РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА МАЛОЙ МОЩНОСТИ

Задание провести электромагнитный расчет разработать конструкцию электродвигателя постоянного тока малой мощности с последовательным возбуждением, закрытого исполнения с продолжительным режимом работы, с естественным охлаждением при следующих исходных данных Полезная мощность на валу P2 45 Вт Напряжение питающей сети U 6 B Частота вращения n 6500 мин ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 1. Расчетная мощность двигателя. 57.2727 Вт 0,55 2. Ток и ЭДС якоря Ток якоря электродвигателя 64 A ЭДС якоря электродвигателя 4.2 B 3. Машинная постоянная 0,0033, где - коэффициент полюсного перекрытия. 0,35 Тл и A 8000 Ам при заданном отношении 0,4. Диаметр расточки полюсов, диаметр якоря и расчетная длина пакета якоря 0.0307 м 0.0307 м . конструктивный

коэффициент - 1. Диаметр якоря 0.0301 м , где 0.2754 мм - длина воздушного зазора между расточкой полюсов и якорем Выбрана марка стали 5. Окружная скорость вращения якоря 10.2558 мсек. 6. Полюсное деление и расчетная полюсная дуга 0.0482 м 0.0313 м, где 2p 2 - число полюсов машины. 0.0323 м. 7. Частота перемагничивания стали якоря 108.33 Гц. ОБМОТКА ЯКОРЯ ОЯ В электродвигателях постоянного тока малой мощности при двухполюсном исполнении

применяется простая петлевая обмотка. Вылет лобовой части обмотки по оси вала обычно составляет 0.012 м. 8.Полезный поток полюса при нагрузке двигателя 0.0003362 Вб. 9. Число проводников ОЯ 115, где - число параллельных ветвей ОЯ. 10. Число пазов якоря 11. Число коллекторных пластин 18 при 12. Число витков в секции ОЯ 13. Число проводников в пазу якоря 12

NNПZ 108 окончательное значение числа проводников обмотки якоря. 14. Шаги ОЯ по секциям у1 и коллектору ук . Для простой петлевой обмотки якоря 15. Окончательная величина линейной нагрузки якоря 7791 Ам. РАЗМЕРЫ ЗУБЦОВ, ПАЗОВ И ПРОВОДОВ ОЯ. 16. Предварительный выбор плотности тока в ОЯ. Вращающий момент электродвигателя определяется по уравнению 0,0675

Нм 6 Амм17. Сечение и диаметр провода ОЯ Предварительно 1.1364 мм2. Сечение 0,785 мм2 , диаметр провода без изоляции 1,0 мм и диаметр провода с изоляцией 1,135 мм 18. Окончательная плотность тока в ОЯ 5.9998 Амм2 , где - из поз. 19. Площадь сечения паза якоря а площадь паза якоря , занимаемая изолированными проводниками 21,47 мм2 , где - технологический коэффициент, учитывающий неплотность и укладки проводников в пазы. б площадь

паза, занимаемая пазовой изоляцией 2,43 мм2, где - толщина пазовой изоляции , мм, при напряжении 6 12 В и где мм - периметр паза в площадь паза, занимаемая клином 3,675 мм2 5,25 мм и его высоту мм. г общая требуемая площадь сечения паза якоря 27,575 мм20. Коэффициент заполнения паза изолированным проводом 0,44 , где 1,0113 мм2 - площадь поперечного сечения провода с изоляцией 21. Размеры листов пакета якоря пазы, зубцы, ярмо.

Выбираем паз круглой формы. диаметр паза якоря 5,926 мм - зубцовый шаг по окружности якоря, 10,5 мм. Ширина прорези паза , мм, Зубцовые шаги по вершинам, серединам и основаниям зубцов якоря 8,41мм 6,33 мм, где 5,976 мм высота ярма якоря , мм dвл диаметр вала длина магнитной силовой линии по ярму 5,2819 мм длина магнитной силовой линии по зубцу L3 hn 5,5 мм 2,48 мм 6,33 мм, Проверка максимальной индукции в минимальном сечении зубца 1,59

Тл, где 0,93 - коэффициент, учитывающий лаковую изоляцию между листами пакета якоря . 22. Средняя длина одного проводника ОЯ 0,0668 м 23. Сопротивление ОЯ в нагретом состоянии при 0,054 Ом, где ,4 - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления обмотки при нагревании е от 20 до . 24. Падение напряжения в ОЯ 0,7365 В. КОЛЛЕКТОР И ЩЕТКИ 25. Предварительная величина диаметра коллектора 18,06 мм 26.

Ширина коллекторной пластины 3,15 мм Ширина коллекторных пластин k 4 мм. Толщина миканитовой или пластмассовой изоляции между коллекторными пластинами u 0,5 мм После выбора k и u окончательное коллекторное деление tk k u 4.5 мм. 27. Диаметр коллектора и его окружная скорость 0,0258 м 8,77 мсек . 28. Сорт щеток и плотность тока под щетками. Марка щеток -

М-1 Допустимая плотность тока, 15 Асм2 Переходное падение напряжения на пару щеток 1, ,5 В Коэффициент трения 0,25 Удельное нажатие 0,16 Hмм2. Ширина по окружности коллектора 8 мм Длина по оси коллектора 12,5 мм Высота 25 мм 29. Площадь сечения щетки и ее размеры 90,9 мм2 Тогда окончательно площадь щетки 100 мм2 , 30. Окончательная плотность тока под щетками 0,1364

Амм2, 31. Длина коллектора 13,6 мм. Полная длина коллектора по оси вала 17,6 мм. 32. Проверка коммутации. Ширина коммутационной зоны 11,55 мм, где 2- число секционных сторон в одном слое паза 9,3 мм 5,25 мм a1. Для благоприятной коммутации необходимо соблюдать соотношение 13,52 мм. Удельная магнитная проводимость для потоков рассеяния секции ОЯ приближенно определяется по следующей формуле 3,

Гнм, где 36,12 мм при 2p2 РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ ДВИГАТЕЛЯ Магнитная система электродвигателя с приврнутыми полюсами 33. Длина воздушного зазора под полюсом 0,2 мм 34. Высота сердечника якоря 0,0123 м, где диаметр вала 0,0063 м. Проверка индукции в сердечнике якоря 0,4784 Тл, где 0,93 - коэффициент, учитывающий лаковую изоляцию между листами пакета якоря. 35. Размеры полюса. Осевая длина полюса 0,0307 м.

Высота сердечника полюса машин малой мощности предварительно может быть принята 0,009 м. Индукция в сердечнике полюса 1Тл. Тогда поперечное сечение сердечника полюса будет 0,000369 м2 , где - коэффициент магнитного рассеяния для машин малой мощности. Ширина сердечника полюса 0,0127 м, здесь - коэффициент заполнения сечения полюса сталью при шихтованных полюсах. 36. Размеры станины Поперечное сечение станины 0,000154 м2 , где индукция 1,2

Тл. Осевая длина 0,0347 м Высота станины 0,0047 м. 37. Эскиз магнитной системы двигателя длина станины 0,0838 м 0,018 м - длина сердечников полюсов 0,0004 м - длина воздушного зазора 0,012 м - длина зубцов якоря 0,0184 м - длина сердечника якоря 0,0534 мм. 38. МДС для воздушного зазора Коэффициент воздушного зазора 1,1364 МДС для воздушного зазора 12,72 А. 39. МДС для зубцов якоря

Индукция по трем сечениям зубцов якоря в случае прямоугольного или круглого пазов 0,7185 Тл 1,59 Тл 1,59 Тл. МДС для зубцов 46,26 A, где 130 Aм, 4600 Aм 40. МДС для сердечника якоря. Индукция в сердечнике якоря 0.4784 Тл. МДС для сердечника якоря 3,84 A, где 100 Aм 41. МДС для сердечника полюсов Индукция в сердечнике полюса 0,99

Тл. МДС для сердечника полюса 4,5 A где 250 Ам 42. МДС для станины. Индукция в станине 1,1928 Тл. МДС для станины 41,9 А, где 500 Ам 43. МДС для воздушного зазора в стыке между станиной и полюсами. Индукция в зазоре стыка 0,94 Тл. МДС для воздушного зазора в стыке 56,03336 А, где м. 44. Характеристика холостого хода ХХ двигателя.

Расчет характеристики холостого хода машины Величины , Вб0,0001680,0002680,0003360,0003860 Тл0,1750,280,350,40 Тл0,350,5740,71850,820 Тл0,791,271,591,812 Тл0,791,271,591,812 Тл0,230,380,47840,5240 Тл0,490,791,00061,091 Тл0,590,951,19281,31 Тл0,490,791,00061,091, ,Ам ,Ам ,Ам ,Ам141, ,Ам ,Ам ,

Ам ,А63,63101,8127,2145,46165, ,А1,77,0246,26140,32260, ,А3,453,843,844,0324, ,А1,82,74,55,9413, ,А9,2218,4441,965,36318, ,А156,8252,8316,8348,8412, ,А236,6386,6540,5709,911175,3Наконец строится характеристика ХХ рис. 14 45. МДС реакции якоря. Поперечная составляющая МДС якоря определяется по так называемой переходной характеристике машины ,

60 А Продольная составляющая МДС якоря определяется формуле 3,1164 А, где м. Продольная коммутационная МДС якоря может быть определена по следующей формуле 113,8876 А, где 0,0084 м 1 - относительная величина тока якоря в долях его номинального значения 1 - относительная величина угловой частоты вращения якоря в долях ее номинального значения 0,0116 0,0132 здесь - 0,0146 0,055 Ом 0,0009 с 0,0034 Гн - средняя эквивалентная индуктивность секции якоря 13,6364

А - ток одной щетки 6,81. 46.Полная МДС возбуждения двигателя при нагрузке на пару полюсов 654,38 А РАСЧЕТ ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ ОВ. 47. Число витков ОВ, приходящихся на один полюс 24 округлить до целого большего значения. 48. Сечение и диаметр провода ОВ. Плотность тока в обмотке 5,8 А мм2 предварительно сечение не изолированного провода 2,3511 мм2 . По ГОСТ 6324-52 окончательно 2,06 мм2 диаметры неизолированного и изолированного провода dв 1,62 мм

и dв.и 1,755 мм. 49. Окончательная плотность тока в проводнике ОВ 6,62 А мм2. 50. Сопротивление ОВ в нагретом состоянии при . Средняя длина витка катушки 0,0679 Ом, где 1,4 - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления обмотки при нагревании е от 20 до - средняя длина витка ОВ в м, ,мм2 определяемая по эскизу расположения обмотки на полюсе . lср 2l0 b0 0,124 м 51.

Падение напряжения в ОВ 0,12 В. 52. Проверка величины ЭДС якоря при нагрузке 4,1365 В. 53. Требуемая площадь окна для размещения ОВ на полюсе 90,14 мм2 , где - коэффициент , учитывающий возможные неточности намотки рядов проволоки в катушке. 54. Фактическая площадь окна для размещения ОВ 99,154 мм2 ПОТЕРИ И КПД ДВИГАТЕЛЯ 60. Потери в меди

ОЯ и ОВ. Потери в меди ОЯ 10,04 Вт Потери в меди последовательной ОВ 12,62 Вт 61. Переходные потери в контактах щеток и коллектора 13,6364 Вт. 62. Магнитные потери на гистерезис и вихревые токи в стали якоря. Масса стали сердечника якоря 0,0556 кг. Масса стали зубцов якоря 0,0319 кг. Потери на гистерезис и вихревые токи в сердечнике якоря 0,26

Вт. Потери на гистерезис и вихревые токи в зубцах якоря 1,707 Вт. Полные магнитные потери на гистерезис и вихревые токи в якоре 1,97 Вт. Удельные потери в стали 20,5 Вткг 21,17 Вткг. 3,5 4,4 . 63. Механические потери в двигателе а Потери на трение щеток о коллектор 3,47 Вт, где и Нмм2 из табл.2 позиции 28 согласно принятой марки щеток мм2 общая площадь прилегания к коллектору

всех щеток, определяемая по данным позиции 29 , скорость Vк мс. б Потери на трение в шарикоподшипниках можно приближенно определить по формуле 1,7108 Вт. Масса якоря 0,2632 кг Средняя объемная масса якоря и коллектора кгм3. в Потери на трение якоря о воздух можно приближенно определить по следующей формуле 0,45 Вт. г Полные механические потери в машине 5,6 Вт. 64.

Общие потери в машине при полной нагрузке 47,37 Вт, где - учитывает добавочные потери в машине. 65. Коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке двигателя 42,1 , По результатам проведенного расчета составляем спецификацию и чертим чертеж Московский Авиационный Институт Государственный Технический Университет кафедра 310 Курсовая работа по дисциплине

Электромеханика Электромагнитный расчет двигателя малой мощности Выполнил студент группы Принял Пенкин В.Т. Москва, 2006 год Список использованных источников 1. Н.П. Ермолин. Расчет коллекторных машины малой мощности. 1973 г. 2. Д.Э. Брускин, А.Е. Зорохович, В.С. Хвостов. Электрические машины и микромашины. 1981 г. 3. Л.И

Поспелов. Конструкции авиационных электрических машин, 1982 г.