Определение основных размеров двигателя постоянного тока.

 

Определение основных размеров двигателя (диаметра якоря D и длины якоря l_δ) является одним из важнейших этапов в ходе расчета двигателя, так как правильно выбранные размеры якоря обеспечивают требуемый тепловой режим, соответствующий выбранному классу нагревостойкости изоляции, и рациональное использование применяемых в машине материалов.

 

Ток якоря при нагрузке машины

А

 

где η - предварительное значение КПД электродвигателя, выбирается из диапазона от 0,6 до 0,75. Выбираем КПД равным 64%, т.е. η=0,64.

 

Электромагнитная мощность двигателя

 

Вт.

 

Диаметр якоря

м

 

Принимаем D=0,048 м.

где α_δ=0,647 - коэффициент полюсного перекрытия (его значе ние выбирают из диапазона 0,6-0,7);

В_δ=0,22 Тл - магнитная индукция в воздушном зазоре, принимается равной индукции магнита в оптимальной рабочей точке кривой размагничивания предварительно выбранной марки магнита (для феррит бариевых магнитов выбирают из диапазона 0,1-0,25 Тл);

А΄=80∙10² А/м - предварительное значение токовой линейной нагрузки, её значение выбирают из диапазона 7000-20000 А/м при кратковременном режиме работы двигателя;

λ=1,22 - отношение длины магнитопровода якоря к его диаметру, это значение выбирают из диапазона 0,5-1,8.

По приложению А из стандартного ряда размеров выбираем диаметр якоря D=0,048 м

 

Расчетная длина якоря

l_δ= λ∙D=1,22∙0,048=0,059

 

Окружная скорость вращения якоря

м/с

 

Полюсное деление

м

принимаем 2p=2

 

1.2.7 Расчетная ширина полюса (магнита)

Выбираем конструкцию полюса без полюсного наконечника

 

b_δ=b_м= α _δ ∙τ=0,647 ∙0,075=0,049 м

 

Частота перемагничивания стали якоря

Гц

 

1.3 Обмотка якоря

 

Для двухполюсной конструкции двигателя выбираем простую петлевую обмотку с числом параллельных ветвей 2а=2p

 

Предварительное общее число эффективных проводников обмотки якоря

 

принимаем =3088

 

Число пазов якоря

 

z=(3 - 4)∙D∙100=(3 - 4) ∙0,048∙100=14,4 – 19,2

 

принимаем z=19.

 

Число коллекторных пластин

 

k=2z=2∙19=38

 

Предварительное число витков в секции обмотки якоря

 

 

принимаем число витков в секции обмотки равное округленному значению, т.е. ω_с=40

 

Уточненное число проводников обмотки якоря

 

N=ω_с∙2∙k=40∙2∙38=3040

 

Число проводников обмотки якоря в пазу якоря

 

 

Уточненное значение токовой линейной нагрузки

 

при этом должно выполниться условие

 

 

 

0,016<0,1 - условие выполняется

 

Шаги обмотки якоря

 

а) первый частичный шаг

 

 

 

б) результирующий шаг

 

 

в) второй частичный шаг

 

y₂=y – y₁=37 – 19=18

 

г) шаг обмотки по пазам

 

 

 

Обмоточные шаги должны быть целыми числами. Укорочение шага ε и ε_к выбирают такими, чтобы шаги обмоток были целыми числами.

1.4 Размеры зубцов, пазов и пр оводов обмотки якоря

 

В двигателях малой мощности применяют полузакрытые пазы якоря круглой или овальной формы, форма приведена на рисунке 1.

Обмотку якоря электродвигателя постоянного тока малой мощности выполняют из круглого медного обмоточного провода с эмалевой изоляцией класса нагревостойкости B и F и укладывают в изолированные пазы якоря.

Выбираем для зубцового якоря проектируемого двигателя овальную форму паза. Якорь выбираем со скосом пазов для уменьшения шумности двигателя. Пазовая изоляция – изидофлекс толщиной 0,35∙10^{-3 м, то есть} b_из=0,35∙10^{-3 м.}

Принимаем волновую обмотку с круглыми проводами с эмалевой изоляции класса нагревостойкости B. Выбираем марку провода ПЭТВ ОСТ 160.505.001-74. Сердечник якоря выполняется шихтованным из листов электротехнической стали 2013 ГОСТ 21427.2-83 толщиной 0,5 мм.

 

2,5 2,2 0,5

 

0,8

 

Ø 5,1

Ø3,8

 

Рисунок 1 – Формы пазов якоря

 

Предварительное значение плотности тока в обмотки якоря.

При кратковременном режиме работы предварительное значение плотности тока в обмотки якоря выбирают из диапазона (5-20)∙10^6­ А/м²

Принимаем j΄=8∙10^6­ А/м^2­­

Сечение и диаметр провода обмотки якоря

 

а) предварительное значение площади поперечного сечения неизолированного провода

 

 

 

б) окончательное значение площади поперечного сечения g, диаметр неизолированного провода d, и диаметр изолированного провода d_из выбираем из таблицы Б2 приложения Б по предварительному значению площади поперечного сечения неизолированного провода.

 

g=0,0491∙10^-6­ м²

 

d= 0,25∙10^-3 м^­

d_из=0,285∙10^{-3 м}

1.4.3 Окончательна плотность в проводнике обмотки якоря

 

А/м²