева воздуха; .

Выбирается по рис. 8-32 [1]

0 С.

6.15 Среднее превышение температуры обмотки якоря над температурой охлаждающей среды

; (6.18)

0 С.


6.16 Превышение температуры наружной поверхности катушки возбуждения над температурой воздуха внутри машины

; (6.19)

Где αв - коэффициент теплоотдачи с поверхности обмотки возбуждения . Выбирается по рис. 8-31 [1]

Sв - Наружная поверхность охлаждения катушки обмотки возбуждения

, (6.20)

где - периметр охлаждения катушки обмотки возбуждения; Находим по эскизу междуполюсного окна двигателя м.

м2 .

Получим

0 С.

6.17 Перепад температуры в изоляции катушки обмотки возбуждения

, (6.21)

где - средняя ширина катушки обмотки возбуждения.


0 С.

6.18 Среднее превышение температуры обмотки возбуждения над температурой охлаждающей среды

; (6.22)

0 С.

6.19 Превышение температуры наружной поверхности добавочного полюса над температурой воздуха внутри машины

; (6.23)

Где αд - коэффициент теплоотдачи с поверхности катушки обмотки добавочных полюсов . Выбирается по рис. 8-31 [1]

Sд - поверхность охлаждения обмотки добавочных полюсов

, (6.24)

м2 .

- периметр охлаждения катушки обмотки добавочных полюсов;

Находим по эскизу междуполюсного окна двигателя м.

Получим

0 С.


6.20 Перепад температуры в изоляции катушки обмотки добавочного полюса

, (6.25)

где - средняя ширина катушки обмотки добавочных полюсов.

0 С.

6.21 Среднее превышение температуры катушки обмотки добавочных полюсов над температурой воздуха внутри машины

; (6.26)

0 С.

6.22 Превышение температуры наружной поверхности коллектора над температурой воздуха внутри двигателя

; (6.29)

Где αк - коэффициент теплоотдачи с поверхности коллектора .

Выбирается по рис. 8-33 [1]

Sк - площадь поверхности охлаждения коллектора


; (6.28)

м2 .

Получим

0 С.

Таким образом, превышения температуры обмотки якоря, обмотки возбуждения и коллектора ниже предельно допустимых значений для класса нагревостойкости изоляции B. Для проводников обмотки добавочных полюсов марки ПСД (класс изоляции F) среднее превышение температуры так же не превышает предельного допускаемого значения.


7. Вентиляционный расчет

7.1 Необходимое количество охлаждающего воздуха

, (7.1)

где - превышение температуры воздуха; , о С.

; (7.2)

м3 /с.

7.2 Наружный диаметр центробежного вентилятора

, (7.3)

где - внутренний диаметр станины.

(7.4)

м.

Получим

м.


7.3 Окружная скорость вентилятора по внешнему диаметру

; (7.5)

м/с.

7.4 Внутренний диаметр колеса вентилятора

; (7.6)

м.

7.5 Окружная скорость вентилятора по внутреннему диаметру

; (7.7)

м/с.

7.6 Ширина лопаток вентилятора

; (7.8)

м.

7.6 Согласно рекомендации [1] число лопаток вентилятора определяется по формуле

; (7.9)


Принимаем число лопаток вентилятора .

7.7 Давление вентилятора при холостом ходе составляет

, (7.10)

где - аэродинамический КПД радиальных крыльев; ;

ρ – плотность воздуха при температуре 20 о С; ρ=1.23 кг·м3 .

Па.

7.8 Максимально возможное количество воздуха в режиме короткого замыкания

; (7.11)

Где S2 - входное сечение вентилятора;

; (7.12)

м2 .

Получим

м3 /с.


7.9 Аэродинамическое сопротивление вентиляционной системы машины

[1] рис. 5-20

7.10 Действительный расход воздуха

; (7.13)

7.11 Действительное давление вентилятора

; (7.14)

Па.

7.12 Мощность, потребляемая вентилятором

, (7.15)

где - энергетический КПД вентилятора; . [1] стр. 373

Вт.


7.13 Уточняем сумму потерь на трение в подшипниках и вентиляцию

(7.16)

Вт.

7.14 Уточняем потери по (5.4) и (5.29)

;

Вт.

;

Вт.

7.15 Пересчитаем полезную мощность на валу двигателя по (5.28)

;

Вт.

7.16 Уточняем КПД машины в номинальном режиме по (5.30)

;

.


Заключение

В ходе курсового проектирования был спроектирован двигатель постоянного тока, отвечающий всем требованиям технического задания, имеющий следующие номинальные параметры:

РН = 36507,6 Вт;

UН = 440 В;

nН = 1000 об/мин;

МН =316,98 Н. м.

Расчет включает следующие этапы:

1 Выбор главных размеров и расчет параметров якоря

2 Расчет магнитной системы машины постоянного тока

3 Расчет системы возбуждения

4 Оценка коммутационных параметров

5 Потери мощности и рабочие характеристики

6 Тепловой расчет

7 Вентиляционный расчет

При вышеперечисленных расчетах коэффициент полезного действия составил 0,905. Температурные показатели не превышают допустимых значений.

Расчет машины произвел вручную. Сборочный чертеж, рисунки и эскизы выполнены в системе компьютерного моделирования КОМПАС.


Список литературы

1. Бурковская Т.А. Проектирование электрических машин постоянного тока: Учеб. пособие. – Воронеж: Издательство "Научная книга", 2008.

2. Копылов, И.П., Проектирование электрических машин: учеб. для вузов/И. П. Копылов, Ф.А. Горяинов, Б.К. Клоков и др.; под ред. И. П. Копылова.– М.: Энергия, 1980.

3. Проектирование электрических машин: учебник для вузов / О.Д. Гольдберг, И.С. Свириденко; Под ред. О.Д. Гольдберга. – Москва "Высшая школа", 1984.

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений07:56:16 19 марта 2016
Отсутствуют иллюстрации
Иван03:37:47 22 января 2016

Работы, похожие на Курсовая работа: Расчет электрического двигателя постоянного тока
Синхронные машины. Машины постоянного тока
Синхронные машины. Машины постоянного тока Учебное пособие 1. Синхронные машины 1.1 Принцип действия синхронной машины Статор 1 синхронной машины (рис ...
Последнее объясняется тем, что в точках В' и А' токи возбуждения различны, и, хотя э. д. с. и потоки в воздушном зазоре одинаковы, при большем токе возбуждения имеет место ...
В результате при асинхронном пуске двигателя в обмотке возбуждения индуктируется э.д.с. с частотой f2 = f1s и по обмотке проходит переменный ток, создающий пульсирующее магнитное ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: учебное пособие Просмотров: 52380 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 3 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
Электродвигатель постоянного тока мощностью 400 Вт для бытовой техники
Міністерство освіти і науки України Східноукраїнський Національний Університет імені ВОЛОДИМИРА ДАЛЯ Кафедра електромеханіки Пояснювальна записка до ...
Без стабилизирующей обмотки возбуждения с увеличением нагрузки на валу двигателя увеличивается ток якоря и увеличивается размагничивающее действие реакции якоря на основной ...
толщину изоляции обмотки возбуждения (изоляция сердечника полюса- эпоксидная смола толщиной 1 мм) 0,001 м. тогда средняя длина витка обмотки по (10.57) [2]
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа Просмотров: 1067 Комментариев: 3 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Расчёт генератора
Введение Синхронной машиной (СМ) называется двухобмоточная электрическая машина переменного тока, одна из обмоток которой присоединена к электрической ...
Коэффициент, учитывающий наличие зазоров в стыке полюса и сердечника ротора или полюсного наконечника и полюса (§ 11.3)
Магнитная индукция в основании сердечника полюса (§ 11.3)
Раздел: Промышленность, производство
Тип: курсовая работа Просмотров: 1025 Комментариев: 1 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Расчет электродвигателя
Санкт-Петербургский электротехнический колледж ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПЛАН ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ КОЛЛЕКТОРА АРОЧНОГО ТИПА Курсовой проект К558.180111.000 ...
Магнитное напряжение зазора между главным полюсом и станиной
При этом площадь занимаемая полюсной катушкой возбуждения из двух секций, включая вентиляционный зазор 0 мм, составляет Qк,в = 380 мм2, а компоновка этих секций такова, что ...
Раздел: Рефераты по технологии
Тип: реферат Просмотров: 892 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 2 человек Средний балл: 4.5 Оценка: неизвестно     Скачать
Синхронный генератор
... отраслях народного хозяйства, в частности, в качестве генераторов в передвижных и стационарных электрических станциях, двигателей в установках не ...
Коэффициент, учитывающий наличие зазоров в стыке полюса и сердечника ротора или полюсного наконечника и полюса (§ 11.3)
Магнитная индукция в основании сердечника полюса (§ 11.3)
Раздел: Промышленность, производство
Тип: дипломная работа Просмотров: 2410 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 2 человек Средний балл: 3.5 Оценка: неизвестно     Скачать
Электромагнитный расчет проектируемого двигателя постоянного тока
1 Электромагнитный расчёт Начальные данные проектируемого двигателя постоянного тока - двигатель постоянного тока со степенью защиты IP-22 и способом ...
. 116. выбираем коэффициент рассеяния добавочного полюса д = 2,5, магнитный поток в сердечнике добавочного полюса
Магнитное напряжение воздушного зазора между станиной и добавочным полюсом
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа Просмотров: 280 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Расчет параметров тягового электродвигателя
СОДЕРЖАНИЕ 1 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОВОЗА И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ 1.1 Выбор расчетных сил тяги и скорости тепловоза 1.2 Выбор типа электрической ...
Снизить неравномерность этого распределения можно путём увеличения воздушного зазора, однако при этом для сохранения требуемого магнитного потока возрастает МДС обмотки главных ...
Для снижения вероятности возникновения кругового огня на коллекторе при резких бросках тока у добавочных полюсов предусматривают второй воздушный зазор со стороны, выполненный с ...
Раздел: Промышленность, производство
Тип: дипломная работа Просмотров: 493 Комментариев: 3 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Двигатель постоянного тока
... ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСТИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ Кафедра: "ЭтЭЭм" КУРСОВОЙ ПРОЕКТ на тему: "Двигатель ...
9.6 Магнитное напряжение воздушного зазора между главным полюсом и станиной:
4 - масленка; 5 - подшипник; 6 - лабиринт; 7 - траверса; 8 - щит подшипниковый; 9 - коллектор; 10 - станина; 11 - якорь; 12 - винт грузовой; 13 - вентилятор; 14 - щит подшипниковый ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа Просмотров: 863 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 4 Оценка: неизвестно     Скачать

Все работы, похожие на Курсовая работа: Расчет электрического двигателя постоянного тока (3321)

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(150314)
Комментарии (1830)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru