Принцип роботи двигуна постійного струму

РЕФЕРАТ

Звіт про КП: 54с., 4 рис., 1 табл.,13 джерел

 

Ключові слова: ДВИГУН ПОСТІЙНОГО СТРУМУ, КОЛЕКТОР, ОБМОТКИ ЗБУДЖЕННЯ, ПОТУЖНІСТЬ, ВТРАТИ, РОЗРАХУНОК, НЕСПРАВНОСТІ, КЛАСИФІКАЦІЯ, ОБСЛУГОВУВАННЯ.

 

Мета курсового проектування – показати теоретичні знання та науково технічні навики та науково-технічні навички даного студента з даного предмету.

Об’єкт розробки – двигун постійного струму ПЛ-062. У курсовому проекті відповідно до завдання, приведений зовнішній вигляд, описано принцип дії та будову машини, приведена класифікація за даним типом, розраховано двигун, приведені можливі несправності, причини їх виникнення та способи усунення, описане міжремонтне обслуговування.

У курсовому проекті всі розрахунки приведені до дійсних стандартних одиниць системі СІ.

Розрахунки виконані за допомогою комп’ютерної програми MathCAD.

Пояснювальна записка виконана за допомогою комп’ютера в текстовому редакторі Word, згідно вимогам навчального процесу.

 

РЕФЕРАТ

Отчет о КП: 54 с., 4 Рис.,1 Табл., 13 Источников

 

Ключевые слова: ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА, КОЛЛЕКТОР, ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ, МОЩНОСТЬ, ПОТЕРИ, РАСЧЕТ, НЕИСПРАВНОСТИ, КЛАССИФИКАЦИЯ, ОБСЛУЖИВАНИЕ.

 

Цель курсового проектирования - показать теоретические знания и научно-технические навыки и научно-технические навыки данного студента по данному предмету.

Объект разработки - двигатель постоянного тока ВЛ-062. В курсовом проекте в соответствии с заданием, приведенный внешний вид, описан принцип действия и устройство машины, приведена классификация по данному типу, рассчитан двигатель, приведены возможные неисправности, причины их возникновения и способы устранения, описанное межремонтное обслуживания.

В курсовом проекте все расчеты приведены в настоящих стандартных единиц СИ.

Расчеты выполнены с помощью компьютерной программы MathCAD.

Пояснительная записка выполнена с помощью компьютера в текстовом редакторе Word, согласно требованиям учебного процесса.

ЗМІСТ

ВСТУП 9

1 ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА 10

1.1 Принцип роботи двигуна постійного струму 10

1.2 Будова двигуна постійного струму 11

1.3 Класифікація двигуна за вказаним типом 17

2 РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА 20

2.1 Розрахунок основних розмірів двигуна 20

2.2 Визначення розмірів паза і зубця 23

2.3 Розрахунок колектора і вибір щіток 28

2.4 Визначення магніторушійної сили(МРС) холостого ходу 33

2.5 Розрахунок обмотки збудження 39

2.6 Розрахунок комутації і лопаткових полюсів 42

2.7 Розрахунок втрати і ККД двигуна 47

3 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 50

3.1 Організація ремонту двигунів постійного струму 50

3.2 Поточний ремонт двигуна 51

3.3 Капітальний ремонт двигунів 52

4 ВИСНОВОК 53

5 СПИСОК ДЖЕРЕЛ ІНФОРМАЦІЇ 54

ДОДАТОК А

ДОДАТОК Б

 

 

ВСТУП

 

 

Електричні машини постійного струму широко застосовуються в різних галузях промисловості.

Значне поширення електродвигунів постійного струму пояснюється їх цінними якостями: високими пусковим, гальмівними та перевантажувальним моментами, порівняно високим швидкодією, що важливо при реверсуванні і гальмуванні, можливістю широкого і плавного регулювання частоти обертання. Електродвигуни постійного струму використовують для регульованих приводів, наприклад, для приводів різних верстатів і механізмів. Потужності цих електродвигунів досягають сотень кіловат. У зв'язку з автоматизацією управління виробничими процесами і механізмами розширюється область застосування малопотужних двигунів загального застосування потужністю від одиниць до сотень ват.

У залежності від схеми живлення, обмотки збудження машини постійного струму поділяються на кілька типів (з незалежним, паралельним, послідовним і змішаним збудженням).

Спочатку створювалися машини постійного струму. Надалі вони значною мірою були витіснені машинами змінного струму. Завдяки можливості плавного і економічного регулювання швидкості обертання двигуни постійного струму зберігають своє домінуюче значення на транспорті, для приводу металургійних верстатів, в кранових і підйомно-транспортних механізмах. У системах автоматики машини постійного струму використовують в якості виконавчих двигунів, двигунів для приводу стрічкопротяжних механізмів та електромашинних підсилювачів.

 

ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА

Головні розміри

Номінальна потужність ,кВт.

Номінальна напруга ,В.

Номінальна частота обертання ,об/хв.

Збудження двигуна- незалежне послідовне

Режим роботи S1(тривалий)

Система охолодження IC01 (Захищена машина з само вентиляцією,вентилятор розташований на валу машини)

Виконання за способом монтажу IM1001 (машина з двома підшипниковими щитами на лапах з одним горизонтально спрямованим спрямованим циліндричним кінцем валу).

Клас нагрівостійкості ізоляції F

Визначити розрахункову потужність двигуна:

(2.1)

Визначити розрахункову довжину якоря:

(2.2)

 

Відношення розрахункової довжини сердечника до до діаметру якоря:

(2.3)

Полюсне ділення:

(2.4)

Окружна швидкість якоря:

(2.5)

Визначити частоту перемагнічування в якорі

(2.6)

 

 

Вибрати систему вентиляції машини.

Ефективна довжина сердечника якоря:

(2.7)

 

K₃=0,93 -Коефіцієнт заповнення сталі

Розрахункова ширина полюсного наконечника:

(2.8)

Магнітний потік в повітряному проміжку при номінальному навантаженні машини Ф_N,

(2.9)

Струм при номінальному навантаженні

(2.10)

Струм в обмотці якоря при номінальному навантаженні:

А

(2.11)

ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

 

Поточний ремонт двигуна

При проведенні часткової ревізії без розбирання двигуна виконують такі роботи: зовнішній огляд загального стану; огляд висновків, щіткового механізму, колекторів або контактних кілець, підшипників та інших частин; промивка підшипників ковзання і заповнення їх маслом; розтин підшипників кочення і перевірка наявності та якості в них мастила; перевірка стану ізоляції обмоток статора і ротора мегомметром; перевірка вільного обертання ротора; усунення незначних дефектів, виявлених під час ревізії. Ревізія двигуна з повним розбиранням повинна проводитися в сухому опалювальному приміщенні, обладнаному підйомними засобами.

Розбирання електродвигуна починають зі зняття напівмуфти, шківа або шестерні з кінця валу. Після цього підвішують і утримують на вазі підшипникові щити, відвертають болти торцевих кришок, щити виводять з заточення статора, а ротор опускають на расточку статора. При необхідності після зняття щитів проводиться виємка ротора. При огляді обмотки статора необхідно звернути увагу на справність кріплення окремих вузлів і лобових частин, а також на відсутність тріщин і пошкоджень ізоляції та стан раскліновкі обмоток. При виявленні ослаблених клинів слід встановити між клинами і обмоткою додаткові ізоляційні прокладки При огляді активної сталі статора і ротора перевіряють щільність опресування, надійність кріплення і відсутність корозії. Виявлені дефекти усувають, а расточки статора при необхідності покривають ізоляційним лаком.

Після усунення дефектів двигун збирають, перевіряють щупом повітряні зазори через отвори в щитах з обох торців статора. У машин постійного струму потужністю більше 3 кВт перевіряють якість пайки у «півниках», вимірюють падіння напруги між колекторними пластинами, з'ясовуючи причини падіння напруги вище норми. Для машин серійного виробництва розбіжність значень падіння напруги допускається не більше ніж на 10% від нормальної.

 

Капітальний ремонт двигунів

Капітальний ремонт виконують з повним розбиранням. Для розбирання двигун підвішують на гак підйомного пристрою за рими і переміщають на вільне місце або розгортають на фундаменті. Для надійної роботи напівмуфти в більшості випадків встановлюються з напруженою посадкою. Для цього діаметр отвору в напівмуфті має дорівнювати номінальному діаметру виступаючого кінця валу або перевищувати його не більше ніж на 0,03... 0,04 мм. Зняття напівмуфт зручніше за все робити знімачами. Установка напівмуфти на вал великих двигунів, як правило, проводиться з підігрівом її до температури 250℃, коли пруток з олова починає плавитися.

Після зняття напівмуфти заміряють зазори в підшипниках. Відхилення від середнього значення зазору не повинно перевищувати + 10%.

При відсутності крана чи монорейки виїмку і введення ротора в статор виконують при допомогою переносної балки що закріплюється на корпус двигуна за допомогою притиску. Балка укладається на опорні скоби, укріплені над римамі двигуна. Потім встановлюються притискні скоби і через отвори в опорних, притискних скобах і римах пропускаються штифти. Вкручуванні гвинти, упираються в балку, притискні скоби разом зі штифтами піднімають догори до тих пір, поки штифти не дістануться до верхньї частини рими, а балка та опорні скоби не пригорнуться до статору. Виїмка ротора здійснюється за допомогою двох ковзанок із тальрепамі. При огляді активної сталі статора слід переконатися в щільності пресування її, і перевірити міцність кріплення зажимів в каналах. При слабкому кріпленні виникає вібрація аркушів, яка призводить до руйнування міжлистової ізоляції сталі і потім до місцевого нагріванню її і обмотки. Вібруючими листами сталі зубців стирається ізоляція обмотки статора. Листи зубців від тривалої вібрації можуть обломитися у підстави і при випадінні зачепити ротор, врізатися в пазову ізоляцію обмотки статора до міді.

 

 

ВИСНОВОК

В загальній частині розглянуто принцип дії, будову та класифікацію двигунів постійного струму.

В розрахунковій частині було розраховано:

– основні розміри двигуна;

– розміри паза та зубця;

– колектор та вибрано щітки;

– магніторушійну силу холостого ходу;

– обмотки збудження;

– комутацію та додаткові полюси;

– втрати та ККД.

В технологічній частині розглянуто: організацію, поточний та капітальний ремонт двигунів постійного струму.

 

 

1. Андреев В. П.,. Сабинин Ю. А. Основы электропривода. Л. — М., Госэнергоиздат, 2005.

2. Башарин А. В., Голубев Ф. Н., Кепперман В. Г. Примеры расчетов автоматизированного электропривода. Л., «Энергия», 2008.

3. Сергеев П. С, Виноградов Н. В., Горя и нов Ф. А. Проектирование электрических машин. М., «Энергия», 2006.

4. Гейлер Л. Б. Электропривод в тяжелом машиностроении. М., Машгиз, 2000.

5. Голован А. Т. Основы электропривода. М. — Л., Госэнергоиздат, 2014.

6. Сандлер А. С. Электрооборудование производственных механизмов. М. Л., Госэнергоиздат, 2007.

7. Чиликин М. Г. Общий курс электропривода. М, «Энергия» 2001.

8. electricalschool.info

9. www.ets.ifmo.ru

10. h4e.ru

11. expert.ru

12. allbest.ru

13. www.electroengineer.ru

 

РЕФЕРАТ

Звіт про КП: 54с., 4 рис., 1 табл.,13 джерел

 

Ключові слова: ДВИГУН ПОСТІЙНОГО СТРУМУ, КОЛЕКТОР, ОБМОТКИ ЗБУДЖЕННЯ, ПОТУЖНІСТЬ, ВТРАТИ, РОЗРАХУНОК, НЕСПРАВНОСТІ, КЛАСИФІКАЦІЯ, ОБСЛУГОВУВАННЯ.

 

Мета курсового проектування – показати теоретичні знання та науково технічні навики та науково-технічні навички даного студента з даного предмету.

Об’єкт розробки – двигун постійного струму ПЛ-062. У курсовому проекті відповідно до завдання, приведений зовнішній вигляд, описано принцип дії та будову машини, приведена класифікація за даним типом, розраховано двигун, приведені можливі несправності, причини їх виникнення та способи усунення, описане міжремонтне обслуговування.

У курсовому проекті всі розрахунки приведені до дійсних стандартних одиниць системі СІ.

Розрахунки виконані за допомогою комп’ютерної програми MathCAD.

Пояснювальна записка виконана за допомогою комп’ютера в текстовому редакторі Word, згідно вимогам навчального процесу.

 

РЕФЕРАТ

Отчет о КП: 54 с., 4 Рис.,1 Табл., 13 Источников

 

Ключевые слова: ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА, КОЛЛЕКТОР, ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ, МОЩНОСТЬ, ПОТЕРИ, РАСЧЕТ, НЕИСПРАВНОСТИ, КЛАССИФИКАЦИЯ, ОБСЛУЖИВАНИЕ.

 

Цель курсового проектирования - показать теоретические знания и научно-технические навыки и научно-технические навыки данного студента по данному предмету.

Объект разработки - двигатель постоянного тока ВЛ-062. В курсовом проекте в соответствии с заданием, приведенный внешний вид, описан принцип действия и устройство машины, приведена классификация по данному типу, рассчитан двигатель, приведены возможные неисправности, причины их возникновения и способы устранения, описанное межремонтное обслуживания.

В курсовом проекте все расчеты приведены в настоящих стандартных единиц СИ.

Расчеты выполнены с помощью компьютерной программы MathCAD.

Пояснительная записка выполнена с помощью компьютера в текстовом редакторе Word, согласно требованиям учебного процесса.

ЗМІСТ

ВСТУП 9

1 ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА 10

1.1 Принцип роботи двигуна постійного струму 10

1.2 Будова двигуна постійного струму 11

1.3 Класифікація двигуна за вказаним типом 17

2 РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА 20

2.1 Розрахунок основних розмірів двигуна 20

2.2 Визначення розмірів паза і зубця 23

2.3 Розрахунок колектора і вибір щіток 28

2.4 Визначення магніторушійної сили(МРС) холостого ходу 33

2.5 Розрахунок обмотки збудження 39

2.6 Розрахунок комутації і лопаткових полюсів 42

2.7 Розрахунок втрати і ККД двигуна 47

3 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 50

3.1 Організація ремонту двигунів постійного струму 50

3.2 Поточний ремонт двигуна 51

3.3 Капітальний ремонт двигунів 52

4 ВИСНОВОК 53

5 СПИСОК ДЖЕРЕЛ ІНФОРМАЦІЇ 54

ДОДАТОК А

ДОДАТОК Б

 

 

ВСТУП

 

 

Електричні машини постійного струму широко застосовуються в різних галузях промисловості.

Значне поширення електродвигунів постійного струму пояснюється їх цінними якостями: високими пусковим, гальмівними та перевантажувальним моментами, порівняно високим швидкодією, що важливо при реверсуванні і гальмуванні, можливістю широкого і плавного регулювання частоти обертання. Електродвигуни постійного струму використовують для регульованих приводів, наприклад, для приводів різних верстатів і механізмів. Потужності цих електродвигунів досягають сотень кіловат. У зв'язку з автоматизацією управління виробничими процесами і механізмами розширюється область застосування малопотужних двигунів загального застосування потужністю від одиниць до сотень ват.

У залежності від схеми живлення, обмотки збудження машини постійного струму поділяються на кілька типів (з незалежним, паралельним, послідовним і змішаним збудженням).

Спочатку створювалися машини постійного струму. Надалі вони значною мірою були витіснені машинами змінного струму. Завдяки можливості плавного і економічного регулювання швидкості обертання двигуни постійного струму зберігають своє домінуюче значення на транспорті, для приводу металургійних верстатів, в кранових і підйомно-транспортних механізмах. У системах автоматики машини постійного струму використовують в якості виконавчих двигунів, двигунів для приводу стрічкопротяжних механізмів та електромашинних підсилювачів.

 

ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

Принцип роботи двигуна постійного струму

Відповідно до принципу оборотності електричних машин, спрощена модель (рисунок 1.1) може бути використана для забезпечення принципу дії двигуна. Для цього потрібно відключити навантаження генератора і підвести до щіток машини напругу від джерела постійного струму.

До щітки «а» підключити знак «+», а до щітки «в» «-», в обмотці якоря з’явиться струм. В результаті взаємодії цього струму з магнітним полем постійного магніту (обмотки збудження) з’являться електромагнітні сили, які створивши електромагнітний момент, почнуть обертати якір. При повороті якоря на 180° електромагнітні сили не змінять свого напряму, хоча провідники обмотки якоря поміняються місцями і виявляться під полюсами іншої полярності. Пояснюється це тим, що завдяки колектору одночасно з переходом провідника обмотки якоря із зони дії одного полюса в зону дії іншого, в ньому міняється і напрямок струму. Таким чином призначення в колектора і щіток, полягає в зміні напрямку струму в провідниках обмотки якоря при їх переході із зони магнітного полюса однієї полярності в зону полюса іншої полярності.

 

Рисунок 1.1- Спрощена модель принципу дії двигуна постійного струму

В процесі роботи електродвигуна постійного струму щітки, ковзаючи по поверхні колектора, що обертається, послідовно переходять з однієї пластини колектора на іншу. При цьому відбувається перемикання паралельних секцій обмотки якоря і зміна струму в них. Зміна струму відбувається в той час, коли виток обмотки замкнутий щіткою накоротко. Процес перемикання називаються комутацією.

У момент комутації в короткозамкнутій секції обмотки під впливом власного магнітного поля наводиться ЕРС самоіндукції. Результуюча ЕРС викликає в короткозамкнутій секції додатковий струм, який створює нерівномірний розподіл густини струму на контактній поверхні щіток. Ця обставина вважається основною причиною іскріння колектора під щіткою.

Якість комутації оцінюється за мірою іскріння під збігаючим краєм щітки і визначається по шкалі ступенів іскріння. Якщо збільшити число провідників в обмотці якоря і число пластин колектора, то обертання якоря двигуна стає стійким і рівномірним.

Принцип дії двигуна постійного струму заснований на законі Біо-Савара і Лапласа: при протіканні струм по провідниках обмотки якоря, які розміщені в магнітному полі, на них діють електромагнітні сили F, які утворюють обертовий момент двигуна.