4. Параллельная обмотка главных полюсов

Размагничивающее действие

Размагничивающее действие определяется по формуле (105):

(105)

где принимается в соответствие с [1, с. 275, рис. 10-29] с учетом отношения

МДС обмотки параллельного возбуждения

МДС обмотки параллельного возбуждения определяется по формуле (106):

(106)

Предварительная ширина катушки

Предварительная ширина катушки:

(107)

Средняя длина витка обмотки

Средняя длина витка обмотки определяется по формуле (108):

(108)

где двусторонний зазор между изолированным сердечником полюса и катушкой, мм;

двусторонняя толщина изоляции сердечника и катушки и крепления катушки, мм;

значение принимается в соответствие с [1, с. 279].

Предварительное поперечное сечение провода

Предварительное поперечное сечение провода определяется по формуле (109):

(109)

Выбор стандартного провода

В соответствие с [1, с. 263, табл. 10-14] принимается проводник ПЭТВкруглого сечения; род выполнения обмотки – многослойная по ширине и по высоте катушки.

Ближайшее стандартное поперечное сечение провода выбирается по [1, с. 384, прил. 1]:

Диаметр провода ПЭТВ с изоляцией и без изоляции выбирается в соответствие с [1, с. 384, прил. 1]:

Уточненный коэффициент запаса

Уточненный коэффициент запаса определяется по формуле (110):

(110)

Предварительная плотность тока в обмотке

Предварительная плотность тока в обмотке принимается по [1, с. 278, рис. 10-30]:

При изоляции класса нагревостойкостиBзначениеумножается на поправочный коэффициент[1, с. 278]:

[1, с. 226, табл. 10-4]

Количество витков одной катушки

Предварительное количество витков одной катушки определяется по формуле (111):

(111)

В соответствие с указанием [1, с. 279] принимается уточненное (округленное) значение количества витков одной катушки:

Уточненная плотность тока в обмотке

Уточненная плотность тока в обмотке определяется по формуле (112):

(112)

17. Сопротивление обмотки при температуре 20° C

Сопротивление обмотки при температуре 20° Cопределяется по формуле (113):

(113)

Максимальный ток обмотки

Максимальный ток обмотки определяется по формуле (114):

(114)

Максимальная МДС

Максимальная МДС определяется по формуле (115):

(115)

5. Щетки и коллектор

Выбор размеров щеток щетки

Ширина и длина щетки принимаются в соответствие с [1, с. 282]:

Число перекрытых щеткой коллекторных делений

Число перекрытых щеткой коллекторных делений определяется по формуле (120):

(120)

Полученное значение принадлежит интервалу рекомендуемых значений при простой волновой обмотке [1, с. 282].

Ширина зоны коммутации

Ширина зоны коммутации определяется по формуле (121):

(121)

где укорочение.

Укорочение определяется по формуле (122):

(122)

Отношение ширины зоны коммутации к расстоянию между соседними наконечниками главных полюсов

Отношение ширины зоны коммутации к расстоянию между соседними наконечниками главных полюсов определяется по формуле (123):

(123)

Полученное значение принадлежит рекомендуемому интервалу [1, с. 282].

Контактная площадь одной щетки

Контактная площадь одной щетки определяется по формуле (124):

(124)

Необходимая контактная площадь всех щеток

Необходимая контактная площадь всех щеток определяется по формуле (125):

(125)

где значение принимается в соответствие с [1, с. 283]

Количество щеток на одном бракете

Количество щеток на одном бракете определяется по формуле (126):

(126)

Принимается уточненное количество щеток на одном бракете [1, с. 283]:

Уточненная контактная площадь всех щеток

Уточненная контактная площадь всех щеток определяется по формуле (127):

(127)

Уточненная плотность тока под щетками

Уточненная плотность тока под щетками:

(128)

Активная длина коллектора

Активная длина коллектора определяется по формуле (129):

(129)

Окружная скорость коллектора при номинальной частоте вращения

Окружная скорость коллектора при номинальной частоте вращения:

(130)

6. Коммутационные параметры.

Проводимость рассеяния овального полузакрытого паза

Проводимость рассеяния овального полузакрытого паза определяется по формуле (131):

(131)

где окружная скорость якоря.

Окружная скорость якоря определяется по формуле (132):

(132)

Реактивная ЭДС коммутирующих секций

Реактивная ЭДС коммутирующих секций определяется по формуле (133):

(133)

где максимальная окружная скорость якоря.

максимальная окружная скорость якоря определяется по формуле (134):

(134)

Полученное значение реактивной ЭДС коммутирующих секций принадлежит рекомендуемому интервалу[1, с. 284].

Среднее значение магнитной индукции в зазоре под добавочным полюсом

Среднее значение магнитной индукции в зазоре под добавочным полюсом определяется по формуле (135):

(135)

Общий коэффициент воздушного зазора

Общий коэффициент воздушного зазора определяется по формуле (136):

(136)

где коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения якоря.

Коэффициент определяется по формуле (137):

(137)

Необходимый зазор под добавочным полюсом

Необходимый зазор под добавочным полюсом определяется по формуле (138):

(138)

Полученное значение отличается от предварительного () более, чем на 5,0%: требуется повтор расчетов по формулам (137) и (136) [1, с. 285]:

Уточненный коэффициент определяется по формуле (137):

Уточненный общий коэффициент воздушного зазора определяется по формуле (136):

Магнитный поток в зазоре под добавочным полюсом при номинальной нагрузке

Магнитный поток в зазоре под добавочным полюсом при номинальной нагрузке определяется по формуле (139):

(139)

Магнитный поток в зазоре под добавочным полюсом при перегрузке

Магнитный поток в зазоре под добавочным полюсом при перегрузке определяется по формуле (140):

(140)

где отношение максимального тока к номинальному [1, с. 287].

Магнитный поток в сердечнике добавочного полюса при номинальной нагрузке

Магнитный поток в сердечнике добавочного полюса при номинальной нагрузке:

(141)

где коэффициент магнитного рассеяния добавочных полюсов [1, с. 285].

Магнитный поток в сердечнике добавочного полюса при перегрузке

Магнитный поток в сердечнике добавочного полюса при перегрузке:

(142)

Площадь поперечного сечения добавочного полюса

Площадь поперечного сечения добавочного полюса определяется по формуле (143):

(143)

Магнитная индукция в сердечнике добавочного полюса при перегрузке

Магнитная индукция в сердечнике добавочного полюса при перегрузке определяется по формуле (144):

(144)

Расчетная магнитная индукция на участках станины, в которых суммируются магнитные потоки главных и добавочных полюсов

Расчетная магнитная индукция на участках станины, в которых суммируются магнитные потоки главных и добавочных полюсов определяется по формуле (145):

(145)

Расчетная магнитная индукция на участках спинки якоря, в которых суммируются магнитные потоки главных и добавочных полюсов

Расчетная магнитная индукция на участках спинки якоря, в которых суммируются магнитные потоки главных и добавочных полюсовопределяется по формуле (146):

(146)

7. Номинальный режим

Масса стали зубцов якоря

Масса стали зубцов якоря определяется по формуле (147):

(147)

Магнитные потери в зубцах

Магнитные потери в зубцах определяются по формуле (148):

(148)

где удельные магнитные потери стали 2013[1, с. 73],

показатель степени[1, с. 73],

Масса стали спинки якоря

Масса стали спинки якоря определяется по формуле (149):

(149)

примечание:в соответствие с[1, с. 291].

Магнитные потери в спинке якоря

Магнитные потери в спинке якоря определяются по формуле (150):

(150)

Суммарные магнитные потери в стали

Суммарные магнитные потери в стали определяются по формуле (151):

(151)

Потери на трение щеток о коллектор

Потери на трение щеток о коллектор:

(152)

Потери на трение подшипников, трение о воздух и на вентиляцию машины

Потери на трение подшипников, трение о воздух и на вентиляцию машины определяются по формуле (153):

(153)

Суммарные механические потери

Суммарные механические потери:

(154)

Добавочные потери двигателя

Добавочные потери двигателя:

(155)

Электромагнитная мощность двигателя

Электромагнитная мощность двигателя:

(156)

ЭДС якоря двигателя

ЭДС якоря двигателя:

(157)

Ток якоря двигателя

Ток якоря двигателя:

(158)

Уточненный ток двигателя

Уточненный ток двигателя:

(159)

Подводимая мощность двигателя

Подводимая мощность двигателя:

(160)

Суммарные потери в двигателе

Суммарные потери в двигателе:

(161)

Уточненный КПД двигателя

Уточненный КПД двигателя определяется по формуле (162):

(162)

Магнитный поток двигателя

Магнитный поток двигателя:

МДС магнитной цепи двигателя

МДС магнитной цепи двигателя:

Размагничивающее действие МДС якоря двигателя

Размагничивающее действие МДС якоря двигателя:

МДС последовательной стабилизирующей обмотки двигателя

МДС последовательной стабилизирующей обмотки двигателя:

Необходимая МДС параллельной обмотки главных полюсов двигателя

Необходимая МДС параллельной обмотки главных полюсов двигателя определяется по формуле (163):

(163)

Момент вращения на валу двигателя

Момент вращения на валу двигателя определяется по формуле (164):

(164)

8. Рабочие характеристики

Порядок расчета рабочих характеристик двигателя

Последовательность расчет рабочих характеристик приведена далее.

1). Задаются коэффициенты нагрузки . В качестве примера выполнен расчет для(номинальный режим).

2). Для каждого из коэффициентов вычисляется ток якоря двигателя по формуле (165):

(165)

3). Для каждого из значений определяются:

- ЭДС якоря двигателя по формуле (79);

- размагничивающее действие МДС якоря двигателя по формуле (166):

(166)

- МДС последовательной стабилизирующей обмотки двигателяпо формуле (167):

(167)

- суммарная МДС по формуле (168):

(168)

- магнитный поток по характеристике намагничивания двигателя (рис. 1);

- частота вращения по формуле (169):

(169)

- ток двигателя по формуле (159);

- подводимая мощность двигателя по формуле (160);

- электромагнитная мощность двигателя по формуле (170):

(170)

- добавочные потери двигателя по формуле (171):

(171)

- мощностьдвигателя по формуле (172):

(172)

- суммарные потери в двигателе по формуле (173):

(173)

- КПД двигателяпо формуле (162);

- момент вращения на валу двигателя по формуле (164).

4). По результатам расчета строятся на графиках зависимости .