Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

тёма курсак / 4 тёма

.doc
Скачиваний:
17
Добавлен:
04.06.2015
Размер:
105.47 Кб
Скачать

Расчёт магнитной цепи МПТ

Данные для расчёта:

  1. Диаметр якоря Да= 210 мм;

  2. Активная длина якоря lа= 245 мм;

  3. Число пар полюсов р= 2;

  4. Расчётный коэффициент полюсной дуги аδ= 0,68;

  5. Отношение t1/bz3= 3;

  6. Воздушной зазор δ= 2,7 мм;

  7. Высота паза hz= 37 мм;

  8. Высота главного полюса hm=84 мм;

  9. Коэффициент магнитного рассеяния G= 1,1;

  10. Число пазов якоря Z= 27;

Номинальная магнитная индукция в воздушном зазоре Bδ ном.= 0,6 Тл.

Определение геометрических размеров машины постоянного тока.

Полюсное деление:

τ= π*Да/2р = 3,14*0,21/4 = 0,165м,

где Да-диаметр якоря; р-число полюсов.

Зубцовое деление

верхней части зубца

t1 = πа/Z = 3,14*0,21/27 = 0,024м,

у основания

t3 = π*(Да-2hz)/Z = 3,14*(0,21-2*0,037)/27 = 0,016м,

где Z-число пазов якоря; hz-высота паза,

посередине

t2 = (t1+t3)/2 = (0,024+0,016)/2 = 0,02м.

Ширина зубца у основания:

bz3 = t1/t1/bz3 = 0,024/3 = 0,008м.

Размер паза

bn = t3-bz3 = 0,016-0,008 = 0,008м.

Ширина зубца:

в верхней части

bz1 = t1-bn= 0,024-0,008 = 0,016м,

посередине

bz2 = (bz1+bz3)/2 = 0,016+0,008 = 0,012м.

Расчетная длина воздушного зазора

lδ = (la+(la-0,005))/2 = (0,245+(0,245-0,005))/2 = 0,243м.

Определение зубцового коэффициента

Верхняя часть зубца:

Kz1 = (t1*lδ)/(bz1*la*Kc) = (0,024*0,0243)/(0,016*0,245*0,95) = 1,57.

Средняя часть зубца:

Kz2 = (t2*lδ)/(bz2*la*Kc) = (0,02*0,243)/(0,012*0,245*0,95) = 1,74.

Нижняя часть зубца

Kz3 = (t3*lδ)/(bz3*la*Kc) = (0,016*0,243)/(0,008*0,245*0,95) = 2,1,

где Kc= 0,95- коэффициент заполнения сталью

Определение номинальных значений индукции, магнитного потока,

МДС в воздушном зазоре

Магнитный поток

ФδH = BδH*lδ*bδ,

где bδ= aδ*τ- расчетное полюсное деление.

bδ= 0,68*0,165 = 0,112 м.

ФδH = 0,6*0,243*0,112 = 0,0164 Вб.

МДС в воздушном зазоре

Fδ= Hδ*δ = (Bδ*δ*Kδ1)/μ0.

Kδ1= t1/(t1-γ1*δ)- коэффициент воздушного зазора, вызванный

зубчатzостью якоря.

γ1= (bn/δ)2/(5+bn/δ) = (0,008/0,0027)2/(5+0,008/0,0027) = 1,102 ,

Kδ1 = 0,024/(0,024-1,102*0,0027) = 1,143 ,

Fδ= (0,6*0,0027*1,143)/4π*10-7 = 1474,34 А.

μ0= 4π*10-7 Гн/м- магнитная постоянная.

Определение расчетного значения магнитной индукции в зубце

в верхней части зубца

Bz1= Kz1*Bδ = 1,57*0,6 = 0,942 Тл ,

в средней части зубца

Bz2 = Kz2*Bδ = 1,74*0,6 = 1,044 Тл,

у основания зубца

Bz3= Kz3*Bδ = 2,1*0,6 = 1,26 Тл.

Определение напряженности магнитного поля и магнитного

напряжения в зубцовой зоне якоря

Определяем по выражению усреднения Симпсона

Hz = (Hz1+4Hz2+Hz3)/6

По таблице П1 приложения определяются:

Hz1 = 439 А/м,

Hz2 = 561 А/м,

Hz3 = 1010 А/м,

Hz= (Hz1+4Hz2+Hz3)/6= (439+4*561+1010) = 615,5 А/м.

Магнитное напряжение в зубцовой зоне якоря

Fz = Hz*hz, где hz- высота паза.

Fz= 615,5*0,037 = 22,77 А.

Определение индукции, напряженности магнитного поля и

магнитного напряжения в спинке якоря

Ba = Фδ/(2la*ha*Kc)

где ha- высота спинки якоря

1,0 Ba 1,5 Тл.

Принимаем Ва = 1,3 Тл и по таблице П1 приложения определяем

напряженность магнитного поля якоря:

Ha= 1140 А/м

ha= Фδ/(2la*Ba*Kc) = 0,0164/(2*0,245*1,3*0,95) = 0,0271 м.

Fa= Ha*La,

где La= (π*(Да-2hz-ha)/4p)+ha/2= (3,14*(0,21-2*0,037- 0,0271)/8)+0,0271/2 =

= 0,0563 м.

Fa= 1140*0,0563= 64,125 А.

Определение индукции, напряженности магнитного поля и маг-

нитного напряжения в сердечнике главных полюсов

Bm= (G*Фδ)/(lm*bm*Kc)

lm= la-0,005 = 0,245-0,005 = 0,24 м.

1,2 ТлBmн ≤ 1,6 Тл,

выбираем Bmн= 1,4 Тл

bm = (G*Фδ)/(lm*bm*Kc) = (1,24*0,0164)/(0,24*1,4*0,95) = 0,0637 м.

Hm = 500 А/м (определяем по таблице П2 приложения),

Fm= Hm*hm = 500*0,084= 42А.

Определение индукции, напряженности магнитного поля и маг-

нитного напряжения в ярме

Bя= (Gδ)/(2*hя*lя);

1,1 Тл ≤ Вян ≤ 1,2 Тл,

где hя- высота ярма.

hя = (Gδ)/(2*Bя*lя) = (1,24*0,0164)/(2*1,15*0,324) = 0,273 м,

Bя = 1,15 Тл,

lя = lm+0,4*Да= 240+0,4*210 = 0,324 м,

Lя= (π*(Да+2*(δ+hm)+hя)/4р)+hя/2 – длина средней силовой линии ярма.

Lя= (3,14*(0,21+2*(0,0027+0,084)+0,0273)/8)+0,0273/2 = 0,174 м.

Hя = 1187 А/м (определяется по таблице П3 приложения).

Fя= 1187*0,174 = 206,2А.

Определяем сумму магнитных напряжений всех участков

магнитной цепи на пару полюсов

2FB = 2Fδ+2Fz+2Fa+2Fm+2Fя= 2iB*wB,

2FB = 2*1474,3+2*22,77+2*64,125+2*42+2*206,2= 2iB*wB= 3618,72 А.

Повторяем расчет с пункта 3 по пункт 9 и определяем сумму магнитных напряжений всех участков магнитной цепи на пару полюсов для значений 0,5Фδн; 0,75Фδн; 0,9Фδн; 1,1Фδн;1,25Фδн.

Результаты расчетов сводим в таблицу 4.

Таблица 4

Наименование величин

Значение при

0,5Фδн

0,75Фδн

0,9Фδн

1,0Фδн

1,1Фδн

1,25Фδн

Основной магнитный поток,Вб

0,0082

0,0123

0,0148

0,0164

0,018

0,0205

Магнитная индукция, Тл

в воздушном зазоре

0,3

0,45

0,54

0,6

0,66

0,75

в верхней части зубца

0,471

0,707

0,848

0,942

1,036

1,178

в средней части зубца

0,522

0,783

0,94

1,044

1,148

1,305

в нижней части зубца

0,63

0,945

1,134

1,26

1,386

1,575

в полюсах

0,7

1,05

1,26

1,4

1,54

1,75

в спинке якоря

0,65

0,975

1,17

1,3

1,43

1,44

в ярме

0,575

0,8625

1,035

1,15

1,265

1,4375

Напряженность магнитного поля, А/м

Hz1

161

266

352

439

541

800

Hz2

180

372

437

561

739

1160

Hz3

226

442

701

1010

1530

3770

Hz=1/6(Hz1+4Hz2+Hz3)

184,5

326

466,8

615,5

837,8

1535

полюсов Hm

67

190

330

500

820

2500

спинки якоря Ha

236

475

779

1140

1780

5065

ярма Hя

466

758

978

1187

1475

2352

МДС воздушного зазора Fδ

737,15

1105,73

1326,87

1474,34

1621,73

1842,88

Магнитное напряжение, А

зубцовой зоны якоря Fz

6,83

12,06

17,27

22,77

30,9

56,89

полюсов Fm

5,628

15,96

27,72

42

68,88

210

спинки якоря Fa

13,29

26,74

43,86

64,125

100,21

285,16

ярма Fя

80,94

131,66

169,88

206,2

256,2

408,54

Сумма магнитных напряжений всех участков магнитной цепи на пару полюсов, 2FB, А

1687,7

2584,3

3171,2

3618,7

4155,8

5608,8

Вывод:

Соседние файлы в папке тёма курсак