Двигатель постоянного тока (150225)

Посмотреть архив целиком

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСТИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ






Кафедра: «ЭтЭЭм»




КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему: «Двигатель постоянного тока»

КП 14020365 637





Выполнил: Кузнецов К. И.

Проверил: Пашнин В.М.






Хабаровск

2007Введение


Почти вся электрическая энергия вырабатывается электрическими машинами. Но электрические машины могут работать не только в генераторном режиме, но и в двигательном, преобразуя электрическую энергию в механическую. Обладая высокими энергетическими показателями и меньшими, по сравнению с другими преобразователями энергии, расходами материалов на единицу мощности, экологически чистые электромеханические преобразователи имеют в жизни человеческого общества огромное значение.

При проектировании электрической машины приходится учитывать большое количество факторов, от которых зависят её эксплуатационные свойства, заводская себестоимость и надёжность в работе.

При проектировании выбор материалов, размеров активных и конструктивных частей машины должен быть технически и экономически обоснован. При этом следует использовать предшествующий опыт и ориентироваться на данные современных машин. Однако необходимо критически относиться к этим данным, выявить недостатки машин и найти способы их устранения.

Целью данной работы была разработка конструкции двигателя постоянного тока. За основу конструкции была принята машина постоянного тока серии 2П. Проектирование двигателя включает в себя выбор и расчёт размеров статора и ротора, обмоток, изоляции, конструктивных деталей, объединение их в конструктивные узлы и общую компоновку всех его частей.

Материалы, размеры и формы конструктивных деталей должны быть так выбраны и отдельные детали так объединены, чтобы двигатель по возможности наилучшим образом соответствовал своему назначению и был наиболее экономичным в работе и изготовлении.


1 Выбор и расчёт главных размеров двигателя


1.1 – предварительное значение КПД двигателя назначаем в зависимости от его мощности по [рис1.1]. Принимаем среднее значение ηн = 0,8.

1.2 Определяем предварительное значение номинального тока:



А


1.3 Ток якоря:




где значение коэффициента выбираем из табл.1.1.,

=0,08

А


1.4 Определяем электромагнитную мощность двигателя:


,


кВт


1.5 Диаметр якоря D можно принять равным высоте оси вращения:



Определяем наружный диаметр якоря DН, м:

,

.


1.6 – линейная нагрузка якоря по [рис1.3].


1.7 – магнитная индукция в воздушном зазоре по [рис1.4].

расчетный коэффициент полюсного перекрытия по [рис1.5].


    1. Определяем расчётную длину якоря:


,


м


1.9 Определяем отношение длины магнитопровода якоря к его диаметру:


,


.

полученное λ удовлетворяет условию


1.10 Принимаем число полюсов двигателя 2р = 4.


1.11 Находим полюсное деление:



.


1.12 Определяем расчётную ширину полюсного наконечника:


,


.


1.13 Действительная ширина полюсного наконечника при эксцентричном зазоре под главными полюсами


.


2 Выбор обмотки якоря


2.1 Т.к. ток якоря меньше 600 А, выбираем простую волновую обмотку

(2а = 2). Ток параллельной ветви равен:

,


.


2.2 Определяем предварительное общее число эффективных проводников обмотки якоря:


,


.


2.3 Крайние пределы чисел пазов якоря:


,


где t1 – зубцовый шаг, граничные значения которого зависят от высоты оси вращения.

Принимаем t1max = 0.02 м; t1min = 0.01 м. Тогда:

.

Ориентировочное число пазов якоря:


где отношение определяется по табл.2.1

=10

Зубцовый шаг:




2.4 Число эффективных проводников в пазу:



В симметричной двухслойной обмотке это число должно быть четным. Принимаем Nп=24, тогда число проводников в обмотке якоря определяется как .


2.5 Т.к. диаметр якоря меньше 200 мм, пазы якоря выполняем полузакрытыми овальной формы, зубцы с параллельными стенками. Выбор такой конструкции обусловлен тем, что обмотка якоря таких машин выполняется всыпной из эмалированных медных проводников круглого сечения, образующих мягкие секции, которые легко можно уложить в пазы через сравнительно узкие шлицы.


2.6 Выбор числа коллекторных пластин. Минимальное число коллекторных пластин К ограничивается допустимым значением напряжения между соседними коллекторными пластинами. Для серийных машин без компенсационной обмотки .

Минимальное значение К:


,


Принимаем коллекторное деление:

Максимальное значение К:



где – наружный диаметр коллектора

Число коллекторных пластин:


,


где - число элементарных пазов в одном реальном ( =3).

Данные полученные ранее записываем в таблицу:


un

К = un·Z

3

120

4

18

3.27

Уточнённое значение линейной нагрузки, А/м


,


,

где


2.7 Скорректированная длина якоря:




2.8 Наружный диаметр коллектора


2.9 Окружная скорость коллектора:


,



2.10 Коллекторное деление tk = 3.27 мм


2.11 Полный ток паза:



.


2.12 Предварительное значение плотности тока в обмотке якоря:


,


где - принимаем в зависимости от диаметра якоря по [рис 1.3].

.


2.13 Предварительное сечение эффективного провода:


,


Для обмоток якоря с полузакрытыми пазами из [табл.2.4] выбираем круглый провод марки ПЭТВ с сечением 0.883 мм2 , диаметром неизолированного провода 1.06 мм и диаметром изолированного провода 1.14 мм.

Число элементарных проводников .


3 Расчёт геометрии зубцовой зоны


3.1 Площадь поперечного сечения обмотки, уложенной в один полузакрытый паз:



где dИЗ = 1.14 мм – диаметр одного изолированного провода;

nЭЛ = 1 – число элементарных проводников в одном эффективном;

WС = 4 – число витков в секции;

un = 3 – число элементарных пазов в одном реальном;

КЗ = 0.7 – коэффициент заполнения паза изолированными проводниками.

Тогда:


3.2 Высоту паза предварительно выбираем по рис 3.1 в зависимости от диаметра якоря:


hП = 25 мм

Ширина шлица bШ должна быть больше суммы максимального диаметра изолированного проводника и двухсторонней толщины пазовой изоляции. Принимаем bШ = 2 мм.

Высоту шлица принимаем hШ = 0.6 мм.



3.3 Ширина зубца:



где BZ = 2 Тл– допустимое значение магнитной индукции в зубцах для частоты перемагничивания 50Гц и двигателя со степенью защиты IP22 и способом охлаждения ICO1;

КС = 0,95 – коэффициент заполнения пакета якоря сталью.

Тогда:

м


3.4 Большой радиус паза:


,


м


3.5 Меньший радиус паза:


,


м



3.6 Расстояние между центрами радиусов:




3.7 Минимальное сечение зубцов якоря:



3.8 Предварительное значение ЭДС:


ЕН = КДUН


где КД = 0.9 – выбирается в зависимости от мощности двигателя по табл.1.1. Тогда:

ЕН = 0.9∙440 = 396 В


3.9 Предварительное значение магнитного потока на полюс:




3.10 Индукция в сечении зубцов (сталь марки 2312):



Bz не удовлетворяет условию Bz ≤2. В таком случае пересчитываем так, что бы выполнялось условие Bz ≤2:




4 Расчёт обмотки якоря


4.1 Длина лобовой части витка при 2р = 4:



4.2 Средняя длина полувитка обмотки якоря:


lа ср = (lп + lл), м


где lпlδ = 0.16 – длина якоря приближённая для машин без радиальной вентиляции, м

Тогда:

lа ср = 0.16+ 0.158= 0.318 м


4.3 Полная длина проводников обмотки якоря:


Lма = N·lа ср = 960·0.318= 305.28 м


4.4 Сопротивление обмотки якоря при температуре t = 20 ˚С:




4.5 Сопротивление обмотки якоря при температуре t = 75 ˚С:


Rda = 1.22Rа = 1.22·1.6 = 1.952 Ом

4.6 Масса меди обмотки якоря:


Мма = 8900·lа ср·N·q0 = 8900·0.318·960·0.83635·10-6 = 2.272 кг


4.7 Расчёт шагов обмотки. Шаг по коллектору для простой волновой обмотки:



Результирующий шаг Y = YК = 59

Первый частичный шаг:



где Σ – дробное число, с помощью которого Y1 округляется до целого числа.

Тогда:

Второй частичный шаг:


Y2 = YY1 = 59 – 30 = 29



5 Определение размеров магнитной цепи


5.1 Предварительное значение внутреннего диаметра якоря и диаметра вала:


Случайные файлы

Файл
91303.rtf
1778.rtf
131547.rtf
9781-1.rtf
153259.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.